碗頭掛板磁流變阻尼器及其應用的輸電線防振裝置的製作方法

2023-06-14 01:47:01

本實用新型屬於輸變電設備狀態監測領域，涉及一種磁流變阻尼器，具體涉及一種碗頭掛板磁流變阻尼器，本實用新型還涉及一種應用了該碗頭掛板磁流變阻尼器的輸電線防振裝置。

背景技術：

輸電線路在野外風的作用下將產生微風振動，長時間的微風振動將使導線的壽命嚴重降低，造成金具脫落、導線疲勞斷股等危害，進而危及電力系統的正常運行。為減弱和消除輸電線路導線在微風作用下的周期性振動，通常的做法是在導線上加裝防振錘。傳統的防振錘由一段較短的鋼絞線及其兩端安裝的重錘以及能夠掛在導線上的夾板組成，當導線產生振動時，防振錘鋼絞線兩端的重錘也不斷地上下晃動，以此消耗從導線傳來的振動能量並降低導線振幅，從而消除和減弱微風振動對導線造成的危害。

傳統的防振錘由於受兩端重錘質量的影響，容易出現對諧振頻率外的振動頻率產生防振功率不足的情況，而且一般還需要根據線路所處地段的風速，氣候以及地理條件結合導線的阻尼性能曲線來為輸電線路選擇合適的防振錘，當其中一個因素發生變化時防振錘就不能完全有效工作。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種碗頭掛板磁流變阻尼器，能夠用於輸電線的防振裝置中，解決了現有防振錘防振頻率單一，阻尼不可變的問題。

本實用新型所採用的技術方案是，一種碗頭掛板磁流變阻尼器，包括缸體和連接在缸體上方的碗頭座A，缸體的內部設置有線圈和活塞，線圈、缸體與活塞間充滿磁流變液，缸體外側設置有屏蔽罩，碗頭掛板磁流變阻尼器為圓柱形。

本實用新型的特點還在於，

在缸體的內部的上下兩端分別固定有橡膠墊。

在缸體的側面設置有一個電源線接口。

本實用新型的另一目的是提供應用了該碗頭掛板磁流變阻尼器的輸電線防振裝置。

本實用新型的另一技術方案是，一種利用了該碗頭掛板磁流變阻尼器的輸電線路碗頭掛板防振裝置，包括依次連接的導線振動採集單元、碗頭掛板磁流變阻尼器調節單元和碗頭掛板磁流變阻尼器，導線振動採集單元安裝在輸電線上。

本實用新型的特點還在於，

碗頭掛板磁流變阻尼器調節單元包括通過信號線相互連接的磁流變阻尼器控制器和磁流變阻尼器電源，在磁流變阻尼器控制器上方連接有碗頭座B，在磁流變阻尼器電源的下方連接有球頭掛環。

導線振動採集單元與磁流變阻尼器控制器通過ZigBee信號連接，碗頭掛板磁流變阻尼器通過電源線與磁流變阻尼器電源通過電源線連接。

碗頭掛板磁流變阻尼器調節單元通過碗頭座B與絕緣子串下端的球頭掛環連在一起，下端通過球頭掛環與碗頭掛板磁流變阻尼器上端的碗頭座A相連。

碗頭掛板磁流變阻尼器下端通過扣環與懸垂線夾的壓板螺栓扣在一起。

本實用新型的有益效果是，將輸電線路微風振動監測與消除結合起來，利用磁流變液特殊的材料特性來達到實時減弱並消除導線微風振動危害的目的。當導線發生微風振動時，裝置能夠利用其阻尼可變的特性快速吸收導線的振動能量，使導線在極短時間內恢復到穩定狀態。

附圖說明

圖1是本實用新型的磁流變阻尼器的結構示意圖；

圖2是本實用新型的基於磁阻尼的輸電線路碗頭掛板防振裝置的整體結構示意圖；

圖3是本實用新型的基於磁阻尼的輸電線路碗頭掛板防振裝置中碗頭掛板磁流變阻尼器控制單元的結構示意圖；

圖4是本實用新型的基於磁阻尼的輸電線路碗頭掛板防振裝置的整體結構示意圖。

圖中，1.導線振動採集單元，2.碗頭掛板磁流變阻尼器調節單元，2-1.信號線，2-2.電源線，3.磁流變阻尼器電源，4.磁流變阻尼器控制器，5.碗頭掛板磁流變阻尼器，6.缸體，7.線圈，8.活塞，9.碗頭座A，9-1.碗頭座B，10.扣環，11.磁流變液，12.屏蔽罩，13.橡膠墊，14.電源線接口，15.球頭掛環，16絕緣子串，17.懸垂線夾。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

一種碗頭掛板磁流變阻尼器，如圖1所示，包括缸體6和連接在缸體6上方的碗頭座A9，缸體6的內部設置有線圈7和活塞8，線圈7繞於缸體6內嵌的凹槽中，線圈7、缸體6與活塞8間充滿磁流變液11，在缸體6的內部的上下兩端分別固定有橡膠墊13，防止振幅過大時活塞觸碰到缸體頂部及底部，

缸體6外側設置有屏蔽罩12，屏蔽罩12的作用是防止輸電線周圍磁場對磁流變液產生幹擾。

活塞8的下端連接有扣環10，扣環10用於和懸垂線夾固定連接。

在缸體6的側面設置有一個電源線接口14，用於電源線與電源的連接。

碗頭掛板磁流變阻尼器5整體為圓柱形，其底面截面直徑10cm,缸體長度25cm,最大拉伸長度15cm,最大壓縮長度15cm,缸體及活塞抗拉強度大，滿足相關規範要求。

本實用新型一種利用了上述碗頭掛板磁流變阻尼器的輸電線路碗頭掛板防振裝置，如圖2所示，包括依次連接的導線振動採集單元1、碗頭掛板磁流變阻尼器調節單元2和碗頭掛板磁流變阻尼器5；

其中，碗頭掛板磁流變阻尼器調節單元2包括通過信號線2-1相互連接的磁流變阻尼器控制器4和磁流變阻尼器電源3，在磁流變阻尼器控制器4上方連接有碗頭座B9-1，在磁流變阻尼器電源3的下方連接有球頭掛環15，磁流變阻尼器電源3通過電源線與碗頭掛板磁流變阻尼器5相連。

導線振動採集單元1與磁流變阻尼器控制器4通過ZigBee信號連接，碗頭掛板磁流變阻尼器5通過電源線與磁流變阻尼器電源3通過電源線2-2連接。電源線2-2通過和電源線接口14與磁流變阻尼器電源3連接。

碗頭掛板磁流變阻尼器5上端通過碗頭座A9懸掛於碗頭掛板磁流變阻尼器控制單元2下端的球頭掛環15上，

如圖4所示，導線振動採集單元1安裝在輸電線上；其中，碗頭掛板磁流變阻尼器調節單元2通過碗頭座B9-1與絕緣子串16下端的球頭掛環連在一起，下端通過球頭掛環15與碗頭掛板磁流變阻尼器5上端的碗頭座A9 相連。

碗頭掛板磁流變阻尼器5下端通過扣環10與懸垂線夾17的壓板螺栓緊緊扣在一起。

本實用新型裝置的工作過程是，懸掛於導線上距線夾出口89mm處安裝的的導線振動採集單元1實時在線採集輸電導線微風振動的振幅和頻率值，並通過ZigBee將數據發送至磁流變阻尼器控制器上。磁流變阻尼器控制器根據幅值和頻率值大小控制相應的電流控制電路，不同的電流控制電路通過控制相關電子器件的通斷來使磁流變阻尼器電源輸出大小不同的電流。當磁流變阻尼器控制器通過ZigBee模塊接收到導線振動採集單元發送出的振幅和頻率數據時，可控制與振幅及頻率值對應的電流控制電路工作，使磁流變阻尼器電源輸出大小最佳的電流值到磁流變阻尼器的線圈上。當電流流過纏繞在碗頭掛板磁流變阻尼器缸體上的線圈時，會在缸體上產生大小最佳的磁場，磁場作用於磁流變液使其粘度變化，進而影響磁流變阻尼器的阻尼值。

本實用新型的工作原理是，當電流流過碗頭掛板磁流變阻尼器時，在纏繞於碗頭掛板磁流變阻尼器缸體上的線圈上會產生磁場，磁場作用於碗頭掛板磁流變阻尼器缸體中的磁流變液，使其粘度發生變化，這樣當活塞隨導線上下振動時碗頭掛板磁流變阻尼器阻尼值就會變化，當輸入的電流為最佳大小時，相應的磁場以及磁流變液的粘度會相應達到最佳，使消振阻尼達到最佳值，有利於快速吸收振動能量，使導線恢復到平穩狀態。當碗頭掛板磁流變阻尼器工作1分鐘後返回到步驟2中採集消振後的振幅和頻率值，再次調節阻尼值對導線振動進行消振，依次循環往復。

本實用新型能夠將輸電線路微風振動監測與消除結合起來，利用磁流變液特殊的材料特性來達到實時減弱並消除導線微風振動危害的目的。當輸電線路導線發生不同程度的微風振動時，該裝置能夠根據採集值及時作出調整，使磁流變阻尼器輸出最佳的阻尼值，吸收導線的振動能量，使其能快速恢復到穩定狀態。