[發明專利]基于液壓阻尼器的輸電塔和絕緣子的連接裝置

有效

• 申請號: 202010983535.0
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112260197B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 謝強;劉瀟
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H02G7/14
• 分類號: H02G7/14
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 劉瑩

本發明公開一種基于液壓阻尼器的輸電塔和絕緣子的連接裝置，萬向球鉸一端與輸電塔橫擔相連，連接端板一端與絕緣子鉸接，豎向液壓阻尼器豎向放置于上部和下部連接板與四周的側板連接構成的框架內，其活塞與內板連接，其下部外周連接多個小型液壓阻尼器，內板外周連接多個小型液壓阻尼器，小型液壓阻尼器的自由端放入側板的凹槽內，并水平滑動；豎向液壓阻尼器和小型液壓阻尼器通過伸縮控制豎向和水平方向的位移和耗能，減小輸電塔與導線的耦聯作用。本發明的優點是削弱輸電塔和導線的耦聯作用，有效提高塔線的抗風能力。

技術領域

本發明涉及輸電線路裝置技術領域，特別涉及基于液壓阻尼器的輸電塔和絕緣子的連接裝置。

背景技術

輸電塔-線體系包括輸電桿塔、導(地)線、絕緣子和金具，具有塔狀高聳結構和大跨度結構的特點。

輸電塔結構高且柔，輸電導線跨度大，決定了輸電線路本身就是一種風荷載敏感結構。能源分布的不均衡，負荷中心與發電中心的地理差異，高壓、超高壓、特高壓線路不斷在新建，隨之輸電線路的檔距在不斷變大、輸電塔的高度也在不斷地上升，使得輸電線路在強風等自然條件下的災害問題越來越突出，對社會的危害性是極大的。因此輸電線路的在風荷載作用下的安全問題值得關注。

針對輸電塔-線體系的研究，表明在強風作用下，輸電線與輸電塔成為一個整體振動，輸電線與塔的振動頻譜分布較為一致，即振動時輸電線與塔之間的模態耦合作用較強。發表在《中國電機工程學報》中的《1000kV特高壓輸電塔線體系風荷載傳遞機制風洞試驗研究》指出，隨著風速的增大，輸電塔的能量分布逐漸向低頻區域移動。與之相反，導線響應在功率譜密度圖中表現為能量分布隨風速的增大逐漸向高頻區域移動，輸電塔和導線功率譜密度能量分布的頻段范圍出現較大的重疊，風速愈大，重疊的區域越多，在此頻率區域激發出塔線的共振效應，甚至導致輸電塔結構破壞。

輸電塔-線體系是一種復雜的空間耦聯體系，這種耦合效應使得輸電塔的動力特性和風振響應的評估十分困難，也是國際風工程界長期關注且至今未能解決的重要研究課題，尚未形成成熟的理論用以指導工程設計。就目前各國的輸電塔設計規范而言，對于此問題的認識還局限在對于輸電塔的單獨設計，很少考慮塔?線耦聯體系的抗風設計問題。故有必要在絕緣子與塔之間安裝一種裝置，使得在強風作用下，輸電線和絕緣子對塔的之間的耦聯作用減弱，從而可以繼續沿用現有的規范進行單獨對輸電塔設計，不需要考慮輸電線對輸電塔風振響應的影響。

申請號201711356568.7的中國發明專利公布了一種輸電線路鐵塔防風減振裝置，包括質量塊、懸掛鋼絲索、液壓阻尼器、風速傳感器和控制計算機；質量塊通過懸掛鋼絲索懸掛在鐵塔上，液壓阻尼器兩頭分別與質量塊和塔身相連接，風速傳感器安裝在鐵塔上，液壓阻 尼器和風速傳感器均與控制計算機相連接。該發明利用質量塊和液壓阻尼器來抵消部分風的能量，降低鐵塔的搖擺程度，提高鐵塔的穩定性，從而能夠避免出現倒塔等嚴重電力事故發生。實施時，當安裝在鐵塔上的風速傳感器監測到風況有導致鐵塔發生傾斜、搖動等動作的趨勢時，控制計算機驅動液壓阻尼器來調控質量塊沿著風的相反方向傾斜或搖晃，從而使質量塊的擺動方向與鐵塔相反，達到降低或消除鐵塔傾斜或振動的作用；當風速傳感器監測到風況良好時，鐵塔不會發生傾斜或搖動，此時控制計算機閉鎖液壓 阻尼器，質量塊不會發生擺動。通過這種設置，能夠實現在強風作用下對鐵塔的保護，降低鐵塔的振動幅度，避免出現倒塔等嚴重電力事故發生。該發明專利主要通過質量塊的反向運動達到控制鐵塔振動的效果，但由于計算機和傳感器的加入使得結構形式變得復雜，同時增加了結構發生問題的風險，增大了檢修和排查難度。除此之外，由于質量塊的反向運動會導致結構內部力矩增大，結構受力增大，所以對于防風減振裝置的設計仍需改進完善。