基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置制造方法
【專利摘要】一種基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置，其特征是它包括線圈骨架（1）、線圈（2）、殼體（3）、條形永磁鐵（4）、補償線圈（5）、剛性彈簧（6）、金屬外罩（7）、限位托盤（8）及連桿（9）組成的高壓輸電線振動發(fā)電裝置以及由導線（11）、陽極塊（12）和陽極床（13）組成的鐵塔電化學防腐裝置；本實用新型的基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置減緩鐵塔疲勞破壞。合適的彈簧能隔離導線振動，減緩輸電線振動對鐵塔疲勞破壞，置能有效延長鐵塔壽命。利用外加電源的陰極保護法，對鐵塔進行電化學保護，彌補了傳統(tǒng)鍍鋅工藝的不足，有效延長鐵塔壽命。
【專利說明】基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置，尤其是一種利用高壓輸電線高頻振動的能力轉化為電能來對塔體實行電化學保護以及用于驅鳥器和高空警報燈等用電裝置。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的發(fā)展，社會對能源尤其是電力資源的需求日益旺盛。大范圍跨區(qū)域輸電工程在電力資源分配、提高資源利用率方面起到舉足輕重的作用。但同時，鐵塔因疲勞應力作用而倒塌、在沿海等高含鹽量環(huán)境中鐵塔腐蝕嚴重問題日益突出。
[0003]目前，國內外對于高壓輸電線振動的減弱消除主要途徑是加裝防震錘，通過防震錘的分子摩擦將導線的振動能量消耗掉，從而達到減弱振動的目的。然而，實際減震效率只有60%左右，所以對鐵塔的結構強度仍提出了較高的要求。
[0004]另外，混凝土為多孔材料，導致鐵塔根部與混凝土基礎的結合處腐蝕最為嚴重[1]，易發(fā)生基礎混凝土氧化剝落、露筋及基礎地腳螺栓銹蝕等現(xiàn)象。而以熱鍍鋅為主的傳統(tǒng)防腐措施對于以上問題沒有很好的防護效果[2]。
[0005]“基于輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐技術”著眼目前輸電領域存在的問題，利用電磁感應原理，通過導線的垂直振動帶動線圈上下振動，切割磁感線發(fā)電。發(fā)電裝置內的彈簧也起到隔離輸電線振動的作用，從而減緩輸電線對于鐵塔的疲勞破壞，降低對鐵塔強度的要求。同時，借助所產生電能，利用“外加電流的陰極保護法”，有效減緩鐵塔的腐蝕速率，節(jié)約鋼材資源。

【發(fā)明內容】

[0006]本實用新型的目的是提供一種結構小巧，安裝方便，不會對現(xiàn)有線路產生影響，能夠隔絕高壓輸電線振動破壞并減緩鐵塔腐蝕要求的基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置。
[0007]本實用新型可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0008]一種基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置，它包括線圈骨架1、線圈
2、殼體3、條形永磁鐵4、補償線圈5、剛性彈簧6、金屬外罩7、限位托盤8及連桿9組成的高壓輸電線振動發(fā)電裝置以及由導線11、陽極塊12和陽極床13組成的鐵塔電化學防腐裝置；所述線圈2繞制在線圈骨架I上，線圈2 —半設置在殼體3內，另一半設置在限位托盤8上，殼體3設置在金屬外罩7內，殼體3內設有補償線圈5和條形永磁鐵4，所述剛性彈簧6頂端與金屬外罩7頂端固連，下端連接限位托盤8，對剛性彈簧6位移起限制作用，限位托盤8下端通過連桿9連接絕緣子，限位托盤8上端固定線圈骨架1，線圈骨架I置于殼體3氣隙中，殼體3與金屬外罩7頂部固定；線圈2連接陽極塊12和陽極床13，陽極塊12和陽極床13安裝在鐵塔下方的地下，陽極塊與陽極床組成為一整體。
[0009]每座所述鐵塔安裝一套高壓輸電線振動發(fā)電裝置和一套配套的鐵塔電化學防腐>J-U ρ?α裝直。
[0010]在高壓輸電線振動裝置與鐵塔防腐裝置中間裝有整流器和蓄電池10，線圈2連接整流器與蓄電池10，整流器與蓄電池10通過導線11連接陽極塊12和陽極床13，陽極塊12和陽極床13安裝在鐵塔下方的地下。
[0011]所述金屬外罩7為圓柱形，直徑與絕緣子相近，裝在塔體橫擔與絕緣子之間。
[0012]所述線圈骨架I置于殼體3氣隙中，殼體3與金屬外罩7頂部固定。
[0013]本實用新型是一種將高壓輸電線高頻振動的能量轉化為電能并對鐵塔進行電化學保護，延緩鐵塔的腐蝕的系統(tǒng)。整個系統(tǒng)包括高壓輸電線振動發(fā)電裝置和鐵塔電化學防腐裝置，其中高壓輸電線振動發(fā)電裝置內部裝有剛性彈簧，彈簧頂端與外罩頂端固連，下端連接限位托盤，對彈簧位移起限制作用。托盤下端通過連桿連接絕緣子，托盤上端固定線圈骨架。
[0014]所述的高壓輸電線振動發(fā)電裝置與鐵塔電化學防腐裝置中間用整流器與蓄電池相連，整流器將高壓輸電線振動發(fā)電裝置產生的高頻交流電轉化為直流電儲存在蓄電池中供鐵塔電化學防腐裝置使用。
[0015]所述的輸電線發(fā)電裝置外殼為圓柱形，直徑與絕緣子相近，裝在塔體橫擔與絕緣子之間。外罩的材質為Q235，防止外界磁場等其它因素的干擾，起到了磁軛的作用。
[0016]所述的剛性彈簧 取剛度系數(shù)k = 2X107N/m,使彈簧滿足WcAn > 2，其中
(W13 = 2<, = 從而能夠隔離輸電線的振動，減緩輸電線振動對于鐵塔的疲勞破壞。
[0017]所述的蓄電池正極連接陽極塊，陽極塊外為陽極床。蓄電池的負極與鐵塔中下部相連，以便于更好地保護腐蝕較為嚴重的土壤中的塔腳。
[0018]所述的陽極塊材料為石墨，如有需要也可以選用廢舊鋼鐵、鋁、鋅等材料；置于鐵塔四腳支柱中心，埋深為鐵塔地下深度的一半
[0019]所述的陽極床材料為焦炭，可以顯著降低輔助陽極材料的實際消耗率，從而延長陽極塊的使用壽命
[0020]所述的蓄電池負極引出導線與鐵塔中下部相連采用刨焊工藝，使導線與鐵塔內部鋼材直接相連，從而可以忽略接觸電阻。
[0021]本實用新型的優(yōu)點:
[0022]1、本實用新型的基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置減緩鐵塔疲勞破壞。合適的彈簧能隔離導線振動，減緩輸電線振動對鐵塔疲勞破壞。
[0023]2、本實用新型的基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置能有效延長鐵塔壽命。利用外加電源的陰極保護法，對鐵塔進行電化學保護，彌補了傳統(tǒng)鍍鋅工藝的不足，有效延長鐵塔壽命。
[0024]3、本實用新型的基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置成本低廉。裝置結構小巧，加工工藝簡單，運行穩(wěn)定。
[0025]4、本實用新型的基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置對現(xiàn)有設備無影響。裝置安裝方便，對現(xiàn)有結構無需任何改動。
[0026]5、本實用新型的基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置的應用拓展可以是:發(fā)電裝置產生的多余電能還可給驅鳥器、高空警示燈等設備供電；防腐裝置還可應用于其它大型的戶外鋼鐵結構的防腐?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型的高壓輸電線振動發(fā)電裝置結構示意圖。
[0028]其中:1為線圈骨架、2為線圈、3為殼體、4為條形永磁鐵、5為補償線圈、6為剛性彈簧、7為金屬外罩、8為限位托盤、9為連桿。
[0029]圖2為本實用新型的鐵塔電化學保護裝置結構示意圖。
[0030]其中:11為導線、12為陽極塊、13為陽極床。
具體實施方案
[0031]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0032]本實用新型高壓輸電線振動發(fā)電裝置采用磁電感應式振動傳感器原理。如圖1所示，
[0033]一種基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置，它包括線圈骨架1、線圈
2、殼體3、條形永磁鐵4、補償線圈5、剛性彈簧6、金屬外罩7、限位托盤8及連桿9組成的高壓輸電線振動發(fā)電裝置以及由導線11、陽極塊12和陽極床13組成的鐵塔電化學防腐裝置；所述線圈2繞制在線圈骨架I上，線圈2 —半設置在殼體3內，另一半設置在限位托盤8上，殼體3設置在金屬外罩7內，殼體3內設有補償線圈5和條形永磁鐵4，所述剛性彈簧6頂端與金屬外罩7頂端固連，下端連接限位托盤8，對剛性彈簧6位移起限制作用，限位托盤8下端通過連桿9連接絕緣子，限位托盤8上端固定線圈骨架1，線圈骨架I置于殼體3氣隙中，殼體3與金屬外罩7頂部固定；線圈2連接陽極塊12和陽極床13，陽極塊12和陽極床13安裝在鐵塔下方的地下，陽極塊與陽極床組成為一整體。
[0034]每座所述鐵塔安裝一套高壓輸電線振動發(fā)電裝置和一套配套的鐵塔電化學防腐
>J-U ρ?α裝直。
[0035]在高壓輸電線振動裝置與鐵塔防腐裝置中間裝有整流器和蓄電池10，線圈2連接整流器與蓄電池10，整流器與蓄電池10通過導線11連接陽極塊12和陽極床13，陽極塊12和陽極床13安裝在鐵塔下方的地下。
[0036]金屬外罩7為圓柱形，直徑與絕緣子相近，裝在塔體橫擔與絕緣子之間。
[0037]線圈骨架I置于殼體3氣隙中，殼體3與金屬外罩7頂部固定。
[0038]如圖2所示，鐵塔電化學防腐裝置包括導線11、陽極塊12、和陽極床13。高壓輸電線振動發(fā)電裝置與鐵塔電化學防腐裝置中間用整流器與蓄電池10相連，整流器將高壓輸電線振動發(fā)電裝置產生的高頻交流電轉化為直流電儲存在蓄電池中供鐵塔電化學防腐裝置使用。導線11將蓄電池10正極與陽極塊12相連，將蓄電池10負極與鐵塔中下部相連采用刨焊工藝，使導線與鐵塔內部鋼材直接相連，從而可以忽略接觸電阻。
[0039]本實用新型工作方式如下:
[0040]高壓輸電線由于微風 等外在因素引起振動，部分振動能通過絕緣子和連桿等剛性結構傳遞給剛性彈簧。彈簧下端連接限位托盤，從而帶動托盤上的線圈骨架隨彈簧在殼體氣隙中上下振動，切割磁感線產生電流。并且彈簧滿足
W0/>2(w0=27f,w? =yfk/~tn) [6]，所以能夠隔離輸電線的振動，從而減緩輸電線對于鐵塔的疲勞破壞。
[0041 ] 蓄電池負極與鐵塔相連，使塔體保持在-0.85V □ -1.3V的絕對負電位，阻礙環(huán)境中的C1-、NO3—、SO4-等腐蝕性離子與塔體接觸。更為重要的是，對土壤中的塔腳起到了電化學防腐的作用，延長塔體的使用壽命。
[0042]輸電線由于微風等因素引起振動，通過絕緣子和連桿傳遞給彈簧。線圈骨架隨彈簧在殼體氣隙中上下振動，切割磁感線產生電流。本防腐裝置使塔體保持絕對負電位，阻礙環(huán)境中腐蝕性離子與塔體接觸。更重要的是對土壤中的塔腳起到電化學防腐的作用，延長塔體使用壽命。同時彈簧能隔離輸電線振動，減緩輸電線對于鐵塔的疲勞破壞。
[0043]本實用新型未涉及的硬件均可通現(xiàn)有技術實現(xiàn)。
[0044]上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的構思和范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計構思前提下，本領域中普通工程技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本實用新型的保護范圍，本實用新型請求保護的技術內容已經全部記載在權利要求書中。
【權利要求】
1.一種基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置，其特征是它包括線圈骨架(I)、線圈(2)、殼體(3)、條形永磁鐵(4)、補償線圈(5)、剛性彈簧(6)、金屬外罩(7)、限位托盤(8)及連桿(9)組成的高壓輸電線振動發(fā)電裝置以及由導線(11)、陽極塊(12)和陽極床(13)組成的鐵塔電化學防腐裝置；所述線圈(2)繞制在線圈骨架(I)上，線圈(2)—半設置在殼體(3 )內，另一半設置在限位托盤(8 )上，殼體(3 )設置在金屬外罩(7 )內，殼體(3 )內設有補償線圈(5)和條形永磁鐵(4)，所述剛性彈簧(6)頂端與金屬外罩(7)頂端固連，下端連接限位托盤(8)，對剛性彈簧(6)位移起限制作用，限位托盤(8)下端通過連桿(9)連接絕緣子，限位托盤(8)上端固定線圈骨架(1)，線圈骨架(I)置于殼體(3)氣隙中，殼體(3)與金屬外罩(7)頂部固定；線圈(2)連接陽極塊(12)和陽極床(13)，陽極塊(12)和陽極床(13)安裝在鐵塔下方的地下，陽極塊與陽極床組成為一整體。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置，其特征是每座所述鐵塔安裝一套高壓輸電線振動發(fā)電裝置和一套配套的鐵塔電化學防腐裝置。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置，其特征是在高壓輸電線振動裝置與鐵塔防腐裝置中間裝有整流器和蓄電池(10)，線圈(2)連接整流器與蓄電池(10)，整流器與蓄電池(10)通過導線(11)連接陽極塊(12)和陽極床(13)，陽極塊(12 )和陽極床(13 )安裝在鐵塔下方的地下。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于高壓輸電線振動發(fā)電的鐵塔電化學防腐裝置，其特征是所述線圈骨架(I)置于殼體(3)氣隙中，殼體(3)與金屬外罩(7)頂部固定。
【文檔編號】C23F13/08GK203683666SQ201320773559
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權日:2013年11月28日
【發(fā)明者】葛銘, 茅錦達, 張晨, 江建平, 商一平, 劉月明, 武文彬 申請人:南京工業(yè)大學