CN101111978B - 高压塔、输电系统、输电方法及组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于支承多根导线的高压塔，该高压塔包括：立柱；可固定于上述立柱上的一或多个线担，而在这些线担上安装至少一部分所述导线；多个第一安装件，它们可以固定于此立柱和/或线担上用于安装上述导线；其中此立柱和/或线担包括至少一个在这些导线安装高度位置处的电绝缘部件。

Description

高压塔、输电系统、输电方法及组装方法

技术领域

本发明涉及高压塔、用于输送能量的系统，它们的组装方法以及用于输送能量的方法。

背景技术

为了输送电能，通常利用高压线，其中应用高压塔将输送导线支承到安全高度。为了限制地面上的或接近地面处的磁场(H场或B场)以及磁感应，这里利用距离来减小其场强。塔的高度与输送线路到例如建筑物的距离在此起到重要作用。在高压线的任一侧设有一条保持与这类建筑物避开的路带。这种路带也称之为公用道路。这样的路带是很昂贵的，例如由于它所用到的空间。存在有有关在此公用道路之外的允许场强的准则和/或标准，例如这在荷兰为0.4微特斯拉(μT)。为此，一种可能的技术方案是在用高压塔。但是这种塔因此也就变得较为昂贵。

发明内容

在本发明的第一个方面，提供了一种用于支承多根导线的高压塔。此高压塔包括：

立柱；

可固定于上述立柱上的一或多个线担用于在其上安装至少一部分所述导线；

多个第一安装件，它们可以固定于此柱和/或线担上用于安装上述导线，其中此立柱和/或线担包括至少一个在这些导线安装高度位置处的电绝缘部件。

通过采用上述绝缘部，这些输送导线可以设置离立柱的短距离内， 由此可将输送线路密接地设置到一起，这对于地面上的或接近地面的磁场是有利的。这种高压塔提供了一种有利的轻型结构，这是由于例如将较轻的塑料用作其绝缘部分。

在另一最佳实施形式中，此种高压塔是由绝缘材料例如塑料构成。这种塔于是可以以简单方式例如通过预制过程制造，然后可将其运送到使用位置。

上述实施形式的另一些优点是用塑料制造高压塔较少需要维修，于是可以减少维修费用。与金属塔相比，塑料塔对环境的影响也较小，这是由于不会发生金属浸出和/或需要防腐。

塑料塔(mast)的部件个数少，与已知的塔相比，构造的时间短得多。结构损伤例如由于轻量也较少。最好取较轻量形式的基础。再有一个优点是，在材料方面的设计自由度大得多，因而更易按照当地的需要调整设计。

塔和/或线担的表面最好包括波纹形。这种波纹形增长了漏泄电路的漏泄路径，因而也可使塔的结构紧凑。这种波纹也有助于减小输送导线间的距离。

为了增强结构，塔最好包括由绝缘材料组成的拉线。具有高抗拉强度的塑料拉线例如能让立柱和线柱选择较轻量的形式。这样就有利于制造和运送。就可见度而言，较轻的结构对环境的影响也较小。

根据另一个方面，此高压塔中的线担与第一安装件是作为一个组件以假想的多角形形式装配到立柱上，而使多角形的顶点基本上位于一假想圆或椭圆的周边上。传输线在地面上或接近地面处的平均场强于是进一步减小，而输送的能量则相同。

上述导线可利用第一安装件最好地安装到与线担实质上相邻的高压塔上。于是不需通常所用的链状绝缘子，这样就减小了输送导线的横向摆动。与既有的系统相比，也可以增大输送导线上的偏压。这些措施减少了所谓的电缆摆动或传输导线的运转不平稳等的发生，从而能使这些传输导线之间有较小的距离。由于传输导线中的垂度小，平均而言，它们可以悬挂得很高。于是就能例如使高压塔取较低的形式 和/或可以使公用道路较窄。

本发明的又一个方面涉及用来沿路线输送电能的系统，此系统包括：

多个高压塔，支承着预定个数的传输导线；

一或多个接地补偿导线，它们沿着此系统的路线设置成与地面相当接近，且设有适当的电源来补偿来自传输导线的场。

这种在地面中或接近地面的补偿导线能显著地缩小电磁场的范围。

为此，高压塔可取较低的形式以凸显上述优点。

在又一实施形式中，这种高压塔包括有塔补偿导线的第二安装件。这些塔补偿导线起到收缩电磁场的作用。结果可使塔取较低的形式或能窄化与传输路线相邻的公用道路。通过将塔补偿导线与接地补偿导线以交叉与通电流方式连接，最好通过感应将电源的电能供给接地补偿导线。

上述这种系统最好包括：

一或多个补偿导线，它们通过互邻的塔的相应第二安装件安装到塔上；

安装在预定个数塔上的多个电连接件，其中的塔补偿导线可以通过这种电连接件以交叉方式连接着接地补偿导线。

这样就能以无源方式和在所传输的电流的影响下从而在存在的电磁场影响下，以简单方式补偿这种电磁场。在此是利用对传输导线的电感耦合。借助这种耦合，感生电流开始流入补偿导线与连接件的电路中。

在另一最佳实施形式中，所述接地补偿导线能够通过可控电源供给电能。于是可以实现预定的或变化的所需补偿，从而窄化电磁场。塔中的补偿导线与连接件可以进一步省略。

前述接地补偿导线最好相对地面绝缘。这样在产生补偿场的作业中就不会或几乎不会有损耗。

本发明的又一方面涉及一种具有多个上述高压塔的系统，此系统 包括由互邻塔的相应等一安装件安装到这些塔上的预定个数的传输导线。通过结合这各个实施形式，可以增强所述各种优点。

上述系统最好包括预定个数的张紧装置，用于在机械性偏移情形下放置和保持至少是传输导线。如上所述，由此可以限制传输导线的摆动从而可使其相互间距取较小的尺寸。于是传输导线的垂度平均而言较高。这样例如就可使塔取较低形式和/或窄化公用道路。

本发明的又另一方面涉及由支承导线的多个高压塔和/或上述这种系统来传输电能的方法，此方法包括下述步骤：

将电能供给上述系统和/或由所述塔支承的导线；

使电能流过所述导线；

依预定的取出位置从所述导线取出电能。

这种方法提供了例如相对前述各装置所描述的优点。

本发明还提供了将高压塔在其设置处组装的方法，此方法包括下述步骤：

在地中或地面上布设高压塔的塔座或下部；

由直升飞机吊运电绝缘塔或其上部；

将此塔或其上部安装到此塔座和/或下部上。

其他的组装方法，例如通过道路运送和由起重机安装也是可以的。

这种方法的优点是，高压塔的大部分部件可以预制，因而可以降低成本，然后同运送规模相比例如只需小的物流力，在这个意义上说就能够以简单的方式运送。

附图说明

本发明其他的优点、特点与细节可以根据参考附图对一些最佳实施形式所作的说明获得理解，附图中：

图1是本发明的第一实施形式的示意图；

图2是本发明的第二实施形式的示意图；

图3是本发明的第三实施形式的示意图；

图4是在图1所示的实施形式中示意地表明在此种实施形式影响 下的场强；

图5是在图3所示的实施形式中示意地表明在此种实施形式影响下的场强；

图6是本发明的第四实施形式的示意图；

图7是本发明的高压塔的另一最佳实施形式的侧视图，图中示意地表明了导线与磁场强度；

图8是本发明的高压塔的又一最佳实施形式的侧视图，它以与图7类似的方式进行图示。

具体实施方式

本发明的第一实施形式(图1)涉及用于输送电流的高压塔，电压最好为380KV，塔高约31米。

此塔包括一用塔座(未图示)安装的下部2。在下部2之上设有全由塑料构建的上部3。有多种不同的塑料可以用于这一目的，例如玻璃纤维增强的环氧树脂。此上部3也用作塔的绝缘体。

在上部3上安装有三个线担(crossarm)13、14、15，它们同样是由塑料或其他绝缘材料制成。线担与上部3最好制成一体，但并非必须如此而要取决于具体条件。

输送导线沿着假想的圆或椭圆按六角形排列安装于线担上。导线4与5在此安装于上方线担15上，导线6与7安装于中间线担14上，导线8与9安装于下方导线13上。

在靠近下方线担13的两端的各侧还分别安装着塔补偿导线11与12。这两条补偿导线与接地补偿导线电连。这里所进行的电连是从两根塔补偿导线以交叉方式向下沿着或通过此塔，到达各自对应的接地导线17与16。

在此实施形式中：下方线担13位于距地面约18米处，中间线担14位于距地面约23.3米处，上方线担15位于距地面约26.6米处。从金属下部2到此塔的塑料上部的转变点位于距地面约8米处。

上述接地补偿导线在此实施形式中布设在距塔的下部2约17米 处。

这种低塔的塔座与已知的结构相比可以以远为有利的和轻量化的方式设定其尺寸。

本发明的第二实施形式(图2)涉及用于输送电流的高压塔，电压最好为380KV，塔高约36.6米。

此塔包括一用塔座(未图示)安置的下部22。在下部22之上设有全由塑料构建的上部23。有多种不同的塑料可以用于这一目的，例如玻璃纤维增强的环氧树脂。此上部23也用作塔的绝缘体。

上部23上安装有三个线担33、34、35，它们同样是由塑料或其他绝缘材料制成。线担与上部23最好制成一体，但并非必须如此而要取决于具体条件。

输送导线沿着假想的椭圆按六角形排列安装于线担上。导线24与25在此安装于上方线担35上，导线26与27安装于中间线担34上，导线28与29安装于下方导线33上。

在靠近下方线担33的两端的各侧还分别安装着塔补偿导线31与32。这两条补偿导线与接地补偿导线电连。这里所进行的电连是从两根塔补偿导线以交叉方式向下沿着或通过此塔，到达各自对应的接地导线37与36。

在此实施形式：下方线担33位于距地面约21米处，中间线担34位于距地面约25.3米处，上方线担35位于距地面约29.6米处。从金属下部2到此塔的塑料上部的转变点位于距地面约8米处。

在以上两个不同实施形式中，下部2与22相同但塑料上部3与23则不同。同样，也可使这两个不同实施形式中的塑料上部3与23相同而使塔座与相应的下部不同。内行的人在此可以考虑与定位有关的成本因素。

本发明的第三实施形式(图3)涉及用于输送电流的高压塔40，电压最好为380KV，塔高约44.4米。

此塔包括一用塔座(未图示1)安装的下部2。在下部2之上设有全由塑料构建的上部3。有多种不同的塑料可以用于这一目的，例如 玻璃纤维增强的聚酯环氧树脂或聚乙烯等。此上部3也用作塔的绝缘体。

上部3上安装有三个线担53、54、55，它们同样是由塑料或其他绝缘材料制成。线担与上部3最好制成一体，但并非必须如此而要取决于具体条件。

输送导线沿着假想的圆按六角形排列安装于线担上。导线44与45在此安装于上方线担55上，导线46与47安装于中间线担54上，导线48与49安装于下方导线53上。必要时也可在顶部安装避雷线。

在此实施形式中：下方线担53位于距地面约27米处，中间线担54位于距地面约32.2米处，上方线担55位于距地面约37.4米处。从金属下部2到此塔上部的转变点位于距地面约10米处。

在此实施形式中也可应用接地补偿导线，但这种导线不是必须的，它们由可控电源供电。

在另一些实施形式中，可以通过或沿着立柱布设两条高压传输线，此时对于其余四条传输导线用两个线担就可满足需要。在又一种实施形式中，能够为塔补偿线提供另外的线担。

图4示明图1实施形式的电场如何在向下接地补偿导线的位置获得强有力的补偿。于是可使塔取较低的形式，这样就有利于轻量化、安装简单、可用轻的塔座、降低维修费用、缩短建造时间和减少部件数量。

图5示明图3实施形式的场强无补偿的情形。此时的场远为发散。这是由于省除了由补偿导线进行的补偿。这时的塔于是需取较高的形式，但由于有其他条件：上部43的塑料、绝缘实施形式以及紧拉钢线，使传输导线的组装形式远优于先有技术，同时塔的下部可以在对环境有相同磁场负载下实现。这样的塔在前述方式下同样是有利的。

导线上的高张力能将它通常约15米的下垂高度限制到约8米。对于完全相同的塔，平均磁场于是可降低到较接近地面，或是可使塔取较低形式。而能具有使塔与塔座取较轻和较有利的尺寸的优点。这样的塔在上述方式下同样是有利的。

图6示明又另一实施形式。在此实施形式中，通过立柱160导引 两条传输导线161与164。另两对输送导线162、163、165、166则固定于两个线段167、168上。这一实施形式的优点是，对于输送导线只需用较小尺寸的线担。

塔补偿导线171、172安装于窄尺寸的较长线担169上。之所以可能是由于这种补偿导线比传输导线细。线担169用拉线174作进一步支撑。

沿拉线74的下方导引两条连接线77、78，它们用来使接地补偿导线75与76同各相应的塔补偿线72与71作交叉连接。

本发明的组合塔60如图7所示设有五个线担，从顶到底61、62、63、64、65，它们最好是纤维增强塑料的，设置于立柱66之上，此立柱最好同样是纤维增强塑料的，主要是其上部是如此。线担62上设有两个安装件，下面有较宽的线担63。在此场中最好的相关导线位置以71、72、73、74、75与76标明。在此实施形式中，这些导线带有例如最好380KV的电压。设于较小线担64、65之上而分别位于其下面的同样有六个导线位置处于所标明的81、82、83、84、85与86处，其中这些导线最好于电压150KV下传导电流。由这十二条导线产生的场强用相对于地平面0的一批基本上为同心的线91、93、94、95、96与97指明，其中的塔高约50米。由线98指出的高斯曲线作为到此路线中心线距离的函数，表示在地平面上1米高度处的磁场强度。这种曲线超过值0.4μT的区域在公用道路之外。

图6的实施形式的优点是，高压远在地平面的上方高处，这样就能使路线宽度保持受到限制。

在高压塔100(图8)的实施形式中，在其上同样地设有线担101、102、103、104与105。在此实施形式中，用110、111、112、113、114与115示意地表明了此场中的上部导线最好是在电压150KV之上，而在场116、117、118、119、120与121中的导线则按使之最好能用于380KV下来选定其尺寸规格。相关联的磁场强度B以与图7类似的方式示明于图8中。

图8中实施例的优点是，在塔的上部可用较轻的电缆，从而可使 塔取较细长的形式，同时也可使此最好由塑料制造的塔座同样取较轻的形式。

图7与8的组合式塔自然也可用其他电压电平体现。

在实际应用的实施形式中，塔60、100可以设置避雷线，此避雷线被引入到塑料塔内或其附近，这对于磁力线的闪动具有一定影响。

图7与8的实施形式还具有节省空间和能作出更美观设计的优点。

图7与8的组合式塔自然也可选择性地于地面设置补偿导线。

上面根据实施形式以非限制性方式描述了本发明。内行的人可基于这里的描述对所述各实施形式的不同方面相互作自由的组合。本发明所追求的权利由后附权利要求书确定。

Claims (16)

1.一种用于支承多根导线的高压塔，包括：

立柱；

可固定于上述立柱上的多个线担，用于在其上安装至少一部分上述导线；

多个第一安装件，所述多个第一安装件能够固定于此立柱和/或线担上，用于安装上述导线，其中此立柱和/或线担包括至少一个在这些导线安装高度位置处的电绝缘部件，

其中至少在高于预定高度下，所述塔和/或线担是由电绝缘材料制成，以及

其中此线担与第一安装件是作为组件安装到立柱上，使线担与第一安装件形成其中各项点位于一假想圆或椭圆周边上的多角形。

2.根据权利要求1所要求的高压塔，其中此塔与线担是由纤维增强环氧树脂或聚酯制成。

3.根据前述权利要求1-2中任一项所述的高压塔，进一步包括用于塔补偿导线的第二安装件，其中的第二安装件是设在下方线担的外端上。

4.根据权利要求1所要求的高压塔，其中所述电绝缘材料是塑料。

5.根据权利要求1-2中任一项所要求的高压塔，包括用来将塔补偿导线与接地补偿导线以交叉方式互连的电连接件，其中所述接地补偿导线沿着各高压塔的路线被设置成接近地面。

6.根据权利要求1所要求的高压塔，其中所述线担与第一安装件是作为组件安装到立柱上而使所述线担与第一安装件形成正多角形，而此正多角形的各顶点位于所述假想圆或椭圆的周边上。

7.根据前述权利要求1-2、6中的任一项所述的高压塔，其中塔和/或线担的表面包括波纹形。

8.根据前述权利要求1-2、6中的任一项所述的高压塔，包括由电绝缘材料组成的拉线。

9.根据权利要求8所要求的高压塔，其中所述拉线由塑料组成。

10.根据权利要求1-2、6中的任一项所要求的高压塔，其中此高压塔设有用于支承多根第一电压电平导线的第一批线担和用于支承第二电压电平导线的第二批线担。

11.根据权利要求10所要求的高压塔，其中所述第一电压电平为380KV而第二电压电平为150KV。

12.根据权利要求5所要求的高压塔，其中的接地补偿导线能够由可控电源供给电能。

13.根据权利要求5所要求的高压塔，其中的接地补偿导线相对于地面绝缘。

14.包括多个如权利要求1-13中的任一项所要求的高压塔的输电系统，其中通过互邻高压塔的相应的第一安装件将预定数目的导线安装在高压塔上。

15.根据权利要求14所要求的输电系统，包括预定个数的张紧装置，用来设置和保持至少是在机械偏动下的导线。

16.一种利用多个如权利要求1-13中的任一项所要求的高压塔或权利要求14-15中的任一项所要求的输电系统来输送电能的方法，该方法包括下述步骤：

给所述输电系统和/或所述高压塔支承的导线供给电能；

使所述电能流过所述导线；

按预定的取出位置从所述导线取出电能。

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