[发明专利]一种具有调频及调幅功能的输电塔和绝缘子连接装置

说明书

本发明涉及一种具有调频及调幅功能的输电塔和绝缘子连接装置，该连接装置的两端分别与横担和绝缘子连接，包括两块连接端板、设置在两块连接端板之间的多个弹簧及阻尼单元，阻尼单元包括两块相对设置的阻尼器，其中一号阻尼器的上端固定在上连接端板的底部，二号阻尼器的下端固定在下连接端板的顶部，一号阻尼器和二号阻尼器的外部设有用于防止一号阻尼器和二号阻尼器水平移动的约束单元。与现有技术相比，本发明整体结构合理、制造容易、安装方便，可广泛用于输电塔线体系，既可以减小导线的振动，从而减小导线传递至输电塔上的动力效应；又可以减少塔线体系中输电塔和导线的频谱能量重叠，从而削弱输电塔和导线的耦联作用，提高抗风性能。

技术领域

本发明涉及输电线路装置技术领域，具体涉及一种具有调频及调幅功能的输电塔和绝缘子连接装置。

背景技术

输电塔—线体系由输电杆塔、导(地)线、绝缘子和金具等部分组成，具有塔状高耸结构和大跨度结构的特点。

输电塔结构高且柔，输电导线跨度大，决定了输电线路本身就是一种风荷载敏感结构。在我们国家，国家能源分布的不均衡，负荷中心与发电中心的地理差异，并且随着经济的持续高速发展电量需求在逐年上升，因此高压、超高压、特高压线路不断在新建，随之输电线路的档距在不断变大、输电塔的高度也在不断的上升，这些都使得输电线路在强风等自然条件下的灾害问题越来越突出。输电线路的破坏意味着相关地区供电停止，从而导致该地人民的生活、生产活动陷入瘫痪，其对社会的危害性是极大的。因此输电线路的在风荷载作用下的安全问题值得关注。

近年来因风害引起的倒塔事故频发。2014年7月18日，超强台风“威马逊”登陆广东省湛江市徐闻县，导致220kV雷闻甲乙线共13基铁塔倒塌。2015年10月4日，台风“彩虹”登陆广东湛江市，造成湛江电力局110kV以及220kV输电塔倒塌数十基。2016年9月15日，第14号台风“莫兰蒂”登陆厦门市翔安区沿海。福建省有4条500千伏线路、25条220千伏线路、96条110千伏线路、3条35千伏线路、1253条10千伏线路停运，造成1648369户用户停运。不断发生的强风导致的输电线路灾害，其造成的对人民生活的影响以及经济的巨大损失，一次又一次给输电线路抗风领域敲响了警钟。所以，其抗风破坏机理进行研究，为输电线路的设计提供理论基础，为电网的稳定安全运行提供可靠保障。

针对塔线体系的研究，表明在强风作用下，导线与输电塔成为一个整体振动，导线与塔的振动频谱分布较为一致，即振动时导线与塔之间的模态耦合作用较强。发表在《中国电机工程学报》中的《1000kV特高压输电塔线体系风荷载传递机制风洞试验研究》中指出，随着风速的增大，输电塔的能量分布逐渐向低频区域移动。与之相反，导线响应在功率谱密度图中表现为能量分布随风速的增大逐渐向高频区域移动，输电塔和导线功率谱密度能量分布的频段范围出现较大的重叠，风速愈大，重叠的区域越多，在此频率区域激发出塔线的共振效应，甚至导致输电塔结构破坏。

输电塔-线体系是一种复杂的空间耦联体系，这种耦合效应使得输电塔的动力特性和风振响应的评估十分困难，也是国际风工程界长期关注且至今未能解决的重要研究课题，尚未形成成熟的理论用以指导工程设计。就目前各国的输电塔设计规范而言，对于此问题的认识还局限在对于输电塔的单独设计，很少考虑塔-线耦联体系的抗风设计问题。故有必要在绝缘子与塔之间安装一种装置，使得在强风作用下，导线和绝缘子对塔的之间的耦联作用减弱，降低导线振动的幅度，从而提高整体输电线路的抗风性能。

申请号为200820124091.X的中国发明专利公布了一种输电线路中使用的弹簧阻尼减振装置，所述减振装置包括圆柱螺旋压缩弹簧、粘滞阻尼器、紧固件、上盖、吊杆和底座，所述粘滞阻尼器由筒体和活塞组成，活塞的一端插入筒体中，另一端露出筒体外所述圆柱螺旋压缩弹簧和活塞的上面设有上盖，圆柱螺旋压缩弹簧和筒体的下面设有底座，通过吊杆依次将底座、圆柱螺旋压缩弹簧及上盖固定，露出上盖的吊杆两端分别通过紧固件固紧。主要是想要通过阻尼器的作用消耗能量，减小振动的幅值，但是一方面线与塔之间的耦合作用没有改变，另一方面有可能导致输电塔和导线的频谱重叠，加强导线和输电塔的内共振效应，加剧输电塔的振动。