CN113883220A - 一种支柱类电气设备减隔震系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种支柱类电气设备减隔震系统，其包括上连接板、下连接板，上连接板下端面固接有球头，下连接板上端面固接有与球头嵌合适配的球套，球头球弧面上设置有多个以球头中轴线呈等间距圆周阵列分布的且内部填充有缓冲介质的气囊；上连接板和下连接板之间设置有多个与多个气囊一一对应的减震组件，减震组件包括内部填充有缓冲介质的减震缸和滑动设置在减震缸内的减震杆；下连接板上设有用于与气囊和对应的减震缸空腔均连通的联动减震装置，联动减震装置设有多个且与多个气囊一一对应；当减震杆向减震缸深处滑动时通过联动减震装置驱使对应的气囊膨胀。本申请具有能为支柱类电气设备提供多向且持续的减隔震效果。

Description

一种支柱类电气设备减隔震系统

技术领域

本申请涉及电力设施安装领域，尤其是涉及一种支柱类电气设备减隔震系统。

背景技术

在目前的配电设施中，变电站/换流站内60％以上的关键设备为支柱类电气设备(如避雷器、互感器等)，为保证绝缘性能，支柱类电气设备通常采用瓷质材料，而为满足电气间隙要求支柱类电气设备在结构上细而高，设计制造时难以兼顾抗震性能，因此支柱类电气设备在遇地震或振动时极易受损。

同时支柱类电气设备还会受到大风影响，且要进行开关开合闸等动作，这些均会造成支柱类电气设备受力及振动，尤其是在北方寒冷地区，支柱类电气设备上连接的线缆通常或挂上冰棱，会加剧支柱类电气设备的振动现象。现有技术一般采用基于铅合金变形耗能的减震装置，将支柱类电气设备与基座进行连接来实现减震，但是形变后的铅合金无法二次实用，难以适用于振动频发的现象。

相关技术中申请号为CN201711132618.3的中国专利，提出了一种减震装置，包括水平设置的上连接板和下连接板，以及竖直设于上下连接板之间的减震组件；所述上下连接板间为可自由转动的凹凸配合接触面；所述上下板间凹凸部分的外侧设置所述减震组件；上下连接板之间的凹凸接触面呈球面设置。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：上连接板和下连接板之间虽然设置有球面结构来实现支柱类电气遇震时的多向转动、再通过减振装置的变形耗能来削弱振动能量，但是往往在地震时或者恶劣气候影响下产生的振动多为连续性且振动方向多变，上述相关技术显然无法对支柱类电气设备产生持续有效的减隔震作用。

发明内容

为了改善相关技术难以应对连续且方向多变的震动而实现对支柱类电气设备的防护问题，本申请提供一种支柱类电气设备减隔震系统。

本申请提供的一种支柱类电气设备减隔震系统采用如下的技术方案：

一种支柱类电气设备减隔震系统，包括用于与支柱类电气设备连接的上连接板、用于连接底座的下连接板，所述上连接板和所述下连接板球铰接，所述上连接板下端面固接有球头，所述下连接板上端面固接有与所述球头嵌合适配的球套，所述球头球弧面上设置有多个以所述球头中轴线呈等间距圆周阵列分布的且内部填充有缓冲介质的气囊；

所述上连接板和所述下连接板之间设置有多个与多个所述气囊一一对应的减震组件，所述减震组件包括分别与所述上连接板和所述下连接板铰接的减震杆和内部填充有缓冲介质的减震缸，所述减震杆滑动设置在所述减震缸内；

所述下连接板上还设有用于与所述气囊和对应的所述减震缸空腔均连通的联动减震装置，所述联动减震装置设有多个且与多个所述气囊一一对应；当所述减震杆向所述减震缸深处滑动时通过所述联动减震装置驱使对应的所述气囊膨胀。

通过采用上述技术方案，将支柱类电气设备安装至上连接板上后，遇地震或外部扰动驱使支柱类电气设备晃动时，上连接板通过球头与球座的球铰接在下连接板上摇摆，从而驱使对应方向的减震杆在减震缸内滑动，该减震缸内的缓冲介质首先被压缩可起到一定的缓冲作用、以提高对支柱类电气设备的减隔震性能，以球头中轴线呈等间距圆周阵列分布的减震组件能实现对支柱类电气设备多向、多角度的减隔震效果；随后在减震杆向减震缸深处滑动时通过联动减震装置驱使对应的气囊膨胀，可使支柱类电气设备在受震时朝某一方向倾斜后，使得本申请既能起到一定缓冲作用，其次还能实现一定程度的倾斜姿态复原，从而在应对连续且方向多变的震动时，本申请能为支柱类电气设备提供多向且持续的减隔震效果。

可选的，所述联动减震装置包括内部填充有缓冲介质的缓冲缸、与所述缓冲缸两端分别连通的第一介质管和第二介质管；

所述第一介质管远离所述缓冲缸的一端与所述气囊连通，所述第二介质管远离所述缓冲缸的一端与所述减震缸远离所述减震杆的一端连通；

所述缓冲缸内设置有用于减缓缓冲介质流动速度的缓冲机构。

通过采用上述技术方案，地下震动或外部振动传递至下连接板或上连接板时，上连接板和下连接板某一些方向上的间距减小，对应方位的减震杆在减震缸内滑动，压动减震缸内的缓冲介质通过第二介质管流通至缓冲缸中，并推动缓冲缸内的缓冲介质流动，而设置在缓冲缸内的缓冲机构能对缓冲缸内的缓冲介质的流速起到减缓作用，从而对减震杆在减震缸内的瞬间滑动起到缓冲作用；随着减震杆在减震缸内的继续深入，缓冲缸内的缓冲介质进一步流通至气囊中，使得气囊膨胀可对球头及其上的上连接板进行复位；实现了本申请对支柱类电气设备的两段式减隔震、复位效果，抗震能力更强。

可选的，所述缓冲机构包括设置在所述缓冲缸内的缓冲活塞，所述缓冲活塞端部贯穿开设有多个缓冲孔。

通过采用上述技术方案，缓冲缸内的缓冲介质在减震缸和气囊之间流通时，需要通过缓冲活塞处的多个缓冲孔，从而对缓冲介质的流通速度起到有效的减缓效果，能对减震杆在减震缸内的瞬间滑动起到有效的缓冲效果，即可对瞬时地震及瞬时外界振动起到有效防护效果。

可选的，所述缓冲孔两开口端均呈扩口状。

通过采用上述技术方案，缓冲介质在缓冲缸内双向流通时，通过沿流向先收口再扩口的设置，能对缓冲介质的流动速度起到有效的减缓效果。

可选的，所述缓冲缸内壁上设置有两个限位件，所述缓冲活塞位于两个所述限位件之间，两个所述限位件之间的间距大于所述缓冲活塞厚度。

通过采用上述技术方案，设置限位件后，当缓冲缸内缓冲介质流通时，首先推动缓冲活塞在两个限位件之间滑动，此时缓冲活塞两侧的缓冲介质量不会发生较大变化，因此气囊不会膨胀并推动上连接板在下连接板上复原，也即上连接板存在一定的复原滞后效果，预留了一定的振动能量传递及耗散时差，以防上连接板上的支柱类电气设备受振动倾斜后气囊立即对其进行姿态复原而导致的支柱类电气设备结构损害；当缓冲活塞在缓冲介质的推动下抵紧在限位件上后，缓冲活塞无法继续运动，从而被推压的缓冲介质自缓冲活塞上的缓冲孔流通至气囊中并使气囊膨胀，此时上连接板才在气囊膨胀的作用下驱使倾斜后的上连接板复原，可有效确保联动减震装置在驱使气囊膨胀以使上连接板复位时对上连接板上支柱类电气设备的有效防护效果。

可选的，所述缓冲活塞与所述限位件之间设置有弹性件。

通过采用上述技术方案，缓冲活塞在两个限位件之间滑动时，弹性件产生形变也能吸收一定的能量，进一步提高了本申请的减隔震效果。

可选的，所述缓冲缸上设置有用于调节所述限位件在所述缓冲缸中位置的调节组件。

通过采用上述技术方案，调节组件调节限位件在缓冲缸内的位置后，使得缓冲活塞受缓冲介质推动运动至与缓冲件抵接的形成发生变化，可对气囊驱使上连接板复原的反应时长进行调整，利于在不同地貌或气候环境下本申请高效减隔震效果的适应度。

可选的，所述调节组件包括密封滑动设置在所述缓冲缸端部的滑杆，所述滑杆一端与所述限位件固接、另一端延伸至所述缓冲缸外部，所述缓冲缸端部设有用于锁止所述滑杆于任意位置的锁止件。

通过采用上述技术方案，解除锁止件对滑杆的锁止，沿缓冲缸轴向滑动滑杆可对限位件在缓冲缸中的位置进行便捷调整，调整完成后，再通过锁止件进行锁止，能在不同的需求下对上连接板复原反应时长进行便捷调整。

可选的，所述球套的内球弧壁贴合有耐磨层。

通过采用上述技术方案，球头与球头球铰接后，球头与球套需承担一定的承载力，使得球头与球套发生相对转动时，对球头和球套的磨损较为严重，设置耐磨层之后能有效改善这一问题。

可选的，所述缓冲缸侧壁连接有泄压管，所述泄压管上设置有泄压阀。

通过采用上述技术方案，在夏季或者室外温度过高的时候，缓冲介质容易发生一定体积变化，致使缓冲缸内压力增大，影响上连接板复原灵敏度，设置泄压管和泄压阀后可对缓冲缸内压力进行合理调整。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.遇地震或外部扰动驱使支柱类电气设备晃动时，上连接板在下连接板上摇摆，对应方向的减震杆在减震缸内滑动，缓冲介质首先被压缩可起到一定的缓冲作用、以提高对支柱类电气设备的减隔震性能，随后减震杆向减震缸深处滑动时通过联动减震装置驱使对应的气囊膨胀，可使支柱类电气设备在受震时朝某一方向倾斜后，还能实现一定程度的倾斜姿态复原，从而在应对连续且方向多变的震动时，本申请能为支柱类电气设备提供多向且持续的减隔震效果；

2.缓冲缸内的缓冲介质在减震缸和气囊之间流通时，需要通过缓冲活塞处的多个缓冲孔，从而对缓冲介质的流通速度起到有效的减缓效果，能对减震杆在减震缸内的瞬间滑动起到有效的缓冲效果，即可对瞬时地震及瞬时外界振动起到有效防护效果；

3.设置限位件后，当缓冲缸内缓冲介质流通时，首先推动缓冲活塞在两个限位件之间滑动，此时缓冲活塞两侧的缓冲介质量不会发生较大变化，因此气囊不会膨胀并推动上连接板在下连接板上复原，也即上连接板存在一定的复原滞后效果，预留了一定的振动能量传递及耗散时差，以防上连接板上的支柱类电气设备受振动倾斜后气囊立即对其进行姿态复原而导致的支柱类电气设备结构损害。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例主要用于展示联动减震装置作业原理的结构示意图。

附图标记：1、上连接板；11、球头；12、安置槽；2、下连接板；21、球套；22、耐磨层；3、气囊；31、第一介质管；41、减震杆；42、减震缸；43、第二介质管；51、缓冲缸；52、缓冲活塞；53、缓冲孔；54、限位件；55、弹性件；56、滑杆；57、锁止件；571、锁止块；572、螺杆；573、转杆；58、泄压管；59、泄压阀。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种支柱类电气设备减隔震系统。参照图1，支柱类电气设备减隔震系统包括用于与支柱类电气设备连接的上连接板1、用于连接底座的下连接板2，上连接板1和下连接板2上均开设有多个安装孔；上连接板1和下连接板2球铰接，上连接板1下端面固接有球头11，下连接板2上端面固接有与球头11嵌合适配的球套21，球头11和球套21分别位于上连接板1和下连接板2的中部，且球套21的内球弧壁贴合有耐磨层22，耐磨层22选用低摩擦系数的高分子塑料，如聚乙烯、聚四氟乙烯等。

参照图1，球头11球弧面上设置有多个以球头11中轴线呈等间距圆周阵列分布的且内部填充有缓冲介质的气囊3，气囊3可以呈球状、椭球状或者沿竖向的条状或水滴状，本申请实施例中气囊3设置为沿竖向的水滴状，并且气囊3由耐候橡胶制成。具体设置时，球头11球弧面上开设有多个与多个气囊3一一对应的安置槽12，气囊3粘结固定在安置槽12的底壁上。

参照图1，上连接板1和下连接板2之间设置有多个与多个气囊3一一对应的减震组件，减震组件包括分别与上连接板1和下连接板2铰接的减震杆41和内部填充有缓冲介质的减震缸42，减震杆41滑动设置在减震缸42内，具体的，减震缸42铰接在下连接板2上，减震杆41铰接在上连接板1上。

参照图1，下连接板2上还设有用于与气囊3和对应的减震缸42空腔均连通的联动减震装置，联动减震装置设有多个且与多个气囊3一一对应；当减震杆41向减震缸42深处滑动时通过联动减震装置驱使对应的气囊3膨胀。具体的，联动减震装置包括内部填充有缓冲介质的缓冲缸51、与缓冲缸51两端分别连通的第一介质管31和第二介质管43；第一介质管31远离缓冲缸51的一端与气囊3连通，第二介质管43远离缓冲缸51的一端与减震缸42远离减震杆41的一端连通；缓冲缸51内设置有用于减缓缓冲介质流动速度的缓冲机构。

实际设置时，气囊3、减震缸42和缓冲缸51内填充的缓冲介质可以为空气、惰性气体、液压油、水等任一相同的介质，其他在高压下物理形态不发生变化的流态物质均可；或者也可以为两两不相溶的任意两种或三种介质。并且其中的第一介质管31和第二介质管43选用包钢液压油管。

从而，将支柱类电气设备安装至上连接板1上后，遇地震或外部扰动驱使支柱类电气设备晃动时，上连接板1通过球头11与球座的球铰接在下连接板2上摇摆，从而驱使对应方向的减震杆41在减震缸42内滑动，压动减震缸42内的缓冲介质通过第二介质管43流通至缓冲缸51中，并推动缓冲缸51内的缓冲介质流动，而设置在缓冲缸51内的缓冲机构能对缓冲缸51内的缓冲介质的流速起到减缓作用，从而对减震杆41在减震缸42内的瞬间滑动起到缓冲作用；随后在减震杆41向减震缸42深处滑动时被减缓流速后的缓冲介质流入气囊3中并驱使对应的气囊3膨胀，可使支柱类电气设备在受震时朝某一方向倾斜后，既能起到一定缓冲作用，还能实现一定程度的倾斜姿态复原，从而在应对连续且方向多变的震动时，本申请能为支柱类电气设备提供多向且持续的减隔震效果。

为实现缓冲介质在缓冲缸51内流通时的有效缓冲，参照图1和图2，缓冲机构包括设置在缓冲缸51内的缓冲活塞52，缓冲活塞52与缓冲缸51内周壁密封连接，缓冲活塞52端部贯穿开设有多个缓冲孔53，缓冲孔53两开口端均呈扩口状，具体的，缓冲孔53两端开口的孔径大于其中段孔径。

从而，缓冲缸51内的缓冲介质在减震缸42和气囊3之间流通时，需要通过缓冲活塞52处的多个缓冲孔53，从而对缓冲介质的流通速度起到有效的减缓效果，并且通过对缓冲孔53设置为沿流向先收口再扩口，能进一步加强对缓冲介质流通速度的减缓效果，从而可对减震杆41在减震缸42内的瞬间滑动起到有效的缓冲效果，即可对瞬时地震及瞬时外界振动起到有效防护效果。

而在实际应用场景中，来自地震或外界振动的震荡波往往是持续的，若上连接板1与下连接板2之间发生间距偏差后，立马经缓冲缸51缓冲后再通过气囊3膨胀起到瞬时复原效果，容易使支柱类电气设备内残留过多多向内应力难以快速消散而致使支柱类电气设备发生结构性破坏，也即通俗所讲的，气囊3膨胀起到复原效果的灵敏度过高更容易引发支柱类电气设备的损坏。

因此，参照图2，在缓冲缸51内壁上设置有两个限位件54，缓冲活塞52位于两个限位件54之间，两个限位件54之间的间距大于缓冲活塞52厚度，并且，缓冲活塞52与限位件54之间设置有弹性件55，弹性件55设置为弹簧。

从而，当缓冲缸51内缓冲介质流通时，首先推动缓冲活塞52在两个限位件54之间滑动，此时缓冲活塞52两侧的缓冲介质量不会发生较大变化，因此气囊3不会膨胀并推动上连接板1在下连接板2上复原，也即上连接板1存在一定的复原滞后效果，预留了一定的振动能量传递及耗散时差，以防上连接板1上的支柱类电气设备受振动倾斜后气囊3立即对其进行姿态复原而导致的支柱类电气设备结构损害；并且在此过程中，弹性件55被压缩产生形变也能吸收一定的能量，进一步提高了本申请的减隔震效果。

当缓冲活塞52在缓冲介质的推动下尽可能靠近限位件54上后，缓冲活塞52无法继续运动，从而被推压的缓冲介质自缓冲活塞52上的缓冲孔53流通至气囊3中并使气囊3膨胀，此时上连接板1才在气囊3膨胀的作用下驱使倾斜后的上连接板1复原，增加了自上连接板1和下连接板2之间间距发生变化后到气囊3膨胀起到复原效果这一过程的反应时长，降低了气囊3膨胀起到复原效果的灵敏度，可有效确保联动减震装置在驱使气囊3膨胀以使上连接板1复位时对上连接板1上支柱类电气设备的有效防护效果。

而为使气囊3膨胀起到复原效果的灵敏度可调，实质为限位件54位置可调，参照图2，缓冲缸51上设置有用于调节限位件54在缓冲缸51中位置的调节组件，调节组件包括密封滑动设置在缓冲缸51端部的滑杆56，滑杆56一端与限位件54固接、另一端延伸至缓冲缸51外部，缓冲缸51端部设有用于锁止滑杆56于任意位置的锁止件57。具体设置时，作为成本最低考虑，锁止件57设置为固接在缓冲缸51端部的锁止块571，滑杆56自由端固接有螺纹贯穿锁止块571的螺杆572，螺杆572自由端固接有转杆573。

从而旋转转杆573可对带动螺杆572及滑杆56旋转，螺杆572在锁止块571上旋转时带动滑杆56及其上的限位件54沿缓冲缸51轴向移动，可实现限位件54在缓冲缸51内位置的便捷调整，能在不同的需求下对气囊3膨胀起到复原效果的灵敏度进行便捷调整。

再者，遇不同的环境、气候，缓冲介质热胀冷缩效应也会对缓冲缸51、气囊3或减震缸42内的压力产生影响，因此，参照图2，缓冲缸51侧壁连接有泄压管58，泄压管58上设置有泄压阀59，以便根据环境温度变化对缓冲缸51内压力进行合理调整，确保本申请的稳定运行。

本申请实施例一种支柱类电气设备减隔震系统的实施原理为：将支柱类电气设备安装至上连接板1上后，遇地震或外部扰动驱使支柱类电气设备晃动时，上连接板1通过球头11与球座的球铰接在下连接板2上摇摆，从而驱使对应方向的减震杆41在减震缸42内滑动，压动减震缸42内的缓冲介质通过第二介质管43流通至缓冲缸51中，并推动缓冲缸51内的缓冲介质穿过缓冲活塞52上的缓冲孔53流动，能对减震杆41在减震缸42内的瞬间滑动起到缓冲作用；随后在减震杆41向减震缸42深处滑动时被减缓流速后的缓冲介质流入气囊3中并驱使对应的气囊3膨胀，可使支柱类电气设备在受震时朝某一方向倾斜后，既能起到一定缓冲作用，还能实现一定程度的倾斜姿态复原，从而在应对连续且方向多变的震动时，本申请能为支柱类电气设备提供多向且持续的减隔震效果。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种支柱类电气设备减隔震系统，包括用于与支柱类电气设备连接的上连接板（1）、用于连接底座的下连接板（2），所述上连接板（1）和所述下连接板（2）球铰接，其特征在于：所述上连接板（1）下端面固接有球头（11），所述下连接板（2）上端面固接有与所述球头（11）嵌合适配的球套（21），所述球头（11）球弧面上设置有多个以所述球头（11）中轴线呈等间距圆周阵列分布的且内部填充有缓冲介质的气囊（3）；

所述上连接板（1）和所述下连接板（2）之间设置有多个与多个所述气囊（3）一一对应的减震组件，所述减震组件包括分别与所述上连接板（1）和所述下连接板（2）铰接的减震杆（41）和内部填充有缓冲介质的减震缸（42），所述减震杆（41）滑动设置在所述减震缸（42）内；

所述下连接板（2）上还设有用于与所述气囊（3）和对应的所述减震缸（42）空腔均连通的联动减震装置，所述联动减震装置设有多个且与多个所述气囊（3）一一对应；当所述减震杆（41）向所述减震缸（42）深处滑动时通过所述联动减震装置驱使对应的所述气囊（3）膨胀。

2.根据权利要求1所述的一种支柱类电气设备减隔震系统，其特征在于：所述联动减震装置包括内部填充有缓冲介质的缓冲缸（51）、与所述缓冲缸（51）两端分别连通的第一介质管（31）和第二介质管（43）；

所述第一介质管（31）远离所述缓冲缸（51）的一端与所述气囊（3）连通，所述第二介质管（43）远离所述缓冲缸（51）的一端与所述减震缸（42）远离所述减震杆（41）的一端连通；

所述缓冲缸（51）内设置有用于减缓缓冲介质流动速度的缓冲机构。

3.根据权利要求2所述的一种支柱类电气设备减隔震系统，其特征在于：所述缓冲机构包括设置在所述缓冲缸（51）内的缓冲活塞（52），所述缓冲活塞（52）端部贯穿开设有多个缓冲孔（53）。

4.根据权利要求3所述的一种支柱类电气设备减隔震系统，其特征在于：所述缓冲孔（53）两开口端均呈扩口状。

5.根据权利要求3-4任一项所述的一种支柱类电气设备减隔震系统，其特征在于：所述缓冲缸（51）内壁上设置有两个限位件（54），所述缓冲活塞（52）位于两个所述限位件（54）之间，两个所述限位件（54）之间的间距大于所述缓冲活塞（52）厚度。

6.根据权利要求5所述的一种支柱类电气设备减隔震系统，其特征在于：所述缓冲活塞（52）与所述限位件（54）之间设置有弹性件（55）。

7.根据权利要求5所述的一种支柱类电气设备减隔震系统，其特征在于：所述缓冲缸（51）上设置有用于调节所述限位件（54）在所述缓冲缸（51）中位置的调节组件。

8.根据权利要求7所述的一种支柱类电气设备减隔震系统，其特征在于：所述调节组件包括密封滑动设置在所述缓冲缸（51）端部的滑杆（56），所述滑杆（56）一端与所述限位件（54）固接、另一端延伸至所述缓冲缸（51）外部，所述缓冲缸（51）端部设有用于锁止所述滑杆（56）于任意位置的锁止件（57）。

9.根据权利要求1所述的一种支柱类电气设备减隔震系统，其特征在于：所述球套（21）的内球弧壁贴合有耐磨层（22）。

10.根据权利要求2所述的一种支柱类电气设备减隔震系统，其特征在于：所述缓冲缸（51）侧壁连接有泄压管（58），所述泄压管（58）上设置有泄压阀（59）。

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