[發明專利]一種輸電線路鋼管構件渦激振動抑制裝置及方法

有效

• 申請號: 202110716446.4
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113530341B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 姜嵐;皮柯洋;羅曼平;程若恒;陳云橋;王茜雯;胡云昊
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: E04H12/00
• 分類號: E04H12/00;E04H12/08;E04H9/14
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 焦磊

本發明公開一種輸電線路鋼管構件渦激振動抑制裝置及方法，裝置包括套裝于鋼管表面的軸承，所述軸承外圈側部套裝有偏心導向翼，所述鋼管表面還固定設有多個磁鐵片，所述軸承外圈端部設有導電旋轉桿，所述導電旋轉桿伸入到多個磁鐵片之間的縫隙處；本發明能夠有效防止輸電線路鋼管構件在微風下易出現渦激振動引發疲勞破壞的現象。

技術領域

本發明涉及輸電線路渦激振動抑制技術領域，具體地指一種輸電線路鋼管構件渦激振動抑制裝置及方法。

背景技術

現階段，在輸電線路中大量使用鋼管塔，因為鋼管塔與角鋼塔相比，能充分利用材料的高承載性能，構件風壓小、剛度大、結構簡潔、傳力清晰，塔重比常規角鋼塔減少15%左右，可有效減小基礎作用力。但輸電塔鋼管構件在微風下易出現渦激振動引發疲勞破壞。當圓形鋼管上作用水平風荷載時,會在鋼管背風側產生交替的漩渦,并從一側向另一側交替脫落,形成卡門渦列，卡門渦列會使結構表面產生周期變化的壓力,使得結構上產生周期性變化的作用力,方向與風向垂直,稱作橫風向作用力或升力。這種由交替渦流引起的且與風向垂直的周期性振動,稱為“渦激振動”。由于對于長細比較大的鋼管構件，常規辦法通過改變氣動外形的措施已經不能完全抑制渦激振動的發生，因此需要有一種較好的抑制裝置安裝在輸電鋼管上面，以防止長期的微風振動而帶來的疲勞受損。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種輸電線路鋼管構件渦激振動抑制裝置及方法，能夠有效防止輸電線路鋼管構件在微風下易出現渦激振動引發疲勞破壞的現象。

本發明為解決上述技術問題，所采用的技術方案是：一種輸電線路鋼管構件渦激振動抑制裝置，包括套裝于鋼管表面的軸承，所述軸承外圈側部套裝有偏心導向翼，所述鋼管表面還固定設有多個磁鐵片，所述軸承外圈端部設有導電旋轉桿，所述導電旋轉桿伸入到多個磁鐵片之間的縫隙處。

優選地，所述偏心導向翼包括套裝于軸承外圈側部的環形套筒，所述環形套筒一端固定設有翼片。

優選地，所述翼片表面為流線型結構。

優選地，所述環形套筒由兩塊半環形片狀結構組裝而成，每塊半環形結構側部均設有一塊安裝板和一塊翼片，安裝板和翼片上均開設有用于安裝螺栓的螺孔。

優選地，所述軸承的數量為兩個，分別位于偏心導向翼內側上部與下部，兩個軸承外圈端部之間豎向設有多個導電旋轉桿。

優選地，所述磁鐵片為環形結構，每個磁鐵片之間互相平行，所述導電旋轉桿包括分別與上側軸承外圈端部和下側軸承外圈端部固定連接的豎向桿，所述豎向桿上垂直連接有多個互相平行的橫向桿，所述橫向桿伸入到相鄰兩個磁鐵片之間的縫隙內。

優選地，環形套筒表面還斜向設有弧形導流板。

優選地，所述環形套筒表面還開設有散熱孔。

另外，本發明還公開上述輸電線路鋼管構件渦激振動抑制裝置的抑制方法，它包括如下步驟：

步驟1）：當輸電線路中鋼管在微風作用下出現渦激振動現象時，此時微風吹過偏心導向翼，偏心導向翼受到風力作用而在鋼管表面發生旋轉，從而抵消鋼管的部分渦激振動；

步驟2）：鋼管在渦激振動時，因偏心導向翼的偏心結構作用，也會直接帶動偏心導向翼發生轉動，從而抵消鋼管的部分渦激振動；

步驟3）：微風消失后，因慣性作用，偏心導向翼旋轉并帶動軸承外圈繼續旋轉一段時間，在這個過程中，導電旋轉桿也會隨著軸承外圈的旋轉而旋轉，導電旋轉桿不斷與磁鐵片之間的磁場垂直交會，從而會在導電旋轉桿中產生渦流，并且會激發出感應磁場，由楞次定律可知，該感應磁場會對導電旋轉桿的旋轉施加阻尼力，該阻尼力會使軸承外圈和偏心導向翼的旋轉速度迅速降低，避免偏心導向翼因長時間的慣性旋轉而影響鋼管。

優選地，在步驟3）中，導電旋轉桿中產生的渦流會散發熱量，熱量最終可從偏心導向翼表面的散熱孔快速散去。