CN217240268U - 一种用于输电线路电线的多频段防振锤 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于输电线路电线的多频段防振锤，包括锤A、锤B、锤C、锤D、连杆、中央节点板、电线连接卡扣，锤A、锤B、锤C、锤D的一端分别同轴连接有一根连杆，四根连杆分别与中央节点板连接，使锤A、锤B、锤C、锤D、形成X型布置，电线连接卡扣、安装于中央节点板上。本防震锤可覆盖较广的频率范围，能较好的吸收振动能量，减少电线应变、应力，有较好的防振效果，可用于各电压等级的输电线路导线、地线中，适用性强。本发明解决了现有防振锤覆盖微风激振频率范围不广的问题，相较于常规的非对称式防振锤多出了两个结构共振频率，共有四个共振频率，能更加有效保护电线在微风振动下不被损伤、破坏。

Description

一种用于输电线路电线的多频段防振锤

技术领域

本实用新型涉及一种防振锤，尤其是涉及一种用于输电线路电线的多频段防振锤。

背景技术

输电线路电线(导线、避雷线的总称)的微风振动是引发输电线路故障的一大隐患，微风振动持续时间长，通常可达数小时甚至数天，其主要危害是造成导线的疲劳断股，以及金具和杆塔构件的疲劳破坏和磨损，因此输电线路电线的振动控制是一个十分重要的工程问题。

目前，常用防振锤来减少微风振动对电线的损伤，针对防振锤这一输电线路保护金具，主要有对称型音叉式防振锤，非对称型音叉式防振锤，预绞式线夹对称型音叉式防振锤等，这些防振锤有一个或两个自振频率，而微风振动引起的电线振动频率范围较广，一个或两个自振频率不能很好地覆盖激振频率，因此对电线的保护具体一定的局限性，效果不佳。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于输电线路电线的多频段防振锤，能够更好地覆盖激振频率，吸收振动能量，减少电线应力，增强防护性。

技术方案：一种用于输电线路电线的多频段防振锤，包括锤A、锤B、锤C、锤D、连杆、中央节点板、电线连接卡扣，锤A、锤B、锤C、锤D的一端分别同轴连接有一根连杆，四根连杆分别与中央节点板连接，使锤A、锤B、锤C、锤D、形成X型布置，电线连接卡扣、安装于中央节点板上。

进一步的，锤A与锤C关于中央节点板相对设置，锤B与锤D关于中央节点板(6)相对设置，锤A与锤D之间的夹角以及锤B与锤C之间的夹角均为30～40°，四者位于同一水平面内。

最佳的，锤A的质量为2.1～2.2kg，锤B的质量为1.8～1.9kg，锤C的质量为1.5～1.6kg，锤D的质量为1.2～1.3kg。

最佳的，连杆为柔性杆件，其露出长度L为140～150mm，直径为8～9mm。

进一步的，锤A、锤B、锤C、锤D分别与对应的一根连杆的一端螺纹连接，每根连杆的另一端分别与中央节点板螺纹连接。

最佳的，连杆两端的螺纹连接处分别涂有一层粘着剂。

最佳的，所述粘着剂为耐落胶。

在连接螺纹表面涂上一层粘着剂(耐落胶)，可以防止振动时因受扭导致的连接松动脱落。

最佳的，电线连接卡扣的扣口通过螺栓与电线连接。

中央节点板通过电线连接卡扣与电线相连，安装时将电线连接卡扣卡入电线，拧紧螺栓即可。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点是：当电线发生振动时，防振锤上下运动，利用重锤的惯性，使电线绞线间产生内摩擦消耗电线的大部分振动能量，空气对重锤的阻尼消耗一部分能量，防振锤线夹处消耗和反射一部分能量。随着电线的振动，防振锤不断的吸收消耗能量，最终使微风振动强度降低。本防震锤可覆盖较广的频率范围，能较好的吸收振动能量，减少电线应变、应力，有较好的防振效果，整体结构外形尺寸可根据实际情况做微调，可用于各电压等级的输电线路导线、地线中，适用性强。本发明解决了现有防振锤覆盖微风激振频率范围不广的问题，相较于常规的非对称式防振锤多出了两个结构共振频率，共有四个共振频率，能更加有效保护电线在微风振动下不被损伤、破坏。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的P-P剖视图；

图3为电线连接卡扣的结构示意图；

图4为连杆的连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

一种用于输电线路电线的多频段防振锤，如图1～4所示，包括锤A1、锤B2、锤C3、锤D4、连杆5、中央节点板6、电线连接卡扣7，本实用新型材质可用Q235号钢，也可用其他强度钢材或其他合金材料制作而成。

锤A1、锤B2、锤C3、锤D4的一端分别同轴连接有一根连杆，连杆5为柔性杆件，其露出长度L为140～150mm，直径为8～9mm，锤A1、锤B2、锤C3、锤D4分别与对应的一根连杆5的一端螺纹连接，每根连杆5的另一端分别与中央节点板6螺纹连接，使锤A1、锤B2、锤C3、锤D4形成X型布置，连杆5两端的螺纹连接处分别涂有一层粘着剂，粘着剂可为耐落胶。

锤A1与锤C3关于中央节点板6相对设置，锤B2与锤D4关于中央节点板6相对设置，锤A1与锤D4之间的夹角以及锤B2与锤C3之间的夹角均为30～40°，锤A1、锤B2、锤C3、锤D4四者位于同一水平面内，锤A1的质量为2.1～2.2kg，锤B2的质量为1.8～1.9kg，锤C3的质量为1.5～1.6kg，锤D4的质量为1.2～1.3kg。

电线连接卡扣7安装于中央节点板6上，电线连接卡扣7的扣口通过螺栓与电线连接。

本实用新型的设计方法如下：

由于微风振动是一种受迫振动，当气流以较低的速度流过电线表面时，会在电线后方形成旋涡，当旋涡从电线两侧交替脱落时，便形成一个作用于电线的周期激振力，从而引起电线的周期性振动。

微风振动的频率f(Hz)可按以下公式计算：

式中U：风速，单位m/s；

D：输电线路电线直径，单位mm；

S：斯托罗哈数(Strouhal)系数，对于导线S＝185～210，我国一般采用200。

引发导线振动的风速在0.5～10m/s范围内，其振幅的峰值一般不大于导线直径的2～3倍，频率范围约为3～120Hz，结合国内外学者的研究成果，在微风振动的频率范围中，造成导线产生过大弯曲应力的频率范围约为30～80Hz。因此，防振锤的自振频率应尽量覆盖上述频率范围，以提高防振效果。

防振锤通过线夹固定在输电线路电线上，当电线发生振动时，防振锤上下运动，利用重锤的惯性，使电线绞线间产生内摩擦消耗电线的大部分振动能量，空气对重锤的阻尼消耗一部分能量，防振锤线夹处消耗和反射一部分能量。随着电线的振动，防振锤不断的吸收消耗能量，最终使微风振动强度降低。从共振的角度来说，当微风振动的频率与电线的自振频率一致时，电线的变形最大，最易发生破坏，若防振锤的自振频率与其相同，并将其安置在合适位置，则能较好的吸收振动能量，减少电线应变、应力。

因微风振动的频率范围较大，为了更好地覆盖电线微风振动的频率，设计一种四频率的多频段防振锤，能在微风振动频率变化范围较大时仍保持良好的防振效果。

本实用新型的四个防振锤质量各不相等，且按质量由大到小交错排列，以减少结构整体倾覆作用，结合不同质量的防振锤和弹性连杆组成不同自振频率的悬挑结构，由力学知识可得该单个防振锤结构的刚度k为：

式中k：单个防振锤与弹性连杆组成的结构刚度；

E：弹性连杆的弹性模量，单位N/mm2；

I：弹性连杆的截面惯性矩，单位mm4；

l：防振锤质心至中央节点板边缘的距离，单位mm；

由结构动力学知识可得单个防振锤的自振圆频率w为：

式中，k为单个防振锤与弹性连杆组成的结构的刚度，可由式(2)求得；

m为单个防振锤的质量，单位kg；

单个防振锤的自振频率

T为单个防振锤的自振周期，可由下式求得：

取四根弹性连杆材质、形状相同，易求得其刚度k，则通过改变单个防振锤的质量即可获得不同的单个防振锤的自振频率，因重点防护的频率范围是30～80Hz，故令f分别等于40Hz、50Hz、60Hz、70Hz，则依次通过式(4)求出结构自振周期T，通过式(5)求得结构自振圆频率w，通过式(2)求得结构刚度k，通过式(3)分别求得不同频率对应的锤A、锤B、锤D、锤C的质量m。

Claims (8)

1.一种用于输电线路电线的多频段防振锤，其特征在于：包括锤A(1)、锤B(2)、锤C(3)、锤D(4)、连杆(5)、中央节点板(6)、电线连接卡扣(7)，锤A(1)、锤B(2)、锤C(3)、锤D(4)的一端分别同轴连接有一根连杆，四根连杆分别与中央节点板(6)连接，使锤A(1)、锤B(2)、锤C(3)、锤D(4)形成X型布置，电线连接卡扣(7)安装于中央节点板(6)上。

2.根据权利要求1所述的一种用于输电线路电线的多频段防振锤，其特征在于：锤A(1)与锤C(3)关于中央节点板(6)相对设置，锤B(2)与锤D(4)关于中央节点板(6)相对设置，锤A(1)与锤D(4)之间的夹角以及锤B(2)与锤C(3)之间的夹角均为30～40°，四者位于同一水平面内。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于输电线路电线的多频段防振锤，其特征在于：锤A(1)的质量为2.1～2.2kg，锤B(2)的质量为1.8～1.9kg，锤C(3)的质量为1.5～1.6kg，锤D(4)的质量为1.2～1.3kg。

4.根据权利要求1所述的一种用于输电线路电线的多频段防振锤，其特征在于：连杆(5)为柔性杆件，其露出长度L为140～150mm，直径为8～9mm。

5.根据权利要求1或4所述的一种用于输电线路电线的多频段防振锤，其特征在于：锤A(1)、锤B(2)、锤C(3)、锤D(4)分别与对应的一根连杆(5)的一端螺纹连接，每根连杆(5)的另一端分别与中央节点板(6)螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于输电线路电线的多频段防振锤，其特征在于：连杆(5)两端的螺纹连接处分别涂有一层粘着剂。

7.根据权利要求6所述的一种用于输电线路电线的多频段防振锤，其特征在于：所述粘着剂为耐落胶。

8.根据权利要求1所述的一种用于输电线路电线的多频段防振锤，其特征在于：电线连接卡扣(7)的扣口通过螺栓与电线连接。

Images