CN110912062B - 一种防止输电线大幅振动的减振装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防止输电线大幅振动的减振装置，包括固定部、柔性梁、两个弹簧、两个移动板、两个质量块以及分别设置在柔性梁两末端的两个挡板；所述固定部的一端与输电线固定连接，另一端与柔性梁的中部固定连接，将柔性梁分为左、右两部分；所述两个移动板分别位于柔性梁的左、右两部分上，并能够在挡板与固定部之间移动；两个质量块分别与两个移动板固定连接，随着移动板一同在柔性梁上移动；所述两个弹簧分别套设在柔性梁的左、右两部分上，每个弹簧的一端与固定部的一端相连，另一端与移动板相连。本发明能够随着来流风速的变化而调节防振锤的固有频率。
Description
技术领域
本发明涉及电力输电系统设计领域，特别是一种防止输电线大幅振动的减振装置。
背景技术
输电系统中，输电线具有大跨、轻柔结构的特征，受风荷载的影响很大。在风荷载作用下，输电线可能产生大幅振动，这些大幅振动可能导致输电线疲劳破坏甚至断裂，影响输电线路的正常工作，进而造成国民经济损失，甚至威胁到国民人身安全。
目前的防振锤主要是线性设计，防振锤频率固定。根据振动力学理论，防振锤的固有频率一般按照与输电线一阶频率或二阶频率相等设计，从而达到对相应模态振动减振的目的。然而，输电线作为柔性结构，其频率受到风荷载的影响，特别是强风作用下，平均风阻力使得输电线产生较大的静位移，输电线内产生较大的附加张紧力，而这种张紧力会使得结构频率增加，变化后的频率与防振锤频率相差较大时，固定频率的防振锤吸振效果减弱或者失效。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种防止输电线大幅振动的减振装置，能够随着来流风速的变化而调节防振锤的固有频率。
本发明采用以下方案实现：一种防止输电线大幅振动的减振装置，包括固定部、柔性梁、两个弹簧、两个移动板、两个质量块以及分别设置在柔性梁两末端的两个挡板；
所述固定部的一端与输电线固定连接，另一端与柔性梁的中部固定连接，将柔性梁分为左、右两部分；
所述两个移动板分别位于柔性梁的左、右两部分上，并能够在挡板与固定部之间移动；两个质量块分别与两个移动板固定连接，随着移动板一同在柔性梁上移动；
所述两个弹簧分别套设在柔性梁的左、右两部分上，每个弹簧的一端与固定部的一端相连，另一端与移动板相连。
进一步地，所述移动板与柔性梁之间采用导轨连接，使得移动板能在柔性梁上滑动。
进一步地，所述移动板与柔性梁之间采用滚轮连接，使得移动板能在柔性梁上滑动。
进一步地，所述移动板为机翼型或纺锤形，使得移动板在风荷载作用下产生指向柔性梁中部的横向力，移动板在风荷载作用下移动，带动质量块移动，调节所述减振装置的质量重心。
进一步地，所述移动板的形状根据风洞实验确定，使得移动板在风载荷作用下产生指向柔性梁中部的横向力。
进一步地，所述移动板采用轻质玻璃板材料制作。
进一步地，所述柔性梁为表面光滑的方形钢板。
较佳的，所述固定部包括固定架、连杆与固定件，其中固定线夹主要是将防振锤与输电线紧密连接，保护输电线在振动过程中不受防振锤的振动而产生摩擦。固定线夹在通过连杆与弹性梁连接，位于柔性梁末端的挡板能够限制移动板不脱离柔性梁。
较佳的，在本发明中利用移动板在风荷载作用下改变移动质量块在柔性梁上的位置，使得计算频率时柔性梁的有效长度变化，其中质量块在柔性梁上的位置决定了柔性梁的有效长度，柔性梁的有效长度变化改变了防振锤的刚度，而防振锤刚度的改变引固有频率的改变。风速增大时两移动板距离减小，柔性梁有效长度减小，频率增加；风速减小时，两移动板距离增加，柔性梁有效长度增大，频率减小。
本发明的移动板根据钝体绕流气动特性设计外形，依靠气动力改变质量块的位置；复位弹簧的弹簧力与气动力平衡，确定质量块位置，进而确定该时刻防振锤的频率。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明的装置不仅能有效防止低风速下输电线振动疲劳破坏，而且可防止高风速下输电线的大幅振动。本发明中装置的频率可以随来流风速的变化而调节，从而保证减振装置的频率能够协调输电线的自振频率。
附图说明
图1为本发明实施例的减震装置示意图。
图2为本发明实施例的移动板三视图。
图3为本发明实施例的移动板与柔性梁的其中一种连接示意图。
图中，1为输电线，2为固定线夹，3为连杆，4为质量块，5为移动板，6为弹簧，7为柔性梁，8为固定件，9为挡板。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
如图1所示，本实施例提供了一种防止输电线大幅振动的减振装置，包括固定部（包括固定线夹2、连杆3与固定件8三部分）、柔性梁7、两个弹簧6、两个移动板5、两个质量块4以及分别设置在柔性梁两末端的两个挡板9；
所述固定部的一端与输电线1固定连接，另一端与柔性梁的中部固定连接，将柔性梁分为左、右两部分；
所述两个移动板分别位于柔性梁的左、右两部分上，并能够在挡板与固定部之间移动；两个质量块分别与两个移动板固定连接，随着移动板一同在柔性梁上移动；
所述两个弹簧分别套设在柔性梁的左、右两部分上，每个弹簧的一端与固定部的一端相连，另一端与移动板相连。
在本实施例中，所述移动板与柔性梁之间采用导轨连接，使得移动板能在柔性梁上滑动。
在本实施例中，所述移动板与柔性梁之间采用滚轮连接，使得移动板能在柔性梁上滑动。如图3所示，移动板与柔性梁之间用小滚轮连接，小滚轮可以固定在移动板上。
在本实施例中，所述移动板为机翼型或纺锤形，使得移动板在风荷载作用下产生指向柔性梁中部的横向力，移动板在风荷载作用下移动，带动质量块移动，调节所述减振装置的质量重心。其中，如图2所示，图2中移动板的形状为机翼型。
在本实施例中，所述移动板的形状根据风洞实验确定，使得移动板在风载荷作用下产生指向柔性梁中部的横向力。
在本实施例中，所述移动板采用轻质玻璃板材料制作。
在本实施例中，所述柔性梁为表面光滑的方形钢板。
较佳的，在本实施例中，所述固定部包括固定架、连杆与固定件，其中固定线夹主要是将防振锤与输电线紧密连接，保护输电线在振动过程中不受防振锤的振动而产生摩擦。固定线夹在通过连杆与弹性梁连接，位于柔性梁末端的挡板能够限制移动板不脱离柔性梁。
较佳的，本实施例利用移动板在风荷载作用下改变移动质量块在柔性梁上的位置，使得计算频率时柔性梁的有效长度变化，其中质量块在柔性梁上的位置决定了柔性梁的有效长度，柔性梁的有效长度变化改变了防振锤的刚度，而防振锤刚度的改变引固有频率的改变。风速增大时两移动板距离减小，柔性梁有效长度减小，频率增加；风速减小时，两移动板距离增加，柔性梁有效长度增大，频率减小。
本实施例的移动板根据钝体绕流气动特性设计外形，依靠气动力改变质量块的位置；复位弹簧的弹簧力与气动力平衡，确定质量块位置，进而确定该时刻防振锤的频率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (7)
1.一种防止输电线大幅振动的减振装置，其特征在于，所述减振装置为防振锤，包括固定部、柔性梁、两个弹簧、两个移动板、两个质量块以及分别设置在柔性梁两末端的两个挡板；
所述固定部的一端与输电线固定连接，另一端与柔性梁的中部固定连接，将柔性梁分为左、右两部分；
所述两个移动板分别位于柔性梁的左、右两部分上，并能够在挡板与固定部之间移动；两个质量块分别与两个移动板固定连接，随着移动板一同在柔性梁上移动；
所述两个弹簧分别套设在柔性梁的左、右两部分上，每个弹簧的一端与固定部的一端相连，另一端与移动板相连；
其中，移动板在风荷载作用下改变质量块在柔性梁上的位置，使得计算频率时柔性梁的有效长度变化，其中质量块在柔性梁上的位置决定了柔性梁的有效长度，柔性梁的有效长度变化改变了防振锤的刚度，而防振锤刚度的改变引起固有频率的改变；风速增大时两移动板距离减小，柔性梁有效长度减小，频率增加；风速减小时，两移动板距离增加，柔性梁有效长度增大，频率减小；
其中，移动板根据钝体绕流气动特性设计外形，依靠气动力改变质量块的位置；弹簧的弹簧力与气动力平衡，确定质量块位置，进而确定防振锤的频率；
其中，减振装置的频率随来流风速的变化而调节，从而保证减振装置的频率能够协调输电线的自振频率。
2.根据权利要求1所述的一种防止输电线大幅振动的减振装置，其特征在于，所述移动板与柔性梁之间采用导轨连接，使得移动板能在柔性梁上滑动。
3.根据权利要求1所述的一种防止输电线大幅振动的减振装置，其特征在于，所述移动板与柔性梁之间采用滚轮连接，使得移动板能在柔性梁上滑动。
4.根据权利要求1所述的一种防止输电线大幅振动的减振装置，其特征在于，所述移动板为机翼型或纺锤形，使得移动板在风荷载作用下产生指向柔性梁中部的横向力，移动板在风荷载作用下移动，带动质量块移动，调节所述减振装置的质量重心。
5.根据权利要求1所述的一种防止输电线大幅振动的减振装置，其特征在于，所述移动板的形状根据风洞实验确定，使得移动板在风荷载作用下产生指向柔性梁中部的横向力。
6.根据权利要求1所述的一种防止输电线大幅振动的减振装置，其特征在于，所述移动板采用轻质玻璃板材料制作。
7.根据权利要求1所述的一种防止输电线大幅振动的减振装置，其特征在于，所述柔性梁为表面光滑的方形钢板。
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