一種相間間隔棒防振防舞彈簧阻尼裝置的製作方法
2023-10-26 06:23:32
本發明涉及一種相間間隔棒防振防舞彈簧阻尼裝置，屬於電力系統架空輸電線路設計、運行、檢修領域。
背景技術：
防舞相間間隔棒能有效遏制線路覆冰舞動，自2010年以來，防舞相間間隔棒已經在全國架空輸電線路中得到了廣泛的應用，防舞相間間隔棒使用過程中存在有易脫落、磨斷導線和使導線斷股的問題，已成為電網安全運行的隱患。
2016年3月，國家電網公司運檢[2016]413號文中第5.2條明文規定：「應避免在「三跨」跨越檔內安裝相間間隔棒」（「三跨」即跨鐵路、高速路和重要輸電通道）。公開文獻指出：相間間隔棒最早是加拿大人將相間導線相互隔離的長棒形絕緣子，其兩端配置固定式夾具，是目前防線路不同步舞動導致相間短路十分有效的工具，但其兩端夾具約束導線扭轉導致次檔距導線覆冰不均，加劇次檔距導線振蕩舞動，導線張力增加導致微風振動加劇，強烈舞動易使相間間隔棒兩端產生電腐蝕。目前，現有的各種防舞相間間隔棒中，除了橡膠阻尼外，沒有明顯的安全可靠的耗能阻尼裝置，研發新型高效阻尼裝置勢在必行。
目前，已有「一種相間間隔棒彈簧阻尼裝置（ZL201520520764.3）」和「一種相間間隔棒雙彈簧阻尼裝置（ZL201520612248.3）」兩項專利在線路覆冰舞動過程中可以起到明顯的耗能作用，但在微風振動方面因彈簧形變很小而作用甚微，甚至不起作用。
導線覆冰舞動和微風振動所產生的效果截然相反，導線覆冰舞動是大幅度、低頻率的，舞動幅度小至2～3米，大至4～6米，而導線的微風振動是小幅度、高頻率的，振動幅度僅為導線直徑或導線直徑的1倍或2倍，因此，防振和防舞的理論計算模型是截然不同的，同一個彈簧阻尼裝置，因其彈性係數、形變量差異很大，無法既能起到防舞效果又能起到防振效果，該技術難題至今無法攻克。
技術實現要素：
本發明克服了上述現有技術存在的不足之處，提供一種既能防舞又能防振的彈簧阻尼裝置。
本發明是通過以下技術方案來實現的：
一種相間間隔棒防振防舞彈簧阻尼裝置，包括設有上連接件及下連接件的外筒體1、軸杆3、活塞2，其中，軸杆3部分插設於外筒體1內且能沿外筒體1高度方向上下移動，活塞2安裝於軸杆3的頂部且位於外筒體1內，活塞2將外筒體1間隔成上、下兩個空間，即上空間4、下空間5，其特殊之處在於上空間4、下空間5內分別設有上防振防舞機構、下防振防舞機構；
所述外筒體1的頂部封閉、底部筒口處安裝有底座14，底座14上開設有用於穿過軸杆3的通孔，外筒體1的內頂面中心部位設有一圓柱形凸起16；
所述外筒體1的下表面環繞通孔位置處安裝有用於確保軸杆3在軸線方向位移的圓筒體12；
所述上防振防舞機構、下防振防舞機構均包括防振彈簧6、防舞彈簧7，防舞彈簧7的彈簧圈直徑大於防振彈簧6的彈簧圈直徑；
所述上防振防舞機構的防舞彈簧7底部固定於活塞2的上表面上、頂部與外筒體1頂部之間預留防振彈簧形變空間，上防振防舞機構的防振彈簧6的底部固定於活塞2的上表面，防振彈簧6的頂部套設於外筒體1的凸起16上；
所述下防振防舞機構的防舞彈簧7、防振彈簧6均套設於軸杆3外部，其中，防舞彈簧7的底部固定於底座14的上表面上、頂部與活塞2之間預留防振彈簧形變空間，下防振防舞機構的防振彈簧6套在軸杆3外壁，防振彈簧6的上下兩端分別與活塞2、底座14相接觸但不固定；
所述活塞2上開設有若干排氣孔13，從而便於活塞2反覆運動時封閉套筒的排氣與進氣；
所述上連接件包括固定於外筒體1頂部的兩個相間隔的槽型扁腳8，兩個槽型扁腳8的相同位置處均開設有上連接孔9；
所述下連接件包括與軸杆3為一體結構的扁腳10，扁腳10上開設有下連接孔11；
所述外筒體1的底部筒口處設有內螺紋，底座14的外壁上設有與內螺紋配合使用的外螺紋；
所述外筒體1的底部筒口處設有用於防止底座14脫落的緊固螺栓15；
所述防振防舞彈簧阻尼裝置採用防鏽工藝進行處理。
本發明的相間間隔棒防振防舞彈簧阻尼裝置具有以下有益效果：
1、防振彈簧一個套在圓柱軸杆上、位於活塞的下方，另一個設置於外筒體頂部與活塞上表面之間，防振彈簧的彈簧圈直徑小於防舞彈簧彈簧圈直徑，工作過程中不會相互磨損；
2、兩個防舞彈簧的結構高度應不影響兩個防振彈簧在微風振動過程中獨立工作，也就是說，兩個防振彈簧比兩個防舞彈簧長出微風振動形變量的一半及以上，以便在導線微風振動過程中，只有防振彈簧在工作，減少導線振幅，消耗振動能量，避免緊固螺栓、螺母鬆脫和導線斷股、斷線；
3、在導線覆冰舞動、彈簧阻尼裝置受拉過程中，活塞下移，下防振防舞機構的防振彈簧壓縮至下防振防舞機構的防舞彈簧位置時，防振彈簧將與防舞彈簧共同受壓並消耗舞動的能量；在導線覆冰舞動、彈簧阻尼裝置受壓過程中，活塞同時帶動上防振防舞機構的防舞彈簧上移至上防振防舞機構的頂部位置時，防舞彈簧受壓並消耗舞動的能量，此過程中，上防振防舞機構的防振彈簧始終處於彈性受壓狀態；通過上下兩個防舞彈簧和防振彈簧彈性變形的完美組合，自動達到新的平衡。
4、在導線微風振動或覆冰舞動過程中，防振彈簧和防舞彈簧的固有頻率不應在導線微風振動或覆冰舞動的頻率範圍內，避免發生共振。
本發明的相間間隔棒防振防舞彈簧阻尼裝置，可徹底解決突出的防舞相間間隔棒因緊固螺栓微風振動防松而脫落和導線斷股、磨斷等現象，達到全壽命周期設計理念，抵禦各種惡劣工況，確保電網更加安全可靠運行，因此，具有廣泛的推廣價值。
附圖說明
圖1：本發明一種相間間隔棒防振防舞彈簧阻尼裝置的結構示意圖；
圖2：本發明外筒體及上連接件、下連接件、軸杆、活塞、底座相互配合的結構示意圖；
圖3：本發明上防振防舞機構、下防振防舞機構、軸杆、活塞相互配合的結構示意圖；
圖4：本發明軸杆與活塞的結構示意圖；
圖5：本發明底座的結構示意圖。
圖中：1、外筒體；2、活塞；3、軸杆；4、上空間；5、下空間；6、防振彈簧；7、防舞彈簧；8、槽型扁腳；9、上連接孔；10、扁腳；11、下連接孔；12、圓筒體；13、排氣孔；14、底座；15、緊固螺栓；16、凸起。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例1：參考圖1-5。本實施例的一種相間間隔棒防振防舞彈簧阻尼裝置，包括外筒體1、活塞2、軸杆3、上空間4、下空間5、防振彈簧6、防舞彈簧7、槽型扁腳8、上連接孔9、扁腳10、下連接孔11、圓筒體12、排氣孔13、底座14、緊固螺栓15、凸起16。上述所有構件均做防鏽蝕處理。
安裝連接關係：外筒體1的頂部封閉、底部筒口處安裝有底座14，
底座14上開設有用於穿過軸杆3的通孔，外筒體1的上下兩端分別安裝有上連接件及下連接件，上連接件包括固定於外筒體1頂部的兩個相間隔的槽型扁腳8，兩個槽型扁腳8的相同位置處均開設有上連接孔9；下連接件包括與軸杆3為一體結構的扁腳10，扁腳10上開設有下連接孔11；外筒體1的底部筒口處設有內螺紋，底座6的外壁上設有與內螺紋配合使用的外螺紋；外筒體1的底部筒口處設有用於防止底座6脫落的緊固螺栓15，外筒體1的下表面環繞通孔位置處安裝有用於確保軸杆3在軸線方向位移的圓筒體12，其中，軸杆3部分插設於外筒體1內且能沿外筒體1高度方向上下移動，活塞2安裝於軸杆3的頂部且位於外筒體1內，活塞2上開設有若干排氣孔13，從而便於活塞2反覆運動時封閉套筒的排氣與進氣，活塞2將外筒體1間隔成上、下兩個空間，即上空間4、下空間5，上空間4、下空間5內分別設有上防振防舞機構、下防振防舞機構。
本發明的核心在於上防振防舞機構、下防振防舞機構，兩個防振防舞機構均包括防振彈簧6、防舞彈簧7，防舞彈簧7的彈簧圈直徑大於防振彈簧6的彈簧圈直徑。
具體為：上防振防舞機構包括外筒體1的內頂面中心部位圓柱形凸起16、防振彈簧6、防舞彈簧7，其中，防舞彈簧7底部固定於活塞2的上表面上、頂部與外筒體1頂部之間預留防舞彈簧形變空間，防振彈簧6的頂部套設於外筒體1的凸起16上，底部固定於活塞2的上表面上；
下防振防舞機構包括套設於軸杆3外部的防振彈簧6、防舞彈簧7，防振彈簧6套在軸杆3外壁；防舞彈簧7底部固定於底座14的上表面上、頂部與活塞2之間預留防舞彈簧形變空間，防振彈簧6的上下兩端分別與活塞2、底座14相接觸但不固定。
工作原理：使用時，將本裝置的上連接件安裝於相間間隔棒中的複合絕緣子端部金具上，將本裝置的下連接件安裝於相間間隔棒中的調整板上。在導線微風振動過程中，活塞2上、下高頻率移動，上、下防振彈簧6隨之交替受壓，消耗導線微風振動能量，避免導線斷股、斷線和緊固螺栓鬆動以及相間間隔棒從導線上掉落。在導線覆冰舞動、彈簧阻尼裝置受拉過程中，活塞2下移，下防振防舞機構的防振彈簧6壓縮至防舞彈簧7位置時，防振彈簧6將與防舞彈簧7共同受壓並消耗舞動的能量；在導線覆冰舞動、彈簧阻尼裝置受壓過程中，活塞2同時帶動上防振防舞機構的防舞彈簧7上移至上防振防舞機構的頂部位置時，防舞彈簧7受壓並消耗舞動的能量，此過程中，上防振防舞機構的防振彈簧6始終處於彈性受壓狀態；通過上下兩個防舞彈簧7和防振彈簧6彈性變形的完美組合，自動達到新的平衡。在導線微風振動或覆冰舞動過程中，防振彈簧6和防舞彈簧7的固有頻率不應在導線微風振動或覆冰舞動的頻率範圍內，避免發生共振。
本發明結構構思巧妙，簡單有效，在雙彈簧阻尼裝置結構的基礎上，在活塞式軸杆上、活塞與底座之間增設防振彈簧，在微風振動過程中起到耗能阻尼功能，達到全壽命周期設計。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。