專利名稱：一種特高壓直流曲臂直線塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸電線路用鐵塔領(lǐng)域，特別涉及一種特高壓直流曲臂直線塔。
背景技術(shù)：
特高壓直流輸電(UHVDC)是指±800kV (±750kV)及以上電壓等級的直流輸電及相關(guān)技術(shù)。特高壓直流輸電的主要特點(diǎn)是輸送容量大、電壓高，可用于電力系統(tǒng)非同步聯(lián)網(wǎng)。在我國特高壓電網(wǎng)建設(shè)中，將以IOOOkV交流特高壓輸電為主形成特高壓電網(wǎng)骨干網(wǎng)架，實(shí)現(xiàn)各大區(qū)電網(wǎng)的同步互聯(lián)；±800kV特高壓直流輸電則主要用于遠(yuǎn)距離、中間無落點(diǎn)、無電壓支撐的大功率輸電工程。直線塔是輸電線路最常用的一種塔型，在輸電線路中直線塔一般用來承受導(dǎo)線的重力，即垂直荷載。目前，特高壓干字型塔是水平排列直流線路國內(nèi)外最常用的塔型，該塔型的外形特點(diǎn)是橫擔(dān)為直臂橫擔(dān)，其底平面為一字型，采用若干V型絕緣子串的掛線方式，各個(gè)掛點(diǎn)均設(shè)置在橫擔(dān)底平面，且每一 V型串的一端與橫擔(dān)的外端掛點(diǎn)連接，另一端與橫擔(dān)的中部掛點(diǎn)連接。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題我國輸電線路向特高壓和大容量輸電技術(shù)發(fā)展，鐵塔亦隨之向大型化發(fā)展。直線塔的型式，包括掛線方式、鐵塔外型等直接決定了整個(gè)工程的造價(jià)。對于直線塔來說，導(dǎo)線的掛線方式直接決定了塔頭尺寸的大小，所謂塔頭尺寸主要是指塔頭極間距離的大小，極間距離是綜合考慮電磁環(huán)境、絕緣子串長度、絕緣子串夾角、空氣間隙等因素而確定的，是影響塔重指標(biāo)的重要因素，極間距離越大，桿塔橫擔(dān)越長，相同導(dǎo)線荷載下對桿塔產(chǎn)生的力矩越大，塔材指標(biāo)也就越高。隨著我國西電東送戰(zhàn)略的實(shí)施，特高壓線路途經(jīng)地域的氣象條件日趨復(fù)雜，在新疆部分地區(qū)，桿塔設(shè)計(jì)風(fēng)速甚至大于40m/s。在此風(fēng)速條件下，±800kV與±1100kV等直流特高壓輸電工程由于桿塔電氣間隙的影響，如仍采用常規(guī)直流的直線桿塔型式，導(dǎo)線橫擔(dān)總長將為70 80m，極間距離達(dá)37 42 m，通常設(shè)計(jì)要求塔頭極間距離不小于22 m，由于極間距離過大，導(dǎo)致塔重大大增加，同時(shí)占用走廊寬度也大大增加，嚴(yán)重影響了鐵塔的鋼材耗量和線路的走廊寬度，影響線路的經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種特高壓直流曲臂直線塔。采用曲臂橫擔(dān)，在滿足電氣間隙的前提下減小橫擔(dān)長度和絕緣子串長，減小極間距離，降低塔重，減小線路走廊寬度，提高經(jīng)濟(jì)性。所述技術(shù)方案如下一種特高壓直流曲臂直線塔，包括單回路曲臂直線塔和多回路曲臂直線塔，所述單回路曲臂直線塔至少包括塔身、絕緣子串、曲臂橫擔(dān)、地線支架、橫擔(dān)掛點(diǎn)、塔身掛點(diǎn)；所述曲臂橫擔(dān)上設(shè)置有所述橫擔(dān)掛點(diǎn)，所述塔身上設(shè)置有所述塔身掛點(diǎn)。
具體地，所述曲臂橫擔(dān)設(shè)置在所述塔身的頂部，所述曲臂橫擔(dān)頂部設(shè)置有所述地線支架，所述橫擔(dān)掛點(diǎn)和所述塔身掛點(diǎn)連接所述V型絕緣子串。具體地，所述曲臂橫擔(dān)底平面為η槽型，兩側(cè)斜面以所述曲臂橫擔(dān)的垂直中心線為基準(zhǔn)對稱設(shè)置，所述曲臂橫擔(dān)的垂直中心線與所述塔身的垂直中心線重合；所述橫擔(dān)掛點(diǎn)設(shè)置在所述曲臂橫擔(dān)的兩側(cè)斜面外端，所述塔身掛點(diǎn)設(shè)置在所述塔身的上部，所述每一個(gè)V型絕緣子串的外端與所述橫擔(dān)掛點(diǎn)連接，內(nèi)端與在同一個(gè)間隙圓圓周上對應(yīng)且等高的所述塔身掛點(diǎn)連接，所述每一個(gè)V型絕緣子串的懸垂底端連接導(dǎo)線連接金具。具體地，所述多回路曲臂直線塔的塔身上部加高有塔身頸部，所述塔身頸部上設(shè)置有多層曲臂橫擔(dān)，上下排列，至少為一層。具體地，所述多層曲臂橫擔(dān)底平面為槽型，兩側(cè)斜面以所述曲臂橫擔(dān)的垂直中心線為基準(zhǔn)對稱設(shè)置，所述曲臂橫擔(dān)的垂直中心線與所述塔身的垂直中心線重合；所述多層曲臂橫擔(dān)的兩側(cè)斜面外端設(shè)置有多層橫擔(dān)掛點(diǎn)，所述塔身頸部上設(shè)置有多層塔身掛點(diǎn)，上下排列，所述多層V型絕緣子串的外端與所述多層橫擔(dān)掛點(diǎn)連接，內(nèi)端與在同一個(gè)間隙圓圓周上對應(yīng)且等高的所述多層塔身掛點(diǎn)連接。進(jìn)一步地，所述曲臂橫擔(dān)和所述多層曲臂橫擔(dān)的兩側(cè)斜面的傾斜角度a為10 50度。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是本發(fā)明實(shí)施例結(jié)合導(dǎo)線放電間隙通過將直臂橫擔(dān)改為曲臂橫擔(dān)，將V型絕緣子串的掛點(diǎn)兩端分別與曲臂橫擔(dān)上設(shè)置的橫擔(dān)掛點(diǎn)和塔身上設(shè)置的塔身相同高度對應(yīng)位置掛點(diǎn)進(jìn)行連接；在滿足電氣間隙的前提下減小橫擔(dān)長度和絕緣子串長，減小極間距離，降低塔重，減小了輸電線路占用走廊寬度，減少了拆遷量，提高了經(jīng)濟(jì)性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的單回路特高壓直流曲臂直線塔結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的多回路特高壓直流曲臂直線塔結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各符號表示含義如下I塔身，Ia塔身頸部，2間隙圓，3絕緣子串，3a多層絕緣子串，4曲臂橫擔(dān)，4a多層曲臂橫擔(dān)，5地線支架，6橫擔(dān)掛點(diǎn)，6a多層橫擔(dān)掛點(diǎn)，7塔身掛點(diǎn)，7a多層塔身掛點(diǎn)，8導(dǎo)線連接金具，a兩側(cè)斜面的傾斜角度；
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實(shí)施例一參見圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種單回路特高壓直流曲臂直線塔結(jié)構(gòu)，所謂單回路是指一個(gè)負(fù)荷有一個(gè)供電電源的回路，一般對供電可靠性要求不高的中小型用戶采用單回路單電源供電。所述單回路曲臂直線塔至少包括塔身1、間隙圓2、絕緣子串3、曲臂橫擔(dān)4、地線支架5、橫擔(dān)掛點(diǎn)6、塔身掛點(diǎn)7、導(dǎo)線連接金具8等；采用曲臂橫擔(dān)4，所述曲臂橫擔(dān)4上設(shè)置有橫擔(dān)掛點(diǎn)6，所述塔身I上設(shè)置有塔身掛點(diǎn)7 ;在滿足電氣間隙的前提下減小橫擔(dān)長度和絕緣子串長，減小極間距離，降低塔重，減小線路走廊寬度。具體地，作為優(yōu)選，所述塔身I為現(xiàn)有通用結(jié)構(gòu)，塔身I的頂部設(shè)置有曲臂橫擔(dān)4，曲臂橫擔(dān)4頂部設(shè)置有地線支架5，曲臂橫擔(dān)4的兩個(gè)端部設(shè)置有若干個(gè)橫擔(dān)掛點(diǎn)6，所述塔身I的上部設(shè)置有若干個(gè)塔身掛點(diǎn)7，所述橫擔(dān)掛點(diǎn)6和塔身掛點(diǎn)7連接V型絕緣子串3,所述絕緣子串3為現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu),一般是由幾個(gè)絕緣子元件組合在一起構(gòu)成柔性絕緣子串，即懸垂絕緣子串，用于不同電壓等級的高壓輸電線路上懸掛固定導(dǎo)線并使導(dǎo)線與導(dǎo)線間、導(dǎo)線與橫擔(dān)間、導(dǎo)線與塔身I間、導(dǎo)線與大地間絕緣。在施工中，輸電線路塔頭極間距離校核是保證架空輸電線路安全運(yùn)行的重要措施，目前，主要采用的是間隙圓法，即直接在設(shè)計(jì)圖紙上做間隙圓2，見圖中雙點(diǎn)劃線，確定每基桿塔的最大允許風(fēng)偏角，然后按最大風(fēng)偏角來校核各種氣象條件下的風(fēng)偏。具體地，作為優(yōu)選，所述曲臂橫擔(dān)4底平面為ο.槽型，兩側(cè)斜面以曲臂橫擔(dān)4的垂直中心線為基準(zhǔn)對稱設(shè)置，所述曲臂橫擔(dān)4的垂直中心線與塔身I的垂直中心線重合；所述曲臂橫擔(dān)4的兩側(cè)斜面外端設(shè)置有若干個(gè)橫擔(dān)掛點(diǎn)6，所述塔身I的上部設(shè)置有若干個(gè)塔身掛點(diǎn)7，所述每一個(gè)V型絕緣子串3的外端與橫擔(dān)掛點(diǎn)6連接，內(nèi)端與在同一個(gè)間隙圓2圓周上對應(yīng)且在同一高度的塔身掛點(diǎn)7連接，所述每一個(gè)V型絕緣子串3的懸垂底端連接導(dǎo)線連接金具8;所述曲臂橫擔(dān)4的兩側(cè)斜面的傾斜角度a為10 50度。本發(fā)明實(shí)施例一相比現(xiàn)有技術(shù)單回路直臂橫擔(dān)，可減小絕緣子串長約10m，減小橫擔(dān)長度15 20m，減小極間距離和走廊寬度8 10m，降低塔重10 20%。實(shí)施例二參見圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多回路特高壓直流曲臂直線塔結(jié)構(gòu)，所謂多回路是指一個(gè)負(fù)荷有兩個(gè)或兩個(gè)以上供電電源的回路，一般對供電可靠性要求高的企業(yè)或地區(qū)重要變電站采用多回路雙電源供電，這樣可保護(hù)其中一個(gè)電源因故停電，另一個(gè)電源可繼續(xù)供電。所述多回路曲臂直線塔是在實(shí)施例一單回路曲臂直線塔的基礎(chǔ)上增設(shè)有多層曲臂橫擔(dān)4a，適用于高風(fēng)速區(qū)多回路或多回路特高壓直流線路直線角鋼塔和鋼管塔或鋼管與角鋼組合直線塔。具體地，作為優(yōu)選，所述塔身I上部加高尺寸，形成細(xì)長的塔身頸部la，在所述塔身頸部Ia增設(shè)有多層曲臂橫擔(dān)4a，上下排列，至少為一層；所述多層曲臂橫擔(dān)4a底平面為
槽型，兩側(cè)斜面以所述曲臂橫擔(dān)4a的垂直中心線為基準(zhǔn)對稱設(shè)置，所述曲臂橫擔(dān)4a的垂直中心線與所述塔身I的垂直中心線重合；所述多層曲臂橫擔(dān)4a的兩側(cè)斜面外端設(shè)置有多層橫擔(dān)掛點(diǎn)6a，所述塔身頸部Ia上設(shè)置有多層塔身掛點(diǎn)7a，上下排列，所述多層V型絕緣子串3a的外端與多層橫擔(dān)掛點(diǎn)6a連接，內(nèi)端與在同一個(gè)間隙圓2圓周上對應(yīng)且在同一高度的多層塔身掛點(diǎn)7a連接；所述曲臂橫擔(dān)4a的兩側(cè)斜面的傾斜角度a為10 50度。其余結(jié)構(gòu)同實(shí)施例一。本發(fā)明實(shí)施例二相比現(xiàn)有技術(shù)多回路直臂橫擔(dān)，可減小絕緣子串長約10m，減小橫擔(dān)長度15 20m，減小極間距離和走廊寬度8 10m，降低塔重13 25%。
本發(fā)明實(shí)施例的工作原理降低塔重主要有以下四方面的原因I)、在高風(fēng)速區(qū)，塔身風(fēng)荷載為塔重的主要控制荷載，通過減小塔頭尺寸，減小了擋風(fēng)面積，降低了作用于桿塔的風(fēng)荷載，塔身的減重是塔重減小的主要原因；2)、極間距離減小致使橫擔(dān)減小，線重(即垂直檔距)減小了橫擔(dān)的彎矩，而使得橫擔(dān)重量降低；3)、極間距離減小致使鐵塔橫向彎矩降低，從而使塔身上部主斜材規(guī)格減小，塔重降低；4)、極間距離減小，減小了鐵塔在斷線和不均勻冰工況時(shí)的扭力臂，從而減小塔身斜材規(guī)格，而使得塔重降低。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例還具有的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)對本發(fā)明提供的單回路曲臂直線塔和多回路曲臂直線塔的計(jì)算分析，經(jīng)過成熟的運(yùn)行實(shí)踐，其計(jì)算工況、構(gòu)造連接、承載能力、加工制造均可滿足現(xiàn)有規(guī)程規(guī)范。所述曲臂橫擔(dān)結(jié)構(gòu)簡單新穎，整體和局部構(gòu)造合理，承載力強(qiáng)，節(jié)省工程投資，經(jīng)濟(jì)實(shí)用；適用于38m/s及以上設(shè)計(jì)風(fēng)速區(qū)的±800kV及以上特高壓直流線路的鐵塔。上述本發(fā)明實(shí)施例序號僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種特高壓直流曲臂直線塔，包括單回路曲臂直線塔和多回路曲臂直線塔，其特征在于，所述單回路曲臂直線塔至少包括塔身(I)、絕緣子串(3)、曲臂橫擔(dān)(4)、地線支架(5)、橫擔(dān)掛點(diǎn)￠)、塔身掛點(diǎn)(7);所述曲臂橫擔(dān)(4)上設(shè)置有所述橫擔(dān)掛點(diǎn)￠)，所述塔身 (I)上設(shè)置有所述塔身掛點(diǎn)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓直流曲臂直線塔，其特征在于，所述曲臂橫擔(dān)(4)設(shè)置在所述塔身(I)的頂部，所述曲臂橫擔(dān)(4)頂部設(shè)置有所述地線支架(5)，所述橫擔(dān)掛點(diǎn)(6)和所述塔身掛點(diǎn)(7)連接所述V型絕緣子串(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的特高壓直流曲臂直線塔，其特征在于，所述曲臂橫擔(dān)(4)底平面為^槽型，兩側(cè)斜面以所述曲臂橫擔(dān)(4)的垂直中心線為基準(zhǔn)對稱設(shè)置，所述曲臂橫擔(dān)(4)的垂直中心線與所述塔身(I)的垂直中心線重合；所述橫擔(dān)掛點(diǎn)(6)設(shè)置在所述曲臂橫擔(dān)(4)的兩側(cè)斜面外端，所述塔身掛點(diǎn)(7)設(shè)置在所述塔身(I)的上部，所述每一個(gè)V 型絕緣子串(3)的外端與所述橫擔(dān)掛點(diǎn)(6)連接，內(nèi)端與在同一個(gè)間隙圓(2)圓周上對應(yīng)且等高的所述塔身掛點(diǎn)(7)連接，所述每一個(gè)V型絕緣子串(3)的懸垂底端連接導(dǎo)線連接金具⑶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓直流曲臂直線塔，其特征在于，所述多回路曲臂直線塔的塔身(I)上部加高有塔身頸部(Ia)，所述塔身頸部(Ia)上設(shè)置有多層曲臂橫擔(dān)(4a)， 上下排列，至少為一層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的特高壓直流曲臂直線塔，其特征在于，所述多層曲臂橫擔(dān) (4a)底平面為「V槽型，兩側(cè)斜面以所述曲臂橫擔(dān)(4a)的垂直中心線為基準(zhǔn)對稱設(shè)置，所述曲臂橫擔(dān)(4a)的垂直中心線與所述塔身(I)的垂直中心線重合；所述多層曲臂橫擔(dān)(4a) 的兩側(cè)斜面外端設(shè)置有多層橫擔(dān)掛點(diǎn)(6a)，所述塔身頸部(Ia)上設(shè)置有多層塔身掛點(diǎn) (7a)，上下排列，所述多層V型絕緣子串(3a)的外端與所述多層橫擔(dān)掛點(diǎn)^a)連接，內(nèi)端與在同一個(gè)間隙圓(2)圓周上對應(yīng)且等高的所述多層塔身掛點(diǎn)(7a)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的特高壓直流曲臂直線塔，其特征在于，所述曲臂橫擔(dān)(4) 和所述多層曲臂橫擔(dān)(4a)的兩側(cè)斜面的傾斜角度a為10 50度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種特高壓直流曲臂直線塔，屬于輸電線路用鐵塔領(lǐng)域。所述曲臂直線塔，包括單回路曲臂直線塔和多回路曲臂直線塔，所述單回路曲臂直線塔至少包括塔身、絕緣子串、曲臂橫擔(dān)、地線支架、橫擔(dān)掛點(diǎn)、塔身掛點(diǎn)；所述曲臂橫擔(dān)上設(shè)置有所述橫擔(dān)掛點(diǎn)，所述塔身上設(shè)置有所述塔身掛點(diǎn)。本發(fā)明通過將V型絕緣子串的掛點(diǎn)兩端分別與曲臂橫擔(dān)上設(shè)置的橫擔(dān)掛點(diǎn)和塔身上設(shè)置的塔身相同高度對應(yīng)位置掛點(diǎn)進(jìn)行連接；在滿足電氣間隙的前提下減小了橫擔(dān)長度和絕緣子串長，減小了極間距離，降低了塔重，減小了輸電線路占用走廊寬度，減少了拆遷量，提高了經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號E04H12/10GK103046794SQ20121058141
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者秦瑋, 蘇京偉, 李士鋒, 王智飛, 李寧, 符建兵, 張遨宇, 劉泉, 鄭晏超, 郝鑫, 索亮, 曹岳, 劉倩倩, 田國平 申請人:國核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院