CN112332352B - 一种可变阻尼握力的复合型抑制舞动间隔棒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变阻尼握力的复合型抑制舞动间隔棒，包括第一箱体，第一箱体上下两端均固设第二箱体，第一箱体两侧固设非阻尼持线臂，第二箱体内设置持线臂阻尼单元，持线臂阻尼单元两侧均设置弹性元件，持线臂阻尼单元可沿第一箱体外壁摆动，同时弹性元件提供阻尼消减振动。

Description

一种可变阻尼握力的复合型抑制舞动间隔棒

技术领域

本发明属于电力金具设备、输电线路减振技术领域，具体涉及一种可变阻尼握力的复合型抑制舞动间隔棒。

背景技术

输电线在遇到大风雨或者其他恶劣天气条件时就会产生较大的舞动现象，线路舞动会导致线路跳闸，进而引起电气故障，除此之外还会造成金具、绝缘子、跳线损坏，导线断股、断线，塔材、基础受损，螺栓松动脱落等严重的机械损伤，从而引起严重的送电事故。间隔棒是安装在输电线路分裂导线上的必备构件。输电线路分裂导线间隔棒的主要用途是限制子导线之间的相对运动和在正常运行情况下保持分裂导线的几何形状。同时，安装间隔棒对次档距的振荡和微风振动也可起到一定的抑制作用。

输电线路使用的间隔棒主要分为阻尼型和非阻尼型两种，非阻尼型间隔棒的消震性能较差，可用于不易产生振动地区的线路或用作跳线间隔棒。而目前的大多数阻尼型间隔棒在间隔棒活动关节处利用橡胶作阻尼材料来消耗导线的振动能量。发明人发现，传统的采用橡胶消除线路震荡耗能形式单一，不能实现多种形式的耗能减振，防舞动效果有限。在室外工作环境下，橡胶产品易产生腐蚀和老化，使金具与导线之间摩擦加大，容易造成断线和掉线，发生电力故障。

发明内容

针对现有技术存在的不足，针对输电线路风荷载等作用下的舞动现象，本发明的目的是提供一种可变阻尼握力的复合型抑制舞动间隔棒，该间隔棒减振效果明显、构造简单，可以保证输电线路的正常运行。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种可变阻尼握力的复合型抑制舞动间隔棒，包括第一箱体，第一箱体上下两端均固设第二箱体，第一箱体两侧固设非阻尼持线臂，第二箱体内设置持线臂阻尼单元，持线臂阻尼单元两侧均设置弹性元件，持线臂阻尼单元可沿第一箱体外壁摆动，同时弹性元件提供阻尼消减振动。

作为进一步的技术方案，所述持线臂阻尼单元与阻尼持线臂连接，阻尼持线臂延伸至第二箱体外；所述第二箱体设有长条形开口以供阻尼持线臂穿过。

作为进一步的技术方案，所述持线臂阻尼单元包括阻尼筒，阻尼筒具有内部空腔，其内部空腔充满粘性阻尼液，且内部空腔设有多个质量颗粒。

作为进一步的技术方案，所述第一箱体外壁对应于阻尼筒处设有滑轨，阻尼筒设置凹槽与滑轨滑动配合，以使阻尼筒沿滑轨滑动。

作为进一步的技术方案，所述第二箱体内中部均沿径向设置隔板，隔板将第二箱体均分隔成至少两个独立的空间，每一空间内均设置持线臂阻尼单元。

作为进一步的技术方案，所述第一箱体和第二箱体均为封闭式结构，且二者均具有内部空腔；第一箱体的纵截面为圆形，第二箱体的纵截面为扇环形。

作为进一步的技术方案，所述第一箱体内部设置内部耗能减振装置，内部耗能减振装置包括附于第一箱体内壁的弹性橡胶板，弹性橡胶板围成的空间内设置多个金属球。

作为进一步的技术方案，所述弹性橡胶板内侧附有粘弹性材料，金属球外部附有粘弹性材料。

作为进一步的技术方案，位于下端的第二箱体底部设有重锤。

作为进一步的技术方案，所述第二箱体在第一箱体上下两端对称布设，非阻尼持线臂在第一箱体两侧对称布设，且非阻尼持线臂设置于第二箱体之间。

本发明的工作原理如下：

输电线受到外部荷载作用发生舞动时带动间隔棒振动，当间隔棒发生平面内振动时第一箱体内部的金属球在间隔棒平面内运动，金属球之间以及金属球与第一箱体内侧粘弹性材料相互碰撞摩擦，使间隔棒在平面内振动产生的机械能转换为热能耗散，从而达到间隔棒平面内耗能减振的目的；

当间隔棒夹持的分裂导线发生震荡时，分裂导线会将振动传送至持线臂，带动持线臂在间隔棒平面内转动，非阻尼持线臂相对静止，阻尼持线臂与持线臂阻尼单元固接，带动阻尼筒沿滑轨左右滑动，阻尼筒挤压其左右两侧的弹簧，弹簧提供阻尼，能够消减持线臂的振动，阻尼筒运动时，其中的质量颗粒在粘性阻尼液体中运动耗能或质量颗粒之间碰撞耗能，消减运动产生的能量，从而达到控制间隔棒在其平面内转动的作用。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

本发明的间隔棒，在第一箱体上下两端均设置第二箱体，第二箱体内设置持线臂阻尼单元，在夹持的分裂导线发生震荡时，持线臂阻尼单元会发生摆动，而由持线臂阻尼单元两侧弹性元件的设置，可以提供阻尼以消减持线臂的振动。

本发明的间隔棒，持线臂阻尼单元的阻尼筒内设置粘性阻尼液和质量颗粒，质量颗粒在粘性阻尼液体中运动耗能或质量颗粒之间碰撞耗能，消减阻尼筒运动产生的能量，从而实现控制间隔棒在其平面内转动。

本发明的间隔棒，弹簧为持线臂阻尼单元提供的弹力与阻尼单元的位移成正比，位移越大弹力越大；持线臂阻尼单元内部的金属小球在粘滞液体中运动时，速度越大，液体阻尼力越大。以上两部分结构配合实现间隔棒阻尼握力可变，从而使间隔棒实现更高效的减振控制。

本发明的间隔棒，第一箱体内设置内部耗能减振装置，金属球之间以及金属球与第一箱体内侧粘弹性材料相互碰撞摩擦，使间隔棒在平面内振动产生的机械能转换为热能耗散，从而实现间隔棒平面内耗能减振。

本发明的间隔棒，采用被动减振控制的形式，有效避免了在输电线路防舞动中输电线电流对半主动及主动控制电磁装置的影响。装置原理简单，工作高效，试用环境广泛。

本发明可实现间隔棒平面内各个方向以及扭转振动，能够充分吸收导线振动产生的能量，有效防止导线舞动现象的发生，从而避免导线疲劳破坏。

本发明构造简单，维护方便，效果明显，可用于输电线防舞动，保证结构的安全性和耐久性。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的间隔棒示意图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是阻尼持线臂与下侧箱体配合示意图；

图中：1-1上侧箱体，1-2下侧箱体，1-3阻尼持线臂开孔，2隔板，3中部箱体，4阻尼持线臂，4-1夹持主臂，4-2夹持辅臂，4-3 螺栓，5弹性橡胶板，6-1金属球,6-2环氧树脂胶膜，7阻尼筒，7-1 粘性阻尼液，7-2质量颗粒，8弹簧，9-1滑轨，9-2T型凹槽，10 非阻尼持线臂，11重锤。

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中如出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种可变阻尼握力的复合型抑制舞动间隔棒，该间隔棒在水平向减振方面采用金属球碰撞耗能，将振动产生的机械能转化为热能耗散，在扭转振动方面采用持线臂耗能单元的减振控制方式，实现防舞动减振控制。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种可变阻尼握力的复合型抑制舞动间隔棒，主要包括上中下三部分箱体、阻尼持线臂4、非阻尼持线臂10、持线臂阻尼单元和内部耗能减振装置。

如图1所示，整体间隔棒分为上中下三部分：上侧箱体1-1(即第二箱体)、中部箱体3(即第一箱体)、下侧箱体1-2(即第二箱体)，上侧箱体、下侧箱体、中部箱体均为封闭式结构，且三者均具有内部空腔。

中部箱体的纵截面为圆形，上侧箱体和下侧箱体的纵截面均为扇环形，上侧箱体、下侧箱体分别相对连接于中部箱体的上下两侧，上侧箱体、下侧箱体二者均固定于中部箱体外周，且二者在周向上具有一定间隙。

中部箱体3内部空腔设置内部耗能减振装置，内部耗能减振装置包括附于中部箱体3内壁的弹性橡胶板5，弹性橡胶板5的纵截面也为圆形，弹性橡胶板5内侧附有粘弹性材料；

中部箱体内壁四周及前后两侧均附有弹性橡胶板5，橡胶板内侧的粘弹性材料可以采用环氧树脂胶膜，弹性橡胶板5厚度不小于 60mm。

弹性橡胶板围成的空间内有数个金属球6-1，金属球6-1外部同样附有粘弹性材料，粘弹性材料采用环氧树脂胶膜6-2。

本实施例汇总，金属球6-1的直径不大于10mm。

中部箱体3密封，可以减轻环境因素对其内部弹性橡胶板侵蚀，从而延长间隔棒使用寿命。

两个非阻尼持线臂10固接在中部箱体3左右两侧并对称分布，即非阻尼持线臂连接于中部箱体外周上侧箱体、下侧箱体之间的间隙处。非阻尼持线臂10包括一直杆段，直杆段一端与中部箱体侧壁连接，直杆段另一端设置圆环形结构。

上侧箱体和下侧箱体内设有持线臂阻尼单元，持线臂阻尼单元与阻尼持线臂4连接，阻尼持线臂延伸至上侧箱体、下侧箱体外。

如图1、图3所示，阻尼持线臂包括夹持主臂4-1、夹持辅臂4-2，夹持主臂一端与持线臂阻尼单元连接，夹持主臂另一端设置为弧形与夹持辅臂通过螺栓4-3固定连接，夹持辅臂为弧形，夹持辅臂和夹持主臂的弧形端围成圆形。

持线臂阻尼单元包括阻尼筒7，阻尼筒7的纵截面也为扇环形，阻尼筒具有内部空腔，其内部空腔充满粘性阻尼液7-1，同时其内部设有质量颗粒7-2。质量颗粒7-2为具有一定质量的球状颗粒。

阻尼筒7内部密封，粘性阻尼液可以采用粘滞油液，具有较宽的工作温度域，以适应不同的工作环境。

质量颗粒7-2直径不大于5mm，采用钢、铜、铅等质量密度较大的金属，可选用直径相同或不同的颗粒进行填充。

夹持主臂4-1与阻尼筒7外侧固接，中部箱体外壁对应于阻尼筒 7内侧设有滑轨9-1，阻尼筒7可沿滑轨滑动。滑轨9-1为弧形，布设于中部箱体外周。

阻尼筒7左右两端连有弹簧8(即弹性元件)，弹簧与上下两侧的箱体内壁固接，由此阻尼筒可在上下两侧的箱体内沿滑轨以弧形摆动。

在间隔棒发生扭转时，阻尼持线臂随阻尼筒沿滑轨发生摆动，阻尼筒挤压左右两侧的弹簧，弹簧可制成阻尼筒恢复至原位。

本实施例中，阻尼持线臂4对称分布有4个，阻尼筒也对应设置4个，其中两个阻尼筒设置于上侧箱体内，另两个阻尼筒设置于下侧箱体内，上侧箱体、下侧箱体内中部均沿径向设置隔板2，隔板2与箱体固接，隔板将两箱体均分隔成两个独立的空间，每一空间内设置一阻尼筒，隔板2与阻尼筒之间的弹簧固接在隔板上。

如图2所示，中部箱体3与上下两侧箱体接触面外侧设置的滑轨呈T型，对应阻尼筒7底部设置T型凹槽9-2，滑轨与T型凹槽9-2 滑动配合，以限制阻尼筒7沿其弧形运动。

如图3所示，下侧箱体1-2下壁处设有阻尼持线臂开孔1-3，阻尼持线臂4穿过阻尼持线臂开孔1-3与阻尼筒7固接，阻尼持线臂开孔1-3为长矩形开口，以使阻尼持线臂可随阻尼筒的弧形摆动而摆动。上侧箱体上壁同样设有阻尼持线臂开孔以供阻尼持线臂穿过。

下侧箱体1-2外侧下部设有重锤11，重锤由高质量密度材料制成，在间隔棒发生扭转时，通过重锤可以使间隔棒恢复至原始状态。

所有箱体及隔板均由轻质合金制成，以减轻间隔棒自身质量对输电线弧垂的影响。

本发明中的阻尼持线臂及持线臂阻尼单元不局限于4个，持线臂夹持分裂导线，将分裂导线形成一个整体，从而提高输电线路的整体性。

本发明的间隔棒的工作原理为：

输电线受到外部荷载作用发生舞动时带动间隔棒振动，当间隔棒发生XY平面内水平振动时，带动中部箱体3内部的金属球6-1在中部箱体3内运动，金属球6之间以及金属球与中部箱体3内侧附有的粘弹性材料相互碰撞摩擦，使间隔棒在平面内振动产生的机械能转换为热能耗散，从而达到间隔棒平面内耗能减振的目的；

当间隔棒发生XY平面内的扭转运动时，非阻尼持线臂10相对间隔棒静止，线缆带动阻尼持线臂4在间隔棒平面内转动，阻尼持线臂 4与持线臂阻尼单元固接，带动阻尼筒7沿滑轨9-1左右滑动，阻尼筒7挤压其左右两侧的弹簧8，弹簧8提供阻尼，能够消减持线臂的振动；同时，阻尼筒7运动时，其内部的质量颗粒7-2在粘性阻尼液 7-1中运动耗能或质量颗粒7-2之间碰撞耗能，消减运动产生的能量，从而达到控制间隔棒在其平面内扭转运动的作用。

本发明的间隔棒，弹簧为持线臂阻尼单元提供的弹力与阻尼单元的位移成正比，位移越大弹力越大；持线臂阻尼单元内部的金属小球在粘滞液体中运动时，速度越大，液体阻尼力越大。以上两部分结构配合实现间隔棒阻尼握力可变，从而使间隔棒实现更高效的减振控制。

本发明的间隔棒，相比其他输电线防舞动间隔棒而言，基于被动控制理论采用全被动耗能减振形式，原理简单，有效避免了半主动控制以及主动控制在输电线防舞动控制方面的限制，和其他复杂减振耗能形式效率低的问题。

本发明构造方便，简单可行，造价经济，可实现各个方向的减振控制，减振效果明显，具有广泛的应用前景。

本发明结合被动控制技术理论，在水平向减振方面金属球碰撞耗能，将振动产生的机械能转化为热能耗散，在扭转振动方面采用持线臂耗能单元的减振控制方式，实现防舞动减振控制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可变阻尼握力的复合型抑制舞动间隔棒，其特征是，包括第一箱体，第一箱体上下两端均固设第二箱体，所述第一箱体和第二箱体均为封闭式结构，且二者均具有内部空腔，第一箱体两侧固设非阻尼持线臂，第二箱体内设置持线臂阻尼单元，持线臂阻尼单元两侧均设置弹性元件，持线臂阻尼单元可沿第一箱体外壁摆动，同时弹性元件提供阻尼消减振动；

所述持线臂阻尼单元与阻尼持线臂连接，阻尼持线臂延伸至第二箱体外；所述第二箱体设有长条形开口以供阻尼持线臂穿过；

所述持线臂阻尼单元包括阻尼筒，阻尼筒具有内部空腔，其内部空腔充满粘性阻尼液，且内部空腔设有多个质量颗粒；

所述第一箱体外壁对应于阻尼筒处设有滑轨，阻尼筒设置凹槽与滑轨滑动配合，以使阻尼筒沿滑轨滑动；

所述第一箱体内部设置内部耗能减振装置，内部耗能减振装置包括附于第一箱体内壁的弹性橡胶板，弹性橡胶板围成的空间内设置多个金属球。

2.如权利要求1所述的间隔棒，其特征是，所述第二箱体内中部均沿径向设置隔板，隔板将第二箱体均分隔成至少两个独立的空间，每一空间内均设置持线臂阻尼单元。

3.如权利要求1所述的间隔棒，其特征是，第一箱体的纵截面为圆形，第二箱体的纵截面为扇环形。

4.如权利要求1所述的间隔棒，其特征是，所述弹性橡胶板内侧附有粘弹性材料，金属球外部附有粘弹性材料。

5.如权利要求1所述的间隔棒，其特征是，位于下端的第二箱体底部设有重锤。

6.如权利要求 1所述的间隔棒，其特征是，所述第二箱体在第一箱体上下两端对称布设，非阻尼持线臂在第一箱体两侧对称布设，且非阻尼持线臂设置于第二箱体之间。

Images