[发明专利]一种钢管避雷针振动控制电涡流调谐质量阻尼器

说明书

本发明提供了一种钢管避雷针振动控制电涡流调谐质量阻尼器，其特征在于，包括：顶部固定单元(2)、底部固定单元(3)和设置于所述顶部固定单元、底部固定单元之间的多个减振组件(4)，所述顶部固定单元套置于避雷针(1)顶端，与避雷针顶部防尘罩连接；每个减振组件均设置磁阻尼结构；当所述避雷针振动时，所述磁阻尼结构将振动能量转化为电涡流。相比于现有技术本发明对防钢管避雷针涡振的效果好，无需外界提供主动能量，且初始摩擦极小，套接于钢管避雷针顶部，安装方便，便于施工。

技术领域

本发明属于电力工程风振控制领域，具体涉及一种钢管避雷针振动控制电涡流调谐质量阻尼器。

背景技术

因为避雷针是变电站的重要组成部分，在变电站防雷方面具有重要作用，为避免变电站内的重要电气设备遭受雷击而损坏，通常会在变电站内架设避雷针。避雷针通常采用独立钢管样式，设计、加工和安装都比较方便，被广泛使用。但是独立钢管样式的避雷针也有其不足，当风吹过钢管避雷针时，会在钢管避雷针后部产生交替脱落的旋涡，旋涡会产生横风，并产生向上的旋涡脱力。当旋涡脱落的频率与钢管避雷针的固有频率相接近时，就会发生共振现象，工程中称之为“涡激振动”。这种高频往复的振动，很有可能引起钢管避雷针发生振动疲劳而被破坏，严重时会导致钢管避雷针的断裂甚至倒塌，我国新疆地区多次发生钢管避雷针的断裂倒塌事故。

目前，抑制钢管避雷针风振的措施主要是气动控制措施，主要是通过改变钢管避雷针的气动外形，扰乱漩涡的规则脱落，从而避免涡振的发生，是解决钢管避雷针涡振疲劳的措施。主要的实现方式手段包括：在独立式钢管避雷针的外表，以一定的角度间隔和间距沿管身布置矩形扰流板、缠绕螺旋线或包裹带有螺旋肋条的外衣，以及设置交错的鱼鳍板。

气动措施可以在一定程度上抑制钢管避雷针的涡激共振，但是通常要沿管身布置大量的扰流板或其它装置，会造成挡风面积增加，增大风荷载，影响钢管避雷针整体结构强度，而且大量的扰流板影响美观。

为了解决风吹过钢管避雷针时，避免旋涡脱落的频率与钢管避雷针的固有频率相接近，阻止共振现象产生，避免其发生“涡激振动”引起钢管避雷针产生振动疲劳而导致损毁，且避免过大增加钢管避雷针管身附近挡风面积，减小风载荷，减小对钢管避雷针整体结构强度的影响，增强钢管避雷针周围的美观度。

发明内容

为了解决钢管避雷针1的涡振问题，本发明提供了一种钢管避雷针振动控制电涡流调谐质量阻尼器，当钢管避雷针1在风荷载的作用下产生振动时，带动调谐质量阻尼器一起振动。调谐质量阻尼器安装于钢管避雷针1的顶部，调谐质量阻尼器产生的阻尼惯性力反作用到钢管避雷针1上，使其对钢管避雷针1主结构的振动起到调谐作用，从而减弱钢管避雷针1整体结构振动强度。本发明包括顶部固定单元2、底部固定单元3和设置于所述顶部固定单元2、底部固定单元3之间的多个减振组件4，所述顶部固定单元2套置于避雷针1顶端，与避雷针1顶部防尘罩连接；每个减振组件4均设置磁阻尼结构；当所述避雷针1振动时，所述磁阻尼结构将振动能量转化为电涡流。

优选的，所述磁阻尼结构包括吊杆18、磁铁19和铜块20，

所述吊杆18为杆状结构；

所述磁铁19设置有通孔，所述磁铁19的通孔与所述吊杆18下端连接固定；

所述铜块20设置于所述磁铁19下方，并与所述磁铁19之间具有距离。

优选的，所述减振组件4还包括：圆筒17，所述磁阻尼结构设置于所述圆筒17内；

圆筒17顶端与顶部固定单元2连接，圆筒17底端与底部固定单元3连接；

所述吊杆18的上端固定于所述圆筒17内部的顶端；所述铜块20固定于所述圆筒17内底端。

优选的，所述吊杆18的长度小于圆筒17的长度，且吊杆18的长度根据风力强度、避雷针1振动频率及其所能承受的支撑力确定。