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郁杰
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Abstract

一种电网输电线用复合绝缘塔，其包括主杆以及至少一根设置于该主杆上的横担。所述横担包括一个绝缘杆以及设置于所述绝缘杆外侧的伞体。所述伞体由硫化硅橡胶制成。该绝缘杆的一端与主杆连接，另一端连接有一个悬挂金具，该悬挂金具沿该横担的轴向延伸。所述悬挂金具用于设置输电线或者绝缘子。所述主杆与绝缘杆由玻璃纤维纱浸渍在树脂材料中制成。上述的电网输电线用复合绝缘塔使用复合材料制造的主杆及横担作为输电线的支撑件，且横担的外侧设置有护套及伞裙，使得电网输电线用复合绝缘塔可以不使用绝缘子串或者使用比与传统绝缘子串相比更短的绝缘子串，而可以降低杆塔的总的高度，进而降低杆塔的成本以及重量。

Description

一种电网输电线用复合绝缘塔
技术领域
本发明涉及一种输电线路中使用的电力杆塔，特别是一种电网输电线用复合绝缘塔。
背景技术
杆塔结构是输电、通讯、铁路、市政等基础设施中一类重要的特种支撑结构物，其杆塔的结构、材料等会直接影响线路的安全性、经济性和可靠性。国内外架空输电线路中使用较为广泛的杆塔主要有木质杆、混凝上杆或预应力混凝土杆、钢管混凝土杆、钢管杆和铁塔等几类。其中铁塔是世界各国超高压输电线路中常用的杆塔形式。一般，35KV～110KV线路中使用混凝土杆，目前在新建330KV及以下线路运输和施工条件较好的平原和丘陵地区也有使用混凝土杆。钢管杆和钢管混凝土杆在近年的城市电网建设和改造中应用较多，而在220KV及以上的线路中，多采用格构式铁塔。
上述的电力杆塔都包括主杆以及设置在主杆上的横担，由于不管是木质杆还是混凝土杆或者是钢管杆、铁塔等，其横担都是为了承受输电线的重量，都采用金属材料制成。因此，进一步为了防止输电线与金属材料制成的横担导通而发生一些意想不到的输电事故，特别是铁塔，当发生输电线与横担导通后，会将电能直接导向大地，造成电力浪费。因此，通常会在横担的自由端加设绝缘子串。又因为输电线会经过居民区、非民区或者是跨越建筑物，因此，电力杆塔还必须根据地理位置的不同，设置不同的高度，特别是呼称高度的大小。杆塔呼称高度是指杆塔下横担的下弦边缘线到地面的垂直距离，通常记为H。杆塔的呼称高度是杆塔的基本高度，它对杆塔的安全性、经济性起着重要作用。呼称高度的计算式为：
H ＝λ+fmax+hx+Δh
其中，λ是绝缘子串的长度；
fmax是导线的最大弧垂；
hx是导线到地面及被跨越物的安全距离；
Δh是施工裕度。
在一定的杆塔结构、地理位置、档距、电压等级以及气候及电气条件下，fmax、hx、Δh是一定的，因此，绝缘子串的长度λ实际上决定了杆塔的呼称高度。因此可以想到，减少绝缘子串的长度或者悬垂绝缘子串的使用可以降低杆塔的总的高度，进而降低杆塔的成本以及重量等。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种减少绝缘子串的长度或者消除绝缘子串的电网输电线用复合绝缘塔。
一种电网输电线用复合绝缘塔，其包括主杆以及至少一根设置于该主杆上的横担。所述横担包括一个绝缘杆以及设置于所述绝缘杆外侧的伞体。所述伞体由硫化硅橡胶制成。该绝缘杆的一端与主杆连接，另一端连接有一个悬挂金具，该悬挂金具沿该横担的轴向延伸。所述悬挂金具用于设置输电线或者绝缘子。所述主杆与绝缘杆由玻璃纤维纱浸渍在树脂材料中制成。
与现有技术相比，本发明所述的电网输电线用复合绝缘塔使用复合材料制造的主杆及横担作为输电线的支撑件，且横担的外侧设置有护套及伞裙，使得电网输电线用复合绝缘塔可以不使用绝缘子串或者使用比与传统绝缘子串相比更短的绝缘子串，从而可以降低杆塔的总的高度，进而降低杆塔的成本以及重量。
附图说明
图1为本发明提供的第一实施例的电网输电线用复合绝缘塔的结构示意图。
图2为图1中的电网输电线用复合绝缘塔所用的横担的结构示意图。
图3为图1中的电网输电线用复合绝缘塔所用的金属连接件的结构示意图。
图4为图1中的电网输电线用复合绝缘塔带有吊杆的结构示意图。
图5为本发明提供的第二实施例的电网输电线用复合绝缘塔的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明作更进一步的说明，举以下较佳实施例并配合附图详细说明如下：
请参阅图1，其为本发明所提供的第一实施例的电网输电线用复合绝缘塔100的结构示意图。该电网输电线用复合绝缘塔100包括一个主杆10，至少一个设置于该主杆10上的横担11，以及至少一个用于连接所述杆塔10与横担11的金属连接件12。
还需要进一步说明的是，上述的电网输电线用复合绝缘塔100为一种上字型塔。可以想到的是，所述电网输电线用复合绝缘塔100还可以为鸟骨型换位塔、桥型换位塔、猫头型塔，洒杯型塔，干字型塔、羊角型塔以及门型塔等等中的一种。这些类型的杆塔结构与上字型塔相同之处在于都包括主杆、金属连接件以及横担等基本部件。在本实施例中，仅以上字型塔为例，来说明电网输电线用复合绝缘塔100的结构与功能。
所述主杆10由玻璃纤维纱浸渍在树脂中通过拉挤或者缠绕工艺制备。所述玻璃纤维纱可以为无碱不间断玻璃纱。所述树脂可以为聚氨酯树脂或者乙烯基酯树脂等。当所述树脂为聚氨酯树脂时，所述玻璃纤维纱占制备所述主杆10所有材料的总重量的60％～78％。所述聚氨酯树脂为由多元醇与异氰酸脂通过化合反应制得。所述多元醇占制造支撑件总材料重量的8％～15％，所述异氰酸脂占制造支撑件总材料重量的8％～15％。当所述树脂为乙烯基酯树脂时，所述玻璃纤维纱点制备所述主杆10所有材料的总重量的55％～75％，乙烯基酯树脂占所有材料重量的22％～40％。另外，当使用乙烯基酯树脂时，还要添加固化剂，其中，固化剂占所有材料重量的0.2％～0.5％。当然，为了加快主杆10的固化速度或者是降低主杆10的成本，还可以在制备主杆10的材料中添加促进剂或者填料等。所述主杆10的总高度等于呼称高度加上输电线间的垂直距离和避雷支架高度。当然可以想到的是，如果该主杆10是通过埋在地下固定时，主杆10的总高度还要加上埋地深度。
请参阅图2，其为所述横担11的结构示意图。在本实施例中之上字型塔中，具有三个横担11，其中，一个设置在主杆10的自由端上部位置，称之为上横担，另外两个横担11沿主杆10径向垂直设置在主杆10的上横担与地面之间，称之为下横担。所述上下横担之间的垂直距离根据电压等级设定。因所述上下横担的结构与功能相同，现仅以下横担为例来说明其结构与功能，且在本实施例中仅为了描述简单，统称为横担11。所述横担11包括一个绝缘杆111，一个包覆于该绝缘杆111外侧的护套112，设置于该绝缘杆111外侧的伞裙113，一个设置于所述绝缘杆111的连接金具114，以及设置于所述绝缘杆111另一端的悬挂金具115。
所述绝缘杆111可以为由环氧树脂胶液浸透的玻璃纤维制备而成的实心杆或空心杆。当该绝缘杆111的直径小于一定值如110mm时，其可以通过拉挤工艺制备。当该绝缘杆111的直径大于某一值如110mm时，其可以通过缠绕工艺制备。所述绝缘杆11在成型过程中，环氧树脂胶液和玻璃纤维经过一系列物理化学变化，形成环氧树脂基体，即环氧树脂固化物。同时，该环氧树脂固化物在环氧树脂胶液与玻璃纤维之间形成结构和性能优越的界面层，该界面层把玻璃纤维与环氧树脂胶结合成一个整体，使得由该环氧树脂与玻璃纤维制成的绝缘杆111具有良好的机械性能和电气性能。
所述护套112及伞裙113可以由高温硫化硅橡胶、常温硫化硅橡胶以及液体硫化硅橡胶制成。在本实施例中，所述护套112以及伞裙113由高温硫化硅橡胶一体注射成型包覆在所述绝缘杆111上，其中护套112设置在绝缘杆111与伞裙113之间。当然可以想到的是，所述护套112也可以与伞裙113分别制成，然后再组合在一起，如通过粘胶粘结。所述护套112包覆在整个绝缘杆111上。高温硫化硅橡胶是高分子量(分子量一般为40～80万)的聚有机硅氧烷(即生胶)加入补强填料和其它各种添加剂，采用有机过氧化物为硫化剂，并在高温下交链成的一种橡胶，该橡胶简称为硅橡胶。高温硫化硅橡胶的补强填料可以为白炭黑，它可使硫化胶的强皮增加十倍。加入各种添加剂主要是降低胶的成本、改善胶料性能以及赋予硫化胶各种特殊性能如阻燃、导电等。在本实施例中，所述高温硫化硅橡胶包括有以下部分组成：甲基乙烯基硅橡胶、白炭黑、氢氧化铝、硅油以及硫化剂等，且所述各组份所占的重量比为：甲基乙烯基硅橡胶20％～50％，白炭黑20～60％，氢氧化铝25～50％，硅油2～5％，硫化剂1％。
所述伞裙113是为了增加爬距以防止爬电的产生。所述伞裙113包括多个直径大小不一的伞体。在本实施例中，所述伞裙113可包括多组伞体，每一组伞体包括三个直径大小不一的分伞体。每一组中每个分伞体的裙长比例控制在一定的范围，有利于避免淋雨条件下相邻分伞体之间的桥络。可以理解的是，所述横担可以包括多个伞裙113，也可以仅有一个。当所述横担11包括多个伞裙113时，该多个伞裙113可以一体成型，也可以分别成型，然后通过粘胶粘接在护套112的外侧。
所述连接金具114包括一个连接基座141、一个设置于连接基座141的一端且与连接基座141垂直相连的连接套管部142。所述连接基座141可以与与连接套管部142一体成型，也可以通过焊接等方法将其固定连接在一起。所述连接基座141包括多个设置在该连接基座141上的固定孔143。该固定孔143用来将该横担11通过螺栓等连接元件与州10连接在一起。所述连接套管部142用来套设绝缘杆111，从而将横担11固定在主杆10上。该绝缘杆111可以通过粘胶将其固定在该连接套管部142中，也可以通过绝缘杆111与连接套管部142的过盈配合将绝缘杆111固定在连接套管部142中。可以理解的是，为了加强连接套管部142与连接基座141之间的强度，还可以在连接套管部142与连接基座141之间且在连接套管部142的外侧设置加强筋144。
所述悬挂金具115包括一个悬挂基座151、一个设置于悬挂基座151的一侧且与该悬挂基座151垂直相连的悬挂套管部152，以及一个设置于悬挂基座151的另一侧上的悬挂部153。所述悬挂基座151以及悬挂套管部152与连接金具114中的连接基座141、连接套管部142的结构与功能相同，在这里不再赘述。所述悬挂部153设置在悬挂基座151的相对于悬挂套管部152相对的另一侧。该悬挂部153上设置有至少一个悬挂孔154，用于穿设输电线。
请参阅图3，其为所述金属连接件12的结构示意图。所述金属连接件12包括一个套筒部121，至少一个设置于该套筒部121外侧的连接臂122，以及至少一个设置于连接臂122的自由端的连接板123。所述套筒部121的直径与主杆10的直径相当从而将金属连接件12套设于该主杆10上。其套设方法可以通过粘胶固定也可以通过过盈配合方式固定。所述连接臂122固定在套筒部121上，其固定方式可以为焊接，螺栓连接，或者是其它方式，如销钉。在本实施例中，用于连接下横担的金属连接件12具有两个连接臂122，而用于连接上横担的金属连接件12有一个连接臂122就可以了。所述连接板123上设置有多个与连接基座141上的固定孔143对应设置的连接孔124，用于与连接基座141相连，从而固定所述横担11。
可以理解的的是，所述电网输电线用复合绝缘塔100还可以包括至少一个设置在横担11与主杆10之间的吊杆13。如图4所示，为所述电网输电线用复合绝缘塔100带有吊杆13的结构示意图。所述吊杆13用于增加横担11的强度，使其免于被输电线拉弯或拉折而造成输电事故。所述吊杆13的制造材料与主杆10的制造材料相似，也是将玻璃纤维纱浸渍在树脂中制备而成，具有绝缘的性能。
请参阅图5，为本发明第二实施例所提供的电网输电线用复合绝缘塔200的结构示意图。所述电网输电线用复合绝缘塔200包括一个主杆20，至少一个设置于该主杆20上的横担21，至少一个用于连接所述杆塔20与横担21的金属连接件22，以及至少一个设置在所述横担21自由端的绝缘子串23。
在第二实施例中的主杆20、横担21以及金属连接件22与第一实施例中的主杆10、横担11以及金属连接件12的结构与功能基本一样，在这里不再赘述。
所述绝缘子串23是为了进一步增加爬电距离。在相同电压等级的情况下，由于横担21及主杆20皆由绝缘材料制备，且横担21包含有用于增加爬电距离的伞裙213，因此，所述绝缘子串23的长度与传统的绝缘子串相比，其长度可以更短。所述绝缘子串23的其他结构或者参数与传统绝缘子串可以完全相同，在这里不再赘述。该绝缘子串23通过一种标准的连接金具(图未示)，如U形挂环，设置在所述横担21上。因为这种标准的连接金具是一种通用标准件，在本实施例中，不加以详述。
与现有技术相比，本发明所述的电网输电线用复合绝缘塔使用复合材料制造的主杆及横担作为输电线的支撑件，且横担的外侧设置有护套及伞裙，使得电网输电线用复合绝缘塔可以不使用绝缘子串或者使用比与传统绝缘子串相比更短的绝缘子串，从而可以降低杆塔的总的高度，进而降低杆塔的成本以及重量。
另外，本领域技术人员还可以本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种电网输电线用复合绝缘塔，其包括主杆以及至少一根设置于该主杆上的横担，其特征在于：所述横担包括一个绝缘杆以及设置于所述绝缘杆外侧的伞体，所述伞体由硫化硅橡胶制成，该绝缘杆的一端与主杆连接，另一端连接有一个悬挂金具，该悬持金具沿该横担的轴向延伸，所述悬挂金具用于设置输电线或者绝缘子，所述主杆与绝缘杆由玻璃纤维纱浸渍在树脂材料中制成。
2.如权利要求1所述的电网输电线用复合绝缘塔，其特征在于：所述绝缘杆为一个空心杆或一个实心杆。
3.如权利要求1所述的电网输电线用复合绝缘塔，其特征在于：所述树脂为聚氨酯树脂或乙烯基酯树脂。
4.如权利要求1所述的电网输电线用复合绝缘塔，其特征在于：所述悬挂金具的一端设置在所述绝缘杆上，另一端设置有一个悬挂孔，该悬挂孔用于设置输电线。
5.如权利要求1所述的电网输电线用复合绝缘塔，其特征在于：所述横担还包括一个连接金具，该连接金具用于连接该绝缘杆与主杆，所述连接金具包括一个连接基座、一个设置于连接基座的一端且与连接基座相连的连接套管部，所述连接基座用于连接主杆，所述连接套管部用于设置绝缘杆。
6.如权利要求1所述的电网输电线用复合绝缘塔，其特征在于：所述电网输电线用复合绝缘塔还包括至少一个吊杆，该吊杆设置在所述主杆与横担之间。
7.如权利要求6所述的电网输电线用复合绝缘塔，其特征在于：所述吊杆由多根玻璃纤维浸渍在树脂材料中制成。
8.如权利要求1所述的电网输电线用复合绝缘塔，其特征在于：所述电网输电线用复合绝缘塔还包括至少一个金属连接件，用于连接所述横担与主杆。
9.如权利要求9所述的电网输电线用复合绝缘塔，其特征在于：所述金属连接件包括至少一个套筒部，至少一个设置于该套筒部外侧的连接臂，以及至少一个设置于连接臂的自由端的连接板，所述套筒部用于套设主杆，所述连接板用于连接横担。
10.如权利要求1所述的电网输电线用复合绝缘塔，其特征在于：所述伞体由高温硫化硅橡胶、常温硫化硅橡胶或液体硫化硅橡胶一体注射成型。
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