一種110kV輸電線路用復(fù)合材料桿塔的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種110kV輸電線路用復(fù)合材料桿塔，屬于輸電線路設(shè)備，它包括桿身和橫擔(dān)，所述橫擔(dān)一端通過(guò)可旋轉(zhuǎn)金屬節(jié)點(diǎn)與桿身相連接，橫擔(dān)另一端通過(guò)斜拉桿與桿身相連接；所述橫擔(dān)由單支復(fù)合材料絕緣管組成，所述斜拉桿由復(fù)合絕緣子組成；所述桿身的結(jié)構(gòu)為在鋼管的外部纏繞有玻璃纖維復(fù)合材料。本實(shí)用新型提升了安全可靠性，縮小了輸電通道走廊寬度，降低了塔身高度，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕的特點(diǎn)，降低了維護(hù)成本，節(jié)約了資源且有利于環(huán)保。
【專利說(shuō)明】一種110kV輸電線路用復(fù)合材料桿塔

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種輸電線路設(shè)備，具體地說(shuō)是一種IlOkV輸電線路用復(fù)合材料桿塔。

【背景技術(shù)】
[0002]輸電桿塔是架空輸電線路導(dǎo)線和地線的重要支承結(jié)構(gòu)物，現(xiàn)有的IlOkV輸電桿塔一般采用鋼材制作，由鋼管桿身和鋼材橫擔(dān)兩大部分組成，鋼管桿身主要由單柱圓形或八邊形(十二邊形、十六邊形)鋼管制成，材料一般使用Q235和Q345兩種，桿身和橫擔(dān)連接采用粗制螺栓，靠螺栓受力連接。
[0003]從電氣接地的桿身伸展出導(dǎo)電性的金屬材質(zhì)橫擔(dān)用于懸掛輸電導(dǎo)線，以承受導(dǎo)線的重量。由于輸電導(dǎo)線需要與接地點(diǎn)保持一定的電氣安全距離，以避免對(duì)地放電，發(fā)生閃絡(luò)事故，這就要求金屬橫擔(dān)要具備足夠的長(zhǎng)度，根據(jù)不同輸電電壓等級(jí)，在橫擔(dān)的自由端加設(shè)不同長(zhǎng)度的絕緣子串，以間隔帶電的輸電導(dǎo)線和接地的金屬橫擔(dān)，保證絕緣距離。
[0004]現(xiàn)有輸電桿塔均采用全鋼制結(jié)構(gòu)，存在質(zhì)量重、易銹蝕或開(kāi)裂、低溫性能差等缺陷，還存在施工運(yùn)輸和運(yùn)行維護(hù)困難等問(wèn)題。
[0005]在正常運(yùn)行過(guò)程中，考慮到相應(yīng)的風(fēng)荷載會(huì)使懸垂絕緣子串呈一定風(fēng)偏角度，使得輸電導(dǎo)線與輸電桿塔桿身的空氣間隙減小，為確保輸電導(dǎo)線(帶電體)與桿身部分(接地體)之間的空氣間隙不被擊穿，需在設(shè)計(jì)橫擔(dān)時(shí)考慮風(fēng)偏角的影響，相應(yīng)的增長(zhǎng)橫擔(dān)長(zhǎng)度。這必然增加了整個(gè)輸電通道走廊的寬度，增加了整條輸電線路的占地面積。因此，減少絕緣子串的長(zhǎng)度或者避免使用懸垂絕緣子串可以減小橫擔(dān)的長(zhǎng)度，降低桿塔的成本以及重量，進(jìn)而降低整個(gè)輸電通道走廊的寬度和桿塔占地面積。
[0006]此外，在特定地區(qū)，特別在沿海地區(qū)、內(nèi)陸鹽潰土地區(qū)以及工業(yè)區(qū)和酸雨多發(fā)地區(qū)等對(duì)鋼質(zhì)桿塔有特殊的防腐要求，而在高寒地區(qū)，而金屬件常發(fā)生低溫冷脆破壞。
[0007]且現(xiàn)有的鋼管桿塔原材料為鐵礦石，為不可再生資源，隨著大量鋼結(jié)構(gòu)桿塔的使用，其對(duì)鋼材的需求量也在逐年上升，消耗了大量礦產(chǎn)資源，同時(shí)鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中使用大量能耗且造成生態(tài)環(huán)境的污染。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的在于提供一種IlOkV輸電線路用復(fù)合材料桿塔，該桿塔提升了安全可靠性，縮小了輸電線路通道走廊寬度，降低了塔身高度，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕的特點(diǎn)，降低了維護(hù)成本，節(jié)約了資源且有利于環(huán)保。
[0009]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:一種IlOkV輸電線路用復(fù)合材料桿塔，包括桿身和橫擔(dān)，所述橫擔(dān)一端通過(guò)可旋轉(zhuǎn)金屬節(jié)點(diǎn)與桿身相連接，橫擔(dān)另一端通過(guò)斜拉桿與桿身相連接；所述橫擔(dān)由單支復(fù)合材料絕緣管組成，所述斜拉桿由復(fù)合絕緣子組成；所述桿身的結(jié)構(gòu)為在鋼管的外部纏繞有玻璃纖維復(fù)合材料。
[0010]進(jìn)一步的方案為:所述橫擔(dān)復(fù)合材料絕緣管內(nèi)部實(shí)心或者空心填充絕緣氣體、絕緣油或固體絕緣介質(zhì)。
[0011]優(yōu)選的，所述橫擔(dān)復(fù)合材料絕緣管為環(huán)氧玻璃鋼管或者玻璃纖維增強(qiáng)塑料管，還可以為乙烯基材料或聚氨酯材料纏繞管。
[0012]進(jìn)一步的方案為:所述復(fù)合絕緣子為拉擠成型的絕緣芯棒制成。
[0013]優(yōu)選的，所述絕緣芯棒的材料為環(huán)氧玻璃纖維、乙烯基材料或者聚氨酯材料。
[0014]進(jìn)一步的方案為:所述橫擔(dān)和斜拉桿的外部均設(shè)有一層娃橡膠材料構(gòu)成的傘裙，所述傘裙呈碟形。
[0015]優(yōu)選的，所述的硅橡膠材料為高溫硫化硅橡膠、室溫硫化硅橡膠或者液態(tài)硅橡膠。
[0016]進(jìn)一步的方案為:所述斜拉桿與所述橫擔(dān)及所述桿身之間采用U型環(huán)金具連接。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0018](I)提升安全可靠性。利用復(fù)合橫擔(dān)的絕緣特性，可以大大降低線路懸垂絕緣子的長(zhǎng)度，甚至完全取消懸垂絕緣子，從而降低線路因風(fēng)擺產(chǎn)生的閃絡(luò)跳電事故風(fēng)險(xiǎn)；利用復(fù)合橫擔(dān)外部硅橡膠的憎水性，可有效避免污閃、濕閃事故，減少覆冰，提高線路安全運(yùn)行水平;
[0019](2)縮小輸電通道走廊寬度。由于降低了線路懸垂絕緣子的長(zhǎng)度，甚至完全取消懸垂絕緣子，因此減小甚至消除了懸垂絕緣子風(fēng)擺的風(fēng)險(xiǎn)，可以大幅度的縮小輸電通道走廊寬度，節(jié)省寶貴土地資源。輸電通道資源緊缺是電網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中的國(guó)際性問(wèn)題，而很多地區(qū)電力負(fù)荷密度過(guò)高，人均耕地面積小，電網(wǎng)建設(shè)占地過(guò)多的矛盾尤其突出，本實(shí)用新型可有效解決這一問(wèn)題；
[0020](3)降低塔身高度?？赏ㄟ^(guò)減小和取消懸垂絕緣子來(lái)大幅降低塔身高度，并同時(shí)可對(duì)現(xiàn)有塔身結(jié)構(gòu)進(jìn)行與之相配套的優(yōu)化；
[0021](4)質(zhì)量輕。質(zhì)量輕是復(fù)合材料突出的優(yōu)點(diǎn)之一，玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂的密度僅為鋼材的1/3。由于質(zhì)量輕，可大幅度降低運(yùn)輸和施工安裝成本，尤其適于山區(qū)和軟弱土質(zhì)地區(qū)的輸電線路使用；
[0022](5)強(qiáng)度高。利用了鋼管桿的力學(xué)性能，高于全復(fù)合材料桿塔的力學(xué)性能，彎曲模量為一般復(fù)合材料的8倍；
[0023](6)耐腐蝕。復(fù)合材料對(duì)酸、堿、鹽及有機(jī)溶劑等腐蝕介質(zhì)的耐腐蝕性能和耐候性能優(yōu)良，因此特別適合沿海地區(qū)、內(nèi)陸鹽潰土地區(qū)以及工業(yè)區(qū)和酸雨多發(fā)地區(qū)等對(duì)混凝土和鋼質(zhì)桿塔有特殊防腐要求的環(huán)境；
[0024](7)維護(hù)性好。復(fù)合橫擔(dān)由于耐久性好，基本上是一種免維護(hù)的結(jié)構(gòu)。這對(duì)保障線路安全和降低輸電線路的維護(hù)成本很有意義；
[0025](8)可設(shè)計(jì)性好。復(fù)合橫擔(dān)新型塔有別于其它桿塔的重要特點(diǎn)是其材料可設(shè)計(jì)性，可以根據(jù)特殊的結(jié)構(gòu)性能要求選擇基體和纖維材料及其相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和鋪層方向等進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，以滿足對(duì)桿塔強(qiáng)度、剛度、耐疲勞特性、產(chǎn)品色彩等多方面的要求，以充分發(fā)揮復(fù)合材料強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)地使用材料；
[0026](9)資源更節(jié)約。由于傳統(tǒng)的桿塔原材料為鐵礦石，為不可再生資源，隨著大量鋼結(jié)構(gòu)桿塔的使用，其對(duì)鋼材的需求量也在逐年上升，消耗了大量礦產(chǎn)資源，且需要大量進(jìn)口。而復(fù)合材料原材料主要為二氧化硅礦石，中國(guó)蘊(yùn)藏量世界第一，可充分利用；
[0027](10)環(huán)境更友好。鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中使用大量能耗且造成生態(tài)環(huán)境的污染，而復(fù)合材料由于材料和制品的加工特性，與傳統(tǒng)鐵塔相比生產(chǎn)所需的能耗大為降低，同時(shí)也避免了鐵塔在加工過(guò)程中的鍍鋅工藝帶來(lái)的環(huán)境污染。此外，隨著對(duì)輸電線路的美化要求越來(lái)越高，而復(fù)合材料的顏色可調(diào)，可增強(qiáng)線路的環(huán)境友好性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為圖1中A部分的局部放大圖；
[0030]圖中:1桿身，2斜拉桿，3可旋轉(zhuǎn)金屬節(jié)點(diǎn)，4橫擔(dān)，5U型環(huán)金具，6傘裙。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述:
[0032]如圖1所示，一種IlOkV輸電線路用復(fù)合材料桿塔，包括桿身I和橫擔(dān)4，所述橫擔(dān)4 一端通過(guò)可旋轉(zhuǎn)金屬節(jié)點(diǎn)3與桿身I相連接，橫擔(dān)4另一端通過(guò)斜拉桿2與桿身I相連接；所述橫擔(dān)4由單支復(fù)合材料絕緣管組成,所述斜拉桿2由復(fù)合絕緣子組成；所述桿身I的結(jié)構(gòu)為在鋼管的外部纏繞有玻璃纖維復(fù)合材料。
[0033]所述橫擔(dān)復(fù)合材料絕緣管內(nèi)部實(shí)心或者空心填充絕緣氣體、絕緣油或固體絕緣介質(zhì)，橫擔(dān)復(fù)合材料絕緣管為環(huán)氧玻璃鋼管或者玻璃纖維增強(qiáng)塑料管，還可以為乙烯基材料或聚氨酯材料纏繞管。
[0034]所述復(fù)合絕緣子為拉擠成型的絕緣芯棒制成,絕緣芯棒的材料為環(huán)氧玻璃纖維、乙烯基材料或者聚氨酯材料。
[0035]所述橫擔(dān)4和斜拉桿2的外部均設(shè)有一層娃橡膠材料構(gòu)成的傘裙6,如圖2所不，所述傘裙6呈碟形，硅橡膠材料為高溫硫化硅橡膠、室溫硫化硅橡膠或者液態(tài)硅橡膠。
[0036]所述斜拉桿2與所述橫擔(dān)4及所述桿身I之間采用U型環(huán)金具5連接。
[0037]橫擔(dān)4的低壓端部與桿身I之間的連接結(jié)構(gòu)采用可旋轉(zhuǎn)金屬節(jié)點(diǎn)3，橫擔(dān)4可以沿導(dǎo)線方向和垂直于導(dǎo)線方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，采用可旋轉(zhuǎn)金屬節(jié)點(diǎn)3可以釋放導(dǎo)線張力，減少橫擔(dān)4受力，從而節(jié)約橫擔(dān)4成本和降低塔材重量。
[0038]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不是本實(shí)用新型的全部實(shí)施例，不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0039]除說(shuō)明書(shū)所述技術(shù)特征外，其余技術(shù)特征均為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種IlOkV輸電線路用復(fù)合材料桿塔，包括桿身和橫擔(dān)，其特征是，所述橫擔(dān)一端通過(guò)可旋轉(zhuǎn)金屬節(jié)點(diǎn)與桿身相連接，橫擔(dān)另一端通過(guò)斜拉桿與桿身相連接；所述橫擔(dān)由單支復(fù)合材料絕緣管組成，所述斜拉桿由復(fù)合絕緣子組成；所述桿身的結(jié)構(gòu)為在鋼管的外部纏繞有玻璃纖維復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種IlOkV輸電線路用復(fù)合材料桿塔，其特征是，所述橫擔(dān)復(fù)合材料絕緣管內(nèi)部實(shí)心或者空心填充絕緣氣體、絕緣油或固體絕緣介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種IlOkV輸電線路用復(fù)合材料桿塔，其特征是，所述橫擔(dān)復(fù)合材料絕緣管為環(huán)氧玻璃鋼管或者玻璃纖維增強(qiáng)塑料管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種IlOkV輸電線路用復(fù)合桿塔，其特征是，所述復(fù)合材料絕緣管為乙烯基材料或聚氨酯材料纏繞管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種IlOkV輸電線路用復(fù)合材料桿塔，其特征是，所述復(fù)合絕緣子為拉擠成型的絕緣芯棒制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種IlOkV輸電線路用復(fù)合材料桿塔，其特征是，所述絕緣芯棒的材料為環(huán)氧玻璃纖維、乙烯基材料或者聚氨酯材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種IlOkV輸電線路用復(fù)合材料桿塔，其特征是，所述橫擔(dān)和斜拉桿的外部均設(shè)有一層硅橡膠材料構(gòu)成的傘裙，所述傘裙呈碟形。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種IlOkV輸電線路用復(fù)合材料桿塔，其特征是，所述的硅橡膠材料為高溫硫化硅橡膠、室溫硫化硅橡膠或者液態(tài)硅橡膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的一種IlOkV輸電線路用復(fù)合材料桿塔，其特征是，所述斜拉桿與所述橫擔(dān)及所述桿身之間采用U型環(huán)金具連接。
【文檔編號(hào)】E04H12/02GK203961409SQ201420378229
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】孫國(guó)明, 劉海濤, 羅軍, 何春暉, 邵冬亮, 王龍, 徐海鵬, 叢恒, 郁杰 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院