[发明专利]一种具有自适用调频功能的输电线路防舞装置

说明书

技术领域

本发明涉及到一种具有自适用调频功能的输电线路防舞装置。

背景技术

随着电力工业的飞速发展，由于近年来极端气候的频频出现，风灾冰灾等恶劣天气所造成的输电线路灾害近年来在世界范围内都呈现了递增的趋势。

输电线路的舞动是一种非线性风致振动，是指风对覆冰后形成的非圆截面导线产生的空气动力所引起的一种低频(约为 0.1Hz~3Hz) 、大振幅(约为导线直径的 5 倍~500 倍) 的导线自激振动。导线舞动严重时，可能引起相间闪络、跳闸停电、线夹等金具损坏、导线断股断线甚至使杆塔倒塌，是输电线路的重大灾害之一。因此，有效的防舞装置具有广阔的工程应用前景。

自上世纪开始，国内外学者针对导线舞动机理、舞动治理与防舞措施进行了大量研究。目前，应用较广泛的防舞装置有失谐摆、压重防舞装置、扰流器（也称气流干扰线或防舞鞭），相间间隔棒和各种阻尼防舞装置，这些防舞措施在某些线路上取了很好的防舞效果，并在特定的自然条件下,获得了一些行之有效的经验。但是，线路结构参数及气候条件千变万化，使得局部的经验无法直接应用到不同地区的实际线路上，难以直接进行防舞措施的推广。     

中国发明专利“一种架空输电线路主动防舞方法和防舞装置” （专利号：CN 101859993）提出了在输电导线上安装内置加速度传感器和防舞机构，通过调节重锤重心的上升和下降来抵消导线舞能量。具体地，当向上加速度由正变为负的时刻，说明导线舞动到了最高点，此刻重锤的重心应降低到最低点，否则进行相反的动作。该专利的局限性是仅从静力平衡的角度来控制舞动，没有考虑舞动的动力学特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种具有自适应调频功能的输电线路防舞装置，可抵消输电线路的舞动能量，抑制输电线路舞动的振幅。

解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种可调频具有自适应功能的输电线路防舞装置，其特征是：包括固定线夹、振动监测传感器、控制器、防舞动执行机构和感应取电装置，所述的固定线夹将控制器和防舞动执行机构固定在输电线路上，所述的感应取电装置安装在导线上为振动监测传感器、控制器和防舞动执行机构提供电源，所述的控制器与防舞动执行机构和挂在输电线路上的振动监测传感器通过信号线连接。

所述的防舞动执行机构包括：一外壳，其内的与所述的控制器有信号线连接的电动机通过联轴节驱动丝杠螺母机构的丝杠旋转，带动螺母作为活动质量块沿两竖向的导杆上上下移动。

所述的控制器包括：依次连接的信号频谱分析模块、防舞装置自适应频率调节模块和电动机的功率驱动模块，所述信号频谱分析模块通过对振动监测传感器的时频信号进行快速傅立叶变换，得到输电线路的舞动频率；所述的防舞装置自适应频率调节模块，根据输电线路的舞动频率，分析计算得到防舞装置的理想摆长，将控制信号传递给电动机的功率驱动模块，进而控制电动机的转向与转角。

信号频谱分析模块的工作原理为：根据振动监测传感器监测到的测点振动-时间历程信号，采用固化在控制器中的快速傅立叶变换算法，得到输电线路舞动的频率及相应的振幅。

防舞装置自适应频率调节模块的工作原理为：根据上述信号频谱分析模块所得到的输电线路舞动频率、防舞器活动质量块与丝杠、螺母的质量分配，计算防舞器的所需摆长，通过调节防舞装置的摆长来改变其固有频率，以跟随输电线路的实际舞动频率，提高舞动抑制效果。这一点是本发明的技术思路，也是与其他发明的最大区别。

防舞装置执行机构的动作原理为：控制器控制电动机的正转、反转和停转动作，电动机带动丝杠转动，进而使得带螺纹活动质量块沿着导杆上下移动，通过改变整个装置的重心来完成防舞装置的固有频率调节。

控制器内部设有CPU与振动监测传感器、电动机驱动器之间的通信接口，接口包括数据线、地址线和控制线。

有益效果：本发明通过在输电导线上安装振动监测传感器、控制器和防舞执行机构，振动监测传感器对输电线舞动过程振动信号进行实时监测，监测到的振动信号实时传输至控制器；控制器根据接收到的导线舞动-时间历程信号，经频谱分析得到舞动频率，再通过所控制器中的频率跟随数学模型，输出防舞器的摆长控制信号，调节防舞装置的舞动跟随频率，实现防舞装置的自适应调频，进而更好地吸收输电导线的舞动能量，实现更有效的抑制输电导线舞动的目的。

感应取电装置给整个防舞装置供电，通过电磁感应原理从导线上提取能量，避免了太阳能电池板等其他供能装置的安装，既节约了成本，又优化了结构。

附图说明