本技術(shù)屬于架空輸電線路，具體涉及一種用于輸電線路減振的磁力負剛度能量阱裝置。

背景技術(shù)：

1、架空輸電線路是一種大跨柔性結(jié)構(gòu)，在強風、地震及脫冰等極端環(huán)境荷載作用下，線路會產(chǎn)生大幅的低頻舞動，從而引起相間閃絡跳閘，金具損壞，甚至斷線、倒塔等嚴重事故。防振錘、失諧擺等傳統(tǒng)的防舞減振措施都是針對某一特定的激發(fā)機理而研發(fā)的，其防舞減振效果具有很大的局限性。本實用新型針對輸電線路的低頻舞動特性，提出了一種具有低頻耗能減振功能的磁力負剛度能量阱新裝置，該裝置不僅實現(xiàn)了阻尼在輸電線路上的內(nèi)置安裝，而且具有低頻耗能和柔索約束的雙重抑舞功能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低，且具有低頻耗能減振功能的用于輸電線路減振的磁力負剛度能量阱裝置。

2、本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種用于輸電線路減振的磁力負剛度能量阱裝置，包括輸電線、減振拉索和輸電塔，輸電線懸掛于輸電塔之間；其特征在于：減振拉索的上端與輸電線連接，減振拉索繞過固定在輸電塔上的定滑輪，下端與負剛度能量阱裝置連接；所述的負剛度能量阱裝置包括正剛度線彈簧ⅱ、鋼棒、永磁體、銅制套管、內(nèi)磁環(huán)、外磁環(huán)、正剛度線彈簧i與預緊裝置；所述的減振拉索下端通過正剛度線彈簧ⅱ連接鋼棒上端，所述的鋼棒上設有多個圓形的永磁體，相鄰的兩永磁體之間留有間隙，且相鄰的兩永磁體同極相對設置；永磁體的外側(cè)設有銅制套管；銅制套管固定在輸電塔的型鋼上；鋼棒上固定安裝內(nèi)磁環(huán)，內(nèi)磁環(huán)位于永磁體的下方，外磁環(huán)設置在內(nèi)磁環(huán)外側(cè)，內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)同軸且內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)之間留有間隙；鋼棒下端通過正剛度線彈簧i與預緊裝置連接；預緊裝置、外磁環(huán)、銅制套管固定在輸電塔的型鋼上。

3、進一步的，永磁體與銅制套管同軸。

4、進一步的，鋼棒上相鄰的兩個永磁體之間設有塑料螺帽。

5、進一步的，所述減振拉索與輸電線的連接處采用金屬絕緣子處理。

6、本實用新型的工作原理如下：當輸電線發(fā)生振動時，與之相連的減振拉索會帶動減振裝置中的鋼棒上下振動，因此，固定在鋼棒上的永磁體在銅制套管中上下移動，永磁體與銅制套管發(fā)生相對運動時，銅制套管作為導體管切割永磁體的徑向磁感應線產(chǎn)生感應電流，即電渦流，由于導體管存在電阻，因此電能最終被轉(zhuǎn)化成熱能消耗掉，所述電渦流阻尼器可以達到耗能減振的效果；同時，隨著質(zhì)量棒的上下振動，內(nèi)磁環(huán)會離開平衡位置（其振動幅度不超過外磁環(huán)的高度），外磁環(huán)對內(nèi)磁環(huán)產(chǎn)生排斥作用力形成負剛度。磁力負剛度彈簧與正剛度線彈簧i、正剛度線彈簧ⅱ并聯(lián)，其合成剛度可以取任意小的值，因此減振裝置的振子頻率可以低至和輸電線路的舞動頻率匹配，滿足其低頻吸振和耗能減振的功能要求。

7、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型有益效果如下：

8、（1）本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，其充分利用了輸電塔底部的固有空間，不占用外部空間資源。

9、（2）本實用新型通過減振拉索傳遞輸電線路的振動能量，有效地解決了大跨度柔性結(jié)構(gòu)的阻尼耗能減振問題。

10、（3）本實用新型負剛度與正剛度并聯(lián)，其合成剛度可以取任意小的值，因此鋼棒的頻率可以低至和輸電線路的舞動頻率匹配，滿足其低頻吸振和耗能減振的功能要求。

11、（4）本實用新型具有典型的低動剛度高靜剛度特點，避免了因使用高柔線彈簧而出現(xiàn)的變形太大、穩(wěn)定性不夠的問題。

12、（5）本實用新型隨著振幅的增大，磁力彈簧的負剛度逐漸減小，而線彈簧的正剛度保持不變，總的合成剛度會隨著振幅的增大而呈非線性增大，因此減振裝置具有瞬時共振俘獲和靶向能量傳遞機制。

技術(shù)特征：

1.一種用于輸電線路減振的磁力負剛度能量阱裝置，包括輸電線、減振拉索和輸電塔，輸電線懸掛于輸電塔之間；其特征在于：減振拉索的上端與輸電線連接，減振拉索繞過固定在輸電塔上的定滑輪，下端與負剛度能量阱裝置連接；所述的負剛度能量阱裝置包括正剛度線彈簧ⅱ、鋼棒、永磁體、銅制套管、內(nèi)磁環(huán)、外磁環(huán)、正剛度線彈簧i與預緊裝置；所述的減振拉索下端通過正剛度線彈簧ⅱ連接鋼棒上端，所述的鋼棒上設有多個圓形的永磁體，相鄰的兩永磁體之間留有間隙，且相鄰的兩永磁體同極相對設置；永磁體的外側(cè)設有銅制套管；銅制套管固定在輸電塔的型鋼上；鋼棒上固定安裝內(nèi)磁環(huán)，內(nèi)磁環(huán)位于永磁體的下方，外磁環(huán)設置在內(nèi)磁環(huán)外側(cè)，內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)同軸且內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)之間留有間隙；鋼棒下端通過正剛度線彈簧i與預緊裝置連接；預緊裝置、外磁環(huán)、銅制套管固定在輸電塔的型鋼上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輸電線路減振的磁力負剛度能量阱裝置，其特征在于：永磁體與銅制套管同軸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輸電線路減振的磁力負剛度能量阱裝置，其特征在于：鋼棒上相鄰的兩個永磁體之間設有塑料螺帽。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輸電線路減振的磁力負剛度能量阱裝置，其特征在于：所述減振拉索與輸電線的連接處采用金屬絕緣子處理。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種用于輸電線路減振的磁力負剛度能量阱裝置，包括輸電線、減振拉索和輸電塔，輸電線懸掛于輸電塔之間；減振拉索的上端與輸電線連接，減振拉索繞過固定在輸電塔上的定滑輪，下端與負剛度能量阱裝置連接；所述的負剛度能量阱裝置包括正剛度線彈簧Ⅱ、鋼棒、內(nèi)磁環(huán)、外磁環(huán)、正剛度線彈簧I與預緊裝置；所述的減振拉索下端通過正剛度線彈簧Ⅱ連接鋼棒上端，所述的鋼棒上設有多個圓形的永磁體和一內(nèi)磁環(huán)，永磁體的外側(cè)設有銅制套管。外磁環(huán)設置在內(nèi)磁環(huán)外側(cè)；鋼棒下端通過正剛度線彈簧I與預緊裝置連接。本技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，其充分利用了輸電塔底部的固有空間，不占用外部空間資源，且能滿足低頻吸振和耗能減振的功能。

技術(shù)研發(fā)人員：謝獻忠,羅楚龍,鄧海,彭劍
受保護的技術(shù)使用者：湖南科技大學
技術(shù)研發(fā)日：20240520
技術(shù)公布日：2025/1/6