本申請涉及輸配電設(shè)備防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于氣動外形進(jìn)行控制的鋼管避雷裝置。

背景技術(shù)：

變電站鋼管避雷針多為單懸臂支撐的圓臺形構(gòu)件，隨著鋼管避雷針長度的不斷增加，長細(xì)比不斷增大，導(dǎo)致鋼管避雷針的1階及2階發(fā)起渦激振動的臨界風(fēng)速不斷降低。在自然界常遇風(fēng)速條件下，鋼管避雷針發(fā)生橫風(fēng)向渦激振動，尤其是大幅度、高頻次、可形成累積損失的2階渦振的情況較多。近年來，在青海、新疆、甘肅等西北大風(fēng)日數(shù)較多并且風(fēng)力穩(wěn)定的地區(qū)，引發(fā)了較多的鋼管避雷針底部法蘭盤或連接固定螺栓疲勞斷裂事故。通過改變結(jié)構(gòu)物的氣動外形，而從根本上避免渦激振動的發(fā)生，在土木工程領(lǐng)域被廣泛采用。但傳統(tǒng)的擾流板并不適用于變截面的鋼管避雷針，且擾流板會增大結(jié)構(gòu)物所承受的靜風(fēng)壓，并且會改變原有鋼管避雷針的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)沒有公開用于鋼管避雷針氣動外形進(jìn)行控制的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

隨著鋼管避雷針長度的不斷增加，長細(xì)比不斷增大，導(dǎo)致鋼管避雷針起振臨界風(fēng)速不斷降低，鋼管避雷針發(fā)生橫風(fēng)向渦激振動，因此造成了很多鋼管避雷針疲勞斷裂事故。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于氣動外形進(jìn)行控制的鋼管避雷裝置，包括，

鋼管避雷針，所述鋼管避雷針安裝于待保護(hù)物體的上表面并與所述上表面垂直，

多個抱箍，從所述鋼管避雷針底部至頂部以預(yù)定間隔安裝所述多個抱箍，所述抱箍用于安裝擾流板，所述抱箍為半圓弧結(jié)構(gòu)，所述抱箍的兩端設(shè)置有連接板，并且所述連接板通過螺栓連接，以及

多個擾流板，安裝在所述多個抱箍的每個抱箍上，所述擾流板上設(shè)置有碎渦孔，設(shè)置碎渦孔的擾流板用于降低風(fēng)壓，并且用于抑制渦振發(fā)生。

優(yōu)選地，其特征在于，所述鋼管避雷針外徑為d，所述多個抱箍至少為4個，并且所述每個抱箍上安裝的擾流板至少為3個。

優(yōu)選地，其特征在于，所述每個抱箍上設(shè)置的擾流板個數(shù)為n個，所述擾流板沿所述鋼管避雷針圓周間隔360°/n度均勻分布。

優(yōu)選地，其特征在于，所述擾流板沿鋼管避雷針截面徑向的高度為h， h為所述鋼管避雷針外徑d的1/3；所述擾流板沿鋼管避雷針軸向的長度l 為所述鋼管避雷針外徑d的2倍，所述多個抱箍中相鄰兩個抱箍沿軸線間距s的初始值為所述鋼管避雷針外徑d的5倍。

優(yōu)選地，其特征在于，生成碎渦孔的算法步驟包括：

步驟1：隨機(jī)生成每個碎渦孔半徑，包括：所述每個碎渦孔的截面為半徑不相同的圓形，將所述碎渦孔的截面的最大半徑r_max設(shè)定為所述擾流板高度h的0.1倍，即0.1h，通過公式(1)，隨機(jī)生成碎渦孔的截面的半徑序列r_i；

其中f(r)為碎渦孔的截面最大半徑r_max的最大熵分布概率密度函數(shù)，λ₀、λ_i為符合約束條件的系數(shù)，λ₀λ_i通過信息熵函數(shù)在約束條件下應(yīng)用最大似然估計法來獲??；R₁為預(yù)定的最大半徑的約束條件下限值，R₂為預(yù)定的最大半徑的約束條件上限值；u_i(r)為信息熵函數(shù)；m為信息熵函數(shù)的個數(shù)；

步驟2：生成碎渦孔圓心位置坐標(biāo)，包括：通過公式(2-1)或(2-2) 所示的均勻分布，分別生成碎渦孔的圓心位置坐標(biāo)(x_i,y_i)，其中x_i的分布區(qū)間為[r_i,l-r_i],y_i的分布區(qū)間為[r_i,h-r_i]；

或式(2-1)和(2-2)中，f_x、f_y為均勻分布概率密度函數(shù)；以及

重復(fù)步驟1和步驟2，循環(huán)生成多個所述碎渦孔。

優(yōu)選地，其特征在于，在生成所述碎渦半徑r_i及圓心位置坐標(biāo)為(x_i,y_i) 的所述碎渦孔A后，再繼續(xù)生成所述碎渦半徑r_i+1及圓心位置坐標(biāo)為 (x_i+1,y_i+1)的所述碎渦孔B后，根據(jù)式(3)判斷所述碎渦孔A與所述碎渦孔B的位置是否重疊；如果式(3)成立，則所述碎渦孔A與所述碎渦孔 B的位置不重疊，則接受所述碎渦孔B；否則，放棄所述碎渦孔B；繼續(xù)生成碎渦孔；

式(3)中，k為設(shè)定的碎渦孔A與碎渦孔B之間的最小間距。

優(yōu)選地，其特征在于，根據(jù)式(4)計算生成的所述多個碎渦孔的面積之和與擾流板面積的比率φ，并將比率φ與設(shè)定的最大開孔面積比率[φ]進(jìn)行比較；如果式(4)成立，則退出生成所述碎渦孔的步驟；否則，繼續(xù)生成碎渦孔。

式(4)中，A_i第i個孔的開孔面積。

優(yōu)選地，其特征在于，所述沿鋼管避雷針軸線設(shè)置的所述多個抱箍上設(shè)置的所述多個擾流板在不同抱箍上設(shè)置不同角度的旋轉(zhuǎn)，上一個抱箍上設(shè)置的擾流板相對下一個抱箍上設(shè)置擾流板旋轉(zhuǎn)角度為15°。

優(yōu)選地，其特征在于，所述多個抱箍外側(cè)標(biāo)記記號線，在安裝所述多個抱箍時，所述標(biāo)記記號線在同一直線上。

本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案，可改變氣動外形的基本原理，通過在擾流板上設(shè)置碎渦孔，一方面可增強(qiáng)擾流板的渦振控制效果，另一方面也可減少擾流板自身增加的風(fēng)壓。本發(fā)明提供的鋼管避雷裝置，原理清晰，安裝牢固、結(jié)構(gòu)合理，連接方式便捷可靠，可大大減少鋼管避雷針受到的橫向渦振破壞，提高鋼管避雷針的壽命，減少了環(huán)境對鋼管避雷針造成的破壞，從而提高變電站設(shè)備的安全性。

附圖說明

通過參考下面的附圖，可以更為完整地理解本申請的示例性實施方式：

圖1為根據(jù)本申請實施方式的避雷裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2為根據(jù)本申請實施方式的擾流板碎渦孔分布圖；以及

圖3-1，圖3-2，圖3-3為根據(jù)本申請實施方式的連續(xù)3層擾流板沿鋼管圓周安裝結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

現(xiàn)在參考附圖介紹本申請的示例性實施方式，然而，本申請可以用許多不同的形式來實施，并且不局限于此處描述的實施例，提供這些實施例是為了詳盡地且完全地公開本申請，并且向所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本申請的范圍。對于表示在附圖中的示例性實施方式中的術(shù)語并不是對本申請的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標(biāo)記。

除非另有說明，此處使用的術(shù)語(包括科技術(shù)語)對所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術(shù)語，應(yīng)當(dāng)被理解為與其相關(guān)領(lǐng)域的語境具有一致的含義，而不應(yīng)該被理解為理想化的或過于正式的意義。

圖1為根據(jù)本申請實施方式的避雷裝置結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，一種基于氣動外形進(jìn)行控制的鋼管避雷裝置，包括鋼管避雷針101，用于安裝于待保護(hù)物體的上表面并與所述上表面垂直。該避雷裝置還多個抱箍，從101 底部至頂部以預(yù)定間隔安裝多個抱箍，抱箍用于安裝擾流板102。以及該抱箍裝置包括多個擾流板102，安裝在多個抱箍的每個抱箍中，擾流板102 上設(shè)置有碎渦孔，設(shè)置碎渦孔的擾流板102用于降低風(fēng)壓，并且用于抑制渦振發(fā)生。本申請?zhí)岢龅囊环N基于氣動外形控制的鋼管避雷針基于擾流板 102可改變氣動外形的基本原理，在擾流板102上設(shè)置碎渦孔，一方面可增強(qiáng)擾流板102的擾亂渦振的效果，另一方面也可減小擾流板102自身增加的風(fēng)壓?；诒旧暾埖囊环N氣動外形控制的鋼管避雷針101安裝牢固、結(jié)構(gòu)合理，可有效地減少鋼管避雷針101受到的橫向渦振破壞。

優(yōu)選地，鋼管避雷針101為圓臺形中空結(jié)構(gòu)體，坡度為1％-3％，鋼管避雷針101長度為6-9m。沿鋼管避雷針101設(shè)置的抱箍為半圓弧結(jié)構(gòu)，半圓弧的兩端設(shè)置有連接板，兩端的連接板上通過螺栓將兩個半圓弧抱箍連接起來，每端用于連接的螺栓數(shù)量為1-3個。抱箍設(shè)置的個數(shù)與鋼管避雷針101的長短相關(guān)，鋼管避雷針101一般不短于3m，抱箍最少設(shè)置為4 個。為達(dá)到擾亂渦振的效果，每個抱箍上至少設(shè)置3個擾流板102。擾流板102沿鋼管避雷針101均勻分布，當(dāng)每個抱箍上設(shè)置的擾流板102個數(shù)為n個，擾流板102沿鋼管避雷針圓周間隔360°/n度均勻分布。

優(yōu)選地，根據(jù)本申請的實施方式，擾流板102沿鋼管避雷針101截面徑向的高度為h，h設(shè)定為鋼管避雷針101外徑d的1/3；擾流板102沿鋼管避雷針101軸向的長度l設(shè)定為鋼管避雷針101外徑d的1倍，多個抱箍中相鄰兩個沿軸線間距s初始值設(shè)定為鋼管避雷針101外徑d的5倍。由于鋼管避雷針101為圓錐形中空結(jié)構(gòu)體，鋼管避雷針101的外徑d值從底端到頂端逐漸減少，上端最小外徑d不小于20mm。

優(yōu)選地，根據(jù)本申請的實施方式，生成碎渦孔的算法包括：

步驟1：隨機(jī)生成碎渦孔半徑，包括：碎渦孔截面為多個半徑不相同的圓形，將碎渦孔的最大半徑r_max設(shè)定為0.1h，通過公式(1)，生成隨機(jī)碎渦孔的半徑序列r_i；

f(r)為碎渦孔最大半徑r_max的最大熵分布概率密度函數(shù)，λ₀、λ_i為符合約束條件的系數(shù)，λ₀λ_i通過信息熵函數(shù)在約束條件下應(yīng)用最大似然估計法來獲?。籖₁為預(yù)定的最大半徑的約束條件下限值，R₂為預(yù)定的最大半徑的約束條件上限值；u_i(r)為信息熵函數(shù)；m為信息熵函數(shù)的個數(shù)；

步驟2：生成碎渦孔圓心位置坐標(biāo)，包括：通過公式(2-1)、(2-2)所示的均勻分布，分別生成碎渦孔圓心位置坐標(biāo)(x_i,y_i)，其中x_i的分布區(qū)間為[r_i,l-r_i],y_i的分布區(qū)間為[r_i,h-r_i]；

或式(2-1)、(2-2)中，f_x、f_y為均勻分布概率密度函數(shù)；

重復(fù)步驟1和步驟2，循環(huán)生成多個所述碎渦孔。通過碎渦孔的生成算法，能夠生成碎渦孔半徑不相同，位置均勻分布的碎渦孔。滿足擾流板 102上碎渦孔的分布。

優(yōu)選地，根據(jù)本申請的實施方式，本申請對根據(jù)碎渦孔生成算法生成的碎渦孔的位置進(jìn)行是否重疊判斷。在生成碎渦半徑r_i及圓心位置坐標(biāo)為 (x_i,y_i)的碎渦孔A后，再繼續(xù)生成碎渦半徑r_i+1及圓心位置坐標(biāo)為(x_i+1,y_i+1) 的碎渦孔B后，根據(jù)式(3)判斷碎渦孔A與碎渦孔B的位置是否重疊；如果式(3)成立，則碎渦孔A與碎渦孔B的位置不重疊，則接受碎渦孔 B；否則，放棄碎渦孔B；繼續(xù)生成碎渦孔；

式(3)中，k為設(shè)定的碎渦孔A與碎渦孔B之間的最小間距。并且根據(jù)公式(3)，判斷生成的任意兩個碎渦孔之間是否重疊。如果新生成的碎渦孔與之前生成的所有碎渦孔都不重疊，則接受新生成的碎渦孔；否則，如果新生成的碎渦孔和之前任一碎渦孔出現(xiàn)重疊，則放棄該新生成的碎渦孔。通過對所生成的碎渦孔進(jìn)行重疊判斷，最終保證擾流板102上任意兩個孔的間距大于k。間距k的取值范圍為3-15mm。

優(yōu)選地，根據(jù)本申請的實施方式，為保證單片擾流板102的局部受力要求，可以起到降風(fēng)壓的作用，對不同材料的擾流板102，設(shè)置不同的最大開孔率。如擾流板102采用ABS板材料制作，該材料的擾流板102設(shè)定的最大開孔率為12％。根據(jù)式(4)計算生成的所述多個碎渦孔的面積之和與擾流板102面積的比率φ，并將比率φ與設(shè)定的最大開孔面積比率[φ]進(jìn)行比較；如果式(4)成立，則退出生成所述碎渦孔的步驟；否則，繼續(xù)生成碎渦孔。

式(4)中，A_i第i個孔的開孔面積。根據(jù)公式(4)，判斷已開孔面積是否滿足局部受力要求，可以起到降風(fēng)壓的作用。如生成的碎渦孔總面積已滿足受力要求，總面積達(dá)到或超過最大開孔率，則退出生成碎渦孔生成算法，生成的碎渦孔如圖2所示。

現(xiàn)對本申請的實施方式具體舉例說明。例如，500kV鋼管避雷針101 上端外徑148mm，底端外徑496mm，鋼管避雷針101長14.5m，取距上端1/3 鋼管避雷針101長度，即距上端4.8m處鋼管避雷針101截面外徑，作為該鋼管避雷針101的計算直徑d，該斷面處直徑d為264mm。擾流板102初始高度設(shè)置為鋼管避雷針101外徑d的1/3，即88mm，擾流板102長度l初始值設(shè)置為264mm。每個抱箍上擾流板102均設(shè)置為3個，沿鋼管圓周間隔120度均勻分布，各個抱箍沿軸線間距s設(shè)置為鋼管避雷針101直徑d 的5倍，即1320mm。鋼管避雷針101總長14.5m，共需布置抱箍10個。

碎渦孔的最大直徑(圖1未示出，詳見圖2)r_max擬定為0.1h，即8.8mm，而后采用如式(1)所示的最大熵分布，生成碎渦孔直徑隨機(jī)序列r_i，r_i的最小值應(yīng)大于5mm；采用如式(2)所示的均勻分布，分別生成碎渦孔圓心位置坐標(biāo)x_i,y_i，其中x_i的分布區(qū)間為[r_i,l-r_i],y_i的分布區(qū)間為[r_i,h-r_i]。

在生成了碎渦孔直徑r_i和圓形位置(x_i,y_i)后，生成碎渦孔A，隨后生成碎渦孔徑r_i+1和圓形位置(x_i+1,y_i+1)，對應(yīng)生成碎渦孔B，根據(jù)式(3) 判斷碎渦孔A與碎渦孔B是否重疊，如碎渦孔B未與碎渦孔A重疊，接納碎渦孔B，繼續(xù)生成碎渦孔C，并分別判斷碎渦孔C是否與碎渦孔 A或碎渦孔B滿足間距大于3mm的要求，其他碎渦孔的生成依此類推。

擾流板102采用ABS板材料制作，考慮單片擾流板102的局部受力要求，擬定的最大碎渦孔開孔率為12％，單片擾流板102面積為23232mm²，在生成了19個孔之后，開孔總面積達(dá)到了2828mm²，開孔率達(dá)到了12.1％，可降低風(fēng)壓約40％。依據(jù)公式(4)判斷，已開孔面積是否滿足降風(fēng)壓的要求，退出生成碎渦孔循環(huán)。最終生成的碎渦孔如圖2所示。

優(yōu)選地，沿鋼管避雷針101軸線設(shè)置的多個抱箍上多個擾流板102在不同抱箍上設(shè)置不同角度的旋轉(zhuǎn)，上一個抱箍上設(shè)置的擾流板102相對下一個抱箍上設(shè)置擾流板102旋轉(zhuǎn)角度為5°、10°、15°、25°，或者為5 °至360°/n之間的角度，旋轉(zhuǎn)最大角度不超過360°/n，n為擾流板102 個數(shù)。由于自然界中的風(fēng)向是隨機(jī)的，擾流板102需要能夠?qū)Ω鱾€風(fēng)向上的尾流風(fēng)進(jìn)行擾亂。因此，根據(jù)本申請的實施方式，本申請沿鋼管避雷針 101軸線布置的多個抱箍上的擾流板102應(yīng)當(dāng)相對于前一個抱箍的擾流板 102旋轉(zhuǎn)一定的角度(圖1未示出，詳見圖3-1、圖3-2以及圖3-3)。在多個抱箍外側(cè)標(biāo)記記號線，在安裝多個抱箍時，標(biāo)記記號線在同一直線上。在安裝抱箍時，選某一方位角為基準(zhǔn)方位角，第1個抱箍的標(biāo)記線對準(zhǔn)方位角；第2個抱箍的標(biāo)記線對準(zhǔn)方位角，第2個抱箍上的擾流板102相對于第1個抱箍上的擾流板102旋轉(zhuǎn)5°、10°、15°、25°，或者為5°至 360°/n之間的角度，或旋轉(zhuǎn)最大角度不超過360°/n；第3個抱箍的標(biāo)記線對準(zhǔn)方位角，第3個抱箍上的擾流板102相對于第2個抱箍上的擾流板 102旋轉(zhuǎn)5°、10°、15°、25°，或者為5°至360°/n之間的角度，或旋轉(zhuǎn)最大角度不超過360°/n；其他各個抱箍和擾流板102依此類推安裝。

圖2為根據(jù)本申請實施方式的擾流板201碎渦孔202分布圖。優(yōu)選地，根據(jù)本申請的實施方式，擾流板201沿鋼管避雷針截面徑向的高度為h，h 設(shè)定為鋼管避雷針外徑d的1/3；擾流板201沿鋼管避雷針軸向的長度l設(shè)定為鋼管避雷針外徑d的1倍，多個抱箍中相鄰兩個沿軸線間距s初始值設(shè)定為鋼管避雷針外徑d的5倍。

優(yōu)選地，根據(jù)本申請的實施方式，生成碎渦孔202的算法包括：

步驟1：隨機(jī)生成碎渦孔202半徑，包括：碎渦孔202截面為多個半徑不相同的圓形，將碎渦孔202的最大半徑r_max設(shè)定為0.1h，通過公式(1)，生成隨機(jī)碎渦孔202的半徑序列r_i；

f(r)為碎渦孔202最大半徑r_max的最大熵分布概率密度函數(shù)，λ₀、λ_i為符合約束條件的系數(shù)，λ₀λ_i通過信息熵函數(shù)在約束條件下應(yīng)用最大似然估計法來獲取；R₁為預(yù)定的最大半徑的約束條件下限值，R₂為預(yù)定的最大半徑的約束條件上限值；u_i(r)為信息熵函數(shù)；m為信息熵函數(shù)的個數(shù)；

步驟2：生成碎渦孔202圓心位置坐標(biāo)，包括：通過公式(2-1)、(2-2) 所示的均勻分布，分別生成碎渦孔202圓心位置坐標(biāo)(x_i,y_i)，其中x_i的分布區(qū)間為[r_i,l-r_i],y_i的分布區(qū)間為[r_i,h-r_i]；

或式(2-1)、(2-2)中，f_x、f_y為均勻分布概率密度函數(shù)；

重復(fù)步驟1和步驟2，循環(huán)生成多個所述碎渦孔202。通過碎渦孔202 的生成算法，能夠生成碎渦孔202半徑不相同，位置均勻分布的碎渦孔202。滿足擾流板201102上碎渦孔202的分布。

優(yōu)選地，根據(jù)本申請的實施方式，本申請對根據(jù)碎渦孔202生成算法生成的碎渦孔202的位置進(jìn)行是否重疊判斷。在生成碎渦半徑r_i及圓心位置坐標(biāo)為(x_i,y_i)的碎渦孔202A后，再繼續(xù)生成碎渦半徑r_i+1及圓心位置坐標(biāo)為(x_i+1,y_i+1)的碎渦孔202B后，根據(jù)式(3)判斷碎渦孔202A與碎渦孔202B的位置是否重疊；如果式(3)成立，則碎渦孔202A與碎渦孔202B 的位置不重疊，則接受碎渦孔202B；否則，放棄碎渦孔202B；繼續(xù)生成碎渦孔202；

式(3)中，k為設(shè)定的碎渦孔202A與碎渦孔202B之間的最小間距。并且根據(jù)公式(3)，判斷生成的任意兩個碎渦孔202之間是否重疊。如果新生成的碎渦孔202與之前生成的所有碎渦孔202都不重疊，則接受新生成的碎渦孔202；否則，如果新生成的碎渦孔202和之前任一碎渦孔202 出現(xiàn)重疊，則放棄該新生成的碎渦孔202。通過對所生成的碎渦孔202進(jìn)行重疊判斷，最終保證擾流板201上任意兩個孔的間距大于k。間距k的取值范圍為3-15mm。

優(yōu)選地，根據(jù)本申請的實施方式，為保證單片擾流板201的局部受力要求，可以起到降風(fēng)壓的作用，對不同材料的擾流板201，設(shè)置不同的最大開孔率。如擾流板201采用ABS板材料制作，該材料的擾流板201設(shè)定的最大開孔率為12％。根據(jù)式(4)計算生成的所述多個碎渦孔202的面積之和與擾流板201面積的比率φ，并將比率φ與設(shè)定的最大開孔面積比率 [φ]進(jìn)行比較；如果式(4)成立，則退出生成所述碎渦孔202的步驟；否則，繼續(xù)生成碎渦孔202。

式(4)中，A_i第i個孔的開孔面積。根據(jù)公式(4)，判斷已開孔面積是否滿足局部受力要求，可以起到降風(fēng)壓的作用。如生成的碎渦孔202總面積已滿足受力要求，總面積達(dá)到或超過最大開孔率，則退出生成碎渦孔 202生成算法，生成的碎渦孔202如圖2所示。

現(xiàn)對本申請的實施方式具體舉例說明。例如，500kV鋼管避雷針上端外徑148mm，底端外徑496mm，鋼管避雷針長14.5m，取距上端1/3鋼管避雷針長度，即距上端4.8m處鋼管避雷針截面外徑，作為該鋼管避雷針的計算直徑d，該斷面處直徑d為264mm。擾流板201初始高度設(shè)置為鋼管避雷針外徑d的1/3，即88mm，擾流板201長度l初始值設(shè)置為264mm。每個抱箍上擾流板201均設(shè)置為3個，沿鋼管圓周間隔120度均勻分布，各個抱箍沿軸線間距s設(shè)置為鋼管避雷針直徑d的5倍，即1320mm。鋼管避雷針101總長14.5m，共需布置抱箍10個。

碎渦孔202的最大直徑(圖1未示出，詳見圖2)r_max擬定為0.1h，即 8.8mm，而后采用如式(1)所示的最大熵分布，生成碎渦孔202直徑隨機(jī)序列r_i，r_i的最小值應(yīng)大于5mm；采用如式(2)所示的均勻分布，分別生成碎渦孔202圓心位置坐標(biāo)x_i,y_i，其中x_i的分布區(qū)間為[r_i,l-r_i],y_i的分布區(qū)間為 [r_i,h-r_i]。

在生成了碎渦孔202直徑r_i和圓形位置(x_i,y_i)后，生成碎渦孔202A，隨后生成碎渦孔202徑r_i+1和圓形位置(x_i+1,y_i+1)，對應(yīng)生成碎渦孔202B，根據(jù)式(3)判斷碎渦孔202A與碎渦孔202B是否重疊，如碎渦孔202B 未與碎渦孔202A重疊，接納碎渦孔202B，繼續(xù)生成碎渦孔202C，并分別判斷碎渦孔202C是否與碎渦孔202A或碎渦孔202B滿足間距大于 3mm的要求，其他碎渦孔202的生成依此類推。

擾流板201采用ABS板材料制作，考慮單片擾流板201的局部受力要求，擬定的最大碎渦孔202開孔率為12％，單片擾流板201面積為23232mm²，在生成了19個孔之后，開孔總面積達(dá)到了2828mm²，開孔率達(dá)到了12.1％，可降低風(fēng)壓約40％。依據(jù)公式(4)判斷，已開孔面積是否滿足降風(fēng)壓的要求，退出生成碎渦孔202循環(huán)。最終生成的碎渦孔202如圖2所示。

圖3-1，圖3-2，圖3-3為根據(jù)本申請實施方式的連續(xù)3層擾流板沿鋼管圓周安裝結(jié)構(gòu)圖。優(yōu)選地，沿鋼管避雷針軸線設(shè)置的多個抱箍上多個擾流板在不同抱箍上設(shè)置不同角度的旋轉(zhuǎn)，上一個抱箍上設(shè)置的擾流板相對下一個抱箍上設(shè)置擾流板旋轉(zhuǎn)角度為5°、10°、15°、25°，或者為5 °至360°/n之間的角度，旋轉(zhuǎn)最大角度不超過360°/n，n為擾流板個數(shù)。由于自然界中的風(fēng)向是隨機(jī)的，擾流板需要能夠?qū)Ω鱾€風(fēng)向上的尾流風(fēng)進(jìn)行擾亂。因此，根據(jù)本申請的實施方式，本申請沿鋼管避雷針軸線布置的多個抱箍上的擾流板應(yīng)當(dāng)相對于前一個抱箍的擾流板旋轉(zhuǎn)一定的角度。在多個抱箍外側(cè)標(biāo)記記號線，在安裝多個抱箍時，標(biāo)記記號線在同一直線上。在安裝抱箍時，選某一方位角為基準(zhǔn)方位角，如圖3-1所示，第1個抱箍的標(biāo)記線312對準(zhǔn)方位角；如圖3-2所示，第2個抱箍的標(biāo)記線322對準(zhǔn)方位角，第2個抱箍上的擾流板323相對于第1個抱箍上的擾流板313旋轉(zhuǎn)5°、10°、15°、25°，或者為5°至360°/n之間的角度，或旋轉(zhuǎn)最大角度不超過360°/n；如圖3-3所示，第3個抱箍的標(biāo)記線332對準(zhǔn)方位角，第3個抱箍上的擾流板333相對于第2個抱箍上的擾流板323旋轉(zhuǎn)5 °、10°、15°、25°，或者為5°至360°/n之間的角度，或旋轉(zhuǎn)最大角度不超過360°/n；其他各個抱箍和擾流板依此類推安裝。

本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案，可改變氣動外形的基本原理，通過在擾流板上設(shè)置碎渦孔，一方面可增強(qiáng)擾流板的渦振控制效果，另一方面也可減少擾流板自身增加的風(fēng)壓。本申請?zhí)峁┑匿摴鼙芾籽b置，原理清晰，安裝牢固、結(jié)構(gòu)合理，連接方式便捷可靠，可大大減少鋼管避雷針受到的橫向渦振破壞，提高鋼管避雷針的壽命，減少了環(huán)境對鋼管避雷針造成的破壞，從而提高變電站設(shè)備的安全性。

已經(jīng)通過參考少量實施方式描述了本申請。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，正如附帶的專利權(quán)利要求所限定的，除了本申請以上公開的其他的實施例等同地落在本申請的范圍內(nèi)。

通常地，在權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語都根據(jù)他們在技術(shù)領(lǐng)域的通常含義被解釋，除非在其中被另外明確地定義。所有的參考“一個/所述/該[裝置、組件等]”都被開放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個實例，除非另外明確地說明。這里公開的任何方法的步驟都沒必要以公開的準(zhǔn)確的順序運(yùn)行，除非明確地說明。