CN113266194A - 一种输电塔风振半主动减振控制装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种输电塔风振半主动减振控制装置，包括：隔材连接结构与减振控制结构；隔材连接结构包括：第一套筒、第二套筒、第一转轴、第二转轴；减振控制结构包括：结构主体、传感器、主控器、伸缩杆与隔板；第一套筒装于隔材上；第一转轴设于第一套筒上；第二套筒设于第一转轴上；第二转轴设于第二套筒上；结构主体设置于第二转轴上；结构主体内部设有空腔；隔板设置于空腔内，空腔内装有液体；伸缩杆装于结构主体上，且输出端与隔板连接，用于带动隔板活动；主控器设于结构主体上，且与杆电连接，用于控制伸缩杆的输出端伸缩；传感器设于输电塔的隔材上，且与主控器电连接。本申请可以实时实现对不同风速下输电塔的半主动减振控制。

Description

一种输电塔风振半主动减振控制装置

技术领域

本申请涉及输电线路装置技术领域，尤其涉及一种输电塔风振半主动减振控制装置。

背景技术

电力系统作为大型复杂生命线系统的重要组成部分，其安全性直接影响国家的生产建设和人民的生活秩序。若出现大电网事故不仅会给电力企业造成重大的经济损失，还会带来巨大的政治、经济影响，甚至会引起社会的混乱。由于输电塔具有轻质、高柔、小阻尼的特性，因此在强风作用下输电塔的结构会产生振荡，引起杆件屈曲甚至屈服，造成局部杆件破坏，输电塔的整个结构也有可能在风荷载作用下发生倒塌。因此，如何确保在风荷载作用下输电塔的安全性和可靠性，是输电塔结构设计和研究人员重视的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种输电塔风振半主动减振控制装置，用于提高输电塔在风荷载作用下的安全性和可靠性的问题。

为达到上述技术目的，本申请提供一种输电塔风振半主动减振控制装置，包括：隔材连接结构与减振控制结构；

所述隔材连接结构包括：第一套筒、第二套筒、第一转轴、第二转轴；

所述减振控制结构包括：结构主体、传感器、主控器、伸缩杆与隔板；

所述第一套筒安装于输电塔的隔材上；

所述第一转轴可转动设置于所述第一套筒上；

所述第二套筒设置于所述第一转轴上，且与所述第一转轴同步转动连接；

所述第二转轴可转动设置于所述第二套筒上；

所述第一转轴与第二转轴相互垂直；

所述结构主体设置于所述第二转轴上，且与所述第二转轴同步转动连接；

所述结构主体内部设置有空腔；

所述隔板可活动设置于所述空腔内，端沿与所述空腔的腔壁相互贴合，且所述隔板将所述空腔分隔为第一腔体与第二腔体；

所述第一腔体与所述第二腔体内均装有液体；

所述伸缩杆安装于所述结构主体上，且输出端与所述隔板连接，用于带动所述隔板活动从而调整所述第一腔体与第二腔体的大小；

所述主控器设置于所述结构主体上，且与所述伸缩杆电连接，用于控制所述伸缩杆的输出端伸缩；

所述传感器设置于输电塔的隔材上，且与所述主控器电连接，用于感应隔材的振动位移量后发送给所述主控器。

进一步地，所述隔板包括隔板主体、气泵与阻流片；

所述隔板主体可活动设置于所述空腔内，端沿与所述空腔的腔壁相互贴合，且所述隔板主体上设置有导流孔以及活动槽；

所导流孔两端分别连通所述第一腔体与第二腔体；

所述活动槽沿所述导流孔的径向贯穿所述导流孔；

所述阻流片设置于所述活动槽内，且可沿所述活动槽移动；

所述气泵设置于所述隔板主体上，且与所述阻流片和主控器均电连接，用于控制所述阻流片移动进而控制所述导流孔的开闭。

进一步地，所述导流孔具有多个；

所述隔板主体上的多个导流孔呈阵列均匀分布。

进一步地，所述第一套筒与所述第二套筒表面均覆盖有防腐涂料。

进一步地，所述隔板由轻型钢制成。

从以上技术方案可以看出，本申请提供一种输电塔风振半主动减振控制装置，包括：隔材连接结构与减振控制结构；所述隔材连接结构包括：第一套筒、第二套筒、第一转轴、第二转轴；所述减振控制结构包括：结构主体、传感器、主控器、伸缩杆与隔板；所述第一套筒安装于输电塔的隔材上；所述第一转轴可转动设置于所述第一套筒上；所述第二套筒设置于所述第一转轴上，且与所述第一转轴同步转动连接；所述第二转轴可转动设置于所述第二套筒上；所述第一转轴与第二转轴相互垂直；所述结构主体设置于所述第二转轴上，且与所述第二转轴同步转动连接；所述结构主体内部设置有空腔；所述隔板可活动设置于所述空腔内，端沿与所述空腔的腔壁相互贴合，且所述隔板将所述空腔分隔为第一腔体与第二腔体；所述第一腔体与所述第二腔体内均装有液体；所述伸缩杆安装于所述结构主体上，且输出端与所述隔板连接，用于带动所述隔板活动从而调整所述第一腔体与第二腔体的大小；所述主控器设置于所述结构主体上，且与所述伸缩杆电连接，用于控制所述伸缩杆的输出端伸缩；所述传感器设置于输电塔的隔材上，且与所述主控器电连接，用于感应隔材的振动位移量后发送给所述主控器。

通过在输电塔的隔材上安装减振控制结构，可以在输电塔风致振动时，通过结构主体内的液体晃动碰撞结构主体，为结构主体提供水压力从而吸收振动能量，且通过主控器可以根据传感器实时数据对隔板的位置进行调节从而调整第一腔体与第二腔体内液体的体积进而获得所需的碰撞力，实现对不同风速下输电塔的半主动减振控制，提高输电塔的抗风能力从而提高输电塔的安全性与稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种输电塔风振半主动减振控制装置的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种输电塔风振半主动减振控制装置中隔板的正视图；

图3为本申请实施例提供的一种输电塔风振半主动减振控制装置中隔板在阻流片封闭导流孔时的侧视透视图；

图4为本申请实施例提供的一种输电塔风振半主动减振控制装置中隔板在阻流片开启导流孔时的侧视透视图；

图中：1、隔材连接结构；11、第一套筒；12、第二套筒；13、第一转轴； 14、第二转轴；2、减振控制结构；21、结构主体；211、空腔；2111、第一腔体；2112、第二腔体；22、传感器；23、主控器；24、伸缩杆；25、隔板； 251、隔板主体；2511、导流孔；2512、活动槽；252、气泵；253、阻流片； 3、隔材；4、螺栓；5、液体。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请所请求保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请实施例公开了一种输电塔风振半主动减振控制装置。

请参阅图1，本申请实施例中提供的一种输电塔风振半主动减振控制装置，包括：隔材连接结构1与减振控制结构2；其中，隔材连接结构1包括：第一套筒11、第二套筒12、第一转轴13、第二转轴14；减振控制结构2包括：结构主体21、传感器22、主控器23、伸缩杆24与隔板25。

第一套筒11安装于输电塔的隔材3上，例如可以是通过螺栓4与隔材3 连接；第一转轴13可转动设置于第一套筒11上；第二套筒12设置于第一转轴13上，且与第一转轴13同步转动连接；第二转轴14可转动设置于第二套筒12上；第一转轴13与第二转轴14相互垂直；结构主体21设置于第二转轴14上，且与第二转轴14同步转动连接；通过第一转轴13与第二转轴14，可以控制减振控制结构的运动方向，实现对输电塔各个方向均具备控制作用从而适应不同风向下的减振需求。

结构主体21内部设置有空腔211；隔板25可活动设置于空腔211内，端沿与空腔211的腔壁相互贴合，且隔板25将空腔211分隔为第一腔体2111 与第二腔体2112；第一腔体2111与第二腔体2112内均装有液体5；伸缩杆 24安装于结构主体21上，且输出端与隔板25连接，用于带动隔板25活动从而调整第一腔体2111与第二腔体2112的大小；主控器23设置于结构主体21 上，且与伸缩杆24电连接，用于控制伸缩杆24的输出端伸缩；传感器22设置于输电塔的隔材3上，且与主控器23电连接，用于感应隔材3的振动位移量后发送给主控器23。

具体来说，关于输电塔的振动控制装置，按照是否需要外界能源输入，可以分为无能源输入的被动控制、全部能源输入的主动控制和少量能源输入半主动控制。虽然主动控制技术具有控制效果好、使用范围广等特点，但是由于在制动时需要大量的能量，在灾害性事件发生时不容易发挥其最佳控制效果。

在本实施例中，将减振控制结构2安装在隔材3上，隔材3因地震或风荷载作用而产生的振动会带动结构主体21一起运动，从而引起结构主体21 中液体5晃动，而液体5的晃动会对结构主体21产生动水压力，该动水压力又会反馈到隔材3上，进而实现对隔材3的减振作用。同时，主控器23可以根据传感器22感应到的振动位移量调节第一腔体2111与第二腔体2112内的液体5的体积进而得到所需的动水压力。

以上为本申请实施例提供的实施例一，以下为本申请提供的实施例二，具体请参阅图1至图4。

一种输电塔风振半主动减振控制装置，包括：隔材连接结构1与减振控制结构2；其中，隔材连接结构1包括：第一套筒11、第二套筒12、第一转轴13、第二转轴14；减振控制结构2包括：结构主体21、传感器22、主控器23、伸缩杆24与隔板25。第一套筒11安装于输电塔的隔材3上，例如可以是通过螺栓4与隔材3连接；第一转轴13可转动设置于第一套筒11上；第二套筒12设置于第一转轴13上，且与第一转轴13同步转动连接；第二转轴14可转动设置于第二套筒12上；第一转轴13与第二转轴14相互垂直；结构主体21设置于第二转轴14上，且与第二转轴14同步转动连接；结构主体21内部设置有空腔211；隔板25可活动设置于空腔211内，端沿与空腔 211的腔壁相互贴合，且隔板25将空腔211分隔为第一腔体2111与第二腔体2112；第一腔体2111与第二腔体2112内均装有液体5；伸缩杆24安装于结构主体21上，且输出端与隔板25连接，用于带动隔板25活动从而调整第一腔体2111与第二腔体2112的大小；主控器23设置于结构主体21上，且与伸缩杆24电连接，用于控制伸缩杆24的输出端伸缩；传感器22设置于输电塔的隔材3上，且与主控器23电连接，用于感应隔材3的振动位移量后发送给主控器23。

其中，隔板25可以水平设置，从而将空腔211分成位于上部的第一腔体 2111与位于下部的第二腔体2112；在隔板25沿腔体211移动时，可以直接改变第一腔体2111与第二腔体2112内部液体5的高度，进而得到更好的动水压力反馈。相应地，第一腔体2111内可以有部分气体，不需填满液体。

进一步地，隔板25包括隔板主体251、气泵252与阻流片253；隔板主体251可活动设置于空腔211内，端沿与空腔211的腔壁相互贴合，且隔板主体251上设置有导流孔2511以及活动槽2512；导流孔2511两端分别连通第一腔体2111与第二腔体2112；活动槽2512沿导流孔2511的径向贯穿导流孔2511；阻流片253设置于活动槽2512内，且可沿活动槽2512移动；气泵 252设置于隔板主体251上，且与阻流片253和主控器23均电连接，用于控制阻流片253移动进而控制导流孔2511的开闭。

具体来说，隔板25与空腔211之间可以是密封连接，在主控器23要对隔板25的位置进行控制时，设置气泵252、阻流片253配合使得导流孔2511 开启，连通第一腔体2111与第二腔体2112，使得隔板25的移动更加顺畅；在不需隔板25移动时，将导流孔2511关闭，使得隔板25不易于空腔211内移动进而液体5的动水压力保持稳定。

进一步地，隔板主体251上的多个导流孔2511呈阵列均匀分布，使得隔板主体251沿空腔211移动时各个位置的受力均匀，隔板不易倾斜。

进一步地，第一套筒11与第二套筒12表面均覆盖有防腐涂料，提高装置的耐久性。

进一步地，隔板25由轻型钢制成，表面也涂有防腐涂料，整体轻便易于控制。

以上为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种输电塔风振半主动减振控制装置，其特征在于，包括：隔材连接结构与减振控制结构；

所述隔材连接结构包括：第一套筒、第二套筒、第一转轴、第二转轴；

所述减振控制结构包括：结构主体、传感器、主控器、伸缩杆与隔板；

所述第一套筒安装于输电塔的隔材上；

所述第一转轴可转动设置于所述第一套筒上；

所述第二套筒设置于所述第一转轴上，且与所述第一转轴同步转动连接；

所述第二转轴可转动设置于所述第二套筒上；

所述第一转轴与第二转轴相互垂直；

所述结构主体设置于所述第二转轴上，且与所述第二转轴同步转动连接；

所述结构主体内部设置有空腔；

所述隔板可活动设置于所述空腔内，端沿与所述空腔的腔壁相互贴合，且所述隔板将所述空腔分隔为第一腔体与第二腔体；

所述第一腔体与所述第二腔体内均装有液体；

所述伸缩杆安装于所述结构主体上，且输出端与所述隔板连接，用于带动所述隔板活动从而调整所述第一腔体与第二腔体的大小；

所述主控器设置于所述结构主体上，且与所述伸缩杆电连接，用于控制所述伸缩杆的输出端伸缩；

所述传感器设置于输电塔的隔材上，且与所述主控器电连接，用于感应隔材的振动位移量后发送给所述主控器。

2.根据权利要求1所述的输电塔风振半主动减振控制装置，其特征在于，所述隔板包括隔板主体、气泵与阻流片；

所述隔板主体可活动设置于所述空腔内，端沿与所述空腔的腔壁相互贴合，且所述隔板主体上设置有导流孔以及活动槽；

所导流孔两端分别连通所述第一腔体与第二腔体；

所述活动槽沿所述导流孔的径向贯穿所述导流孔；

所述阻流片设置于所述活动槽内，且可沿所述活动槽移动；

所述气泵设置于所述隔板主体上，且与所述阻流片和主控器均电连接，用于控制所述阻流片移动进而控制所述导流孔的开闭。

3.根据权利要求2所述的输电塔风振半主动减振控制装置，其特征在于，所述导流孔具有多个；

所述隔板主体上的多个导流孔呈阵列均匀分布。

4.根据权利要求1所述的输电塔风振半主动减振控制装置，其特征在于，所述第一套筒与所述第二套筒表面均覆盖有防腐涂料。

5.根据权利要求1所述的输电塔风振半主动减振控制装置，其特征在于，所述隔板由轻型钢制成。

Images