一种输电线路间隔棒线夹的机械阻尼方法和装置
阅读说明：本技术 一种输电线路间隔棒线夹的机械阻尼方法和装置 (Mechanical damping method and device for conductor spacer wire clamp of power transmission line ) 是由 赵建利 赵建坤 燕宝峰 赵雷 付楚珺 车传强 徐大鹏 刘志林 于鲜莉 于 2021-09-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种输电线路间隔棒线夹的机械阻尼方法和装置,包括间隔棒的线夹杆部、在多分裂间隔棒框架上设置的仓部、定位销、非线性弹簧；所述仓部内部中空,所述线夹杆部经仓部上部开口插入仓部内部,且所述线夹杆部的两侧也对应设有定位销,设置于所述仓部左侧内壁的定位销与设置于线夹杆部的左侧的定位销之间设有非线性弹簧,设置于所述仓部右侧内壁的定位销与设置于线夹杆部的右侧的定位销之间也设有非线性弹簧,所述非线性弹簧是具有非线性阻尼特性的单体中凸螺旋弹簧,所述非线性弹簧的两端簧圈直径小于中部簧圈直径。本发明能够大大衰减微风振动产生的小幅度高频振动,从而提高本产品的使用寿命,保障线路安全稳定运行。(The invention discloses a mechanical damping method and a mechanical damping device for a wire clamp of a transmission line spacer, which comprise a wire clamp rod part of the spacer, a bin part arranged on a multi-split spacer frame, a positioning pin and a nonlinear spring, wherein the bin part is provided with a first end and a second end; the inside cavity of storehouse portion, it is inside that line clamp pole portion inserts storehouse portion through storehouse portion upper portion opening, just the both sides of line clamp pole portion also correspond and are equipped with the locating pin, set up in the locating pin of storehouse portion left side inner wall with set up to be equipped with nonlinear spring between the left locating pin of line clamp pole portion, set up in also be equipped with nonlinear spring between the locating pin of storehouse portion right side inner wall and the locating pin that sets up on the right side of line clamp pole portion, nonlinear spring is the protruding coil spring in monomer that has nonlinear damping characteristic, nonlinear spring's both ends spring coil diameter is less than middle part spring coil diameter. The invention can greatly attenuate the small-amplitude high-frequency vibration generated by breeze vibration, thereby prolonging the service life of the product and ensuring the safe and stable operation of the circuit.)
技术领域
本发明涉及间隔棒
技术领域
，具体为一种输电线路间隔棒线夹的机械阻尼方法和装置。背景技术
间隔棒线夹的主要用途是限制子导线间的相对运动，从而可以保持分裂导线的几何形状，线夹承受多分裂线路的向心力载荷，以及舞动的扭转的拉压载荷。间隔棒框架与线夹的柔性连接，多采用橡胶模块，以及橡胶模块的组合。橡胶模块结构简单，受老化衰变的影响，其弹性恢复特性的衰变，会影响间隔棒系统的防振特性的稳定和可靠性。
本发明是采用机械元件和相应的支撑结构，实现间隔棒框架与线夹的柔性机械连接。其特征是具有非线性阻尼特性的单体中凸螺旋弹簧，以及这些弹簧的组合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种输电线路间隔棒线夹的机械阻尼装置，能够大大衰减微风振动产生的小幅度高频振动，从而提高本产品的使用寿命，保障线路安全稳定运行。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种输电线路间隔棒线夹的机械阻尼装置，包括间隔棒的线夹杆部、在多分裂间隔棒框架上设置的仓部、定位销、非线性弹簧；所述仓部内部中空，所述仓部两侧内壁处都设有定位销，所述仓部上部开口，所述线夹杆部经仓部上部开口插入仓部内部，且所述线夹杆部的两侧也对应设有定位销，设置于所述仓部左侧内壁的定位销与设置于线夹杆部的左侧的定位销之间设有非线性弹簧，设置于所述仓部右侧内壁的定位销与设置于线夹杆部的右侧的定位销之间也设有非线性弹簧，所述非线性弹簧是具有非线性阻尼特性的单体中凸螺旋弹簧，所述非线性弹簧的两端簧圈直径小于中部簧圈直径。
优选的，所述非线性弹簧的结构关于中部轴线对称。
优选的，所述线夹杆部的端头还通过转轴与仓部固定。
优选的，所述线夹杆部两侧结构对称。
优选的，当载荷或冲击增大到一定程度时，非线性弹簧的刚度减小，变形随之增大，且非线性弹簧在大冲击下中具有良好的非线性应变能力。
本发明还提供一种基于上述的输电线路间隔棒线夹的机械阻尼装置的方法，按照所述输电线路间隔棒线夹的机械阻尼装置的结构进行安装，当导线传递给间隔棒振动时，引起多分裂间隔棒框架与线夹杆部的相对运动，使得一侧的非线性弹簧发生压缩而另一侧的非线性弹簧释放伸展，当非线性弹簧压缩到开始有弹簧圈之间的接触后，非线性弹簧的特性呈非线性，固有频率随压缩程度发生变化，当非线性弹簧释放压力而伸展时，不存在弹簧圈之间的接触。
优选的，当线夹杆部向左摆动时，左侧非线性弹簧的压缩与右侧非线性弹簧的释放的位移是等量的，线夹杆部的受力也是对称反向变化的，当左弹簧压缩增加压力，右弹簧则释放减小压力，因此间隔棒线夹杆的摆动行程，会受非线性弹簧非线性特性的影响；当微风振动产生的小幅度高频振动，在弹簧阻尼作用下会被衰减。
优选的，当线夹杆部出现大幅摆动行程时，非线性弹簧进入行程与力的高增量区，低频大幅值摆动会受非线性弹簧非线性特性的影响，间隔棒及线夹系统获得更好的阻尼匹配，实现有效衰减。
优选的，任一非线性弹簧处于半压缩状态时，即非线性弹簧被压缩50％，则线夹杆部处于对称平衡受力状态。
优选的，多个或单个的非线性弹簧与橡胶模块组合形成的复合阻尼装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明采用非线性弹簧组而不采用常规的弹性橡胶模块，其阻尼特性曲线稳定，疲劳寿命长。
2.本发明的输电线路间隔棒线夹的机械阻尼装置的结构简单，具有力学性能优良，加工简单且成本较低等优点。
3.本发明可以通过不同规格阻尼弹簧的组合，获得需要的阻尼特性曲线，可以更好的匹配不同档距的振动频率响应要求，获得优化的防振效果。
4.本发明的输电线路间隔棒线夹的机械阻尼装置能够大大衰减微风振动产生的小幅度高频振动，从而提高本产品的使用寿命，保障线路安全稳定运行。
本发明附加的方面和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。
附图说明
图1为本发明的输电线路间隔棒线夹的机械阻尼装置的外部结构图；
图2为本发明的非线性弹簧的结构图；
图3为本发明的非线性弹簧的频率特性和阻尼特性图；
图4为本发明的线夹杆处于对称平衡受力状态时左右非线性弹簧的位移和受力状况示意图。
图中：1、线夹头部；2、线夹杆部；3、定位销；4、转轴；5、多分裂间隔棒框架；6、仓部；7、非线性弹簧；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本发明提供一种技术方案：如图1-4所示，一种输电线路间隔棒线夹的机械阻尼装置，包括间隔棒的线夹杆部2、在多分裂间隔棒框架5上设置的仓部6、定位销3、非线性弹簧7；仓部6内部中空，仓部6两侧内壁处都设有定位销3，仓部6上部开口，线夹杆部2经仓部6上部开口插入仓部6内部，且线夹杆部2的两侧也对应设有定位销3，设置于仓部6左侧内壁的定位销3与设置于线夹杆部2的左侧的定位销3之间设有非线性弹簧7，设置于仓部6右侧内壁的定位销3与设置于线夹杆部2的右侧的定位销3之间也设有非线性弹簧7，非线性弹簧7是具有非线性阻尼特性的单体中凸螺旋弹簧，单体中凸螺旋弹簧是簧圈直径向两端递减的螺旋弹簧，即非线性弹簧7的两端簧圈直径小于中部簧圈直径，其中，非线性弹簧7的结构关于中部轴线对称。当非线性弹簧7压缩到开始有弹簧圈之间的接触后，其特性呈非线性，固有频率随压缩程度发生变化。可以通过不同规格弹簧的组合，获得需要的固有频率，可以更好的匹配不同档距的振动频率响应要求。
多分裂间隔棒框架5可以随导线数量的多少，形成四边型、六边形或八边型框架。线夹头部1夹持导线，其线夹杆部2的端头还通过转轴4与仓部6固定，可以小幅度转动。线夹杆部2两侧结构对称。
非线性弹簧7支撑在仓部壁与线夹杆部2之间。在线夹杆部2和仓壁对应位置，非线性弹簧7与两端定位销3的内环尺寸匹配，有防止非线性弹簧7滑动、偏移的作用。
当间隔棒受到运动而发生摆动，两侧的非线性弹簧7受压缩和拉伸。导线传递给间隔棒振动，引起多分裂间隔棒框架与线夹杆部的相对运动，使得一侧的非线性弹簧7发生压缩而另一端的非线性弹簧7释放伸展。当非线性弹簧7压缩到开始有弹簧圈接触后，其特性呈非线性，固有频率随压缩程度发生变化。当非线性弹簧7释放压力而伸展时，不存在弹簧圈之间的接触。因此间隔棒线夹杆的摆动行程，会受非线性弹簧7非线性特性的影响；当微风振动产生的小幅度高频振动，在弹簧阻尼作用下会被衰减。
在小载荷振幅下中非线性弹簧7刚度较大，变形量较小。当载荷或冲击增大到一定程度时，非线性弹簧7刚度减小，变形随之增大。在大冲击下中凸形弹簧具有良好的非线性应变能力，见图3，非线性弹簧的频率特性和阻尼特性适用于支撑间隔棒线夹的杆与框架间的阻尼特性需要。
实施例2
本发明还提供一种基于上述的输电线路间隔棒线夹的机械阻尼装置的方法，按照输电线路间隔棒线夹的机械阻尼装置的结构进行安装，当导线传递给间隔棒振动时，引起多分裂间隔棒框架5与线夹杆部2的相对运动，使得一侧的非线性弹簧7发生压缩而另一侧的非线性弹簧7释放伸展，当非线性弹簧7压缩到开始有弹簧圈接触后，非线性弹簧7的特性呈非线性，固有频率随压缩程度发生变化，当非线性弹簧7释放压力而伸展时，不存在弹簧圈之间的接触。
在图1的双非线性弹簧对称安装时，非线性弹簧处于半压缩状态(50％压缩)，线夹杆处于对称平衡受力状态(见图4，图中实线和虚线分别表示左右弹簧的位移和受力状况)。当线夹杆部2向左摆动时，左侧非线性弹簧7的压缩与右侧非线性弹簧7的释放的位移是等量的，线夹杆部2的受力也是对称反向变化的，当左弹簧压缩增加压力，右弹簧则释放减小压力，因此间隔棒线夹杆的摆动行程，受非线性弹簧7非线性载荷的作用。当微风振动产生的小幅度高频振动，在弹簧阻尼作用下会被衰减。
当线夹杆部2出现大幅摆动行程时，非线性弹簧7进入行程与力的高增量区，低频大幅值摆动受非线性弹簧7非线性载荷的作用，振动获得更好的阻尼匹配，实现有效衰减。
实施例3
本发明中还可以进行其他方面的拓展，将多个或单个的非线性弹簧7与橡胶模块组合形成的复合阻尼装置。
在本发明的描述中，需要理解的是，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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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