CN115036874B - 一种能摆动自动复位的间隔棒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能摆动自动复位的间隔棒，涉及输电线路技术领域。包括主体框架，所述主体框架为方形中空框架结构，所述方形框架的四个角上分别转动设置有线夹杆部，所述线夹杆部的末端设置有夹持装置；所述线夹杆部的两侧分别设置有次弹簧，所述主体框架内部四个角的两侧还分别滑动设置有小质量块，所述次弹簧的一端连接线夹杆部，所述次弹簧的另一端连接小质量块。本发明能够自动调整间隔棒振动方向，改变整个间隔棒的振动方向来控制整体的振动幅度，通过带动阻尼块的运动来消耗能量，使间隔棒减少受舞动和振动的影响，同时延长间隔棒的使用寿命，降低输电线路运行成本，保证线路安全运行。

Description

一种能摆动自动复位的间隔棒

技术领域

本发明属于输电线路技术领域，特别是一种能摆动自动复位的间隔棒。

背景技术

在冬季季风和雨雪冰冻等恶劣天气联合作用下，输电导线表面不均匀覆冰，其截面形状变为非圆形，此时若持续存在一定大小的风速，覆冰的导线就会产生一种低频率，大振幅的自激振动，该种振动称为弛振，亦称为导线舞动。导线舞动以单个或多个半波的竖向舞动为主，舞动轨迹形状在垂直线路走向平面内的多为椭圆。

输电线路大幅舞动所致的动张力对输电线路危害极大，容易造成混线短路、闪络跳闸、悬垂绝缘子线夹滑移、线路金具磨损、间隔棒断裂和引流线与跳线串分离。尤其是在某些特定冬季季风的影响下，舞动持续时间可长达数日或数十日，轻则导致横担扭曲、导线及引流线断裂、输电杆塔构件失稳，重则引发构件疲劳失效和倒塔等恶性事故。

现有的间隔棒一般只起到分裂导线间距的作用，风荷载作用下不会发生摆动且没有自复位功能。发明人发现，现有的间隔棒在运行时会出现如下问题：当舞动较大时，导线舞动作用在间隔棒的荷载也会变大，导致间隔棒承受不了而被损坏，这样会使间隔棒使用寿命不高，且间隔棒振动后无法自复位。例如，申请号202110933592.2的中国发明专利申请公开了一种输电线路间隔棒线夹的机械阻尼方法和装置，该间隔棒线夹杆部与主框架之间设计了弹簧来减弱微风振动产生的小幅度高频振动，然而在遇到较大风振时还是会有一些不稳定因素来破坏间隔棒；申请号为202110068442.X的中国发明专利申请涉及一种电力线路金具阻尼间隔棒，该方案是通过转动的方式来改变间隔棒的受力程度，但这种间隔棒的缺点是转动的时候可能会因为时间较长而回不到原来位置，实现不了自复位和防舞动的技术效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能摆动自动复位的间隔棒，能够自动调整间隔棒振动方向，改变整个间隔棒的振动方向来控制整体的振动幅度，通过带动阻尼块的运动来消耗能量，使间隔棒减少受舞动和振动的影响，同时延长间隔棒的使用寿命，降低输电线路运行成本，保证线路安全运行，解决现有技术中存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种能摆动自动复位的间隔棒，包括主体框架，所述主体框架为方形中空框架结构，所述方形框架的四个角上分别转动设置有线夹杆部，所述线夹杆部的末端设置有夹持装置；所述线夹杆部的两侧分别设置有次弹簧，所述主体框架内部四个角的两侧还分别滑动设置有小质量块，所述次弹簧的一端连接线夹杆部，所述次弹簧的另一端连接小质量块。

优选的，所述主体框架每一条边的内部中央位置还设置有滑块，所述滑块和主体框架内表面滑动连接，所述滑块为空心结构且所述滑块相对的两个侧面上均设置有滑槽，所述滑槽垂直于主体框架方向设置；所述主体框架内还固定设置有小圆柱体，所述小圆柱体贯穿滑块内部并通过两个所述滑槽穿出滑块外表面。

优选的，所述主体框架中央位置设置有大质量块，所述大质量块的每一侧面均设置有主弹簧支座；每一所述滑块靠近主体框架中央的侧面上均连接有主弹簧，所述主弹簧的一端连接滑块表面，所述主弹簧的另一端连接主弹簧支座。

优选的，所述线夹杆部与小质量块之间设置有限位隔板。

优选的，所述线夹杆部与主体框架之间通过定位销转动连接。

优选的，所述次弹簧为具有线性阻尼特性的单体中凸螺旋弹簧。

优选的，所述主体框架内部还设置有限位平台，所述限位平台设置于小质量块远离次弹簧的一侧，所述限位平台用于限位小质量块的滑动。

优选的，所述小质量块的重量不超过次弹簧最大的拉力值，所述限位平台与小质量块之间的距离不超过次弹簧的最大伸长量。

优选的，所述线夹杆部与夹持装置之间通过螺栓进行连接，所述夹持装置上设置有供导线穿过的通孔，所述通孔内设置有橡胶圈。

优选的，所述线夹杆部与夹持装置的连接处为锯齿状。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明的输电线路间隔棒通过设计的次弹簧和主弹簧、以及小质量块和大质量块，相互配合作用，实现自复位功能，安装方便、功能可靠、成本低廉，本发明同时也能延长间隔棒的使用寿命，降低输电线路运行成本。

2、本发明的次弹簧带动小质量块进行滑动可以实现导线受到晃动时能量的消耗，使间隔棒减少舞动和振动的影响，降低输电线路发生风振和舞动造成的损毁，能够保证线路安全稳定运行。

3、本发明的主弹簧带动大质量块可以实现在大质量块所在水平面内的前后左右晃动，依靠主弹簧作用力来减少主体框架随风舞动的能量，以此来减弱导线舞动位移响应；同时在面对空间内上下方向的风向影响时，通过小圆柱体和滑块上的滑槽，还能够实现滑槽沿着小圆柱体上下移动从而带动大质量块的上下移动，通过大质量块的上下方向的移动，进一步消耗能量，控制主体框架的振动幅度，同时实现自复位的功能。

4、本发明的间隔棒既能有效衰减微风振动产生的小幅度和高频振动，也能大幅降低舞动低频振动对输电线路的影响，保障输电线路安全稳定运行。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明图1中A处结构放大结构示意图；

图3为本发明图1中B处结构放大结构示意图；

图4为本发明滑块结构正视示意图；

图5为本发明滑块结构侧视示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：1主体框架、2线夹杆部、3夹持装置、4次弹簧、5小质量块、6滑块、7滑槽、8小圆柱体、9大质量块、10主弹簧支座、11主弹簧、12限位隔板、13定位销、14螺栓、15通孔、16限位平台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”、“下”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。

实施例一：

请参阅图1-5所示，本发明为一种能摆动自动复位的间隔棒，包括主体框架1，所述主体框架1为方形中空框架结构，所述方形框架的四个角上分别转动设置有线夹杆部2，所述线夹杆部2的末端设置有夹持装置3，所述夹持装置3用于对导线进行夹持；所述线夹杆部2的两侧分别设置有次弹簧4，所述主体框架1内部四个角的两侧还分别滑动设置有小质量块5，所述次弹簧4的一端连接线夹杆部2，所述次弹簧4的另一端连接小质量块5。

进一步的，为了对线夹杆部2的运动实现限位，所述线夹杆部2与小质量块5之间设置有限位隔板12。

进一步的，为了实现线夹杆部2的小范围摆动，所述线夹杆部2与主体框架1之间通过定位销13转动连接。

进一步的，所述次弹簧4为具有线性阻尼特性的单体中凸螺旋弹簧。

进一步的，所述主体框架1内部还设置有限位平台16，所述限位平台16设置于小质量块5远离次弹簧4的一侧，所述限位平台16用于限位小质量块5的滑动。

进一步的，所述小质量块5的重量不超过次弹簧4最大的拉力值，所述限位平台16与小质量块5之间的距离不超过次弹簧4的最大伸长量，从而保证次弹簧4的弹力。

进一步的，所述线夹杆部2与夹持装置3之间通过螺栓14进行连接，所述夹持装置3上设置有供导线穿过的通孔15，所述通孔15内设置有橡胶圈。在本实施例中，通过拧紧螺栓14来固定夹持装置3和线夹持杆，在输电线夹持装置3的通孔15内表面还设置有一圈橡胶圈，用来增大导线与输电线夹之间的摩擦力，以此来减少间隔棒在输电线路上的滑动，使间隔棒更好的固定在输电线路上。

当导线传递给间隔棒振动时，引起间隔棒主体框架1与线夹杆部2的相对运动，使得线夹杆部2一侧的次弹簧4发生压缩，按压小质量块5，而另一端的次弹簧4释放伸展，拽动小质量块5移动，并产生往复消耗运动，从而减少整个间隔棒受舞动和振动带来的影响，同时在次弹簧4的作用下实现间隔棒的自复位功能。

线夹杆部2与主体框架1的底部通过定位销13来连接，线夹杆部2可以通过定位销13的连接可以左右小范围摆动，并且在主体框架1和线夹杆部2之间还设有一个限位隔板12来限制线夹杆部2的摆动，将线夹固定在特定的范围内。线夹杆部2受导线振动的影响左右摆动时，线夹杆部2会接触到限位隔板12，那么次弹簧4牵引小质量块5就会达到极限位置，如果振动的幅度没有达到限位隔板12的位置，线夹杆部2就可以继续摆动，以此来减弱导线带来的振动影响。限位隔板12能控制线夹杆部2的极限摆动振幅，同时由于次弹簧4的作用可以使线杆部恢复原来位置。通过设计不同规格的次弹簧4和小质量块5相组合，可以获得需要的固有频率，更好的满足导线不同振动频率的要求。

例如，当线夹杆部2向左摆动时，左侧的次弹簧4受到压缩力，右侧的次弹簧4受到伸缩力，该压缩力和伸缩力的大小是等量的，受力方向是相反的。当线夹杆部2摆动到极限位置，即线夹杆部2碰触到左侧限位隔板12的位置时，将无法继续摆动，此时右侧次弹簧4的伸缩力达到最大，将由右侧次弹簧4带动左侧次弹簧4继续向右侧运动，当右侧的次弹簧4运动到极限位置，即右侧的次弹簧4碰触到右侧的限位隔板12时，左侧的次弹簧4伸缩力达到最大，此时将会继续由左侧次弹簧4带动右侧次弹簧4向左侧运动。如此往复运动，直至能量消耗殆尽。

通过次弹簧4和小质量块5的能量消耗，会减少导线带给整个装置的振动影响，同时防止导线因微风摆动的缠绕。

主体框架1也可以根据需要设置成六边形或者八边形的形状。

当微风振动时，间隔棒产生小幅度高频振动在次弹簧4和小质量块5的作用下会逐渐减弱，直至静止。

初始位置时，也就是当线夹杆部2两端连接的次弹簧4没有发生弹性形变的变化时，线夹杆部2处于中央平衡位置。

输电线夹持装置3与线夹杆部2通过螺栓14相连，拆卸更加方便，且固定稳固。当开始使用时，转动连接螺栓14，打开线夹杆部2和输电线夹持装置3的连接，将导线与输电线夹持装置3连接，之后转动连接螺栓14，使线夹杆部2与夹持装置3相固定，从而将间隔棒固定在输电线路上。

所述线夹杆部2与夹持装置3的连接处为锯齿状。输电线夹持装置3与线夹杆部2连接处用连接螺栓14相连，连接处为锯齿形状，这样更能增大摩擦力，防止线夹松动打开。

进一步的，所述主体框架1每一条边的内部中央位置还设置有滑块6，所述滑块6和主体框架1内表面滑动连接，所述滑块6为空心结构且所述滑块6相对的两个侧面上均设置有滑槽7，所述滑槽7垂直于主体框架1方向设置；所述主体框架1内还固定设置有小圆柱体8，所述小圆柱体8贯穿滑块6内部并通过两个所述滑槽7穿出滑块6外表面。

所述主体框架1中央位置设置有大质量块9，所述大质量块9的每一侧面均设置有主弹簧支座10；每一所述滑块6靠近主体框架1中央的侧面上均连接有主弹簧11，所述主弹簧11的一端连接滑块6表面，所述主弹簧11的另一端连接主弹簧支座10。

所述大质量块9的形状也为方形，与主体框架1的形状相适配。主体框架1与大质量块9之间是由四个主弹簧11相连接，具体的，四个主弹簧11的一端分别与滑块6上的连接挂钩相连接，四个主弹簧11的另一端分别与大质量块9上主弹簧支座10的连接挂钩相连接，通过四个主弹簧11的相互作用来保持整个装置的自复位功能。

具体实施时，当主体框架1连接的夹持装置3与输电导线可靠连接后，主体框架1受导线上下左右振动或者风力的吹动时，整体主体框体也会随着发生摆动或振动，通过四个主弹簧11的弹性变形耗能来降低舞动和振动响应。通过本发明的主弹簧11带动大质量块9可以实现在大质量块9所在水平面内的前后左右晃动，依靠主弹簧11作用力来减少主体框架1随风舞动的能量，以此来减弱导线舞动位移响应；同时在面对空间内上下方向的风向影响时，通过小圆柱体8和滑块6上的滑槽7，还能够实现滑槽7沿着小圆柱体8上下移动从而带动大质量块9的上下移动，通过大质量块9的上下方向的移动，进一步消耗能量，控制主体框架1的振动幅度，同时实现自复位的功能。

例如，当大质量块9受到导线振动影响产生向右的作用力时，位于右侧的主弹簧11将会受到压缩力，从而右侧的主弹簧11产生压缩形变，同时左侧的主弹簧11将会被拉伸到达一定程度的弹性变形；之后左边主弹簧11释放刚才承受的压力带动大质量块9反方向摆动，在拉伸右侧的弹簧，使大质量块9再向左摆动。通过这样的往复运动来减少整体主体框架1随风舞动的能量，使整个主体框架1不容易发生翻转，同时实现自复位的功能。

同时，线夹杆部2通过次弹簧4的连接也可以使整个主体框架1保持平衡的状态。

当主体框架1受到导线振动影响受到向上或向下的作用力时，或者受到上下方向的气流作用时，由于滑块6上滑槽7以及滑槽7内贯穿的小圆柱体8的设置，能够实现滑块6沿着小圆柱体8上下移动，从而实现滑块6带动大质量块9的上下移动，此时也会产生一定的主弹簧11形变，从而在主弹簧11形变和滑槽7与小圆柱体8的相对运动过程中，实现了能量的消耗。

在微风振动的条件下，可以选择重量较小的大质量块9，选择弹性系数较小的主弹簧11；当作用地区风力较大时，可以增加主体框架1的重量和选择重量大的大质量块9以及弹性系数较大的主弹簧11。

本实施例的一种能摆动自动复位的间隔棒结构简单，构造新颖，安装方便，巧妙地设计乐线夹杆部2、主次弹簧4和大小质量块5的连接，通过线夹杆部2的摆动、主弹簧11次弹簧4和大小质量块5对能量的消耗，实现了间隔棒的自复位，大幅降低线路舞动和振动影响，完成对间隔棒的保护和对输电线路的保护，使导线振动的幅度极大的减小，使输电线路安全运行。通过调节设计弹簧刚度和质量块质量，对不同频率的风荷载舞动和振动都可以起到良好的效果，对于改变装置的弹簧和质量块，可以通过拆卸重新安装，同时所有部件安装方便可更换、可重复使用，更好的延长了装置使用寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种能摆动自动复位的间隔棒，其特征在于，包括主体框架，所述主体框架为方形中空框架结构，所述主体框架的四个角上分别转动设置有线夹杆部，所述线夹杆部的末端设置有夹持装置；所述线夹杆部的两侧分别设置有次弹簧，所述主体框架内部四个角的两侧还分别滑动设置有小质量块，所述次弹簧的一端连接线夹杆部，所述次弹簧的另一端连接小质量块；

所述主体框架每一条边的内部中央位置还设置有滑块，所述滑块和主体框架内表面滑动连接，所述滑块为空心结构且所述滑块相对的两个侧面上均设置有滑槽，所述滑槽垂直于主体框架方向设置；所述主体框架内还固定设置有小圆柱体，所述小圆柱体贯穿滑块内部并通过两个所述滑槽穿出滑块外表面。

2.根据权利要求1所述的能摆动自动复位的间隔棒，其特征在于，所述主体框架中央位置设置有大质量块，所述大质量块的每一侧面均设置有主弹簧支座；每一所述滑块靠近主体框架中央的侧面上均连接有主弹簧，所述主弹簧的一端连接滑块表面，所述主弹簧的另一端连接主弹簧支座。

3.根据权利要求1所述的能摆动自动复位的间隔棒，其特征在于，所述线夹杆部与小质量块之间设置有限位隔板。

4.根据权利要求1所述的能摆动自动复位的间隔棒，其特征在于，所述线夹杆部与主体框架之间通过定位销转动连接。

5.根据权利要求1所述的能摆动自动复位的间隔棒，其特征在于，所述次弹簧为具有线性阻尼特性的单体中凸螺旋弹簧。

6.根据权利要求1所述的能摆动自动复位的间隔棒，其特征在于，所述主体框架内部还设置有限位平台，所述限位平台设置于小质量块远离次弹簧的一侧，所述限位平台用于限位小质量块的滑动。

7.根据权利要求6所述的能摆动自动复位的间隔棒，其特征在于，所述小质量块的重量不超过次弹簧最大的拉力值，所述限位平台与小质量块之间的距离不超过次弹簧的最大伸长量。

8.根据权利要求1所述的能摆动自动复位的间隔棒，其特征在于，所述线夹杆部与夹持装置之间通过螺栓进行连接，所述夹持装置上设置有供导线穿过的通孔，所述通孔内设置有橡胶圈。

9.根据权利要求7所述的能摆动自动复位的间隔棒，其特征在于，所述线夹杆部与夹持装置的连接处为锯齿状。