專利名稱：懸擺式阻尼型防舞裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力特種金具領(lǐng)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(shù)：
架空輸電導(dǎo)線發(fā)生覆冰舞動(dòng)容易導(dǎo)致相間閃絡(luò)、短路、斷線、連接金具損壞甚至倒塔等事故，嚴(yán)重危害線路的安全運(yùn)行。舞動(dòng)現(xiàn)象是導(dǎo)線系統(tǒng)風(fēng)載荷作用下發(fā)生自激振動(dòng)的一種表現(xiàn)形式，舞動(dòng)的激發(fā)無論是DenHartog的垂直激發(fā)模式還是Nigol的扭轉(zhuǎn)激發(fā)模式，都是導(dǎo)線系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)阻尼作用造成能量積累而發(fā)生的動(dòng)力失穩(wěn)現(xiàn)象。增加導(dǎo)線結(jié)構(gòu)阻尼，耗散輸入導(dǎo)線系統(tǒng)的風(fēng)能，是抑制舞動(dòng)發(fā)生的一種根本途徑。同時(shí)對(duì)于分裂導(dǎo)線，由于導(dǎo)線扭轉(zhuǎn)特性的變化，扭振和橫向振動(dòng)耦合的激發(fā)模式是分裂導(dǎo)線覆冰舞動(dòng)的一種重要形式，抑制分裂導(dǎo)線扭轉(zhuǎn)激發(fā)模式也是防舞的一個(gè)重要內(nèi)容。盡管目前輸電導(dǎo)線防舞動(dòng)裝置有很多種，例如圖2所示的傳統(tǒng)的雙擺防舞器包括聯(lián)板5和錘頭6，聯(lián)板5通過螺栓和間隔棒本體連接，錘頭6通過螺栓和聯(lián)板5連接。但既能同時(shí)抑制橫向和扭轉(zhuǎn)兩種舞動(dòng)激發(fā)情況，又能滿足經(jīng)濟(jì)性要求符合工程實(shí)際需求的設(shè)計(jì)方案卻幾乎沒有。
調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振裝置在建筑結(jié)構(gòu)得到廣泛的應(yīng)用，其原理和應(yīng)用比較的成熟，分析計(jì)算和實(shí)踐證明在最優(yōu)的控制參數(shù)(質(zhì)量、阻尼和頻率)下，取得了良好的減振控制效果。導(dǎo)線系統(tǒng)覆冰舞動(dòng)表現(xiàn)為低頻率、大振幅的特征，同時(shí)舞動(dòng)發(fā)生的一個(gè)重要原因是導(dǎo)線系統(tǒng)的低阻尼，根據(jù)導(dǎo)線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和舞動(dòng)特征，結(jié)合調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振的原理，設(shè)計(jì)基于增加導(dǎo)線結(jié)構(gòu)阻尼實(shí)現(xiàn)吸能和耗能效果，達(dá)到抑制舞動(dòng)激發(fā)的目的，是一種有效的途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是利用調(diào)諧質(zhì)量阻尼減振方法和導(dǎo)線風(fēng)激穩(wěn)定性分析方法相結(jié)合優(yōu)化設(shè)計(jì)的一種懸擺式阻尼型防舞裝置，通過附加阻尼減振裝置實(shí)現(xiàn)吸能和耗能效果，利用抑制導(dǎo)線系統(tǒng)能量積累防止舞動(dòng)的發(fā)生；同時(shí)通過動(dòng)力失穩(wěn)分析利用扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和橫向振動(dòng)解耦實(shí)現(xiàn)抑制導(dǎo)線扭轉(zhuǎn)激發(fā)舞動(dòng)的情況，從而最大限度的實(shí)現(xiàn)防舞功能，同時(shí)考慮防舞裝置的經(jīng)濟(jì)性要求。 設(shè)計(jì)過程首先通過穩(wěn)定性分析確定該懸擺裝置總重量和懸擺的臂長(zhǎng)，通過扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和橫向振動(dòng)的解耦實(shí)現(xiàn)抑制舞動(dòng)扭轉(zhuǎn)激發(fā)的目的；然后根據(jù)固定質(zhì)量比，確定阻尼裝置的設(shè)計(jì)頻率和阻尼器最優(yōu)阻尼比，同時(shí)考慮必要的電氣性能要求設(shè)計(jì)阻尼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。利用本發(fā)明的阻尼型防舞裝置，通過增加導(dǎo)線系統(tǒng)阻尼性能達(dá)到吸能和耗能的效果，從根本上實(shí)現(xiàn)防舞功能。利用本發(fā)明的阻尼型防舞裝置，實(shí)現(xiàn)同時(shí)抑制橫向激發(fā)和扭轉(zhuǎn)激發(fā)的功能，適用于更多的實(shí)際工況情況。 本發(fā)明的一種懸擺式阻尼型防舞裝置，包括聯(lián)板l、阻尼減振結(jié)構(gòu)2、阻尼減振結(jié)構(gòu)3和雙擺結(jié)構(gòu)4，其特征在于所述阻尼減振結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)彈簧結(jié)構(gòu)2和阻尼器
33，所述聯(lián)板l起固定連接阻尼結(jié)構(gòu)和間隔棒本體的作用，所述聯(lián)板l和間隔棒本體用螺栓連接在一起，所述聯(lián)板l為雙板結(jié)構(gòu)或單板結(jié)構(gòu)，聯(lián)板l上端設(shè)置的螺栓連接孔用于間隔棒本體通過螺栓進(jìn)行連接，聯(lián)板l下端設(shè)置的連接孔用于與彈簧結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接；所述彈簧結(jié)構(gòu)2裝在聯(lián)板1和阻尼器3之間，所述彈簧結(jié)構(gòu)2是由一個(gè)彈簧或幾個(gè)性能相同的彈簧并聯(lián)組成的，具有吸收能量的作用，當(dāng)輸電線路導(dǎo)線欲發(fā)生舞動(dòng)時(shí)，促使導(dǎo)線將要發(fā)生舞動(dòng)的能量非常大，加裝彈簧結(jié)構(gòu)2可以通過壓縮彈簧使能量瞬間儲(chǔ)存于彈簧中，然后再慢慢的釋放出來；彈簧結(jié)構(gòu)儲(chǔ)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(jié)構(gòu)2和雙擺結(jié)構(gòu)4之間，用來消化吸收彈簧結(jié)構(gòu)緩沖能量的釋放，其可以實(shí)現(xiàn)減振、平衡、緩沖、消振的功能，從而使得該防舞裝置實(shí)現(xiàn)自身緩沖能量、消耗能量、抑制舞動(dòng)的目的；所述阻尼器3的下端連接雙擺防舞器的雙擺結(jié)構(gòu)4，所述雙擺結(jié)構(gòu)4可改變架空輸電線路的扭轉(zhuǎn)剛度和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)，從而達(dá)到抑制架空輸電線路舞動(dòng)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(dāng)阻尼器受到外界載荷作用時(shí)，活塞桿被壓入外殼構(gòu)成的腔體內(nèi)，腔體內(nèi)的彈性阻尼材料受到壓縮，內(nèi)部壓力升高，對(duì)活塞桿產(chǎn)生彈性反向力，同時(shí)活塞頭和彈性阻尼材料之間產(chǎn)生極大的摩擦力，速度越大，阻力越大，可在極短的時(shí)間內(nèi)使得沖擊動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能和彈性勢(shì)能并釋放。 其中，所述雙擺結(jié)構(gòu)4包括聯(lián)板和兩個(gè)錘頭，聯(lián)板可為單板結(jié)構(gòu)，也可為雙板結(jié)構(gòu)，所述雙擺結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)短和重量以及錘頭結(jié)構(gòu)的重心位置及重量，都可以通過穩(wěn)定性原理計(jì)算而確定，雙擺結(jié)構(gòu)4的聯(lián)板通過螺栓將阻尼器3和雙擺結(jié)構(gòu)4的錘頭相連接。
其中，所述阻尼器3可以是高粘滯性阻尼材料作為介質(zhì)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(jù)不同的工況要求設(shè)計(jì)為單缸、多缸或雙向等多種形式。 本發(fā)明的有益效果是架空輸電線路舞動(dòng)時(shí)，本發(fā)明的阻尼型防舞裝置可實(shí)現(xiàn)自身緩沖能量、吸收能量、消耗能量的功能，并最終達(dá)到抑制舞動(dòng)的目的。且該防舞器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，防舞性能好，易于安裝，可與多種間隔棒實(shí)現(xiàn)配套，且經(jīng)濟(jì)性能良好，適宜大規(guī)模推廣使用。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。 圖1是依據(jù)本發(fā)明的架空輸電線路防舞用懸擺式阻尼型防舞裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是傳統(tǒng)的雙擺防舞器的結(jié)構(gòu)示意圖，包括聯(lián)板5和錘頭6，聯(lián)板5通過螺栓和間隔棒本體連接，錘頭6通過螺栓和聯(lián)板5連接。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的懸擺式阻尼型防舞裝置，包括聯(lián)板l、阻尼減振結(jié)構(gòu)(彈簧結(jié)構(gòu)2和阻尼器3)和雙擺結(jié)構(gòu)4，該防舞裝置在原有雙擺防舞器的基礎(chǔ)上加裝了阻尼減振結(jié)構(gòu)。聯(lián)板1起固定連接阻尼結(jié)構(gòu)和間隔棒本體的作用。阻尼減振結(jié)構(gòu)包括彈簧結(jié)構(gòu)2和阻尼器 3，它通過耗散輸入導(dǎo)線系統(tǒng)的風(fēng)能抑制舞動(dòng)的發(fā)生。彈簧結(jié)構(gòu)2裝在聯(lián)板1和阻尼器3 之間，起吸收能量的作用，當(dāng)輸電線路導(dǎo)線欲發(fā)生舞動(dòng)時(shí)，促使導(dǎo)線將要發(fā)生舞動(dòng)的作 用力非常巨大，加裝彈簧結(jié)構(gòu)2可以通過壓縮彈簧使能量瞬間儲(chǔ)存于彈簧中，然后再慢 慢的釋放出來，該阻尼結(jié)構(gòu)中可以包括n個(gè)彈簧結(jié)構(gòu)(r^1)。彈簧結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存的能量可以通 過阻尼器3得到釋放。阻尼器3連接在彈簧結(jié)構(gòu)2上，用來消化吸收彈簧結(jié)構(gòu)緩沖能量 的釋放，它通過一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)減振、平衡、緩沖、消振的功能，從而使該防舞 裝置實(shí)現(xiàn)自身緩沖能量、消耗能量、抑制舞動(dòng)的目的，阻尼器3儲(chǔ)能大，無需維修、無 老化現(xiàn)象，工作可靠，易于安裝。阻尼器3下面連接著傳統(tǒng)雙擺防舞器的雙擺結(jié)構(gòu)4，該 雙擺結(jié)構(gòu)4可改變架空輸電線路的扭轉(zhuǎn)剛度和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)，從而達(dá)到抑制架空輸電 線路舞動(dòng)的效果。本發(fā)明的防舞裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，防舞性能好，易于安裝，可與多種間隔 棒實(shí)現(xiàn)配套，且經(jīng)濟(jì)性能良好，適宜大規(guī)模推廣使用。 此處已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員 來說在不脫離本發(fā)明的范圍下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見的。示例性的實(shí)施 例僅僅是例證性的，而不是對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求定 義。
權(quán)利要求
一種懸擺式阻尼型防舞裝置，包括聯(lián)板(1)、阻尼減振結(jié)構(gòu)(2，3)、和雙擺結(jié)構(gòu)(4)，其特征在于所述阻尼減振結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)彈簧結(jié)構(gòu)(2)和阻尼器(3)，所述聯(lián)板(1)起固定連接阻尼結(jié)構(gòu)和間隔棒本體的作用，所述聯(lián)板(1)和間隔棒本體用螺栓連接在一起，所述聯(lián)板(1)為雙板結(jié)構(gòu)或單板結(jié)構(gòu)，聯(lián)板(1)上端設(shè)置的螺栓連接孔用于通過螺栓和間隔棒本體進(jìn)行連接，聯(lián)板(1)下端設(shè)置的連接孔用于與彈簧結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接；所述彈簧結(jié)構(gòu)(2)裝在聯(lián)板(1)和阻尼器(3)之間，所述彈簧結(jié)構(gòu)(2)是由一個(gè)彈簧或幾個(gè)性能相同的彈簧并聯(lián)組成的，具有吸收能量的作用，當(dāng)輸電線路導(dǎo)線欲發(fā)生舞動(dòng)時(shí)，促使導(dǎo)線發(fā)生舞動(dòng)的能量非常大，加裝彈簧結(jié)構(gòu)(2)可以通過壓縮彈簧使能量瞬間儲(chǔ)存于彈簧中，然后再慢慢的釋放出來；彈簧結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存的能量可通過阻尼器(3)得到釋放。所述阻尼器(3)連接在彈簧結(jié)構(gòu)(2)和雙擺結(jié)構(gòu)(4)之間，用來吸收釋放彈簧結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存的能量，其可以實(shí)現(xiàn)減振、平衡、緩沖、消振的功能，從而使得該防舞裝置實(shí)現(xiàn)自身緩沖能量、消耗能量、抑制舞動(dòng)的目的；所述阻尼器(3)的下端連接雙擺防舞器的雙擺結(jié)構(gòu)(4)，所述雙擺結(jié)構(gòu)(4)可改變架空輸電線路的扭轉(zhuǎn)剛度和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)，從而達(dá)到抑制架空輸電線路舞動(dòng)的效果。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述阻尼器(3)包括彈性阻尼材料、活塞桿 和金屬外殼，當(dāng)阻尼器受到外界載荷作用時(shí)，活塞桿被壓入外殼構(gòu)成的腔體內(nèi)，腔體內(nèi) 的彈性阻尼材料受到壓縮，內(nèi)部壓力升高，對(duì)活塞桿產(chǎn)生彈性反向力，同時(shí)活塞頭和彈 性阻尼材料之間產(chǎn)生極大的摩擦力，速度越大，阻力越大，可在極短的時(shí)間內(nèi)使得沖擊 動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能和彈性勢(shì)能并釋放。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述雙擺結(jié)構(gòu)(4)包括聯(lián)板和兩個(gè)錘頭，聯(lián) 板可為單板結(jié)構(gòu)，也可為雙板結(jié)構(gòu)，所述雙擺結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)短和重量以及錘頭結(jié)構(gòu)的重心位 置及重量，都可以通過穩(wěn)定性原理計(jì)算而確定，雙擺結(jié)構(gòu)(4)的聯(lián)板通過螺栓將阻尼器(3) 和雙擺結(jié)構(gòu)(4)的錘頭相連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述阻尼器(3)可以是高粘滯性阻尼材料作 為介質(zhì)的阻尼器，其包括高粘滯性阻尼材料、活塞和金屬外殼。
5. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述阻尼器(3)可根據(jù)不同的工況要求設(shè)計(jì) 為單缸、多缸或雙向等多種形式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種懸擺式阻尼型防舞裝置，該裝置由聯(lián)板、阻尼減振結(jié)構(gòu)(彈簧結(jié)構(gòu)和阻尼器)和雙擺組成，該結(jié)構(gòu)沿用了傳統(tǒng)雙擺防舞器的優(yōu)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上加裝了阻尼減振結(jié)構(gòu)。在架空輸電線路的導(dǎo)線舞動(dòng)時(shí)，該懸擺式阻尼型防舞裝置自身能起到緩沖能量、吸收能量、消耗能量的功能，并最終達(dá)到抑制舞動(dòng)的目的。該防舞裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，防舞性能好，易于安裝，可與多種間隔棒實(shí)現(xiàn)配套，且經(jīng)濟(jì)性能良好，適宜大規(guī)模推廣使用。
文檔編號(hào)H02G7/14GK101692567SQ20091009277
公開日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者劉彬, 孫娜, 朱寬軍, 李新民 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院