一种多维自复位耗能减振间隔棒及其工作方法与流程

1.本发明属于输电线路技术领域，具体涉及一种多维自复位耗能减振间隔棒及其工作方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.电力是国家的支柱能源和经济命脉，其安全稳定运行不仅关系到国家的经济发展，而且与国家安全休戚与共。输电线路安全已经成为全球关注的热点问题。输电线路是电力输送的重要组成部分，由于其大跨度、高柔性等特点，极易受到风荷载的影响。导线在不均匀覆冰和侧向风的激励下会产生低频、大幅度的自激振动现象，即输电线舞动。舞动一旦发生，整个档距的线路会产生水平、竖直和扭转三个方向的复杂耦合振动，这常导致线路发生断股、相间闪络、间隔棒撕裂、金具的破坏甚至倒塔等事故，严重影响电网的安全稳定运行，给国民经济造成重大损失。
4.目前为了防止导线舞动，通常在分裂导线之间加装间隔棒。根据不同的工作特性可将间隔棒分为阻尼间隔棒和非阻尼间隔棒，阻尼间隔棒适用于各地区，其特点是在活动关节处利用橡胶作阻尼材料来消耗导线的振动能量，对导线振动产生阻尼作用。
5.在发生舞动时，导线运动方式复杂，现有的间隔棒不能从各方向满足防舞要求，对能量的消耗效果过弱。


技术实现要素：

6.本发明为了解决上述问题，提出了一种多维自复位耗能减振间隔棒，本发明旨在减弱风荷载下输电线路的舞动响应。
7.根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：
8.第一个方面，本发明提供了一种多维自复位耗能减振间隔棒。
9.一种多维自复位耗能减振间隔棒，包括：若干个连接装置、耗能装置、支撑装置和腔体，耗能装置一端固定在支撑装置上，另一端与连接装置相连，内部腔体通过连接杆与支撑装置相连，腔体内部装有阻尼液；耗能装置整体密封，内部充满压缩气体，耗能装置包括内筒组件和外筒组件；
10.当导线舞动时，同一根导线上的两个连接装置之间的夹角改变，内筒组件与外筒组件之间产生相对位移，迫使内筒组件内部的压缩气体与外筒组件内部的压缩气体进行交换，形成惯容阻尼器。
11.进一步地，每个连接装置均包括t型杆、sma碟形垫圈和套筒，套筒内装填sma碟形垫圈，t型杆的一端伸入套筒内挤压sma蝶形垫圈，另一端固定在导线上。
12.进一步地，耗能装置的外侧设有u型体。
13.更进一步地，内筒组件包括内筒、十字板和中轴，所述u型体通过中轴固定在十字
板交接处，并与十字板保持同步转动，内筒侧面开有孔洞，且与十字板相连，十字板将内筒分隔成四个空腔。
14.更进一步地，外筒组件包括外筒和外板，外板齐端固定在外筒上，参差端插入内筒的孔洞中，将外筒分隔成四个空腔。
15.更进一步地，同一根导线上的两个连接装置，一个连接装置固定在外筒上，另一连接装置固定在u型体上，两个连接装置成一定角度安装。
16.进一步地，支撑装置包括四个l型构件，四个l型构件首尾相连，每个l型构件通过sma丝连接，连接处两侧装有摩擦片，接口处装有缓冲橡胶垫圈。
17.进一步地，连接杆一端固定在支撑装置上，另一端安装有小球。
18.更进一步地，腔体质量分布不均匀，其外侧设有滑轨，小球在滑轨内部滚动。
19.第二个方面，本发明提供了一种多维自复位耗能减振间隔棒的工作方法。
20.一种多维自复位耗能减振间隔棒的工作方法，包括：
21.将第一个方面所述的多维自复位耗能减振间隔棒安装在高压架空线路分裂导线上；
22.当导线舞动时，同一根导线上的两个连接装置之间的夹角改变，内筒组件与外筒组件之间产生相对位移，迫使内筒组件内部的压缩气体与外筒组件内部的压缩气体进行交换，形成惯容阻尼器；
23.当连接装置带动耗能装置和支撑装置同步移动，支撑装置内相邻的l型构件产生相对位移时，l型构件之间连接处的sma丝受拉变形，使得连接杆在内腔中的滑轨上滚动，腔体发生转动，腔体内部的阻尼液发生晃动，产生的动力水压起到耗能减振的作用；
24.由于sma丝的可恢复变形能力以及腔体的质量分布不均匀，使多维自复位耗能减振间隔棒恢复初始状态。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
26.(1)本发明通过多种耗能形式控制导线的振动和扭转，通过t型杆在套筒内的移动和小球在滑轨里的滚动，实现导线在多方位的振动控制。
27.(2)本发明增加了导线的连接装置，当导线发生舞动时，利用斜向子导线间的不同步振动，相互抑制，实现了导线的相间抑舞耗能。
28.(3)本发明改善了以往间隔棒单一的耗能形式，采用sma材料、空气弹簧、摩擦片以及惯质阻尼器等多种形式耗能，同时由于各装置具有良好的可恢复变形能力，可将本发明恢复初始状态。
29.(4)本发明多采用空心体和轻质材料制成，构造简单、质量轻且减振效果明显，能够显著抑制导线的舞动，具有良好的经济性和适用性。
附图说明
30.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
31.图1为一种多维自复位耗能减振间隔棒的结构示意图；
32.图2为一种多维自复位耗能减振间隔棒中耗能装置示意图；
33.图3为一种多维自复位耗能减振间隔棒中内筒侧视图；
34.图4为一种多维自复位耗能减振间隔棒中外板示意图；
35.图5为一种多维自复位耗能减振间隔棒的结构侧视图；
36.图6为一种多维自复位耗能减振间隔棒的结构安装示意图；
37.图中：1、t型杆；2、sma碟形垫圈；3、套筒；4、u型体；5、外筒；6、中轴；7、l型构件；8、摩擦片；9、sma丝；10、橡胶垫圈；11、连接杆；12、小球；13、滑轨；14、腔体；15、阻尼液；16、外板；17、内筒；18、十字板。
具体实施方式
38.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
39.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
40.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发明的示例性实施方式。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“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
41.在本发明中，术语如“内”、“外”、“端”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
42.本发明中，术语如“固定”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
43.实施例一
44.本实施例提供了一种多维自复位耗能减振间隔棒。
45.如图1-图6所示，一种多维自复位耗能减振间隔棒，包括连接装置、耗能装置、支撑装置以及内部腔体，耗能装置一端固定在支撑装置上，另一端与连接装置相连，支撑装置由四个l型构件7首尾相连构成，内部腔体通过四根连接杆与支撑装置相连，腔体14内部装有阻尼液15。
46.作为一种或多种实施方式，连接装置由t型杆1、sma碟形垫圈2以及套筒3组成，套筒3内装填sma碟形垫圈2，同时t型杆1一端伸入套筒内挤压sma蝶形垫圈2，另一端固定在导线上。
47.作为一种或多种实施方式，耗能装置由中轴6、外筒5、外板16、内筒17、十字板18以及外侧u型体4组成，u型体通过中轴6固定在十字板18交接处，并与十字板18保持同步转动，内筒17侧面开有孔洞，且与十字板18相连，十字板18将内筒17分隔成四个空腔，外板16齐端固定在外筒5上，参差端插入内筒17孔洞，将外筒5分隔成四个空腔，如图2、图3、图4所示。
48.作为一种或多种实施方式，耗能装置通过两个连接装置与同一根导线相连，其中一个连接装置固定在耗能装置外筒5上，另一连接装置固定在耗能装置外侧的u型体4上，两个连接装置成一定角度安装。
49.作为一种或多种实施方式，支撑装置包括4个l型构件，每个l型构件通过sma丝9连接，连接处两侧装有摩擦片8，接口处装有缓冲橡胶垫圈10。
50.作为一种或多种实施方式，连接杆11一端固定在支撑装置上，另一端装有小球12。
51.作为一种或多种实施方式，内部腔体14质量分布不均匀，其外侧设有滑轨13，小球12在滑轨内部滚动。
52.作为一种或多种实施方式，耗能装置整体密封，内部充满压缩气体。
53.使用时，将多维自复位耗能减振间隔棒安装在高压架空线路分裂导线上，在风荷载作用下导线发生舞动时，带动t型杆1同步振动，压缩sma蝶形垫圈2消耗能量，同时改变了连接装置的长度，导致连接在同一耗能装置的两个连接装置之间的夹角改变；耗能装置是由内筒组件和外筒组件组成的空气弹簧，随着连接装置夹角的改变，外筒组件与内筒组件产生相对位移，十字板18在外筒空腔内移动，外板16参差端在内筒空腔内移动，迫使内部的压缩气体从内筒17孔洞处进行交换，且随着外板16移动，会改变不同空腔进行气体交换的孔洞，形成惯容阻尼器；当连接装置带动耗能装置和支撑装置同步移动，相邻的l型构件7产生相对移动时，连接处的sma丝9受拉变形，摩擦片增大摩擦阻尼，橡胶垫圈10受压变形等多种形式消耗能量；当l型构件7发生移动时，带动连接杆端点的小球在腔体的滑轨里移动，使得腔体发生转动，腔体内部的阻尼液也发生晃动，由此产生的动力水压起到耗能减振的作用，由于腔体质量分布不均匀，可以加大位移，增强耗能效果。同时由于sma材料显著的可恢复变形能力，腔体的质量分布不均匀，可将本发明恢复初始状态。
54.实施例二
55.本实施例提供了一种多维自复位耗能减振间隔棒的工作方法。
56.一种多维自复位耗能减振间隔棒的工作方法，包括：
57.将实施例一所述的多维自复位耗能减振间隔棒安装在高压架空线路分裂导线上；
58.当导线舞动时，同一根导线上的两个连接装置之间的夹角改变，内筒组件与外筒组件之间产生相对位移，迫使内筒组件内部的压缩气体与外筒组件内部的压缩气体进行交换，形成惯容阻尼器；
59.当连接装置带动耗能装置和支撑装置同步移动，支撑装置内相邻的l型构件产生相对位移时，l型构件之间连接处的sma丝受拉变形，使得连接杆在内腔中的滑轨上滚动，腔体发生转动，腔体内部的阻尼液发生晃动，产生的动力水压起到耗能减振的作用；
60.由于sma丝的可恢复变形能力以及腔体的质量分布不均匀，使多维自复位耗能减振间隔棒恢复初始状态。
61.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。