CN105262031B - 架空输电线路悬垂绝缘子滑动挂槽装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种架空输电线路悬垂绝缘子滑动挂槽装置，悬垂绝缘子的底端悬挂架空输电导线，顶端悬挂在铁塔塔头上，在铁塔塔头上设有挂架，挂架上设有平衡轨道，平衡轨道设有高度差，悬垂绝缘子的顶端设有平衡滚轮，平衡滚轮设于平衡轨道上。本发明解决了重冰区高压输电线路悬垂型杆塔纵向不平衡张力自动释放的问题，大幅提升线路的安全性，提高线路运行质量和效率。
Description
技术领域
本发明涉及高压架空输电线路悬垂绝缘子与铁塔的连接技术。
背景技术
到目前为止，国内高压架空输电线路悬垂绝缘子与铁塔的连接方式均为挂孔挂设，绝缘子仅能以挂孔为轴心进行转动。
在重覆冰地区的高压输电线路中，绝大部分的冰灾倒塔事故发生在悬垂型杆塔上，而悬垂型杆塔95％以上杆件结构计算的控制工况为导线不均匀覆冰引起的纵向不平衡张力，即重冰区架空输电线路发生杆塔结构破坏和倒塔事故基本是由导线纵向不平衡张力超限引起的。
作为导线张力向杆塔传递的媒介，常规的悬垂绝缘子仅能以挂孔为中心转动，其偏移量相当有限，能抵消的导线纵向不平衡张力很小，在导线纵向不平衡张力超过设计限值时，悬垂型杆塔发生结构破坏的案例屡见不鲜，对电网运行和社会民生造成极大的安全威胁和经济危害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种架空输电线路悬垂绝缘子滑动挂槽装置，自动消除架空输电线路导线不平衡张力。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：架空输电线路悬垂绝缘子滑动挂槽装置，悬垂绝缘子的底端悬挂架空输电导线，顶端悬挂在铁塔塔头上，所述铁塔塔头上设有挂架，所述挂架上设有平衡轨道，所述平衡轨道设有高度差，所述悬垂绝缘子的顶端设有平衡滚轮，所述平衡滚轮设于平衡轨道上。
优选的，三只悬垂绝缘子呈Y型分布，所述挂架设有一对，上侧的两个悬垂绝缘子分别与对应的一个挂架连接。
优选的，所述挂架包括两块U型槽钢，两块U型槽钢的开口方向相反，所述平衡轨道为U型槽钢底面上沿长度方向开设的轨道槽，平衡滚轮设于轨道槽内。
优选的，所述悬垂绝缘子的顶端设有挂件，所述挂件上穿过一根悬挂螺杆，所述悬挂螺杆上设有平衡滚轮。
优选的，所述挂件包括下挂板和上挂板，所述悬挂螺杆活动穿过上挂板，所述下挂板与上挂板转接。
优选的，所述挂架整体呈V型结构，所述平衡轨道也呈V型结构。
其中，架空输电导线两侧没有不平衡张力时，悬垂绝缘子处于竖直状态；当架空输电导线两侧产生不平衡张力时，悬垂绝缘子开始向张力较大侧偏移；当架空输电导线的纵向不平衡张力超过设定值时，悬垂绝缘子在在不平衡张力沿平衡轨道方向分力的作用下开始滑动，悬垂绝缘子两侧的架空输电导线长度发生变化，张力较大侧线长增加，张力随之减小；张力较小侧线长减少，张力随之增大，当两侧的张力达到动态平衡后，悬垂绝缘子恢复平衡状态；当悬垂绝缘子两侧的不平衡张力减小或消除时，在两侧线长不均的张力作用和架空输电导线自重作用下，悬垂绝缘子向平衡轨道最低点滑动，最终回到中点恢复初始平衡状态。
本发明解决了重冰区高压输电线路悬垂型杆塔纵向不平衡张力自动释放的问题，采用本发明后的有益效果：
(1)在经济指标没有变化的前提下大幅提高了重冰区高压输电线路悬垂型杆塔抵抗纵向不平衡张力的能力，从而大幅提升线路的安全性；
(2)在设计覆冰值确定的前提下可有效降低重冰区悬垂型杆塔的塔重指标，提高线路经济性；
(3)本装置在线路反复覆冰、融冰过程中可根据实际情况自动动作，无须人工干预复位，提高线路运行质量和效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
图1为滑动挂槽在铁塔上的安装示意图；
图2为滑动挂槽结构示意图；
图3为悬垂绝缘子与滑动挂槽的连接实现方式示意图；
图4a为悬垂绝缘子在V型平衡轨道内作用过程的受力分析图1；
图4b为悬垂绝缘子在V型平衡轨道内作用过程的受力分析图2；
图4c为悬垂绝缘子在V型平衡轨道内作用过程的受力分析图3；
图4d为悬垂绝缘子在V型平衡轨道内作用过程的受力分析图4；
图4e为悬垂绝缘子在V型平衡轨道内作用过程的受力分析图5；
图4f为悬垂绝缘子在V型平衡轨道内作用过程的受力分析图6。
具体实施方式
如图1所示，悬垂绝缘子串由呈Y型分布的三支悬垂绝缘子1组成，其中上侧的两个悬垂绝缘子1悬挂在铁塔塔头3上，悬垂绝缘子1的底端悬挂架空输电导线4。
如图1至图3所示，为了抵消架空输电导线4的纵向不平衡张力，在铁塔塔头3上设有挂架2，挂架2上设有平衡轨道，平衡轨道设有高度差，悬垂绝缘子1的顶端设有平衡滚轮12，平衡滚轮12设于平衡轨道上。在架空输电导线4的纵向不平衡张力出现时，平衡滚轮12沿平衡轨道滑动，自动消除架空输电导线4的纵向不平衡张力。
具体的，所述挂架2设有一对，悬垂绝缘子串中上侧的两个悬垂绝缘子1分别与对应的一个挂架2连接。所述挂架2包括两块U型槽钢，两块U型槽钢的开口方向相反，所述平衡轨道为U型槽钢底面上沿长度方向开设的轨道槽21，平衡滚轮12设于轨道槽内。U型槽钢侧边通过固定螺栓31与铁塔塔头3上的型钢固定，或者也可以焊接固定。
在悬垂绝缘子1的顶端设有挂件，挂件上穿过一根悬挂螺杆11，悬挂螺杆11上设有一对平衡滚轮12，这一对平衡滚轮12分别设置在两块U型槽钢的轨道槽21内，平衡滚轮12可以直接选用滚动轴承。
所述挂件包括下挂板14和上挂板13，上挂板13与悬挂螺杆11是活动转接的，同时下挂板14和上挂板13之间也是活动转接的，且两者转动方向相互垂直，这样悬垂绝缘子1与挂架2之间可以做较大方向的相对活动。
所述上挂板13为U型结构，上挂板13的U型口朝上，所述悬挂螺杆11穿过上挂板U型口两侧，上挂板上端位于两块U型槽钢的间隙内，两个平衡滚轮12位置固定，而上挂板13与U型槽钢之间间隙确定且可以保证平衡滚轮12一直沿轨道槽21滑动不脱出。所述下挂板的上端设有滚轴螺杆15，所述滚轴螺杆15设于上挂板的U型底部内侧。
所述挂架2整体呈V型结构(沿挂架长度方向)，所述平衡轨道也呈V型结构(沿平衡轨道延伸方向)，当然平衡轨道也可以呈圆弧形结构，同样可以在平衡轨道的轨道面上产生高度差，在架空输电导线4的纵向不平衡张力出现时，通过平衡滚轮12沿平衡轨道的运动抵消纵向不平衡张力，而同时又可以通过高度差，恢复初始平衡状态。
具体来说，架空输电线路悬垂型杆塔纵向不平衡张力释放原理是：当架空输电导线两侧没有不平衡张力时，悬垂绝缘子处于竖直状态；当架空输电导线两侧由于不均匀覆冰或其它原因产生不平衡张力时，悬垂绝缘子开始向张力较大侧偏移；当架空输电导线的纵向不平衡张力超过设定值时，悬垂绝缘子在不平衡张力沿平衡轨道方向分力的作用下开始滑动，悬垂绝缘子两侧的架空输电导线长度发生变化，张力较大侧线长增加，张力随之减小；张力较小侧线长减少，张力随之增大，当两侧的张力达到动态平衡后，悬垂绝缘子恢复平衡状态；当悬垂绝缘子两侧的不平衡张力减小或消除时，在两侧线长不均的张力作用和架空输电导线自重作用下，悬垂绝缘子向平衡轨道最低点滑动，最终回到中点(V型底部)恢复初始平衡状态。
以下结合悬垂绝缘子在V型轨道内作用过程的受力分析图对其机理做进一步说明。
图4a：悬垂绝缘子两侧架空输电导线无不平衡张力，挂点仅受一组平衡的竖向力：即架空输电导线自重G和V型轨道槽的支持力N，此时悬垂绝缘子串在轨道槽中处于平衡状态。
图4b：悬垂绝缘子一侧受架空输电导线不平衡张力T，其与架空输电导线覆冰垂直比载G的合力为F，当F沿轨道槽方向向上的分力小于平衡滚轮与轨道槽的静态摩擦力f时，悬垂绝缘子串在轨道槽中仍保持平衡。
图4c：当F沿轨道槽方向向上的分力大于平衡轨道与滑槽的静态摩擦力(开始运动后为动态摩擦力)f时，悬垂绝缘子串在轨道槽中开始向张力较大侧运动，由于线长变化，张力较大侧的张力有所下降，张力较小侧的架空输电导线张力有所上升，悬垂绝缘子两侧的纵向不平衡张力开始降低。
图4d、4e：由于悬垂绝缘子串在轨道槽中的运动，纵向不平衡张力持续下降，至F沿轨道槽方向向上的分力与平衡滚轮与滑槽的动态摩擦力(停止运动后为静态摩擦力)f时，悬垂绝缘子串在轨道槽中停止运动，恢复平衡状态；
图4f：由于均匀覆冰率降低等原因导致纵向不平衡张力下降(图中为极限状态及不均匀张力完全)，至F沿轨道槽方向向下的分力Fx大于平衡滚轮与轨道槽的静态摩擦力(开始运动后为动态摩擦力)f时，悬垂绝缘子串在轨道槽中开始向中心点运动，直至不平衡张力下降到可接受的范围内时，即可恢复图4a的平衡状态。
上述实施例只是以Y型悬垂绝缘子串与两平行挂架配合为例做出说明，但是本发明并不限于上述实施例，作为上述实施例的变形，悬垂绝缘子串也可以为V型、I型等其他形式，当然，根据绝缘子串的形式变化，挂架的数量及分布形式也对应做出变化，比如可以只设置一个挂架。
Claims (5)
1.架空输电线路悬垂绝缘子滑动挂槽装置，悬垂绝缘子的底端悬挂架空输电导线，顶端悬挂在铁塔塔头上，其特征在于：所述铁塔塔头上设有挂架，所述挂架上设有平衡轨道，所述平衡轨道设有高度差，所述悬垂绝缘子的顶端设有平衡滚轮，所述平衡滚轮设于平衡轨道上，三只悬垂绝缘子呈Y型分布，所述挂架设有一对，上侧的两个悬垂绝缘子分别与对应的一个挂架连接，所述挂架整体呈V型结构，所述平衡轨道也呈V型结构。
2.根据权利要求1所述的架空输电线路悬垂绝缘子滑动挂槽装置，其特征在于：所述挂架包括两块U型槽钢，两块U型槽钢的开口方向相反，所述平衡轨道为U型槽钢底面上沿长度方向开设的轨道槽，平衡滚轮设于轨道槽内。
3.根据权利要求2所述的架空输电线路悬垂绝缘子滑动挂槽装置，其特征在于：所述悬垂绝缘子的顶端设有挂件，所述挂件上穿过一根悬挂螺杆，所述悬挂螺杆上设有平衡滚轮。
4.根据权利要求3所述的架空输电线路悬垂绝缘子滑动挂槽装置，其特征在于：所述挂件包括下挂板和上挂板，所述悬挂螺杆活动穿过上挂板，所述下挂板与上挂板转接。
5.根据权利要求1所述的架空输电线路悬垂绝缘子滑动挂槽装置，其特征在于：当架空输电导线两侧没有不平衡张力时，悬垂绝缘子处于竖直状态；当架空输电导线两侧产生不平衡张力时，悬垂绝缘子开始向张力较大侧偏移；当架空输电导线的纵向不平衡张力超过设定值时，悬垂绝缘子在不平衡张力沿平衡轨道方向分力的作用下开始滑动，悬垂绝缘子两侧的架空输电导线长度发生变化，张力较大侧线长增加，张力随之减小；张力较小侧线长减少，张力随之增大，当两侧的张力达到动态平衡后，悬垂绝缘子恢复平衡状态；当悬垂绝缘子两侧的不平衡张力减小或消除时，在两侧线长不均的张力作用和架空输电导线自重作用下，悬垂绝缘子向平衡轨道最低点滑动，最终回到中点恢复初始平衡状态。
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