基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置制造方法
【专利摘要】一种基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置，其特征是它包括线圈骨架（1）、线圈（2）、壳体（3）、条形永磁铁（4）、补偿线圈（5）、刚性弹簧（6）、金属外罩（7）、限位托盘（8）及连杆（9）组成的高压输电线振动发电装置以及由导线（11）、阳极块（12）和阳极床（13）组成的铁塔电化学防腐装置；本实用新型的基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置减缓铁塔疲劳破坏。合适的弹簧能隔离导线振动，减缓输电线振动对铁塔疲劳破坏，置能有效延长铁塔寿命。利用外加电源的阴极保护法，对铁塔进行电化学保护，弥补了传统镀锌工艺的不足，有效延长铁塔寿命。
【专利说明】基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置，尤其是一种利用高压输电线高频振动的能力转化为电能来对塔体实行电化学保护以及用于驱鸟器和高空警报灯等用电装置。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的发展，社会对能源尤其是电力资源的需求日益旺盛。大范围跨区域输电工程在电力资源分配、提高资源利用率方面起到举足轻重的作用。但同时，铁塔因疲劳应力作用而倒塌、在沿海等高含盐量环境中铁塔腐蚀严重问题日益突出。
[0003]目前，国内外对于高压输电线振动的减弱消除主要途径是加装防震锤，通过防震锤的分子摩擦将导线的振动能量消耗掉，从而达到减弱振动的目的。然而，实际减震效率只有60%左右，所以对铁塔的结构强度仍提出了较高的要求。
[0004]另外，混凝土为多孔材料，导致铁塔根部与混凝土基础的结合处腐蚀最为严重[1]，易发生基础混凝土氧化剥落、露筋及基础地脚螺栓锈蚀等现象。而以热镀锌为主的传统防腐措施对于以上问题没有很好的防护效果[2]。
[0005]“基于输电线振动发电的铁塔电化学防腐技术”着眼目前输电领域存在的问题，利用电磁感应原理，通过导线的垂直振动带动线圈上下振动，切割磁感线发电。发电装置内的弹簧也起到隔离输电线振动的作用，从而减缓输电线对于铁塔的疲劳破坏，降低对铁塔强度的要求。同时，借助所产生电能，利用“外加电流的阴极保护法”，有效减缓铁塔的腐蚀速率，节约钢材资源。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种结构小巧，安装方便，不会对现有线路产生影响，能够隔绝高压输电线振动破坏并减缓铁塔腐蚀要求的基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置。
[0007]本实用新型可以通过以下技术方案来实现:
[0008]一种基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置，它包括线圈骨架1、线圈
2、壳体3、条形永磁铁4、补偿线圈5、刚性弹簧6、金属外罩7、限位托盘8及连杆9组成的高压输电线振动发电装置以及由导线11、阳极块12和阳极床13组成的铁塔电化学防腐装置；所述线圈2绕制在线圈骨架I上，线圈2 —半设置在壳体3内，另一半设置在限位托盘8上，壳体3设置在金属外罩7内，壳体3内设有补偿线圈5和条形永磁铁4，所述刚性弹簧6顶端与金属外罩7顶端固连，下端连接限位托盘8，对刚性弹簧6位移起限制作用，限位托盘8下端通过连杆9连接绝缘子，限位托盘8上端固定线圈骨架1，线圈骨架I置于壳体3气隙中，壳体3与金属外罩7顶部固定；线圈2连接阳极块12和阳极床13，阳极块12和阳极床13安装在铁塔下方的地下，阳极块与阳极床组成为一整体。
[0009]每座所述铁塔安装一套高压输电线振动发电装置和一套配套的铁塔电化学防腐>J-U ρ?α装直。
[0010]在高压输电线振动装置与铁塔防腐装置中间装有整流器和蓄电池10，线圈2连接整流器与蓄电池10，整流器与蓄电池10通过导线11连接阳极块12和阳极床13，阳极块12和阳极床13安装在铁塔下方的地下。
[0011]所述金属外罩7为圆柱形，直径与绝缘子相近，装在塔体横担与绝缘子之间。
[0012]所述线圈骨架I置于壳体3气隙中，壳体3与金属外罩7顶部固定。
[0013]本实用新型是一种将高压输电线高频振动的能量转化为电能并对铁塔进行电化学保护，延缓铁塔的腐蚀的系统。整个系统包括高压输电线振动发电装置和铁塔电化学防腐装置，其中高压输电线振动发电装置内部装有刚性弹簧，弹簧顶端与外罩顶端固连，下端连接限位托盘，对弹簧位移起限制作用。托盘下端通过连杆连接绝缘子，托盘上端固定线圈骨架。
[0014]所述的高压输电线振动发电装置与铁塔电化学防腐装置中间用整流器与蓄电池相连，整流器将高压输电线振动发电装置产生的高频交流电转化为直流电储存在蓄电池中供铁塔电化学防腐装置使用。
[0015]所述的输电线发电装置外壳为圆柱形，直径与绝缘子相近，装在塔体横担与绝缘子之间。外罩的材质为Q235，防止外界磁场等其它因素的干扰，起到了磁轭的作用。
[0016]所述的刚性弹簧 取刚度系数k = 2X107N/m,使弹簧满足WcAn > 2，其中
(W13 = 2<, = 从而能够隔离输电线的振动，减缓输电线振动对于铁塔的疲劳破坏。
[0017]所述的蓄电池正极连接阳极块，阳极块外为阳极床。蓄电池的负极与铁塔中下部相连，以便于更好地保护腐蚀较为严重的土壤中的塔脚。
[0018]所述的阳极块材料为石墨，如有需要也可以选用废旧钢铁、铝、锌等材料；置于铁塔四脚支柱中心，埋深为铁塔地下深度的一半
[0019]所述的阳极床材料为焦炭，可以显著降低辅助阳极材料的实际消耗率，从而延长阳极块的使用寿命
[0020]所述的蓄电池负极引出导线与铁塔中下部相连采用刨焊工艺，使导线与铁塔内部钢材直接相连，从而可以忽略接触电阻。
[0021]本实用新型的优点:
[0022]1、本实用新型的基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置减缓铁塔疲劳破坏。合适的弹簧能隔离导线振动，减缓输电线振动对铁塔疲劳破坏。
[0023]2、本实用新型的基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置能有效延长铁塔寿命。利用外加电源的阴极保护法，对铁塔进行电化学保护，弥补了传统镀锌工艺的不足，有效延长铁塔寿命。
[0024]3、本实用新型的基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置成本低廉。装置结构小巧，加工工艺简单，运行稳定。
[0025]4、本实用新型的基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置对现有设备无影响。装置安装方便，对现有结构无需任何改动。
[0026]5、本实用新型的基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置的应用拓展可以是:发电装置产生的多余电能还可给驱鸟器、高空警示灯等设备供电；防腐装置还可应用于其它大型的户外钢铁结构的防腐。【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型的高压输电线振动发电装置结构示意图。
[0028]其中:1为线圈骨架、2为线圈、3为壳体、4为条形永磁铁、5为补偿线圈、6为刚性弹簧、7为金属外罩、8为限位托盘、9为连杆。
[0029]图2为本实用新型的铁塔电化学保护装置结构示意图。
[0030]其中:11为导线、12为阳极块、13为阳极床。
具体实施方案
[0031]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0032]本实用新型高压输电线振动发电装置采用磁电感应式振动传感器原理。如图1所示，
[0033]一种基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置，它包括线圈骨架1、线圈
2、壳体3、条形永磁铁4、补偿线圈5、刚性弹簧6、金属外罩7、限位托盘8及连杆9组成的高压输电线振动发电装置以及由导线11、阳极块12和阳极床13组成的铁塔电化学防腐装置；所述线圈2绕制在线圈骨架I上，线圈2 —半设置在壳体3内，另一半设置在限位托盘8上，壳体3设置在金属外罩7内，壳体3内设有补偿线圈5和条形永磁铁4，所述刚性弹簧6顶端与金属外罩7顶端固连，下端连接限位托盘8，对刚性弹簧6位移起限制作用，限位托盘8下端通过连杆9连接绝缘子，限位托盘8上端固定线圈骨架1，线圈骨架I置于壳体3气隙中，壳体3与金属外罩7顶部固定；线圈2连接阳极块12和阳极床13，阳极块12和阳极床13安装在铁塔下方的地下，阳极块与阳极床组成为一整体。
[0034]每座所述铁塔安装一套高压输电线振动发电装置和一套配套的铁塔电化学防腐
>J-U ρ?α装直。
[0035]在高压输电线振动装置与铁塔防腐装置中间装有整流器和蓄电池10，线圈2连接整流器与蓄电池10，整流器与蓄电池10通过导线11连接阳极块12和阳极床13，阳极块12和阳极床13安装在铁塔下方的地下。
[0036]金属外罩7为圆柱形，直径与绝缘子相近，装在塔体横担与绝缘子之间。
[0037]线圈骨架I置于壳体3气隙中，壳体3与金属外罩7顶部固定。
[0038]如图2所示，铁塔电化学防腐装置包括导线11、阳极块12、和阳极床13。高压输电线振动发电装置与铁塔电化学防腐装置中间用整流器与蓄电池10相连，整流器将高压输电线振动发电装置产生的高频交流电转化为直流电储存在蓄电池中供铁塔电化学防腐装置使用。导线11将蓄电池10正极与阳极块12相连，将蓄电池10负极与铁塔中下部相连采用刨焊工艺，使导线与铁塔内部钢材直接相连，从而可以忽略接触电阻。
[0039]本实用新型工作方式如下:
[0040]高压输电线由于微风 等外在因素引起振动，部分振动能通过绝缘子和连杆等刚性结构传递给刚性弹簧。弹簧下端连接限位托盘，从而带动托盘上的线圈骨架随弹簧在壳体气隙中上下振动，切割磁感线产生电流。并且弹簧满足
W0/>2(w0=27f,w? =yfk/~tn) [6]，所以能够隔离输电线的振动，从而减缓输电线对于铁塔的疲劳破坏。
[0041 ] 蓄电池负极与铁塔相连，使塔体保持在-0.85V □ -1.3V的绝对负电位，阻碍环境中的C1-、NO3—、SO4-等腐蚀性离子与塔体接触。更为重要的是，对土壤中的塔脚起到了电化学防腐的作用，延长塔体的使用寿命。
[0042]输电线由于微风等因素引起振动，通过绝缘子和连杆传递给弹簧。线圈骨架随弹簧在壳体气隙中上下振动，切割磁感线产生电流。本防腐装置使塔体保持绝对负电位，阻碍环境中腐蚀性离子与塔体接触。更重要的是对土壤中的塔脚起到电化学防腐的作用，延长塔体使用寿命。同时弹簧能隔离输电线振动，减缓输电线对于铁塔的疲劳破坏。
[0043]本实用新型未涉及的硬件均可通现有技术实现。
[0044]上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。
【权利要求】
1.一种基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置，其特征是它包括线圈骨架(I)、线圈(2)、壳体(3)、条形永磁铁(4)、补偿线圈(5)、刚性弹簧(6)、金属外罩(7)、限位托盘(8)及连杆(9)组成的高压输电线振动发电装置以及由导线(11)、阳极块(12)和阳极床(13)组成的铁塔电化学防腐装置；所述线圈(2)绕制在线圈骨架(I)上，线圈(2)—半设置在壳体(3 )内，另一半设置在限位托盘(8 )上，壳体(3 )设置在金属外罩(7 )内，壳体(3 )内设有补偿线圈(5)和条形永磁铁(4)，所述刚性弹簧(6)顶端与金属外罩(7)顶端固连，下端连接限位托盘(8)，对刚性弹簧(6)位移起限制作用，限位托盘(8)下端通过连杆(9)连接绝缘子，限位托盘(8)上端固定线圈骨架(1)，线圈骨架(I)置于壳体(3)气隙中，壳体(3)与金属外罩(7)顶部固定；线圈(2)连接阳极块(12)和阳极床(13)，阳极块(12)和阳极床(13)安装在铁塔下方的地下，阳极块与阳极床组成为一整体。
2.根据权利要求1所述的基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置，其特征是每座所述铁塔安装一套高压输电线振动发电装置和一套配套的铁塔电化学防腐装置。
3.根据权利要求1所述的基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置，其特征是在高压输电线振动装置与铁塔防腐装置中间装有整流器和蓄电池(10)，线圈(2)连接整流器与蓄电池(10)，整流器与蓄电池(10)通过导线(11)连接阳极块(12)和阳极床(13)，阳极块(12 )和阳极床(13 )安装在铁塔下方的地下。
4.根据权利要求1所述的基于高压输电线振动发电的铁塔电化学防腐装置，其特征是所述线圈骨架(I)置于壳体(3)气隙中，壳体(3)与金属外罩(7)顶部固定。
【文档编号】C23F13/08GK203683666SQ201320773559
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】葛铭, 茅锦达, 张晨, 江建平, 商一平, 刘月明, 武文彬 申请人:南京工业大学