[發明專利]懸擺式阻尼型防舞裝置

有效

• 申請號: 200910092772.1
• 申請日: 2009-09-24
• 公開（公告）號: CN101692567A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發明（設計）人: 朱寬軍;劉彬;李新民;孫娜
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H02G7/14
• 分類號: H02G7/14;F16F9/14;F16F15/04;F16F15/023
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及電力特種金具領域，尤其涉及一種架空輸電線路防舞用懸擺式阻尼型防舞裝置。

背景技術

架空輸電導線發生覆冰舞動容易導致相間閃絡、短路、斷線、連接金具損壞甚至倒塔等事故，嚴重危害線路的安全運行。舞動現象是導線系統風載荷作用下發生自激振動的一種表現形式，舞動的激發無論是Den?Hartog的垂直激發模式還是Nigol的扭轉激發模式，都是導線系統出現負阻尼作用造成能量積累而發生的動力失穩現象。增加導線結構阻尼，耗散輸入導線系統的風能，是抑制舞動發生的一種根本途徑。同時對于分裂導線，由于導線扭轉特性的變化，扭振和橫向振動耦合的激發模式是分裂導線覆冰舞動的一種重要形式，抑制分裂導線扭轉激發模式也是防舞的一個重要內容。盡管目前輸電導線防舞動裝置有很多種，例如圖2所示的傳統的雙擺防舞器包括聯板5和錘頭6，聯板5通過螺栓和間隔棒本體連接，錘頭6通過螺栓和聯板5連接。但既能同時抑制橫向和扭轉兩種舞動激發情況，又能滿足經濟性要求符合工程實際需求的設計方案卻幾乎沒有。

調諧質量阻尼減振裝置在建筑結構得到廣泛的應用，其原理和應用比較的成熟，分析計算和實踐證明在最優的控制參數(質量、阻尼和頻率)下，取得了良好的減振控制效果。導線系統覆冰舞動表現為低頻率、大振幅的特征，同時舞動發生的一個重要原因是導線系統的低阻尼，根據導線系統結構特點和舞動特征，結合調諧質量阻尼器減振的原理，設計基于增加導線結構阻尼實現吸能和耗能效果，達到抑制舞動激發的目的，是一種有效的途徑。

發明內容

本發明是利用調諧質量阻尼減振方法和導線風激穩定性分析方法相結合優化設計的一種懸擺式阻尼型防舞裝置，通過附加阻尼減振裝置實現吸能和耗能效果，利用抑制導線系統能量積累防止舞動的發生；同時通過動力失穩分析利用扭轉振動和橫向振動解耦實現抑制導線扭轉激發舞動的情況，從而最大限度的實現防舞功能，同時考慮防舞裝置的經濟性要求。

設計過程首先通過穩定性分析確定該懸擺裝置總重量和懸擺的臂長，通過扭轉振動和橫向振動的解耦實現抑制舞動扭轉激發的目的；然后根據固定質量比，確定阻尼裝置的設計頻?率和阻尼器最優阻尼比，同時考慮必要的電氣性能要求設計阻尼結構系統。利用本發明的阻尼型防舞裝置，通過增加導線系統阻尼性能達到吸能和耗能的效果，從根本上實現防舞功能。利用本發明的阻尼型防舞裝置，實現同時抑制橫向激發和扭轉激發的功能，適用于更多的實際工況情況。

本發明的一種懸擺式阻尼型防舞裝置，包括聯板1、阻尼減振結構2、阻尼減振結構3和雙擺結構4，其特征在于所述阻尼減振結構包括至少一個彈簧結構2和阻尼器3，所述聯板1起固定連接阻尼結構和間隔棒本體的作用，所述聯板1和間隔棒本體用螺栓連接在一起，所述聯板1為雙板結構或單板結構，聯板1上端設置的螺栓連接孔用于間隔棒本體通過螺栓進行連接，聯板1下端設置的連接孔用于與彈簧結構進行連接；所述彈簧結構2裝在聯板1和阻尼器3之間，所述彈簧結構2是由一個彈簧或幾個性能相同的彈簧并聯組成的，具有吸收能量的作用，當輸電線路導線欲發生舞動時，促使導線將要發生舞動的能量非常大，加裝彈簧結構2可以通過壓縮彈簧使能量瞬間儲存于彈簧中，然后再慢慢的釋放出來；彈簧結構儲存的能量再通過阻尼器3得到釋放。所述阻尼器3連接在彈簧結構2和雙擺結構4之間，用來消化吸收彈簧結構緩沖能量的釋放，其可以實現減振、平衡、緩沖、消振的功能，從而使得該防舞裝置實現自身緩沖能量、消耗能量、抑制舞動的目的；所述阻尼器3的下端連接雙擺防舞器的雙擺結構4，所述雙擺結構4可改變架空輸電線路的扭轉剛度和轉動慣量等參數，從而達到抑制架空輸電線路舞動的效果。

其中，所述阻尼器3包括彈性阻尼材料、活塞桿和金屬外殼，當阻尼器受到外界載荷作用時，活塞桿被壓入外殼構成的腔體內，腔體內的彈性阻尼材料受到壓縮，內部壓力升高，對活塞桿產生彈性反向力，同時活塞頭和彈性阻尼材料之間產生極大的摩擦力，速度越大，阻力越大，可在極短的時間內使得沖擊動能轉化為熱能和彈性勢能并釋放。

其中，所述雙擺結構4包括聯板和兩個錘頭，為單板結構或雙板結構，所述雙擺結構的長短和重量以及錘頭結構的重心位置及重量，都通過穩定性原理計算而確定，雙擺結構4的聯板通過螺栓將阻尼器3和雙擺結構4的錘頭相連接。

其中，所述阻尼器3是高粘滯性阻尼材料作為介質的阻尼器，其包括高粘滯性阻尼材料、活塞和金屬外殼。

其中，所述阻尼器3可根據不同的工況要求設計為單缸、多缸形式。