CN102777068B - 一种格构式绝缘输电塔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种格构式绝缘输电塔，包括若干段相互连接的标准段；标准段包括四根复合材料管型主材、复合材料拉索体系统和复合材料水平杆体系统；复合材料管型主材的中部安装有中间节点钢套管，复合材料管型主材的端部安装有端节点钢套管，端节点钢套管上带有法兰；复合材料拉索体系统包括复合材料拉索和复合材料拉索端部U型环连接件；U型环连接件包括与复合材料拉索连接的环形筒体和位于环形筒体前端的U型部；复合材料水平杆体系统包括复合材料水平杆和复合材料水平杆U型插板连接件。本发明采用格构式的形式，增加了复合材料塔的刚度、改善材料刚度的不足，达到提高杆塔结构刚度和承载力目的，便于在高压以及超高压输电线路工程中推广应用。
Description
技术领域
本发明属于电力设备领域，涉及一种输电杆塔结构，尤其是涉及一种格构式绝缘输电塔。
背景技术
目前输电杆塔结构主要采用全钢制结构，耗费大量钢材，消耗了大量的矿产能源，造成生态环境的严重污染。并且线路杆塔采用全钢制结构，存在质量重、施工运输和运行维护困难等问题。同时复合材料由于具有低碳、节能、环保、高强、轻质、耐腐蚀、易加工、可设计性强和绝缘性能好等优点，成为一种取代钢材建造输电杆塔结构的理想材料之一。
为在输电杆塔结构上推广采用复合材料，通常利用复合材料制成杆塔结构，目前复合材料杆塔结构主要两类：一是单杆式复合材料杆；二是采用格构式绝缘输电塔。单杆式复合材料杆目前在国内市场上已有成熟产品，但其刚度小、承载力低，难以满足高电压等级线路工程大负荷的要求，极大地限制了复合材料在输电线路工程中的应用；格构式绝缘输电塔由于具有刚度大以及承载力高的特点，具有在高电压等级的输电线路工程中推广应用的潜力。但是由于研究难度大，目前国内外市场尚未有相关产品。
为了使复合材料杆塔能承受较大的荷载，最简单和最有效的方法是采用格构式绝缘输电塔，通过结构自身的强度和刚度来满足高电压等级线路工程的负荷要求，关键在于开发出格构式绝缘输电塔，同时又要保证格构式绝缘输电塔安全可靠，将对电网的影响降低到最低。
发明内容
本发明的目的在于充分利用复合材料的绝缘性能和轻质高强的特性，提供一种能满足实际工程需要的格构式绝缘输电塔，降低投资。
为达到上述目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：
一种格构式绝缘输电塔，包括设置于底面基础上的钢接腿、设置于钢接腿上的复合材料绝缘塔身、设置于绝缘塔身上的复合材料绝缘横担和设置于绝缘横担顶部的钢地线支架；复合材料绝缘塔身包括若干段相互连接的标准段；标准段包括四根复合材料管型主材、复合材料拉索体系统和复合材料水平杆体系统；复合材料管型主材的中部安装有中间节点钢套管，复合材料管型主材的端部安装有端节点钢套管，端节点钢套管上带有法兰；复合材料拉索体系统包括复合材料拉索和复合材料拉索端部U型环连接件；U型环连接件包括与复合材料拉索连接的环形筒体和位于环形筒体前端的U型部；复合材料水平杆体系统包括复合材料水平杆和复合材料水平杆U型插板连接件。
本发明进一步的改进在于：中间节点钢套管、端节点钢套管、U型环连接件和复合材料水平杆U型插板连接件为全钢制结构。
本发明进一步的改进在于：中间节点钢套管和端节点钢套管通过树脂固化连接在复合材料管型主材上。
本发明进一步的改进在于：U型环连接件和复合材料水平杆U型插板连接件通过树脂分别固化连接在复合材料拉索以及复合材料水平杆端头。
本发明进一步的改进在于：复合材料管型主材、复合材料拉索和复合材料水平杆的材质均为玻璃钢。
本发明进一步的改进在于：相邻两根复合材料管型主材水平相对的两个中间节点钢套管之间通过螺栓固定有复合材料水平杆体系统；相邻两根复合材料管型主材水平相对的两个端节点钢套管之间通过螺栓固定有复合材料水平杆体系统；复合材料管型主材的端节点钢套管的法兰与相邻标准段的复合材料管型主材上的法兰通过螺栓固定连接；复合材料拉索体系统通过螺栓对角连接相邻两根复合材料管型主材1的钢套管。
本发明结构采用格构式的结构形式，增加了复合材料塔的刚度、改善材料刚度的不足，达到提高杆塔结构刚度和承载力目的，便于在高压以及超高压输电线路工程中推广应用。
相对于现有技术，本发明优点是：
1、由充分复合材料优良的绝缘性能，可有效缩短横担长度，减小塔高，节省钢材，降低投资；
2、结构简单、安装方便、可靠性高；
3、低耗钢量、环保、节能、减排；
4、解决输电线路的风偏和污闪事故，提高线路安全运行水平；
5、耐腐蚀、耐高低温、被盗可能性小，降低线路的维护成本。
附图说明
图1为本发明格构式绝缘输电塔单线图。
图2为本发明格构式绝缘输电塔标准段结构图。
图中：1、复合材料管型主材；2、中间节点钢套管；3、端节点钢套管；4、复合材料拉索；5、U型环连接件；6、复合材料管型水平杆；7、水平杆端部U型插板连接节件；10、钢地线支架；20、绝缘横担；30、绝缘塔身；40、钢接腿。
具体实施方式：
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1至图2所示，本发明一种格构式绝缘输电塔，包括设置于底面基础上的钢接腿40、设置于钢接腿40上的复合材料绝缘塔身30、设置于绝缘塔身30上的复合材料绝缘横担20和设置于绝缘横担20顶部的钢地线支架10。
请参阅图2所示，复合材料绝缘塔身30包括若干段相互连接的标准段。标准段包括四根复合材料管型主材1、复合材料拉索体系统和复合材料水平杆体系统；四根复合材料管型主材1围绕形成一个下大上小的四棱锥台体，复合材料管型主材1的中部安装有中间节点钢套管2，复合材料管型主材1的端部安装有端节点钢套管3，端节点钢套管3上带有法兰。
复合材料拉索体系统包括复合材料拉索4和复合材料拉索端部U型环连接件5；U型环连接件5包括与复合材料拉索4连接的环形筒体和位于环形筒体前端的U型部。
复合材料水平杆体系统包括复合材料水平杆6和复合材料水平杆U型插板连接件7。
(1)复合材料构件端部连接件
复合材料构件端部连接件(中间节点钢套管2、端节点钢套管3、U型环连接件5和复合材料水平杆U型插板连接件7)为全钢制结构，通过树脂将中间节点钢套管2和端节点钢套管3固化连接在复合材料管型主材1上，将U型环连接件5和复合材料水平杆U型插板连接件7分别固化连接在复合材料拉索4以及复合材料水平杆6端头。复合材料管型主材1、复合材料拉索4和复合材料水平杆6的材质均为玻璃钢。
(2)格构式绝缘输电塔
相邻两根复合材料管型主材1水平相对的两个中间节点钢套管2之间通过螺栓固定有复合材料水平杆体系统；相邻两根复合材料管型主材1水平相对的两个端节点钢套管3之间通过螺栓固定有复合材料水平杆体系统；复合材料管型主材1的端节点钢套管3的法兰与相邻标准段的复合材料管型主材1上的法兰通过螺栓固定连接。复合材料拉索体系统通过螺栓对角连接相邻两根复合材料管型主材1的钢套管。通过螺栓将复合材料构件端部连接件将管型主材、拉索体系统以及复合材料水平杆体系统连接成整体，构成格构式绝缘输电塔。
(3)格构式绝缘输电塔的工作原理
格构式绝缘输电塔为一个空间桁架体系统，由复合材料绝缘横担、塔身以及钢地线支架和接腿四部分组成。它通过复合材料拉索体系统和复合材料水平杆体系统将导地线荷载以及塔身风荷载转换成格构式绝缘输电塔构件的轴向荷载，将荷载传递至四根复合材料管型主材，由四根复合材料管型主材传递至基础，实现传递大负荷的目的；对于拉索体系统，可以有效地传递拉力，当受压时，则退出工作，压力由复合材料水平杆承担。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (6)
1.一种格构式绝缘输电塔，其特征在于，包括设置于底面基础上的钢接腿(40)、设置于钢接腿(40)上的复合材料绝缘塔身(30)、设置于绝缘塔身(30)上的复合材料绝缘横担(20)和设置于绝缘横担(20)顶部的钢地线支架(10)；复合材料绝缘塔身(30)包括若干段相互连接的标准段；标准段包括四根复合材料管型主材(1)、复合材料拉索体系统和复合材料水平杆体系统；复合材料管型主材(1)的中部安装有中间节点钢套管(2)，复合材料管型主材(1)的端部安装有端节点钢套管(3)，端节点钢套管(3)上带有法兰；复合材料拉索体系统包括复合材料拉索(4)和复合材料拉索端部U型环连接件(5)；U型环连接件(5)包括与复合材料拉索(4)连接的环形筒体和位于环形筒体前端的U型部；复合材料水平杆体系统包括复合材料水平杆(6)和复合材料水平杆U型插板连接件(7)；相邻两根复合材料管型主材(1)水平相对的两个中间节点钢套管(2)之间通过螺栓固定有复合材料水平杆体系统；相邻两根复合材料管型主材(1)水平相对的两个端节点钢套管(3)之间通过螺栓固定有复合材料水平杆体系统；复合材料管型主材(1)的端节点钢套管(3)的法兰与相邻标准段的复合材料管型主材(1)上的法兰通过螺栓固定连接；复合材料拉索体系统通过螺栓对角连接相邻两根复合材料管型主材(1)的钢套管。
2.根据权利要求1所述的格构式绝缘输电塔，其特征在于，中间节点钢套管(2)、端节点钢套管(3)、U型环连接件(5)和复合材料水平杆U型插板连接件(7)为全钢制结构。
3.根据权利要求1所述的格构式绝缘输电塔，其特征在于，中间节点钢套管(2)和端节点钢套管(3)通过树脂固化连接在复合材料管型主材(1)上。
4.根据权利要求1所述的格构式绝缘输电塔，其特征在于，U型环连接件(5)和复合材料水平杆U型插板连接件(7)通过树脂分别固化连接在复合材料拉索(4)以及复合材料水平杆(6)端头。
5.根据权利要求1所述的格构式绝缘输电塔，其特征在于，复合材料管型主材(1)、复合材料拉索(4)和复合材料水平杆(6)的材质均为玻璃钢。
6.根据权利要求1所述的格构式绝缘输电塔，其特征在于，标准段的四根复合材料管型主材(1)围绕形成一个四棱锥台体。
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