防治導線風偏及振動的彈性預張及複合阻尼系統的製作方法

2023-05-30 19:42:41 1

專利名稱：防治導線風偏及振動的彈性預張及複合阻尼系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種防治導線風偏及振動的彈性預張及複合阻尼系統，屬於防治 輸電線路風載危害技術領域。
技術背景輸電線路是電網重要組成部分，線路通常途徑高山、峽谷、山口、平原、沙漠、江河 以及城區等全地理環境，輸電線路也歷經風、雪、霧、雨等各類天氣的考驗。近年來，特殊、惡 劣氣候環境處於高發期，而風災對線路危害相對較大，為此，導線防風偏及振動技術是保證 輸電線路安全運行的重要手段。1風載對輸電導線的危害、成因分析1. 1風載對導線的危害1. 1. 1風偏的連續作用導致的導線舞動危害風載正面、持續作用於導線，易導致導線風偏，即導線舞動。導線舞動時，舞動檔的 相導線間、相地線間、耐張塔的跳線和塔身間距離減小，引起空氣間隙減小閃絡或者碰線， 燒傷線股或導線，造成停電事故。此外，長時間的舞動會使橫擔損壞、鐵塔連接螺栓鬆動或 脫落、絕緣子串(尤其是V型串)因承受壓縮負荷造成腳球和球窩磨損、縮緊銷輾碎、腳球 折斷，使球窩連接脫開掉串、懸垂線卡處的導線斷脫、鉸鏈式連接金具嚴重磨損及疲勞斷 裂、開口銷及閉口銷被擠出、球頭掛環折斷、U型磨損、間隔棒和防震錘損壞等。—般來說，導線舞動發生的隨機性較大，產生的衝擊強，一旦連續作用的時間較 長，造成的危害會非常嚴重。1. 1. 2微風造成的導線振動的危害微風對導線的吹拂在導線的背風面形成渦流，這種均布渦流載荷會激發導線的振 動。這種振動振幅小，頻率高，易造成導線的薄弱部位和系接點的疲勞應力作用，產生導線 斷絲、斷股破壞，危及線路運行安全。當這種激振頻率與線路系統的固有頻率發生疊加時， 振蕩加大，危害將會加劇。1.2導線風偏和振動成因分析外載作用風載、覆冰、電暈、地震、爆破等對運行線路施加除重力載荷以外荷載的 力的作用或者幾種力的複合作用，是導線風偏和振動的能量來源。線路原因分為設備和安裝原因。像設備中的導線、絕緣子串屬於撓性構件，杆塔 屬於細長杆件，都是易激振的對象，稍有外載就會發生振動。另外線路檔距、弧垂、跳線、塔 高、一個耐張段內相鄰直線段間諧振等原因也是激振及振蕩放大的原因。環境影響相對於外載影響因素，線路走向中易產生外載地段也是導線風偏和振 動的高發區。像平原、風口、大面積水面、高山等風力大、易形成凝結冰區域
實用新型內容
為克服現有技術的缺陷，本實用新型的目的在於提供一種防治導線風偏及振動的彈性預張及複合阻尼系統，通過風偏及振動形成機理、危害的分析，在輸電線路中設置彈性 預張及複合阻尼系統，具有多點支撐和緩衝吸收能量的功效，用於防治輸電線路的風載危害。本實用新型解決技術問題採用如下技術方案防治導線風偏及振動的彈性預張及複合阻尼系統，所述系統包括分別鉸接於輸電線路絕緣子串兩側導線上的杆狀A力臂以及B力臂；在所述A力臂與B力臂之間並列設有空氣阻尼器、彈簧張力器以及緩衝器；所述空氣阻尼器、彈簧張力器及緩衝器的兩端各自與所述A力臂及B力臂鉸接。本實用新型的結構特點也在於所述空氣阻尼器由一端敞口的大套管及兩端封閉的小套管構成，所述小套管自大 套管的敞口端插入，在小套管的外壁與大套管的內壁之間的間隙形成阻尼氣道，所述大套 管的封閉端通過一橫杆鉸接於所述A力臂上，所述小套管的一端通過橫杆鉸接於所述B力 臂上。所述彈簧張力器包括一端開口的套管，其封閉端鉸接於所述B張力器上，在套管 內設置有彈簧，所述彈簧以套管開口端的內翻邊為彈簧座；與所述A力臂鉸接的拉杆自所 述彈簧中穿過，所述拉杆的前段為絲杆，在所述絲杆上設有調節螺母，所述螺母與彈簧的端 部之間設置有墊片，所述螺母及墊片以調節彈簧在套管內的預張力。所述緩衝器包括一端與所述B張力器鉸接的空管，所述空管內設有橡膠緩衝墊， 在靠近B張力器一端的空管內固設有隔板形成緩衝墊的基座，與所述A張力器鉸接的拉杆 自所述緩衝墊的中心孔中穿過，所述拉杆朝向所述基座的一段為絲杆，絲杆的端部設有調 節螺母；所述緩衝墊另一端部處的拉杆上固設有法蘭盤，所述螺母及法蘭盤以調節緩衝墊 在空管內的預緊力。與已有技術相比，本實用新型的有益效果體現在空氣阻尼器的大套管與小套管之間在水平方向上呈自由狀態，當大、小套管間發 生相對位移時，空氣就會流過環形縫隙形成的阻尼氣道，產生流阻，實現節流阻尼作用。彈簧張力器由張力彈簧、中心調節絲杆、拉杆構成。通過調節絲杆上的螺母能夠壓 縮張力彈簧，減小A、B力臂點間的距離，張緊導線，減小導線弧垂，實現彈性預張的作用。緩衝器是系統中與彈簧張力器相互支撐的構件。由環形橡膠緩衝墊及其支持系統 構成，緩衝敏感度高，能有效吸收一般頻率及低頻率振動能量。本實用新型系統中具有彈性預張及複合阻尼設備，通過改變導線的安裝狀態、張 力特點，利用阻尼和緩衝吸收衝擊和振動能量，從風偏緩釋導線長度和及時吸收風載能量 兩方面來防治導線風偏及振動，大範圍降低風載對輸電線路的危害。通過實驗得知除了惡劣的地質災害和氣象災害外，該系統能有效防治輸電線路 外載對導線加載所產生的舞動和激振影響，滿足狀態檢修要求，對維護線路運行安全，保障 供電可靠性，建立堅強電網有著較大的積極作用。

圖1為本實用新型系統的構成圖；圖2為本實用新型的使用狀態圖。圖中標號1為A力臂，2為B力臂，3空氣阻尼器，31大套管，32小套管，33阻尼氣道，4彈簧張力器，41套管，42彈簧，43、54拉杆，44、55絲杆，45、56調節螺母，46墊片，5緩 衝器，51空管，52緩衝墊，53隔板，57法蘭盤。以下通過具體實施方式
，並結合附圖對本實用新型作進一步說明。
具體實施方式
實施例結合圖1，本實施例的彈性預張及複合阻尼系統，用於防治導線風偏及振 動，所述系統包括分別鉸接於輸電線路絕緣子串兩側導線上的杆狀A力臂1以及B力臂2 ；在所述A 力臂與B力臂之間並列設有空氣阻尼器3、彈簧張力器4以及緩衝器5。其中空氣阻尼器由一端敞口的大套管31及兩端封閉的小套管32構成，小套管 32自大套管31的敞口端插入，在小套管的外壁與大套管的內壁之間的間隙形成阻尼氣道 33，所述大套管的封閉端通過一橫杆鉸接於所述A力臂1上，所述小套管的一端通過橫杆鉸 接於所述B力臂2上。彈簧張力器包括一端開口的套管41，其封閉端鉸接於所述B張力器2上，在套管 內設置有彈簧42，所述彈簧以套管開口端的內翻邊為彈簧座；與所述A力臂1鉸接的拉杆 43自所述彈簧中穿過，所述拉杆43的前段為絲杆44，在所述絲杆上設有調節螺母45，所述 螺母與彈簧的端部之間設置有墊片46，所述螺母及墊片以調節彈簧在套管內的預張力。所述緩衝器包括一端與所述B張力器鉸接的空管51，所述空管內設有橡膠緩衝 墊52，在靠近B張力器一端的空管內固設有隔板53形成緩衝墊的基座，與所述A張力器1 鉸接的拉杆54自所述緩衝墊的中心孔中穿過，所述拉杆朝向所述基座的一段為絲杆55，絲 杆的端部設有調節螺母56 ；所述緩衝墊另一端部處的拉杆上固設有法蘭盤57，所述螺母及 法蘭盤以調節緩衝墊在空管內的預緊力。具體實施中，圖2所示，其中Ll為預張前導線狀態，L2為預張後導線狀態。當設 置好的系統對稱加掛在絕緣子串下方導線上時，檔間導線被預張，弧垂減小。檔間導線的張 力部分轉移到系統上，加掛前由絕緣子串獨立承擔的力的作用改由絕緣子串和系統組合承 擔，合力的作用點為C、D兩點，導線上生成的振動能量也將同時傳遞到系統和絕緣子串上。由於系統的結構設計均為鉸接結構，其力學特性為二力杆，只承受拉伸和壓縮載 荷。這樣，當導線上的振動能量傳遞到系統上時就體現了對系統支撐機構的拉伸和壓縮，形 成系統對振動能量的吸收，減小了振動能量對導線的反饋，實現導線振動的阻尼衰減。本系統的安裝方法彈性預張及複合阻尼系統安裝前的自由狀態為喇叭口的張開狀態，張開程度由導 線需要的張緊行程決定。依據自由張開狀態選擇壓縮彈簧的長度，同時根據冬季最小弧垂 時導線最大張緊狀態的許用安全負荷，選擇彈簧的彈性模量及彈簧規格。加掛系統以彈簧自由伸展確定C、D的張口位置，同時C、D點在懸垂線卡的兩邊對 稱位置。按照施工規範將C、D點的線卡與導線緊固連接。完成系統掛線後，開始並緊彈簧 張力調節螺母，實現導線張緊到設計位置，完成系統安裝。彈性預張及複合阻尼系統在一個耐張段內的安裝必須為依次安裝或者進行一個 掛點的間隔安裝，耐張塔、轉角塔、終端塔不做安裝。彈性預張及複合阻尼系統效能實現的機理
5[0045]彈性預張及複合阻尼系統除了對接受到的振動能量進行吸收外，還對張緊的導線 舞動時實現長度緩釋，降低舞動衝擊作用。現分析如下導線舞動發生時，C、D間張力小於張力彈簧作用力時，在彈簧張力作用下，C、D間 距減小，吸收導線重力消失的長度增加，減小舞動振幅，同時空氣阻尼器收縮動作，節流阻 尼作用產生，吸收振動能量；導線舞動發生時，C、D間張力大於張力彈簧作用力時，在舞動 張力作用下，C、D間距增大，彈簧張力由於變形增大，彈力也增大，阻礙舞動振幅的增大，同 時空氣阻尼器張開動作，節流阻尼作用產生，吸收振動能量。由於彈簧的有效壓縮釋放導 線，還能緩衝巨大衝擊對線路的損害。當導線發生激振時，由于振幅不大，頻率較高，空氣阻尼器敏感度較低，對振動能 量的吸收能力也較低。張力彈簧和緩衝器由於一直是在預壓縮狀態，激振能量部分傳遞到達時就被其吸 收，減小了振動能量的反饋，實現降低激振的目的。
權利要求防治導線風偏及振動的彈性預張及複合阻尼系統，其特徵是包括分別鉸接於輸電線路絕緣子串兩側導線上的杆狀A力臂以及B力臂；在所述A力臂與B力臂之間並列設有空氣阻尼器、彈簧張力器以及緩衝器；所述空氣阻尼器、彈簧張力器及緩衝器的兩端各自與所述A力臂及B力臂鉸接。
2.根據權利要求1所述的防治導線風偏及振動的彈性預張及複合阻尼系統，其特徵是 所述空氣阻尼器由一端敞口的大套管及兩端封閉的小套管構成，所述小套管自大套管的敞 口端插入，在小套管的外壁與大套管的內壁之間的間隙形成阻尼氣道，所述大套管的封閉 端通過一橫杆鉸接於所述A力臂上，所述小套管的一端通過橫杆鉸接於所述B力臂上。
3.根據權利要求1所述的防治導線風偏及振動的彈性預張及複合阻尼系統，其特徵是 所述彈簧張力器包括一端開口的套管，其封閉端鉸接於所述B張力器上，在套管內設置有 彈簧，所述彈簧以套管開口端的內翻邊為彈簧座；與所述A力臂鉸接的拉杆自所述彈簧中 穿過，所述拉杆的前段為絲杆，在所述絲杆上設有調節螺母，所述螺母與彈簧的端部之間設 置有墊片，所述螺母及墊片以調節彈簧在套管內的預張力。
4.根據權利要求1所述的防治導線風偏及振動的彈性預張及複合阻尼系統，其特徵是 所述緩衝器包括一端與所述B張力器鉸接的空管，所述空管內設有橡膠緩衝墊，在靠近B 張力器一端的空管內固設有隔板形成緩衝墊的基座，與所述A張力器鉸接的拉杆自所述緩 衝墊的中心孔中穿過，所述拉杆朝向所述基座的一段為絲杆，絲杆的端部設有調節螺母；所 述緩衝墊另一端部處的拉杆上固設有法蘭盤，所述螺母及法蘭盤以調節緩衝墊在空管內的 預緊力。
專利摘要本實用新型公開了一種防治導線風偏及振動的彈性預張及複合阻尼系統，包括分別鉸接於輸電線路絕緣子串兩側導線上的杆狀A力臂以及B力臂；在所述A力臂與B力臂之間並列設有空氣阻尼器、彈簧張力器以及緩衝器；所述空氣阻尼器、彈簧張力器及緩衝器的兩端各自與所述A力臂及B力臂鉸接。該系統能有效防治輸電線路外載對導線加載所產生的舞動和激振影響，滿足狀態檢修要求，對維護線路運行安全，保障供電可靠性，建立堅強電網有著較大的積極作用。
文檔編號H02G7/14GK201750111SQ201020288038
公開日2011年2月16日 申請日期2010年8月4日 優先權日2010年8月4日
發明者浦勁松, 王振華, 田新華 申請人:安徽省電力公司安慶供電公司