基于TMD和电磁组合阻尼的架空线路振动抑制装置及方法与流程

本发明申请属于架空线路振动抑制，具体涉及一种基于tmd和电磁组合阻尼的架空线路振动抑制装置及方法。

背景技术：

1、架设在寒冷区域或冬季运行的架空输电线路，在合适的气象条件下会产生覆冰，进而发生脱冰跳跃或舞动。脱冰跳跃是当气温升高后，导线或地线上覆冰松动，在风力与覆冰重力的联合作用下，覆冰发生脱落，使得导线的覆冰荷载突然卸载，导致导线发生大幅跳跃振动的现象。脱冰跳跃时的大幅度振动，会使绝缘子串、金具、铁塔等受到冲击载荷，严重时可造成绝缘子断裂、金具损伤或输电杆塔横担变形，甚至倒塔等事故。舞动是输电导线或地线上产生不规则覆冰后在风载荷作用下产生的大幅度、低频率自激振荡，会引起输电线路结构损伤和电气故障。对于多分裂导线而言，脱冰跳跃或舞动发生时不仅会引起导线束的垂向振动，还会引起导线束的大幅扭转振动，垂向大幅振动会导致导线间、导地线间以及导线与地面间的电气安全距离不足，造成相间闪络、跳闸等事故，扭转振动会导致子导线扭绞碰撞，损伤导线。

2、目前，相关文献提出了通过安装相间间隔棒抑制导线脱冰跳跃和舞动的方案，但常规的相间间隔棒对脱冰跳跃和舞动的抑制主要通过不同相导线之间互相刚性牵制实现，主要存下以下问题：

3、1)缺乏能量耗散作用，难以使振动快速平息下来；

4、2)在突然发生大量脱冰时，导线瞬间大幅振动，会对间隔棒棒体和间隔棒与导线连接处的金具产生强烈冲击作用，引起间隔棒断裂或金具断裂。

5、相关学者也提出了其他类型的导线脱冰跳跃或舞动抑制装置，如“一种多分裂导线束脱冰翻转防治装置(201910072629.x)”，但主要问题是：

6、1)阻尼性能主要靠部件摩擦或粘滞液体发挥作用，长期使用时存在磨损和泄露的风险；

7、2)难以抑制不均匀覆冰及不同步脱冰引发的静态扭绞及扭转振动，以及脱冰跳跃或舞动导致的多分裂导线的垂向和扭转向耦合振动问题。

8、因此亟需开发能够产生显著阻尼效应，能够抑制不均匀覆冰及不同步脱冰引发的静态扭绞及扭转振动，而且对脱冰跳跃或舞动导致的多分裂导线垂向和扭转耦合振动具有明显抑制效果的装置及方法，避免脱冰或舞动大幅振动对线路结构产生的破坏。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明申请提出一种基于tmd和电磁组合阻尼的架空线路振动抑制装置，包括：间隔棒12、连接架、电磁阻尼器和tmd阻尼器；

2、所述间隔棒12夹设在架空线路上，所述连接架连接所述电磁阻尼器与间隔棒12；

3、所述tmd阻尼器连接在所述间隔棒12下方；所述tmd阻尼器的竖向轴线与所述间隔棒12的竖向轴线重合。

4、优选的，所述tmd阻尼器包括壳体10，以及均设置在所述壳体10内且依次连接的第一弹簧7、质量块8和第二弹簧9，所述壳体10固定连接在所述间隔棒12下方，所述第一弹簧7顶部与所述壳体10顶部内侧抵接，所述第二弹簧9底部与所述壳体10底部内侧抵接。

5、优选的，所述电磁阻尼器包括永磁体组件、切割磁感线的导体圆盘2、摆锤连接杆5、摆锤6和圆盘轴4；所述圆盘轴4穿设在所述连接架上并与其转动连接，所述导体圆盘2呈竖向布设，所述导体圆盘2的中心与圆盘轴4的一端固定连接，所述摆锤连接杆5的上端与圆盘轴4的另一端固定连接，其下端与摆锤6连接。

6、优选的，所述永磁体组件包括多个永磁体1，多个永磁体1两两一对，多对永磁体1绕导体圆盘2的中心呈环形布设，每对的两个永磁体1分设在所述导体圆盘2的左右两侧，且与所述导体圆盘2等间隔布设，所述永磁体1设置在所述连接架上。

7、优选的，所述摆锤连接杆5上沿其长度方向开设有多个供圆盘轴4转动连接的可调安装孔11。

8、优选的，所述连接架包括两个平行且间隔布设的盖板3，两个盖板3均固定在所述间隔棒12上，所述导体圆盘2位于两个盖板3的间隔内，所述永磁体组件设置在盖板3上。

9、优选的，所述盖板3与间隔棒12的固定方式采用以下任意一种：

10、焊接和螺栓连接。

11、优选的，两个所述盖板3分设在所述间隔棒12的中部空腔两侧，所述导体圆盘2位于所述间隔棒12的中部空腔内。

12、优选的，所述导体圆盘2与所述间隔棒12同轴布设。

13、基于同一发明构思，本发明申请还提供了一种基于tmd和电磁组合阻尼的架空线路振动抑制方法包括：

14、当架空线路扭转时，通过间隔棒12下方的tmd阻尼器的重力形成一偏心转矩，抵抗扭转；

15、当架空线路扭转振动时，通过电磁阻尼器实现电磁阻尼功能，抑制架空线路扭转振动；

16、当架空线路上下垂向振动时，通过所述tmd阻尼器实现调谐质量阻尼功能，抑制架空线路垂向振动。

17、与最接近的现有技术相比，本发明申请具有的有益效果如下：

18、本发明申请采用间隔棒12、连接架、电磁阻尼器和tmd阻尼器；所述间隔棒12夹设在架空线路上，所述连接架连接所述电磁阻尼器与间隔棒12；所述tmd阻尼器连接在所述间隔棒12下方，通过电磁阻尼器提高阻尼效应抵抗扭转振动，整个装置摩擦磨损较小，使用寿命长，能够适用于野外恶劣环境下长期运行；同时tmd阻尼器靠自身重力产生偏心转矩，能够抑制单纯的扭转，tmd阻尼器产生调谐质量阻尼又能抵抗架空线路上下振动，一举两得。

技术特征：

1.一种基于tmd和电磁组合阻尼的架空线路振动抑制装置，其特征在于，包括：间隔棒(12)、连接架、电磁阻尼器和tmd阻尼器；

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述tmd阻尼器包括壳体(10)，以及均设置在所述壳体(10)内且依次连接的第一弹簧(7)、质量块(8)和第二弹簧(9)，所述壳体(10)固定连接在所述间隔棒(12)下方，所述第一弹簧(7)顶部与所述壳体(10)顶部内侧抵接，所述第二弹簧(9)底部与所述壳体(10)底部内侧抵接。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁阻尼器包括永磁体组件、切割磁感线的导体圆盘(2)、摆锤连接杆(5)、摆锤(6)和圆盘轴(4)；所述圆盘轴(4)穿设在所述连接架上并与其转动连接，所述导体圆盘(2)呈竖向布设，所述导体圆盘(2)的中心与圆盘轴(4)的一端固定连接，所述摆锤连接杆(5)的上端与圆盘轴(4)的另一端固定连接，其下端与摆锤(6)连接。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述永磁体组件包括多个永磁体(1)，多个永磁体(1)两两一对，多对永磁体(1)绕导体圆盘(2)的中心呈环形布设，每对的两个永磁体(1)分设在所述导体圆盘(2)的左右两侧，且与所述导体圆盘(2)等间隔布设，所述永磁体(1)设置在所述连接架上。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述摆锤连接杆(5)上沿其长度方向开设有多个供圆盘轴(4)转动连接的可调安装孔(11)。

6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述连接架包括两个平行且间隔布设的盖板(3)，两个盖板(3)均固定在所述间隔棒(12)上，所述导体圆盘(2)位于两个盖板(3)的间隔内，所述永磁体组件设置在盖板(3)上。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述盖板(3)与间隔棒(12)的固定方式采用以下任意一种：

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，两个所述盖板(3)分设在所述间隔棒(12)的中部空腔两侧，所述导体圆盘(2)位于所述间隔棒(12)的中部空腔内。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述导体圆盘(2)与所述间隔棒(12)同轴布设。

10.一种基于tmd和电磁组合阻尼的架空线路振动抑制方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明申请提供了一种基于TMD和电磁组合阻尼的架空线路振动抑制装置及方法，包括间隔棒、连接架、电磁阻尼器和TMD阻尼器；所述间隔棒夹设在架空线路上，所述连接架连接所述电磁阻尼器与间隔棒；所述TMD阻尼器连接在所述间隔棒下方；该装置及方法采用电磁阻尼器提高阻尼效应抵抗扭转振动，整个装置摩擦磨损较小，使用寿命长，能够适用于野外恶劣环境下长期运行；同时TMD阻尼器靠自身重力产生偏心转矩，能够抑制单纯的扭转，TMD阻尼器产生调谐质量阻尼又能抵抗架空线路上下振动，一举两得。

技术研发人员：姬昆鹏,汉京善,赵彬,张立春,刘彬,杨加伦,刘畅,张国强,王剑,展雪萍,李鹏
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25