一种防舞动碰撞耗能减振装置的制作方法

本发明涉及输电线路减振领域，尤其涉及一种防舞动碰撞耗能减振装置。

背景技术：

电力系统作为维系现代城市功能与区域经济功能的基础性工程设施，其安全性问题直接影响国家的生产建设和人民的生活秩序。输电线路舞动现象是影响电力系统安全运行的重要因素，是一种复杂的流固耦合振动。舞动不仅会造成输电线路跳闸现象，还会给电网设备带来一些不可逆的破坏，严重威胁电网的安全运行。

随着我国电力事业的不断发展，电力水平的不断提高，输电线路呈现导线截面越大、分裂数越多等趋势，输电线路防舞动的形势更为严峻，对输电线路的防舞动工作提出更高的要求。因此解决输电线路的防舞减振问题，保证线路安全具有重要的意义。

目前输电线路防舞动措施主要是在输电线上一定距离安装间隔棒，限制分裂导线之间的相对运动，保持分裂导线几何形状，对输电线的振荡和微风振动起到一定的抑制作用，但其减振效果有限。由于在风荷载作用下，每一层输电线所受的惯性力不同，振动响应不一致，该措施不能考虑层与层之间线路影响。

综上所述，现有技术中对于如何防止输电线舞动并起到明显减振效果的问题，尚缺乏有效的解决方案。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明针对输电线路风荷载作用下的舞动现象提供了一种防舞动碰撞耗能减振装置，其具有良好的耐久性、可靠性和布置灵活性，能够有效地解决输电线路的舞动问题。

本发明采用下述技术方案：

一种防舞动碰撞耗能减振装置，包括夹持部、弹性部和外箱，所述的夹持部设于外箱的两端，用于夹持输电线路上的间隔棒；所述的弹性部穿过外箱上的孔连接质量球，在质量球的两侧设有对称分布的隔板，通过质量球与隔板的碰撞实现耗能减振。

进一步的，所述的夹持部包括两个关于中心对称的卡环，所述的卡环通过螺栓连接，在两个卡环形成的内部空间中设有绝缘橡胶。

进一步的，所述的绝缘橡胶为阻尼橡胶，能够缓冲输电线路间隔棒的振动，吸收能量。

进一步的，所述的弹性部包括依次连接的刚性圆管、挡板和记忆合金弹簧，记忆合金弹簧的自复位能力强，通过记忆合金弹簧的伸缩提供高效的阻尼力，可以起到耗能作用，并且变形后能够恢复原状，达到很好的减振效果。

进一步的，根据塔线的自振频率选择所述的记忆合金弹簧的刚度、长度以及质量球的质量，使弹簧球的振动频率与线的自振频率达到基本一致达到共振，形成与输电线路振动方向相反的惯性力与阻尼力，从而实现有效的防舞动效果。

进一步的，所述的刚性圆管由卡环固定。

进一步的，所述的外箱通过若干隔板分隔开，其内部设有若干质量球，相邻质量球之间通过记忆合金弹簧连接。

进一步的，所述的隔板上设有通孔，所述的记忆合金弹簧穿过隔板上的通孔，通孔直径小于质量球的直径，使质量球能够与隔板发生碰撞，并且隔板对质量球起到一定的限位作用。

进一步的，所述的质量球的外表面粘贴黏弹性材料，能够在质量球与隔板碰撞时吸收能量，起到耗能的效果。

进一步的，所述的外箱由纤维增强复合材料制成，质轻而硬、绝缘、机械强度高、耐腐蚀，能够减轻输电线路负担。

进一步的，所述的隔板为金属板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的质量球能够在空间任意方向发生摆动与碰撞，碰撞时黏弹性材料能够吸收能量，实现多方向有效地减振耗能，不需要外加能量输入，构造简单；

(2)本发明的质量球与记忆合金弹簧连接，能够提供高效的阻尼力，起到耗能的作用，减小输电线路的振动，记忆合金弹簧拉伸压缩变形后能够恢复原状，起到很好的减振效果；

(3)本发明能够在动荷载作用下，通过内部质量球的碰撞与记忆合金弹簧的伸缩实现不同层输电线路的减振，同时提高输电线路侧向刚度，提高输电线路的整体性，减小输电线路的舞动；

(4)本发明设计合理、质量较轻，原理简单、成本较低、安装简单，具有良好的经济效益与应用前景。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的A-A剖视图；

图3为本发明的B-B剖视图；

图4为本发明的C-C剖视图；

图5为本发明的安装示意图；

其中，1-绝缘橡胶，2-卡环，3-外箱，4-挡板，5-记忆合金弹簧，6-隔板，7-黏弹性材料，8-质量球，9-刚性圆管。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在输电线上通过安装间隔棒对其进行减振的效果不明显的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种防舞动碰撞耗能减振装置。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图4所示，提供了一种防舞动碰撞耗能减振装置，安装在输电线路上，包括夹持部、弹性部和外箱3，所述的夹持部为两个，分别设于外箱3的上下两端，用于夹持住输电线路上的间隔棒；所述的弹性部穿过外箱3上的孔连接质量球8，在质量球8的两侧设有对称分布的隔板6，通过质量球8与隔板6的碰撞实现耗能减振。

上述的夹持部包括两个关于中心对称的卡环2，两个卡环2形成口型结构，卡环2的上下两端分别通过螺栓连接，在两个卡环2形成的内部空间中设有与卡环形状相同的绝缘橡胶1。

如图4所示，所述的两个夹持部分别夹持平行设置的输电线上的间隔棒，夹持间隔棒时将两个卡环2分别设于间隔棒的两侧，然后通过螺钉固定两个卡环2即可。

上述的绝缘橡胶1为阻尼橡胶，能够缓冲输电线路间隔棒的振动，吸收能量。

上述的弹性部包括刚性圆管9、挡板4和记忆合金弹簧5，所述的刚性圆管9竖直设置，其一端由卡环2固定，另一端与挡板4的上部连接，所述的挡板4的下部连接记忆合金弹簧5的一端，记忆合金弹簧5的另一端连接质量球8。

上述的记忆合金弹簧5的自复位能力强，通过记忆合金弹簧5的伸缩提供高效的阻尼力，可以起到耗能作用，并且变形后能够恢复原状，达到很好的减振效果。

根据输电线的自振频率选择记忆合金弹簧5的刚度、长度以及质量球8的质量，使质量球8的振动频率与输电线的自振频率基本一致达到共振，形成与输电线路振动方向相反的惯性力，从而实现有效的防舞动效果。

上述的外箱3通过四块隔板6分隔成五部分，外箱5的内部设置两个质量球8，两个质量球8分别通过设于外箱3上、下两端的夹持部固定；每个质量球8的上下两侧均设置一块隔板6，隔板6与质量球8之间间隔一定的距离形成碰撞空间，能够实现质量球8多方向的碰撞；两个质量球8之间通过记忆合金弹簧5连接。

上述的四块隔板6为金属板，隔板6上均设有通孔，所述的记忆合金弹簧5从隔板6上的通孔中穿过，通孔的直径小于质量球8的直径，使质量球8能够与隔板6发生碰撞，并且隔板6对质量球8起到一定的限位作用。

上述的质量球8的外表面粘贴黏弹性材料7，能够在质量球8与隔板6碰撞时吸收能量，起到耗能的效果。

上述的挡板4和隔板6为矩形，外箱3为立方体结构，所述的外箱3由FRP材料制成，质轻而硬、绝缘、机械强度高、耐腐蚀，能够减轻输电线路负担。

为了使本申请的耗能减振装置达到理想的减振效果，需要注意以下几个方面：

第一、根据输电线的自振频率合理的选择质量球8的质量和记忆合金弹簧5的长度与刚度，保证质量球8的振动频率与输电线的自振频率达到基本一致形成共振；

第二、隔板6上的通孔的直径要略小于质量球8的直径，能够对质量球8起到限位作用，同时隔板6要做好光滑处理，不能卡住记忆合金弹簧5；

第三、本装置用到的所有金属材料均需要做好绝缘处理，保证输电线路的安全；

第四、质量球8需要粘贴黏弹性材料7，能够在质量球8碰撞过程中吸收能量，达到减振的目的；

第五、外箱3的上下端开孔不宜过大，能够保证竖向刚性圆管9通过即可。

本申请的另一种实施方式中，所述的外箱3为圆柱形结构，内部的挡板4和隔板6的截面为圆形。

本申请的又一种实施方式中，在外箱3中设置三个或三个以上的质量球8，每个质量球8的上下两侧均设置隔板6，质量球8的数量根据输电线之间的间距而定。

本申请的又一种实施方式中，所述的卡环2为圆弧形，两个卡环2之间形成圆形或椭圆形空间，在圆形或椭圆形空间内设置于卡环2形状相同的绝缘橡胶1。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。