多振子耦合輸電線路減振系統的製作方法

2023-05-22 05:28:51 2

本發明屬於大跨柔性結構減振技術領域，具體涉及一種多振子耦合輸電線路減振系統。

背景技術：

架空輸電線路屬於大跨柔性結構，當受風、地震及脫冰等環境激勵作用時，線路產生高頻振動和低頻動舞。高頻振動的振幅雖小，但輸電線在懸點處反覆被拗折，容易引起材料疲勞，最後導致斷股、斷線事故，傳統的防振錘減振裝置對這類高頻小幅振動有較好的減振控制效果。輸電線低頻舞動的振幅較大，容易引起相間閃絡跳閘，甚至造成斷線倒塔等嚴重事故。防振錘減振裝置對這類低頻大幅舞動的減振控制效果不明顯；傳統阻尼器減振控制裝置需要固定支座的支撐才能進行減振，而輸電線路屬於架空的大跨柔性結構，固定支座是很難提供的，所以阻尼器減振裝置只能安裝在輸電塔附近，對整個大跨柔性線路的舞動來說，其減振控制效果也是非常有限的。

技術實現要素：

本發明的目的在於針對上述問題，提供一種多振子耦合輸電線路振減振系統，以解決大跨柔性結構的振動控制問題。

本發明的目的是通過如下的技術方案來實現的：該多振子耦合輸電線路減振系統，它包括間隔棒和阻尼線；所述每個間隔棒分別安裝在垂直於輸電線上某點切線的同一截面內的三相輸電線上，同一截面內三相輸電線的間隔棒之間或通過所述阻尼線相互連接；所述間隔棒為框架式結構，每相輸電線的每根輸電導線間隔一定的距離固定於間隔棒上；沿輸電線路上均勻或非均勻布置若干間隔棒及阻尼線，阻尼線的布置具有選擇性，有些同一截面內的間隔棒之間不設阻尼線。

具體的，所述輸電線路為三相四分裂輸電線路；所述間隔棒為正方形框架結構，正方形的每根對角線兩端的延長線上各設有一根固定棒，每相輸電線的每根輸電導線分別固定在四根固定棒的外端部上。

進一步，所述固定棒的外端部設有一個可開合的卡口，卡口圍合成一個圓形通孔，該圓形通孔直徑比輸電導線直徑略小。

具體的，所述間隔棒採用高分子材料或金屬材料製成，阻尼線採用粘彈性合成橡膠材料製成。

本發明的工作原理是：將間隔棒看作一個質量塊，當間隔棒發生位移時，輸電線產生非線性彈性恢復力，因此，單個間隔棒與所連接的輸電線可以簡化為一個非線性彈簧振子。每相輸電線路上有多個間隔棒振子，三相輸電線通過阻尼線構成一個大的多振子耦合系統。改變間隔棒質量、間隔棒距離可以改變單個間隔棒頻率，從而實現頻率錯配；改變阻尼線剛度、阻尼以及連接位置和數量，可以調整相與相之間的耦合強度；在強風、地震及脫冰等激勵作用下，由於各個間隔棒振子所處的空間位置不同，這些激勵作用力存在明顯的時間延遲現象。頻率錯配、耦合強度、時間延遲是實現振幅死亡的三個關鍵因素，通過調整這三個參數，可以使整個輸電線系統達到一個最優的狀態，從而實現輸電線振幅死亡，達到減振控制的目的。

本發明與現有技術相比，具有如下有益效果：

(1)傳統阻尼器減振控制裝置需要固定支座的支撐才能進行減振，而輸電線路屬於架空的大跨柔性結構，所以固定支座是很難提供的，而本發明不需要固定支座，只要合理利用「振幅死亡」這一機理，就能達到減振的目的。

(2)現有的防振錘主要適用於架空輸電線路高頻低幅振動這種工況，在大幅低頻舞動情況下，並不能起到很好的減振效果，本發明對於大幅低頻舞動的情況，也能起到很好的減振效果。

附圖說明

圖1是本發明實施例系統在輸電線路上的整體布置圖。

圖2是圖1中1處間隔棒和阻尼線的布置截面視圖。

圖3是圖1中2處間隔棒的布置立體視圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的描述。

參見圖1，將本發明的多振子耦合輸電線路減振系統應用於三相四分裂輸電線路上，圖中5所示為第一相輸電線，3所示為第二相輸電線，4所示為第三相輸電線。從圖1中可見，本實施例包括間隔棒6和阻尼線7；每個間隔棒6分別安裝在垂直於輸電線上某點切線的同一截面內的三相輸電線上，同一截面內三相輸電線的間隔棒6之間或通過阻尼線7相互連接；沿輸電線路均勻或非均勻布置若干間隔棒6及阻尼線7，阻尼線7的布置具有選擇性，有些同一截面內的間隔棒6之間也可以不設阻尼線7。

參見圖2、圖3，間隔棒6為正方形框架結構，正方形的每根對角線兩端的延長線上各設有一根固定棒，每相輸電線的每根輸電導線8分別固定在四根固定棒的外端部上，使每相輸電線的每根輸電導線8間隔一定的距離固定於間隔棒6上。當每相輸電線的間隔棒6通過阻尼線7連接時，每相輸電線的相間間距L等於間隔棒6的中心點之間的距離。從圖3可見，固定棒6的外端部設有一個可開合的卡口，卡口圍合成一個圓形通孔，該圓形通孔直徑比輸電導線8直徑略小，使固定棒6能卡住並固定在輸電導線是，同時能根據需要靈活地將固定棒6從輸電導線8中拆下，方便更換。

間隔棒6選用不同材料可以改變其質量，從而調整間隔棒振子固有頻率。阻尼線7將三相線路耦合為一體，通過改變其剛度、阻尼、以及連接位置和數量，可以調整相與相之間的耦合強度。本實施例中，間隔棒6採用高分子材料或金屬材料製成，阻尼線7所述採用粘彈性合成橡膠材料製成。