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用于高壓電力網(wǎng)的支撐塔架、絕緣橫臂以及絕緣構(gòu)件的制作方法

文檔序號(hào):6990874閱讀:125來源:國(guó)知局
專利名稱:用于高壓電力網(wǎng)的支撐塔架、絕緣橫臂以及絕緣構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及適合在高壓電カ網(wǎng)中使用的絕緣構(gòu)件及其制造方法。該絕緣構(gòu)件能夠承受壓縮壓曲 和彎曲力。此外,本發(fā)明還涉及引入了此類構(gòu)件且用于電カ網(wǎng)塔架的橫臂以及具有此類橫臂的塔架。
背景技術(shù)
輸電網(wǎng)絡(luò)所依據(jù)的設(shè)計(jì)可以回溯到20世紀(jì)早期。近來,隨著電カ需求的提升并且越來越多的電カ從分散的可再生能源產(chǎn)生,高壓傳輸網(wǎng)絡(luò)正在接近于其總載容量,并且某些線路過載的風(fēng)險(xiǎn)也在不斷提高。IEC標(biāo)準(zhǔn)將高壓(HV)定義成大于lkV。通常,高壓傳輸線是在超出IOOkV并且有可能達(dá)到數(shù)百kV的電壓上工作的。在電カ網(wǎng)中使用的典型電壓是275kV和400kV,但是也可以使用高達(dá)IMV或更高的電壓。雖然可以構(gòu)建新的網(wǎng)絡(luò),但是這樣做的成本很高且非常費(fèi)時(shí),此外還有可能遭到當(dāng)?shù)鼐用竦姆磳潯R环N用于取代安裝新電カ系統(tǒng)的替換方案,是增大現(xiàn)有傳輸線的電壓或電流,以便升級(jí)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)承載的電力。如果增大現(xiàn)有電路上的電流,那么有可能會(huì)因?yàn)閷?dǎo)電加熱而使得導(dǎo)線下垂總量増大,由此可能導(dǎo)致違反離地凈高規(guī)定。如果提升現(xiàn)有電路上的電壓,那么將會(huì)導(dǎo)致閃絡(luò)(接地短路或相位間短路)風(fēng)險(xiǎn)増大,由此可能致使系統(tǒng)違反政府部門的規(guī)定。此外,以上任一解決方案還會(huì)導(dǎo)致地平面上的電磁場(chǎng)増大。這些關(guān)于最小離地凈高、可靠系統(tǒng)(也就是沒有閃絡(luò)的系統(tǒng))以及限制地平面上的電磁場(chǎng)強(qiáng)度的需要意味著增大現(xiàn)有塔架設(shè)計(jì)的電壓或電流的可能性是很有限的。此外,這些問題還會(huì)限制小型化已有塔架設(shè)計(jì)的能力。通常,用于高壓電カ系統(tǒng)的支撐塔架也被稱為鐵塔。常規(guī)塔架具有一個(gè)鋼制主體,并且所述主體具有通常用L截面的高強(qiáng)度鋼構(gòu)件制造的鋼橫臂。導(dǎo)線由絕緣體保持懸掛在橫臂末端。對(duì)275kV的系統(tǒng)來說,絕緣體長(zhǎng)度通常約為2. 5m。該絕緣體在張力作用下保持懸掛導(dǎo)體,并且將其與塔身及橫臂本身間隔開來。處于地平面上的最低橫臂高度必須顧及由于環(huán)境溫度、日照升溫及電阻加熱升溫的綜合效應(yīng)而導(dǎo)致的傳輸線下垂。此外還必須顧及從傳輸導(dǎo)體產(chǎn)生的地平面上的電磁場(chǎng)電平。此夕卜,將導(dǎo)體保持在不違反最低法定間距的離地足夠高的位置也是很重要的。橫臂長(zhǎng)度必須足以確保導(dǎo)體搖擺(通過被風(fēng)吹動(dòng)的絕緣體擺動(dòng))不會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體太過接近于塔身,由此確保低塔架主體閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)。除了能夠承載傳輸導(dǎo)體重量之外,橫臂還必須足夠堅(jiān)固,以便承載可能出現(xiàn)的附加負(fù)擔(dān),例如導(dǎo)體結(jié)冰、風(fēng)載荷、導(dǎo)體破損(可能在橫臂上導(dǎo)致產(chǎn)生很高的橫向力)或是其組合所導(dǎo)致的附加負(fù)擔(dān)。用于將導(dǎo)體懸掛在塔架橫臂上的絕緣體通常具有沿著其長(zhǎng)度彼此隔開的傘裙(shed),以便增大爬電路徑(也就是在表面上測(cè)得的絕緣體末端間的最短距離)。為了通過表面?zhèn)鲗?dǎo)來禁止電流泄漏,較理想的是爬電距離與絕緣體長(zhǎng)度的比值至少為2。如果能在不需要替換現(xiàn)有塔體和沒有提高閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)的情況下提高輸電網(wǎng)的電壓額定值或電流額定值,那么將會(huì)是非常理想的。此外,如果減小接近塔的地平面上的電磁場(chǎng)強(qiáng)度,那么也是非常理想的。另外,如果能設(shè)計(jì)出比現(xiàn)有設(shè)計(jì)更緊湊的塔體,那么也是很理想的。英國(guó)專利GB1,034,224公開了作為用于支撐來自電線桿或塔架的高架線導(dǎo)體的橫臂或框架的結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用的絕緣體。所公開的絕緣體包括兩個(gè)或更多樹脂粘合纖維桿(rod),其中所述纖維桿在沿著其長(zhǎng)度的方向上用每隔一定距離即與所述纖維桿結(jié)合的相互分離的絕緣橫向構(gòu)件(cross member)間隔開來,以便防止所述桿在壓カ載荷的作用下彎曲。所公開的桿的截面是方形或圓形的。、
日本專利公開JP06-335144公開的是使用橫臂作為傳輸線的絕緣體,其中多個(gè)臂部構(gòu)件合并成了一個(gè)桁架裝置。所公開的橫臂的截面是圓形或中空的。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在,發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,常規(guī)塔架或鉄塔的導(dǎo)電橫臂可以被絕緣構(gòu)件形成的橫臂取代,其條件則是構(gòu)成橫臂的ー個(gè)或多個(gè)絕緣構(gòu)件可以用ー種對(duì)使用中的塔架橫臂可能遭遇的壓縮カ所導(dǎo)致的壓曲具有抵抗力的方式來形成。通過省去搖晃的絕緣體以及將其替換成牢固但卻很輕的絕緣橫臂,我們可以發(fā)現(xiàn),導(dǎo)線可以直接懸掛在橫臂末端,由此允許在沒有增大閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)的情況下增壓。如果將絕緣橫臂與相應(yīng)的常規(guī)導(dǎo)電橫臂保持在相同的高度,那么導(dǎo)線將被保持在離地更高的位置,并且不會(huì)因?yàn)榘惭b點(diǎn)固定而朝著塔架搖擺。此夕卜,通過省去搖擺的絕緣體以及將其替換成牢固但卻很輕的絕緣橫臂,我們可以發(fā)現(xiàn),導(dǎo)線可以直接懸掛在橫臂末端,由此允許提升高架線的載流能力。這是因?yàn)槿绻麑⒔^緣橫臂與相應(yīng)的常規(guī)導(dǎo)電橫臂保持在相同的高度,那么導(dǎo)線將被保持在離地更高的位置,并且所允許的導(dǎo)線下垂量將會(huì)増大。或者,對(duì)于固定的電壓和電流而言,我們可以發(fā)現(xiàn),即便傳輸導(dǎo)線與常規(guī)導(dǎo)電橫臂保持在相同的高度,塔架上的最低橫臂位置也可以更接近地面,由此可以減小塔體的總的高度,或者可以承載ー對(duì)額外的橫臂,以便用于諸如高壓直流電(HVDC)傳輸?shù)鹊取M瑯?,如果增大電壓或電流而使下垂風(fēng)險(xiǎn)增加以及地面上的電磁場(chǎng)増大,那么,不需要搖擺的絕緣體意味著可以將導(dǎo)線保持在離地更高的位置,從而在不必增加塔高的情況下避免此類問題。此外,通過移除橫臂與導(dǎo)線之間的已有懸掛絕緣體,可以消除塔體附近的導(dǎo)線擺動(dòng),這樣做會(huì)極大提升刮強(qiáng)風(fēng)時(shí)的系統(tǒng)可靠性。因此,除了別的目的之外,本發(fā)明的ー個(gè)目的是提供一種用于塔架的絕緣橫臂,其中所述橫臂是以ー種對(duì)使用中的塔臂可能遭遇的壓縮カ和壓曲カ具有抵抗性的方式形成的,而且其重量很輕并且對(duì)使用損害具有抵抗性。本發(fā)明的另ー個(gè)目的是提供對(duì)壓曲具有提升的抵抗性的絕緣構(gòu)件,其中所述構(gòu)件重量很輕并且對(duì)使用損害具有抵抗性。由此,本發(fā)明的第一個(gè)方面提供了一種用于塔架的電絕緣橫臂,所述塔架被調(diào)整成運(yùn)載與所述塔架主體分離的供電導(dǎo)線,該橫臂包括至少ー個(gè)第一絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其具有適于附著于塔體的近端以及適于附著于導(dǎo)線支撐裝置的遠(yuǎn)端,其中第一絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括實(shí)心的剛性脊柱(spine)或者基本上由其組成,所述脊柱沿著近端與遠(yuǎn)端之間的長(zhǎng)軸延イ申,并且其中所述脊柱具有與長(zhǎng)軸垂直且具有質(zhì)心的截面輪廓,以及其中圍繞與長(zhǎng)軸垂直的每一條軸線的截面輪廓的面積二次矩具有大小為Α2/2 π或更大的值,其中A是截面輪廓的面積。這種布置確保了將第一絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件適配成抵抗壓曲和壓カ載荷。
本發(fā)明的第二個(gè)方面提供了一種用于高壓電網(wǎng)的大家,其中該塔架包括根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面的一個(gè)或多個(gè)橫臂。本發(fā)明的第三個(gè)方面提供了ー種與高壓電カ網(wǎng)一起使用的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,包括沿著近端與遠(yuǎn)端之間的長(zhǎng)軸延伸的剛性脊柱或者基本上由其組成,其中所述脊柱具有與長(zhǎng)軸垂直且具有質(zhì)心的截面輪廓,其中圍繞與長(zhǎng)軸垂直的軸線并且分解質(zhì)心的截面輪廓的面積二次矩具有大小為Α2/2 π或更大的值,其中A是截面輪廓的面積。所述絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件的長(zhǎng)度可以是其最大寬度的至少5倍。本發(fā)明的第四個(gè)方面提供的是ー種用于形成根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面的絕緣結(jié) 構(gòu)構(gòu)件的方法,包括通過擠壓成型來形成剛性脊柱的步驟。


現(xiàn)在將參考附圖來舉例描述本發(fā)明的具體實(shí)施例,其中圖I顯示的是根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面的第一實(shí)施例的橫臂的等角視圖,圖2顯示的是根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面的第二實(shí)施例的橫臂的等角視圖,其中包括實(shí)際處于面內(nèi)的冗余構(gòu)件,圖3顯示的是從橫臂的基部看到的第二實(shí)施例的后部視圖,圖4顯示的是本發(fā)明第二實(shí)施例的側(cè)視圖,圖5顯示的是示出了第一或第二實(shí)施例中的橫臂的頂部細(xì)節(jié)的放大等角視圖,圖6顯示的是沿著圖3的截面A-A的放大截面?zhèn)纫晥D,其中該圖顯示了處于第一或第二實(shí)施例中的橫臂頂部的屏蔽環(huán)的中心導(dǎo)電柱的細(xì)節(jié),圖7顯示的是通過了第一或第二實(shí)施例中的第一絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件2的截面圖,其中該截面是在與構(gòu)件長(zhǎng)軸垂直的情況下沿著圖4中的截面B-B獲取的,圖8顯示的是通過了第一或第二實(shí)施例中的第一絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件2且沿著圖4的截面C-C的截面圖,其中該截面是在與構(gòu)件長(zhǎng)軸平行的方向上獲取的,圖9顯示的是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的絕緣構(gòu)件,其中所述第三實(shí)施例依照的是本發(fā)明的第三個(gè)方面,圖10顯示的是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的絕緣構(gòu)件,其中所述第四實(shí)施例依照的是本發(fā)明的第三個(gè)方面,圖11顯示的是通過了圖9所示的第三實(shí)施例且沿著圖9的截面D-D看到的絕緣構(gòu)件的截面圖,圖12顯示的是根據(jù)第四實(shí)施例并且呈現(xiàn)了導(dǎo)線的絕緣構(gòu)件,以及圖13顯示的是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例并且呈現(xiàn)了導(dǎo)線的絕緣構(gòu)件,其中所述第五實(shí)施例依照的是本發(fā)明的第三個(gè)方面。
具體實(shí)施例方式以下在關(guān)于本發(fā)明的詳細(xì)描述中闡述的特征酌情適用于本發(fā)明的所有方面,并且
可以根據(jù)需要組合在一起。為了清楚起見,在本說明書中,術(shù)語(yǔ)“包括”或“包含”意味著既包含所指定的一個(gè)或多個(gè)組件,但也不排除其他組件的存在。術(shù)語(yǔ)“基本上由......組成”或者“基本上由......構(gòu)成”意味著包含指定組件,但卻排除了作為混雜物存在的材料,作為用于提供組
件處理結(jié)果存在的不可用材料,以及為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)效果之外的目的添加的組件。如果恰當(dāng),術(shù)語(yǔ)“包括”或“包含”同樣可以用于包括“基本上由......組成”或是
“基本上是由......構(gòu)成”的含義。本發(fā)明的第一個(gè)方面提供了一種用于塔架的電絕緣橫臂。該橫臂包括至少ー個(gè)第ー絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其具有適于借助諸如螺栓板之類的緊固裝置而附著于塔體的近端,以及適于借助螺栓板之類的緊固裝置導(dǎo)線而附著于支撐裝置的遠(yuǎn)端。第一絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括沿著其近端與遠(yuǎn)端之間的軸線延伸的剛性脊柱或者基本 上是由所述脊柱形成的。該脊柱適于通過配備與長(zhǎng)軸垂直且具有質(zhì)心的截面輪廓來對(duì)抗壓曲和壓縮載荷,由此,圍繞與長(zhǎng)軸垂直的每條軸線且分解質(zhì)心的截面輪廓的面積二次矩具有大小為Α2/2π或更大的值,其中A是截面輪廓的面積。換句話說,截面輪廓的面積二次矩至少是以質(zhì)心為中心且與截面輪廓具有相同面積的假定圓形輪廓的第二面積矩的2. O倍。在結(jié)構(gòu)工程中使用了面積二次矩的概念來提供ー個(gè)可用于預(yù)測(cè)橫梁的抗彎曲和偏斜性的參數(shù)。所述橫梁在載荷下的偏斜不但取決于載荷,而且還取決于橫梁截面的幾何形狀及其長(zhǎng)度。這就是為什么與其他那些具有相同截面積的橫梁(例如圓柱桿件)相比,在建筑結(jié)構(gòu)中更頻繁地使用的是I形梁之類的具有較高面積二次矩的橫梁的原因。該面積二次矩給出了圍繞軸線的材料分布的估計(jì),并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到,對(duì)相同的截面積(即重量)而言,面積二次矩較高的橫梁截面會(huì)為面積二次矩較高的橫梁給出更大的變形抗力。應(yīng)該指出的是,在本說明書中,面積矩是圍繞通過截面輪廓質(zhì)心且與脊柱長(zhǎng)軸垂直的軸線測(cè)量的。截面輪廓處于與長(zhǎng)軸垂直的平面上,由此,面積二次矩是圍繞與截面輪廓共面的軸線測(cè)量的。非常適當(dāng)?shù)氖?,圍繞分解質(zhì)心的軸線的面積二次矩至少是以所述軸線為中心且與脊柱截面具有相同面積的假定圓形輪廓的面積二次矩的2. O倍,優(yōu)選是至少3. O倍,更為優(yōu)選的則是至少4. O倍。換句話說,該面積二次矩至少是相同截面面積的圓柱桿件的2. O倍(因此,如果用相同材料制成,則重量相同)。這個(gè)值已被發(fā)現(xiàn)為實(shí)心的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件提供了足夠的變形抗力。圍繞軸線的面積二次矩很容易通過簡(jiǎn)單積分截面輪廓值(面積x(與軸線的距離)2)以及將其與用于面積相同(即Α2/4π,其中A是圓形的面積)的圓形的值相比較來測(cè)得,其中所述圓形圍繞處于所述圓形的平面中且穿過其中心的軸線。由此,圍繞與長(zhǎng)軸垂直且分解質(zhì)心的每條軸線的截面輪廓的面積二次矩都具有大小為Α2/2π或更大的值,其中所述值優(yōu)選是3Α2/2π,并且可以是2Α2/π或更大。這樣做為截面輪廓定義了ー個(gè)“最小”面積二次矩,并且所述最小面積二次矩是圍繞任ー指定軸線獲取的最小值。優(yōu)選地,最小面積二次矩具有大小為4Α2/π或更小乃至3Α2/π或更小的值,并且可以是2Α2/π或更小。過高的面積二次矩值可能導(dǎo)致產(chǎn)生容易局部彎曲的形狀。為了増大面積二次矩,有必要提供ー些相對(duì)較薄的輪廓部分。由于具有多個(gè)凹面,過高的面積二次矩還可能導(dǎo)致產(chǎn)生容易積累堆積物和捕集污染物的截面輪廓。非常適當(dāng)?shù)氖?,在截面輪廓以及沿著長(zhǎng)度方向的截面面積中,脊柱是大體一致的,由此可以通過拉擠成型來形成所述脊柱。然而,該脊柱也可以是非均一的。例如,截面面積可以從近端的較大面積逐漸減小到脊柱遠(yuǎn)端的較小面積。優(yōu)選地,所述脊柱具有統(tǒng)ー的結(jié)構(gòu)。由此,本發(fā)明的脊柱具有良好的抗彎曲性,而不需要像在GB1,034,224中公開的那樣通過橫貫構(gòu)件來連接多個(gè)平行脊柱,因此,單個(gè)脊柱即已足夠。
通過添加第二絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,可以提升橫臂的抗壓曲性,其中所述構(gòu)件具有適于附著于所述塔體的近端和適于附著于導(dǎo)線支撐裝置的遠(yuǎn)端,第二絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件適于至少對(duì)拉伸載荷具有抵抗性。由此在使用過程中,第二構(gòu)件可以充當(dāng)導(dǎo)線支撐裝置的拉伸支臂,同時(shí),第一構(gòu)件的作用是支撐直接通過導(dǎo)線支撐裝置的壓カ以及對(duì)抗壓曲。由此,第二絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件不必適于對(duì)壓縮應(yīng)カ或壓曲カ具有抵抗性,但是它可以用這種方式適配。通常,當(dāng)在塔架上使用時(shí),在一個(gè)并且通常是兩個(gè)或更多的在鼻部或頂部與導(dǎo)線支撐裝置相連的第二絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件的下方,本發(fā)明的橫臂將會(huì)具有處于鼻部或頂部的ー個(gè)并且通常是兩個(gè)或更多的位置大體水平的第一絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,由此,ー個(gè)或多個(gè)第二絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件會(huì)在應(yīng)カ的作用下支撐導(dǎo)線支撐裝置。在一個(gè)優(yōu)選配置中,所使用的橫臂包括位于兩個(gè)第二絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件下方的兩個(gè)第ー絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,并且它們一起被調(diào)整成形成了一個(gè)從處于塔體的四邊形基部延伸到導(dǎo)線支撐裝置頂部的棱錐結(jié)構(gòu)。棱錐指的是ー種具有四邊形基部并且基部拐角與頂部相連的形狀。其他配置同樣也是適合的,例如四面體排列(也就是具有與頂部相連的三角形頂點(diǎn)的三角形基礎(chǔ))。優(yōu)選地,在第一和第二絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件的近端提供了近端導(dǎo)電屏蔽環(huán)。屏蔽環(huán)是ー種導(dǎo)電構(gòu)件,它通常用導(dǎo)電金屬制成并且被調(diào)整成環(huán)繞ー個(gè)絕緣體,以及在那里與導(dǎo)線相連。屏蔽環(huán)可用于減小高電場(chǎng),并且可以減小因?yàn)橄到y(tǒng)幾何形狀、鋭利邊緣、螺栓頭或是附著板上將絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件近端與塔體結(jié)合的類似裝置產(chǎn)生的這高電場(chǎng)應(yīng)カ所導(dǎo)致的放電對(duì)絕緣體的損害。優(yōu)選地,在橫臂頂部或鼻部提供了另ー個(gè)遠(yuǎn)端導(dǎo)電屏蔽環(huán)配件,在它是棱錐結(jié)構(gòu)的時(shí)候尤其如此。遠(yuǎn)端導(dǎo)電屏蔽環(huán)配件優(yōu)選包括被調(diào)整成圍繞第一和第二絕緣構(gòu)件遠(yuǎn)端的遠(yuǎn)端屏蔽環(huán),以及與遠(yuǎn)側(cè)屏蔽環(huán)電接觸的導(dǎo)電柱,其中所述導(dǎo)電柱位于遠(yuǎn)端屏蔽環(huán)內(nèi)部的中心,并且延伸至在第一與第二絕緣構(gòu)件遠(yuǎn)端之間形成的空間。中心導(dǎo)電柱有助于確保圍繞每ー個(gè)絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受管理電場(chǎng)接觸導(dǎo)線支撐裝置上的橫臂的頂部或鼻部。這里詳述的遠(yuǎn)端導(dǎo)電屏蔽環(huán)可以與任何絕緣橫臂配件一起使用,而不是僅限于與本發(fā)明的橫臂配件一起使用。該橫臂可以包括ー個(gè)或多個(gè)冗余構(gòu)件,這些構(gòu)件被調(diào)整成互連第一和第二結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其中所述ー個(gè)或多個(gè)冗余構(gòu)件適于抵抗應(yīng)カ或壓縮。非常適當(dāng)?shù)氖牵鰴M臂包括被調(diào)整成互連絕緣的第一和第二結(jié)構(gòu)構(gòu)件的冗余構(gòu)件,并且在采用四面體或棱錐結(jié)構(gòu)的時(shí)候尤其如此,冗余構(gòu)件適于抵抗應(yīng)カ或壓縮。使用冗余構(gòu)件來提高框架架構(gòu)負(fù)載能力的處理是已知的。優(yōu)選地,冗余構(gòu)件被配置成與橫臂基礎(chǔ)平面大體平行。更優(yōu)選的是,未被配置成與橫臂基礎(chǔ)平面大體平行的冗余構(gòu)件是不存在的。冗余構(gòu)件可以是絕緣的、導(dǎo)電的或半導(dǎo)電的構(gòu)件?!敖^緣構(gòu)件”指的是能夠經(jīng)受應(yīng)力和壓縮的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,例如適當(dāng)?shù)臋M梁、桿件或橫桿,但這并不是支撐載荷、產(chǎn)生或保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性所必需的。對(duì)于提高結(jié)構(gòu)負(fù)載能力(如果絕緣構(gòu)件的截面輪廓保持不變)或是允許減小絕緣構(gòu)件的橫截面積(隨著用于橫臂的相同負(fù)荷能力的總重量的相應(yīng)下降)而言,其存在性是預(yù)期的。優(yōu)選地,第一絕緣構(gòu)件的剛性脊柱包括至少兩個(gè)沿縱軸延伸的肋狀突出,被調(diào)整成在其間形成至少ー個(gè)大幅凹入的凹面。肋狀突出可以是平直的、丁字形的或葉形的,并且可以通過接觸而在其間形成處于某個(gè)角度或倒角(fillet)的凹面,其中所述倒角是處于某個(gè)角度以內(nèi)且用于防止應(yīng)カ集中的曲線。如果是平直的,那么該突出可被稱為臂部,如果是圓的,則將其稱為葉(lobe)。其他布置則被稱為“成形的”,因此,舉例來說,在脊柱上接觸的四個(gè)葉形橢圓肋條會(huì)產(chǎn)生花朵形狀的截面輪廓。例如,剛性脊柱可以具有L截面的形式,其中兩個(gè)肋條是平直肋條,并 且在其間具有形成凹面的90°角,或者所述剛性脊柱可以具有I形梁的形式,其中每個(gè)肋條都是在T形基部連接在一起的T形肋條,由此在I輪廓的每ー邊為所述I提供兩個(gè)凹面。這種兩個(gè)或更多肋狀突出的排列可用于提供截面輪廓具有所需要的高面積二次矩的剛性脊柱。需要凹面意味著存在導(dǎo)致截面輪廓的面積二次矩增大的遠(yuǎn)離軸線的材料分布。一種用于描述剛性脊柱截面輪廓的替換方式是使用術(shù)語(yǔ)“腹板(web) ”和“凸緣(flange) ”。對(duì)I形梁來說,腹板是所述I的中心支柱,頂部和底部橫檔則是通常所說的凸緣。所述腹板通常從截面輪廓質(zhì)心開始或者通過截面輪廓質(zhì)心向外延伸,并且在腹板末端安裝有凸緣。由此,腹板可用于提供一種將凸緣中的材料保持在遠(yuǎn)離質(zhì)心的位置的手段,從而用于幫助提供圍繞質(zhì)心的更高面積二次矩。因此,這里描述的肋狀突出可以被認(rèn)為是從截面輪廓中心區(qū)域伸出的腹板,并且可選地在其遠(yuǎn)端配備了凸緣。由此,T形梁可以被認(rèn)為是一端具有凸緣(T的橫臂)的腹板,即T的中央臂部,或者可也以被認(rèn)為是各自從T的交點(diǎn)伸出的三個(gè)腹板。Y形梁可以被認(rèn)為是各自從Y的中心伸出的三個(gè)腹板。優(yōu)選地,為了實(shí)現(xiàn)高面積二次矩,剛性脊柱可以包括沿著軸線延伸的三個(gè)肋狀突出,并且這些突出被排列成在其間形成至少兩個(gè)大幅凹入的倒角。在這種情況下,舉例來說,截面輪廓可以是T形或Y形,其中三個(gè)肋狀突出形成臂部。此外舉例來說,臂部末端可以是圓形或葉形,或者可以配備凸緣。在一個(gè)特別優(yōu)選的布置中,肋條被調(diào)整成在其間提供兩個(gè)凹面以及ー個(gè)平面或凸面。例如,該布置可被描述成T形布置,其中T的ー個(gè)面部(T的頂部)是平直或低垂的T形或傘形截面,并且所述傘形的頂面是凸起的。非常適當(dāng)?shù)氖牵琓形或傘形的臂部末端是圓形或葉形。非常適當(dāng)?shù)氖?,在使用中將橫臂放置成致使第一絕緣構(gòu)件被定位成凹面朝上和朝外以及平面或凸面向下,由此有助于水的流出。所述橫臂可以被定位成具有大體水平的結(jié)構(gòu)的剛性脊柱,而且還可以放置成在使用中與水平面成角度。在使用中,第一絕緣構(gòu)件易受天氣、污染物表面污染及剛性脊柱表面上生長(zhǎng)的藻類或苔蘚堆積物累積的影響。由此,在這里首選的是ー種具有三個(gè)肋狀突出的布置,以便在保持高面積二次矩的同時(shí)將肋條間的凹入倒角數(shù)量最小化,從而減小使用中的水或碎屑的匯集。具有兩個(gè)凹面以及在其間具有ー個(gè)平面或凸面的裝置是非常優(yōu)選的,這是因?yàn)檫@種第一絕緣構(gòu)件可以在使用中被放置成具有朝下的平面或凹面以及朝上或朝外的凹面,其中剛性脊柱軸線是在大體水平的結(jié)構(gòu)中。凹面的形狀可被選擇,以便促進(jìn)水的流出,由此可以避免在這些表面上匯集水或堆積物。對(duì)于底部平坦或凸起的表面而言,這樣做將不會(huì)在使用中受到遮蔽,由此減少喜陰藻類或苔蘚的生長(zhǎng)。因此,該結(jié)構(gòu)提供了一種用于第一絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件的牢固輕量的布置,這種布置對(duì)壓曲和壓縮應(yīng)力具有抵抗性,并且還可以在使用中被放置,以免累積那些可能導(dǎo)致構(gòu)件絕緣屬性降級(jí)的水或堆積物。由于不必具有經(jīng)受壓曲力或壓縮カ的能力,因此,第二絕緣構(gòu)件可以具有任何適當(dāng)?shù)慕孛孑喞纱伺e例來說,所使用的可以是簡(jiǎn)單的圓形截面輪廓,因?yàn)樵撦喞獙?duì)于避免累積那些可能導(dǎo)致構(gòu)件絕緣屬性降級(jí)的水或堆積物而言是很有益的。非常適當(dāng)?shù)氖?,第一絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的剛性脊柱的截面輪廓具有ー個(gè)彎曲的周邊,由此該彎曲周邊上的所有點(diǎn)的曲率半徑幅度都大于沿著分解質(zhì)心的所有軸線測(cè)得的截 面輪廓的最大寬度的1%,優(yōu)選是大于2%。通常,其所有點(diǎn)上的最大寬度都大于5_,優(yōu)選大于10mm,更為優(yōu)選的則是20mm。這樣做確保了避免出現(xiàn)可能導(dǎo)致碎屑匯集的凹角或是絕緣表面容易損害且在所述損害之后容易產(chǎn)生后續(xù)放電損害的鋭利凸角。非常適當(dāng)?shù)氖牵摻^緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件配備了傘裙,由此,沿著每ー個(gè)絕緣構(gòu)件的爬電距離都超出了其長(zhǎng)度所述爬電距離通常是絕緣構(gòu)件實(shí)際長(zhǎng)度的5. 5倍,即長(zhǎng)度的2到5倍。傘裙是電絕緣體領(lǐng)域中常見的物品,對(duì)典型的絕緣體而言,傘裙是ー個(gè)通常用玻璃或硅聚合物制成的圓盤或圓板,并且具有允許將其穿線在絕緣體的脊柱上的中心孔徑。此外,在絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件上還可以直接模制傘裙,以及將其連同硅膠涂層一起直接用諸如液體硅膠模塑(LSM)處理之類的硅膠成型處理模制在脊柱上。在沿著絕緣體長(zhǎng)度的方向上,若干個(gè)傘裙通常會(huì)大體均勻地間隔開來并與之附著,所述圓盤或圓板的平面則與絕緣體的長(zhǎng)軸垂直。傘裙可以配備同心的圓形肋條,以便增大爬電長(zhǎng)度。所述傘裙増大了表面漏泄電流到達(dá)地面所必須經(jīng)過的距離。此外,傘裙還有助于打斷任何因?yàn)榱鞯浇^緣構(gòu)件表面上的水(例如雨)而導(dǎo)致產(chǎn)生的漏電路徑。任何特定狀況所需要的爬電距離都取決于雨、濕度及污染程度之類的因素。污染物上的堆積可能增大絕緣構(gòu)件表面的導(dǎo)電性,由此促成導(dǎo)電的表面通道。對(duì)于高污染區(qū)域而言,更長(zhǎng)的爬電長(zhǎng)度是必需的。通過有益于本發(fā)明的傘裙加以整形,可以使得每個(gè)傘裙所貢獻(xiàn)的爬電路徑在其整個(gè)周邊上基本相同。換句話說,不同于具有常規(guī)的圓形形狀,傘裙的形狀可被調(diào)整成大體遵循或類似于第一絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛性脊柱的截面輪廓形狀。該布置會(huì)防止傘裙材料浪費(fèi)(因?yàn)樽疃痰呐离娐窂綄?huì)是放電所遵循的路徑)并且有助于減輕本發(fā)明的橫臂的重量。絕緣構(gòu)件是實(shí)心并且沒有很大空隙的。這是因?yàn)榭障队锌赡軐?dǎo)致水在絕緣構(gòu)件內(nèi)部冷凝而招致放電風(fēng)險(xiǎn)。在本發(fā)明的橫臂中使用的絕緣構(gòu)件優(yōu)選沒有沿著其長(zhǎng)度方向延伸的結(jié)構(gòu)中空或通道,并且舉例來說,該構(gòu)件不包括中空截面。很明顯,對(duì)于拉擠成型之類的エ業(yè)規(guī)模的制造エ藝而言,在結(jié)構(gòu)中可能會(huì)存在不可避免的小的空隙。在本說明書中,“實(shí)心”指的是沒有故意形成的中空、空隙或通道。本發(fā)明的第二個(gè)方面提供了一種用于高壓電カ網(wǎng)的塔架,其中該塔架包括根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面的ー個(gè)或多個(gè)橫臂。本發(fā)明的第三個(gè)方面提供了ー種與高壓電カ網(wǎng)一起使用的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,包括沿著近端與遠(yuǎn)端之間的長(zhǎng)軸延伸的剛性脊柱,其中所述脊柱具有與長(zhǎng)軸垂直且具有質(zhì)心的截面輪廓,其中圍繞與長(zhǎng)軸垂直的軸線并且分解質(zhì)心的截面輪廓的面積二次矩具有大小為Α2/2π或更大的值,其中A是截面輪廓的面積。所述絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件的長(zhǎng)度可以是其最大寬度的至少5倍。由于本發(fā)明的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件提供了改進(jìn)的抗彎曲性,并且由此在減小過度彎曲或壓曲的風(fēng)險(xiǎn)的情況下提供了比先前可用的長(zhǎng)寬比更大的長(zhǎng)寬比,因此,這個(gè)方面是可以實(shí)現(xiàn)的。截面輪廓的最大寬度是沿著分解截面輪廓質(zhì)心的所有軸線測(cè)得的最大寬度。質(zhì)心指的是截面輪廓的面積中心。用于本發(fā)明第二個(gè)方面的面積二次矩的優(yōu)選值如上文中為用于本發(fā)明第一個(gè)方面的第一絕緣構(gòu)件所述。優(yōu)選地,絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛性脊柱包括至少兩個(gè)沿著軸線延伸的肋狀突出,其被調(diào)整成在其間形成了至少ー個(gè)大幅凹入的凹面。 如上文中為本發(fā)明的第一個(gè)方面的第一絕緣構(gòu)件所描述的那樣,肋狀突出可以是平直的、成型的或葉狀的,并且可以通過接觸而在其間形成處于某個(gè)角度或倒角的凹面,其中所述倒角是處于某個(gè)角度以內(nèi)的用于防止應(yīng)カ集中的曲線。例如,剛性脊柱可以具有L截面的形式,其中兩個(gè)肋條是平直肋條,并且在其間具有形成凹面的90°角,或者所述剛性脊柱可以具有I形梁的形式,其中每個(gè)肋條都是在T形基部連接在一起的T形肋條,由此在I輪廓的每ー邊都為所述I提供了兩個(gè)凹面。這種兩個(gè)或更多肋狀突出的排列可用于提供截面輪廓具有所需要的高面積二次矩的剛性脊柱。需要凹面意味著存在導(dǎo)致截面輪廓的面積二次矩增大的遠(yuǎn)離軸線的材料分布。優(yōu)選地,所述剛性脊柱包括三個(gè)沿著軸線延伸并被調(diào)整成在其間形成了至少兩個(gè)大幅凹入的倒角的肋狀突出。在這種情況下,舉例來說,截面輪廓可以是T形或Y形,三個(gè)肋狀突出則形成了臂部。在一個(gè)特別優(yōu)選的布置中,為了與絕緣構(gòu)件的水平放置一起使用,肋條被調(diào)整成在其間提供兩個(gè)凹面以及ー個(gè)平面或凸面。該布置可以被描述成是T形布置,在該布置中,某ー個(gè)面部是平直的或下垂的T形或傘形截面,并且其中ー個(gè)面部是凸起的。非常適當(dāng)?shù)氖?,在使用中,絕緣構(gòu)件可被放置成具有處于大體水平的結(jié)構(gòu)的剛性脊柱軸線,并且具有朝上和朝外的凹面以及朝下的平面或凸面,由此有助于水的流出。在使用中,第一絕緣構(gòu)件易受天氣、污染物的表面污染以及剛性脊柱表面生長(zhǎng)的藻類或苔蘚堆積物累積的影響。因此,具有兩個(gè)凹面并且在其間具有ー個(gè)平面或凸面的布置是非常優(yōu)選的,這是因?yàn)楫?dāng)在水平或近水平位置使用時(shí),該絕緣構(gòu)件可被放置成具有朝下的平面或凹面以及朝上和朝外的凹面,并且剛性脊柱的軸線采用的是大體水平的結(jié)構(gòu)。通過選擇凹面的形狀,可以促成水的流出,從而避免在這些表面上累積水或堆積物。對(duì)于底部平坦或凸起的表面而言,該表面在使用中不會(huì)受到遮蔽,由此將會(huì)減少喜陰藻類或苔蘚的生長(zhǎng)。因此,該配置提供了一種用于絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件的牢固輕型的裝置,該裝置對(duì)壓曲和壓縮應(yīng)力具有抵抗性,并且可以在使用中是可放置的,由此避免累積可能導(dǎo)致構(gòu)件絕緣屬性降級(jí)的水或堆積物。對(duì)于柱狀絕緣體的剛性脊柱而言,適當(dāng)?shù)慕孛孑喞?與其被設(shè)置成基本垂直的長(zhǎng)度一起使用)已被發(fā)現(xiàn)是Y形的,在所述Y形的臂部之間具有大致相等的對(duì)向角度(大約120° ),并且所述Y形具有臂部以及圓形倒角,其中所述臂部具有基本相同的長(zhǎng)度。這種處理給出的是ー個(gè)重量可能很輕但對(duì)下垂和彎曲具有很高的抵抗性的構(gòu)件,此外,由于具有開口角,這種構(gòu)件不太可能在凹面上積累堆積物。對(duì)于諸如X形(即具有四個(gè)臂部或肋狀突出)之類的形狀或是具有五個(gè)或更多臂部亦或是肋狀突出的形狀而言,由于臂部會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生陰影以及堆積物累積,因此此類形狀有可能會(huì)出現(xiàn)問題。非常適當(dāng)?shù)氖?,絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件配備了如上所述的傘裙,由此,沿著每ー個(gè)絕緣構(gòu)件的爬電距離都超出了其長(zhǎng)度。優(yōu)選地,通過對(duì)所述傘裙進(jìn)行整形,可以使得每個(gè)傘裙貢獻(xiàn)的爬電路徑在其整個(gè)周邊上大體相同。在被用于懸掛高壓電纜等等的時(shí)候,根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件適宜是實(shí)心的,并且是沒有很大空隙的。這是因?yàn)榭障犊赡軐?dǎo)致水在絕緣構(gòu)件內(nèi)部冷凝,從而 招致放電風(fēng)險(xiǎn)。在以這種方式使用的時(shí)候,在本發(fā)明的橫臂中使用的絕緣構(gòu)件優(yōu)選沒有沿著其長(zhǎng)度方向延伸的結(jié)構(gòu)中空或通道,并且舉例來說,該構(gòu)件優(yōu)選不包含中空截面。然而舉例來說,在作為用于變電站的柱狀絕緣體(在本領(lǐng)域中有時(shí)也被稱為套管)使用的時(shí)候,這時(shí)有可能需要提供一個(gè)或多個(gè)沿著絕緣構(gòu)件長(zhǎng)度延伸的開ロ或通道,以使高壓導(dǎo)線可以通過絕緣體主體進(jìn)入變電站。因此,本發(fā)明的第三個(gè)方面的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以可選地配備ー個(gè)或多個(gè)通道,這些通道適于允許高壓導(dǎo)線經(jīng)由絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件延伸。然而在這種狀況中,開ロ或通道有可能適合用絕緣油或硅膠化合物(甚至是高度絕緣的氣體,例如六氟化硫)填充。例如,在被用作柱形絕緣體或套管而將導(dǎo)線運(yùn)載到變電站時(shí),如果在肋狀突出中提供了朝著遠(yuǎn)端的且用于運(yùn)載導(dǎo)線的ー個(gè)或多個(gè)通道、例如兩個(gè)或更多通道,那么本發(fā)明的第三個(gè)方面有可能會(huì)非常有用。換句話說,運(yùn)載導(dǎo)線的通道可以位于肋狀突出中,由此通常會(huì)沿著與脊柱長(zhǎng)軸大體平行的脊柱長(zhǎng)度延伸,其中所述通道與絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)心是分離的。因此,絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件優(yōu)選具有至少ー個(gè)肋狀突出,其中該突出包含了適合運(yùn)載導(dǎo)線的通道。這些通道可以取代或補(bǔ)充位于或接近于絕緣構(gòu)件質(zhì)心的通道。所述通道則被適當(dāng)?shù)剡m配成貼身包住導(dǎo)線,從而減小空隙空間,此外,在正被使用且導(dǎo)線處于恰當(dāng)位置的通道的內(nèi)部,任何剰余的空隙空間都會(huì)用如上所述的絕緣化合物來填充。換句話說,除了尺寸盡可能小以允許導(dǎo)線延伸通過該絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件(通常是沿著長(zhǎng)度方向)的通道之外,絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)際上是實(shí)心的。舉個(gè)例子,如果絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有T或Y形截面,那么有可能存在三個(gè)通道,其中作為處于臂部匯接點(diǎn)的第四通道的補(bǔ)充或替換,每個(gè)通道都被定位成朝著所述T或Y形的每個(gè)臂部的遠(yuǎn)端。與具有單個(gè)中心通道的常規(guī)柱狀絕緣體或套管相比,該布置給出了可以使用單個(gè)柱狀絕緣體來運(yùn)載多個(gè)彼此充分分離的導(dǎo)線以防止其間電壓擊穿的優(yōu)點(diǎn)。例如,單個(gè)柱狀絕緣體可以運(yùn)載三個(gè)不同相位。舉個(gè)例子,一些通道可用于運(yùn)載高壓/高電流導(dǎo)線,其他通道則可以用于運(yùn)載運(yùn)送控制信號(hào)的電纜。優(yōu)選地,所呈現(xiàn)的任何中空通道或空隙都代表的是小于絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件總體積的10%,優(yōu)選小于5% ο非常適合的是,在本發(fā)明的任何方面中使用的本發(fā)明的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面都是不易被水沾濕的,這意味著其顯示出與純水具有90°或更大(通過水測(cè)得)的接觸角。這樣做允許水在表面上聚集成液滴,從而促使其滾落表面。非常適當(dāng)?shù)氖?,該表面是抗炭化的,這樣ー來,如果表面遭遇高壓放電,那么不會(huì)留下永久的導(dǎo)電碳跡。非常適當(dāng)?shù)氖牵景l(fā)明的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有用硅聚合物或硅膠樹脂制成的表面涂層。該處理同樣適用于在本發(fā)明的不同方面中使用的傘裙。通常,脊柱具有ー個(gè)與之結(jié)合的硅膠護(hù)套,并且用硅膠模制的傘裙可被粘合或結(jié)合到覆蓋絕緣構(gòu)件脊柱的護(hù)套。作為替換并且如上所述,所述傘裙可以是用LSM提供的。本發(fā)明的第四個(gè)方面提供了一種用于形成根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面或是在本發(fā)明的第一或第二個(gè)方面中使用的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件的方法,包括通過拉擠成型來形成剛性脊柱的步驟。通常,絕緣構(gòu)件可以是用經(jīng)過玻璃絲強(qiáng)化的絕緣樹脂形成的,例如具有諸如聚丙烯、聚酯、こ烯基酯之類的熱固樹脂或是諸如聚丙烯、聚對(duì)苯ニ甲酸こニ醇酷、聚對(duì)苯ニ甲酸丁ニ醇酯等等的環(huán)氧或熱塑樹脂的E (電エ級(jí))或ECR(電エ級(jí)耐腐蝕)玻璃纖維。其他纖維同樣可被用于強(qiáng)化處理,并且其他適當(dāng)?shù)慕^緣聚合物是可以在具有或不具有強(qiáng)化纖維的情況下使用的。該方法可以包括、a)為脊柱涂覆ー個(gè)絕緣硅聚合物層,以及b)將傘裙附著于所述絕緣硅聚合物層,例如使用硅膠來附著。或者,舉例來說,該方法可以包括在諸如上文中闡述的LSM之類的焦化(singe)硅膠模制處理中為脊柱提供故交護(hù)套和傘裙,例如以上闡述的LSM。示例現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖1-8所示的第一和第二實(shí)施例,橫臂I具有兩個(gè)第一絕緣構(gòu)件2以及兩個(gè)第二絕緣構(gòu)件3,其中每ー個(gè)絕緣構(gòu)件都附著于導(dǎo)線支架4,由此形成橫臂頂部或鼻部。第一絕緣構(gòu)件2的遠(yuǎn)端通過螺栓附著板11附著于接頭(nose piece)4,第二絕緣構(gòu)件3的遠(yuǎn)端則是通過螺栓扣件13附著的。第一絕緣構(gòu)件2的近端配備了附著板10,其適于允許附著于高壓塔架或鉄塔(未顯示)的主體。在第二絕緣構(gòu)件3的近端提供了類似的附著板12。導(dǎo)線支架4保持絕緣構(gòu)件2、3的遠(yuǎn)端并且借助從懸掛在電纜支架4上的板6來支撐導(dǎo)線5。每ー個(gè)第一絕緣構(gòu)件2的近端都配備了導(dǎo)電屏蔽環(huán)9。每ー個(gè)第二絕緣構(gòu)件3的近端則配備了導(dǎo)電屏蔽環(huán)8。處于橫臂I的頂部的遠(yuǎn)端導(dǎo)電屏蔽環(huán)配件7包括一個(gè)導(dǎo)電柱17(在圖6中可以看到)。其中該導(dǎo)電柱與遠(yuǎn)端導(dǎo)電屏蔽環(huán)7電接觸,所述電屏蔽環(huán)位于其中心并且延伸到在頂部形成的空間中,其中絕緣支撐構(gòu)件2、3是在所述頂部與導(dǎo)電導(dǎo)線支架4接觸的。由此,橫臂I被調(diào)整成形成了一個(gè)從塔體的四邊形基部延伸至導(dǎo)線支架4的頂部的棱錐結(jié)構(gòu)。圖7和8顯示的是具有脊柱18以及沿著脊柱部署且位置與構(gòu)件長(zhǎng)軸垂直的傘裙14的第一絕緣構(gòu)件2。硅橡膠層20涂在了脊柱18的表面上,傘裙14則與第一絕緣構(gòu)件2上的層20結(jié)合。脊柱18的截面輪廓實(shí)際上是ー個(gè)倒T形(也就是具有沿著其軸線延伸的三個(gè)肋狀突出),其具有連至T形中心主體的葉形末端以及處于T形臂部端點(diǎn)的圓形末端。該截面輪廓具有3. 6倍于同面積圓形的最小面積二次矩(圍繞通過質(zhì)心且具有圖中所示方位的垂直軸)。該截面輪廓在肋條之間提供了兩個(gè)凹面32、33以及ー個(gè)基本上是平坦或略微凸起的面部34。通過整形傘裙14,可以提供圍繞其周邊且基本一致的爬電長(zhǎng)度?;氐綀D1-6,第二絕緣構(gòu)件3具有圓柱形脊柱及圓形傘裙15。該脊柱的表面還涂有硅聚合物層。所述傘裙15是用硅聚合物制成的。
第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于它還包括用于互連絕緣構(gòu)件2、3的冗余構(gòu)件16,其中所述冗余構(gòu)件16被排列在與絕緣構(gòu)件2、3的近端形成的基部大體平行的平面上。在使用中,絕緣構(gòu)件2、3的近端用螺栓連接至具有圖4所示的基本水平的第一絕緣構(gòu)件2的塔架或鉄塔的主體,由此如圖7所示,第一絕緣構(gòu)件2的截面輪廓被定位成面部34朝下以及凹面32、33朝上和朝外。
轉(zhuǎn)到圖9和11所示的本發(fā)明的第三實(shí)施例,該實(shí)施例是根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)方面的絕緣構(gòu)件,其中舉例來說,所述構(gòu)件適合充當(dāng)導(dǎo)線支柱。在本實(shí)施例中,脊柱21具有Y形截面,其中三個(gè)類似的肋狀突出中的每ー個(gè)形成了所述Y的葉形和圓形臂部。該截面輪廓產(chǎn)生的是4. 6倍于同面積圓形的最小面積秩(通過所顯示的結(jié)構(gòu)中的質(zhì)心的垂直軸)。如圖11所示,在肋板之間形成了三個(gè)凹面35、36、37。通過整形附帯的硅膠傘裙22,可以給出圍繞其周邊且大體一致的爬電距離,并且所述脊柱涂有硅聚合物層26。圖10和12所示的第四實(shí)施例同樣是根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面的絕緣構(gòu)件,并且該構(gòu)件適合作為具有沿著其長(zhǎng)度延伸的導(dǎo)線27的柱狀絕緣體(或套管)使用。所述絕緣構(gòu)件在形狀上與具有類似的Y形形狀的脊柱23以及傘裙24的第三個(gè)實(shí)施例相似。其與第三實(shí)施例的不同之處在于每ー個(gè)形成Y形臂部的肋狀突出都配備了朝著其遠(yuǎn)端部分且沿著絕緣構(gòu)件長(zhǎng)度延伸的相應(yīng)通道或溝道25,其中導(dǎo)線27可被穿線在所述通道中。圖13所示的第五實(shí)施例同樣是根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)方面的絕緣構(gòu)件,并且該構(gòu)件適合作為柱狀絕緣體使用,其中導(dǎo)線30沿著其長(zhǎng)度在單個(gè)通道中向下延伸。該絕緣構(gòu)件在形狀上與具有類似的Y形形狀的脊柱28以及傘裙29的第三個(gè)實(shí)施例大體相似。其與第三實(shí)施例的不同之處在于脊柱28的中心區(qū)域配備了沿著絕緣構(gòu)件長(zhǎng)度延伸的通道或溝道31,其中導(dǎo)線30可被穿線在所述通道中。應(yīng)該了解的是,在不脫離附加權(quán)利要求定義的發(fā)明范圍的情況下,針對(duì)上述實(shí)施例的眾多修改都是可行的。例如,雖然對(duì)于如上所述的第一和第二實(shí)施例來說,第一絕緣橫臂在使用中是大體水平的,但是在使用中,具有傾向于水平的第一絕緣構(gòu)件的橫臂結(jié)構(gòu)同樣適合本發(fā)明。例如,第一絕緣構(gòu)件在使用中從近端到遠(yuǎn)端可以具有與水平向上傾斜的角度,假設(shè)該角度是20°。舉個(gè)例子,雖然第一絕緣構(gòu)件上的傘裙僅僅被顯示成其大小是在朝向橫臂頂端的過程中改變的(以便促成與電纜支架4相適合),但是如為第一絕緣構(gòu)件顯示的那樣,第一絕緣臂部也可以通過配備交替變大或變小的截面部分取代。例如,第二絕緣構(gòu)件3可以包括具有相同大小而不是交替大小的傘裙。例如,橫臂可以包含高壓絕緣裝配領(lǐng)域中是眾所周知的用于絕緣協(xié)調(diào)的弧角/協(xié)調(diào)間隙。所描述和圖示的實(shí)施例應(yīng)被認(rèn)為是說明性而不是限制性的,應(yīng)該理解的是,所顯示和描述的只是優(yōu)選實(shí)施例,權(quán)利要求中定義的處于本發(fā)明范圍以內(nèi)的所有變化和修改全都是希望得到保護(hù)的。應(yīng)該理解的是,在說明書中使用諸如“優(yōu)選”、“首選”、“較佳”或“更優(yōu)選”之類的單詞意味著以這種方式描述的特征是合乎需要的,然而該特征未必是必需的,并且缺少此類特征的實(shí)施例同樣可被認(rèn)為處于附加權(quán)利要求定義的發(fā)明范圍以內(nèi)。對(duì)于權(quán)利要求而言,當(dāng)在某個(gè)特征之前使用“一”、“ー個(gè)”、“至少ー個(gè)”或是“至少一部分”之類的單詞的時(shí)候,除非在權(quán)利要求中以相反的方式特別聲明,否則這并不表明將權(quán)利要求局限于僅僅一個(gè)此類特征。當(dāng)使用“至少一部分”和/或“某個(gè)部分”這樣的語(yǔ)言吋,除非以相反的方式特別聲明,否則該項(xiàng)目是可以包括某個(gè)部分和/ 或整個(gè)項(xiàng)目的。
權(quán)利要求
1.一種用于塔架的電絕緣橫臂,所述塔架被調(diào)整成運(yùn)載與所述塔架主體分離的供電導(dǎo)線,該橫臂包括至少一個(gè)第一絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,該構(gòu)件具有適于附著于塔體的近端以及適于附著于導(dǎo)線支撐裝置的遠(yuǎn)端, 其中第一絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括實(shí)心的剛性脊柱,所述脊柱沿著近端與遠(yuǎn)端之間的長(zhǎng)軸延伸,并且其中所述脊柱具有與長(zhǎng)軸垂直且具有質(zhì)心的截面輪廓,以及其中圍繞與長(zhǎng)軸垂直的每一條軸線的截面輪廓的面積二次矩具有大小為Α2/2 π或更大的值,其中A是截面輪廓的面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的橫臂,其中所述橫臂還包括第二絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,該構(gòu)件具有適于在基部附著于所述塔體的近端以及適于附著于導(dǎo)線支撐裝置的遠(yuǎn)端,所述第二絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件適于至少對(duì)應(yīng)力載荷具有抵抗性。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的橫臂,其中所使用的橫臂包括位于兩個(gè)第二絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件下方的兩個(gè)第一絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,并且它們一起被調(diào)整成形成了一個(gè)從處于塔體的四邊形基部延伸到導(dǎo)線支撐裝置頂部的棱錐結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的橫臂,其中在第一和第二絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件的近端提供了近端導(dǎo)電屏蔽環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求4的橫臂,其中棱錐結(jié)構(gòu)的頂部提供了一個(gè)遠(yuǎn)端導(dǎo)電屏蔽環(huán)配件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的橫臂,其中遠(yuǎn)端導(dǎo)電屏蔽環(huán)配件包括被調(diào)整成圍繞第一和第二絕緣構(gòu)件遠(yuǎn)端的遠(yuǎn)端屏蔽環(huán),以及與遠(yuǎn)側(cè)屏蔽環(huán)電接觸的導(dǎo)電柱,其中所述導(dǎo)電柱位于遠(yuǎn)端屏蔽環(huán)內(nèi)部的中心,并且延伸至在第一與第二絕緣構(gòu)件遠(yuǎn)端之間形成的空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一權(quán)利要求的橫臂,其中橫臂包括一個(gè)或多個(gè)冗余構(gòu)件,這些構(gòu)件被調(diào)整成互連第一和第二結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其中所述一個(gè)或多個(gè)冗余構(gòu)件適于抵抗應(yīng)力或壓縮。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的橫臂,其中冗余構(gòu)件被配置成與橫臂基礎(chǔ)平面大體平行。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的橫臂,其中實(shí)心的剛性脊柱包括至少兩個(gè)衍射軸線的肋狀突出,其被調(diào)整成在其間形成至少一個(gè)大幅凹下的凹面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的橫臂,其中剛性脊柱包括三個(gè)沿著軸線延伸的肋狀突出,所述突出被調(diào)整成在其間形成至少兩個(gè)大幅凹下的凹面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的橫臂,其中剛性脊柱的截面輪廓大體上是T或Y形的,所述肋狀突出提供的是T或Y形的臂部。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11的橫臂,其中肋板被調(diào)整成提供兩個(gè)凹面以及在其間提供一個(gè)平面或凸面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的橫臂,其適于在使用中被放置成致使第一絕緣構(gòu)件被定位成凹面朝上和朝外以及平面或凸面向下,由此有助于水的流出。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的橫臂,其中第一絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的剛性脊柱的截面輪廓具有一個(gè)彎曲的周邊,由此該彎曲周邊上的所有點(diǎn)的曲率半徑幅度都大于沿著分解質(zhì)心的所有軸線測(cè)得的截面輪廓的最大寬度的1%。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的橫臂,其中絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件配備了傘裙,由此,沿著每一個(gè)絕緣構(gòu)件的爬電距離都超出了其長(zhǎng)度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的橫臂,其中傘裙被整形成使得每個(gè)傘裙所貢獻(xiàn)的爬電路徑在其整個(gè)周邊上大體相同。
17.—種用于高壓配電的塔架,包括根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)橫臂。
18.一種與高壓電力網(wǎng)一起使用的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,包括沿著近端與遠(yuǎn)端之間的長(zhǎng)軸延伸的剛性脊柱,其中所述脊柱具有與長(zhǎng)軸垂直且具有質(zhì)心的截面輪廓,其中圍繞與長(zhǎng)軸垂直的軸線并且分解質(zhì)心的截面輪廓的面積二次矩具有大小為Α2/2 π或更大的值,其中A是截面輪廓的面積,所述構(gòu)件可選地配備了一個(gè)或多個(gè)通道,這些通道適于允許高壓導(dǎo)線通過所述絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件延伸。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其中剛性脊柱包括至少兩個(gè)沿著軸線延伸的肋狀突出,其被調(diào)整成在其間形成了至少一個(gè)大幅凹入的凹面。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其中剛性脊柱包括三個(gè)沿著軸線延伸并被調(diào)整成在其間形成了至少兩個(gè)大幅凹入的倒角的肋狀突出。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或權(quán)利要求20的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其中剛性脊柱的截面輪廓是T形或Y形,肋狀突出提供的是T或Y形的臂部。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或權(quán)利要求21的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其中肋條被調(diào)整成在其間提供兩個(gè)凹面以及一個(gè)平面或凸面。
23.根據(jù)權(quán)利要求19-22中任一權(quán)利要求的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其中至少一個(gè)肋狀突出包含了適合運(yùn)載導(dǎo)線的通道。
24.根據(jù)權(quán)利要求18-23中任一權(quán)利要求的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其中絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的剛性脊柱的截面輪廓具有一個(gè)彎曲的周邊,由此該彎曲周邊上的所有點(diǎn)的曲率半徑幅度都大于沿著分解質(zhì)心的所有軸線測(cè)得的截面輪廓的最大寬度的1%。
25.根據(jù)權(quán)利要求18-23中任一權(quán)利要求的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其中絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件配備了傘裙,由此,沿著每一個(gè)絕緣構(gòu)件的爬電距離都超出了其長(zhǎng)度。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其中傘裙被整形成使得每個(gè)傘裙所貢獻(xiàn)的爬電路徑在其整個(gè)周邊上大體相同。
27.根據(jù)權(quán)利要求18-26中任一權(quán)利要求的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其中絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件的長(zhǎng)度至少是其最大寬度的5倍。
28.一種用于形成根據(jù)權(quán)利要求18-27中任一權(quán)利要求的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件的方法,包括通過拉擠成型來形成剛性脊柱的步驟。
全文摘要
本發(fā)明所公開的是一種用于高壓電網(wǎng)的塔架的電絕緣橫臂。該橫臂包括用于附著到塔體并且支撐導(dǎo)體電纜的絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件。該絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括實(shí)心剛性脊柱,所述脊柱沿著長(zhǎng)軸延伸,并且具有與長(zhǎng)軸垂直的截面輪廓,圍繞與長(zhǎng)軸垂直的每一條軸線且分解其質(zhì)心的截面輪廓的面積二次矩具有大小為A2/2π或更大的值,其中A是截面輪廓的面積。所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件提供了針對(duì)彎曲和壓縮壓曲的抵抗性,并且允許安全地將導(dǎo)線支撐在減小的塔架高度上。T和Y形的截面提供了非常良好的排水效果,并且禁止在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上出現(xiàn)有機(jī)成長(zhǎng)。除了在塔架橫臂中使用之外,所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件通??梢宰鳛楦邏弘娋W(wǎng)中的絕緣體構(gòu)件使用。
文檔編號(hào)H01B17/00GK102668288SQ201080047522
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者M·N·R·B·巴魯姆, 伊恩·科頓, 大衛(wèi)·錢伯斯, 尼古拉斯·韋瑟比, 西蒙·M·羅蘭, 馬修·索恩 申請(qǐng)人:Epl復(fù)合材料解決方案公司, 曼徹斯特大學(xué)
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