附带阻尼装置的独柱式避雷针的制作方法

本发明涉及输变电设备风致振动响应领域，是一种附带阻尼装置的独柱式避雷针。

背景技术：

在变电站中通常采用装设避雷针的方式将雷电流导入大地，从而保护附近比它高度低的设备或建筑物免遭直击雷破坏。在500kv及以下的变电构架上，避雷针常采用独柱式的结构形式。

由于现有的独柱式避雷针的长细比较大，刚度相对较小，且阻尼效果差，在脉动风的作用下容易发生顺风向的风致振动；长期的风致振动，对于独柱式避雷针来说都会产生交替往复荷载。在这种交替往复荷载的长期作用下，独柱式避雷针的根部或法兰连接部位的焊缝或螺栓容易发生风致疲劳破坏，即在低应力水平下产生疲劳裂纹并突然断裂，从而缩短了整个避雷针装置的使用寿命。

在2015年9月13日，国网新疆电力750kv达坂城变电站750kv进线构架上方避雷针在强风天气下断裂掉落。检查发现掉落的螺栓全部从中间断裂。事故原因为独柱式避雷针长期风致振动导致螺栓金属产生疲劳开裂，不断锈蚀，有效工作面积减小，直至在大风天气下带伤工作继而螺栓彻底断裂，并最终导致避雷针整体倾倒。

避雷针属于典型的高耸结构，其计算简图为一根悬臂梁，可以按拉压弯构件计算。相比于地震作用的影响，结构所受风振效应虽然瞬时产生的破坏较小，但其发生的次乍灾害大，频率高，影响范围广，所以所受风振效应更为显著。因此需要采用相关减振措施减少避雷针在风荷载下的振动。

技术实现要素：

本发明提供了一种附带阻尼装置的独柱式避雷针，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有独柱式避雷针存在的阻尼效果差、使用寿命短的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种附带阻尼装置的独柱式避雷针，包括钢管主体和避雷针针尖，钢管主体为中空管体，避雷针针尖安装在钢管主体上端，钢管主体内部通过连接绳悬挂有阻尼件，阻尼件和钢管主体内壁之间设有弹性件，弹性件一端和阻尼件连接，另一端和钢管主体内壁连接。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述弹性件可为多个，所有的弹性件沿钢管主体周向间隔设置。

上述钢管主体可包括由下至上依次固定连接且连通的至少一个钢管单体，每个钢管单体内部均设有阻尼件，所有的阻尼件由下至上依次通过连接绳连接，最上方的阻尼件通过连接绳连接在钢管主体内部的顶壁上。

上述每个钢管单体内的阻尼件可设置在该钢管单体高度的1/2至3/4处。

上述阻尼件可为金属重球。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过设置悬挂的阻尼件，并在阻尼件和钢管主体的内壁之间连接弹性件，从而能够在整个装置发生风致振动时产生大量的阻尼，加快振动能量的损耗，从而达到良好的阻尼效果，延长了使用寿命。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视局部剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为避雷针针尖，2为连接绳，3为阻尼件，4为弹性件，5为钢管单体。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1所示，该附带阻尼装置的独柱式避雷针包括钢管主体和避雷针针尖1，钢管主体为中空管体，避雷针针尖1安装在钢管主体上端，钢管主体内部通过连接绳2悬挂有阻尼件3，阻尼件3和钢管主体内壁之间设有弹性件4，弹性件4一端和阻尼件3连接，另一端和钢管主体内壁连接。根据需要，避雷针针尖1通过法兰固定安装在钢管主体的上端，钢管主体的下端通过法兰固定安装在基架上，连接绳2上端固定连接在钢管主体内部的顶壁上，进而使得阻尼件3能悬挂在钢管主体内部，弹性件4为压缩弹簧，正常状态下，压缩弹簧保持原长，当钢管主体受到风载荷产生振动时，钢管主体内部悬挂的阻尼件3也能发生摆动，进而产生了大量的阻尼，另外阻尼件3在摆动过程中还会不断的压缩或拉伸弹性件4，将阻尼件3在摆动过程中会克服弹性件4的弹性势能做功，从而增加了振动能量的损耗，使得整个装置的风致振动能量快速的衰落，即通过阻尼件3和弹性件4的设置能对整个装置的风致振动起到良好的阻尼效果，降低法兰连接处螺栓的振动疲劳，延长了使用寿命。

可根据实际需要，对上述独柱式避雷针作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，钢管主体内壁沿圆周间隔分布有多个弹性件4。根据需要，弹性件4可为4个且均处在同一高度，4个弹性件4沿钢管主体内壁的圆周方向间隔均匀设置,4个弹性件4的设置进一步加快了振动能量的损耗，提高了阻尼效果。

如附图1所示，所述钢管主体包括由下至上依次固定连接且内腔连通的至少一个钢管单体5，每个钢管单体5内部均设有阻尼件3，所有的阻尼件3由下至上依次通过连接绳2连接，最上方的阻尼件3通过连接绳2连接在钢管主体内部的顶壁上。根据需求，钢管主体包括3个钢管单体5，3个钢管单体5由下至上依次通过法兰固定安装在一起，每个钢管单体5内均设有一个阻尼件3，从而通过阻尼件3和弹性件4的设置能够保证每个钢管单体5在风致振动时均受到较大的阻尼作用，从而降低了每个钢管单体5上法兰连接处螺栓的振动疲劳，延长了钢管主体的使用寿命，另外由于所有的阻尼件3由下至上依次通过连接绳2连接，较每个阻尼件3均单独通过连接绳2连接在钢管主体内部定壁而言，本发明中的阻尼件3摆动的幅度会更大，即通过阻尼件3摆动而产生的阻尼更大，进一步提高了阻尼效果。

如附图1所示，每个钢管单体5内的阻尼件3设置在该钢管单体5高度的1/2至3/4处。根据需要，每个钢管单体5内的阻尼件3设置在该钢管单体5高度的2/3处，阻尼件3在摆动时产生的阻尼最大。

如附图1所示，所述阻尼件3为金属重球。金属重球体积小质量大，成本低，在摆动时产生的阻尼大。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

技术特征：

技术总结
本发明涉及输变电设备风致振动响应领域，是一种附带阻尼装置的独柱式避雷针，包括钢管主体和避雷针针尖，钢管主体为中空管体，避雷针针尖安装在钢管主体上端，钢管主体内部通过连接绳悬挂有阻尼件，阻尼件和钢管主体内壁之间设有弹性件，弹性件一端和阻尼件连接，另一端和钢管主体内壁连接。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过设置悬挂的阻尼件，并在阻尼件和钢管主体的内壁之间连接弹性件，从而能够在整个装置发生风致振动时产生大量的阻尼，加快振动能量的损耗，从而达到良好的阻尼效果，延长了使用寿命。

技术研发人员：董新胜;赵蓂冠;刘威;马建功;杨洋;杨定乾;李山;依力扎提·吐尔汗;公多虎;许广虎;游溢;马捍超;王建
受保护的技术使用者：国网新疆电力有限公司电力科学研究院;国家电网有限公司
技术研发日：2019.01.04
技术公布日：2019.04.12