一种预绞式输电线路可变阻尼宽频减振降噪装置及方法与流程

本发明属于输电线路设备，尤其涉及一种预绞式输电线路可变阻尼宽频减振降噪装置及方法。

背景技术：

1、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。

2、高空架设的输电线路容易受到空气流动的影响，产生机械振动现象。微风引起的机械振动最为频繁，这种振动会导致导线疲劳断裂，严重时可能引发断线事故，威胁着架空输电线路的运行寿命。另一方面，随着特高压交直流输电线路的建设不断推进，可听噪声问题变得日益突出，导致线路附近的居民和工作人员感到不安和烦躁，严重时甚至难以忍受，对附近人员的正常生活和工作产生不良影响。

3、为解决上述问题，通常采用防振锤来抑制导线的微风振动，并将振动能量转化为其他形式的能量耗散。发明人发现，目前的防振锤结构存在以下问题：

4、(1)现有的防振锤装置大多为被动型减振装置，对导线的振动约束能力有限，且无法实现自动调节，缺乏自主性。

5、(2)现有防振锤装置功能单一，在降低由于输电线路引起的噪音方面也存在一定的局限性。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种预绞式输电线路可变阻尼宽频减振降噪装置及方法，其可以避免输电线路的微风振动现象，同时降低由于输电线路引起的噪音，以保证输电线路在长期微风作用下的安全运行。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面提供一种预绞式输电线路可变阻尼宽频减振降噪装置。

4、一种预绞式输电线路可变阻尼宽频减振降噪装置，包括：

5、预绞式线夹、竖筒、横臂和防振锤；

6、所述预绞式线夹穿设在输电线路上；所述预绞式线夹与所述竖筒连接；

7、所述横臂对称布设在所述竖筒两侧；

8、每个所述横臂的末端均对称设置有两个防振锤；

9、所述预绞式线夹和竖筒相连通，用于将通入的气流送至竖筒；

10、所述竖筒及其两侧的横臂和防振锤均设有空气弹簧流动腔室，且相互连通，使得气流在竖筒及其两侧的横臂和防振锤中的空气弹簧流动腔室内流通，以实现减振和降噪。

11、作为一种实施方式，所述预绞式线夹通过所述线夹杆与所述竖筒连接。

12、作为一种实施方式，所述线夹杆的一端固定在预绞式线夹上，另一端伸入竖筒，可跟随导线的振动在竖筒内上下直线运动，且始终限制在竖筒之中。

13、作为一种实施方式，所述预绞式线夹的外形设置为椭圆形；预绞式线夹外固定预绞丝定位器，用于固定预绞丝；预绞丝定位器和预绞丝均可破坏输电线背风侧卡门涡街。

14、作为一种实施方式，所述预绞式线夹包括外壳、橡胶垫、空气弹簧、异形橡胶圈和预留输电线空腔、预绞丝和预绞丝定位器；

15、所述外壳与线夹杆刚性连接；

16、所述预绞丝定位器均匀焊接在外壳上；

17、所述预绞丝穿过预绞丝定位器以实现定位；

18、所述橡胶垫内附于所述外壳内表面；

19、所述异形橡胶圈内部预留输电线空腔，设置在线夹中心；

20、所述橡胶垫与所述异形橡胶圈之间填充空气弹簧。

21、作为一种实施方式，所述竖筒内设带孔橡胶板，所述带孔橡胶板与滚珠丝杠副和飞轮连接，所述飞轮置于磁流变液箱内，磁流变液箱两侧布置第一线圈绕组，形成磁流变液阻尼体系；

22、作为一种实施方式，所述竖筒内还设环形限流器，使竖筒空气弹簧流动腔室横截面积大于横臂空气弹簧流动腔室的横截面积，形成空气惯容阻尼体系，同时限制滚珠丝杠副始终在竖筒内上下直线运动。

23、作为一种实施方式，所述横臂内布置有钢绞线圈及蓄电池，所述钢绞线圈缠绕并依附于橡胶垫外侧，在橡胶垫中预留压电陶瓷单元，形成钢绞线摩擦耗能-压电单元电能收集体系；所述压电陶瓷单元用于收集电能并储存于所述蓄电池中；

24、作为一种实施方式，所述横臂的材料为形状记忆合金；

25、作为一种实施方式，所述横臂的空气弹簧流动腔室的横截面积大于防振锤的空气弹簧流动腔室的横截面积，形成空气惯容阻尼体系。

26、作为一种实施方式，所述防振锤的宽度方向两侧分别设置有u形磁铁，长度方向布置线圈绕组，线圈绕组通电后形成的磁场方向同u形磁铁形成的磁场方向一致；所述u形磁铁和多重亥姆霍兹共振腔室固定连接。

27、作为一种实施方式，所述多重亥姆霍兹共振腔室包括由若干隔板组成的子亥姆霍兹共振腔室，子亥姆霍兹共振腔室内均设置若干数量的穿孔板共振吸声结构，穿孔板共振吸声结构通过记忆合金弹簧与子亥姆霍兹共振腔室连接；

28、作为一种实施方式，所述多重亥姆霍兹共振腔室包括子亥姆霍兹共振腔室，各子亥姆霍兹共振腔室的容积大小不同，连接方式为并联；

29、作为一种实施方式，所述多重亥姆霍兹共振腔室包括子亥姆霍兹共振腔室，所述子亥姆霍兹共振腔室采用内插颈口设计；

30、作为一种实施方式，所述多重亥姆霍兹共振腔室与防振锤空气弹簧流动腔室连接，使多重亥姆霍兹共振腔室内的空气与防振锤、横臂及竖筒的空气通过空气弹簧流动腔室流通。

31、本发明的第二个方面提供一种预绞式输电线路可变阻尼宽频减振降噪装置的工作方法。

32、一种采用如上述所述的预绞式输电线路可变阻尼宽频减振降噪装置的工作方法，其包括：

33、气流通过预绞式线夹进入竖筒；

34、进入竖筒的气流，在竖筒及其两侧的横臂和防振锤中的空气弹簧流动腔室内流通，以实现减振和降噪。

35、本发明的有益效果是：

36、(1)本发明的预绞式输电线路可变阻尼宽频减振降噪装置兼具减振和降噪的双重功能，可以同时解决抑制输电线路的微风振动现象以及降低输电线路引起的噪音问题。

37、(2)本发明的预绞式输电线路可变阻尼宽频减振降噪装置采用一种椭圆形-预绞式-空气惯容-负刚度阻尼线夹，能减轻输电线微风振动时所承受压力，可破坏输电线背风侧卡门涡街。放大惯容系统内部耗能装置的有效变形，实现了高效率减振耗能。

38、(3)本发明设计了各防振锤内包含若干并联连接的不同容积的子亥姆霍兹共振腔室的多重亥姆霍兹共振腔室，使其产生多个频率处的共振峰,或者显著增加某个共振频率处的消声量，从而增强共振腔结构在特定共振频率的吸声性能并提供了一种宽频带的衰减,实现宽频带上的降噪。

39、(4)本发明的预绞式输电线路可变阻尼宽频减振降噪装置减振降噪能力强，导线或地线振动的能量传递到多重亥姆霍兹共振腔室内，发生共振，传递的不同频率的振动能量得到衰减，之后振动能量传递到子亥姆霍兹共振腔室内部的穿孔板共振吸声结构，再次发生共振，进一步衰减传递的振动能量，实现减振降噪，而竖筒空气弹簧流动腔室-横臂空气弹簧流动腔室-防振锤空气弹簧流动腔室的横截面积依次减小，组成惯容阻尼体系，放大惯容系统内部耗能装置的有效变形，实现了高效率减振降噪。

40、(5)本发明多利用了空气弹簧，因此装置包括的线夹、竖筒、横臂、防振锤内均设置了大量容积的空气弹簧腔室，质量较轻，子亥姆霍兹共振腔室采用内插颈口设计，相比外插颈口，在获得相同声学特性的吸声结构同时，可以使吸声结构厚度变薄，进一步减轻装置的重量。此外，该装置构造简单、便于安装与更换，能够有效解决抑制输电线路的微风振动现象以及降低输电线路引起的噪音问题，具有良好的经济性和适用性。

41、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。