CN105370083B - 一种渗铝钢输电铁塔 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种渗铝钢输电铁塔，所述输电铁塔包括竖直设置的塔身、横向设置在所述塔身上端的塔头和设置在所述塔头上的输电导线，所述塔身为由角钢主材、角钢斜材和与所述角钢主材垂直设置的角钢横材交错连接形成的框架结构；所述输电导线上设有导线防舞装置。本发明提供的输电铁塔，具有提高输电铁塔的耐腐蚀能力、提高输电铁塔使用年限至少一年以上、降低铁塔造价并防止输电线路的导线舞动的优点。
Description
技术领域
本发明涉及输电设备，具体讲涉及一种渗铝钢输电铁塔。
背景技术
随着电网规模的快速发展对输电铁塔的需求也不断增加，因钢材腐蚀导致的输电杆塔运行维护费用十分惊人，大气环境(沿海盐雾及化工酸雨区)导致常规输电铁塔腐蚀严重。由此可见铁塔的腐蚀造成了输电杆塔材料及能源的极大浪费，严重影响电网运行的安全可靠性。所以需要提供一种渗铝钢输电铁塔，防止输电铁塔腐蚀、造成强度缺失、力学性能降低。
本发明人经长期观察、研究发现有具有防腐功能的输电铁塔往往采用采用热镀锌的钢结构防腐，现有输电铁塔会涉及问题：1.传统热镀锌法耗锌量大、剩余锌渣多，无法满足工业生产要求；2.存在能耗高和污染严重的问题；3.热镀锌的钢材防腐性能差、使用寿命和强度不足，不能满足输电铁塔在极端环境的防腐要求；4.输电铁塔节点结构不合理，造成耗材增加、节点强度差并增加了施工难度；5.输电铁塔的防舞装置性能差，不能有效抑制相邻两导线的同期舞动，在恶劣气象条件下容易造成了严重的经济损失和社会影响。
为此，需要提供一种渗铝钢输电铁塔，以提高输电铁塔的耐腐蚀能力、提高输电铁塔使用年限至少一年以上、降低铁塔造价和维护成本。
发明内容
要解决现有技术的不足，本发明提供了下述技术方案来实现的：提供一种渗铝钢输电铁塔，所述输电铁塔包括竖直设置的塔身、横向设置在所述塔身上端的塔头和设置在所述塔头上的输电导线，
所述塔身为由角钢主材、角钢斜材和与所述角钢主材垂直设置的角钢横材交错连接形成的框架结构；
所述输电导线上设有导线防舞装置。
所述塔头包括水平设置的横担、垂直于所述横担分别对称设置在所述塔身两侧的支撑竖梁；
所述支撑竖梁和横担围成形状为六边形的塔窗；
所述横担的左端、中间端和右端分别设有挂接所述输电导线的连接件。
所述输电铁塔采用渗铝钢作为电塔主材，所述渗铝钢采用镀铝和渗铝一体的热浸镀铝的制造工艺。
所述渗铝钢由内至外依次设有渗铝层和表面铝层；
所述表面铝层包括Al203，其厚度为75至80μm，
所述渗铝层包括Al2Fe04，其厚度为15至20μm。
所述导线防舞装置包括与所述输电导线相连的导线防舞机构、设置在地面上的调整机构和在所述导线防舞机构和调整机构之间的复合绝缘子组件；
所述导线防舞机构包括形状为正多边形的框架和设置在所述框架顶点的固定线夹；
所述调整机构包括设有钢丝绳的放线轮、设置在所述放线轮下端的地基和与所述放线轮相连的控制器。
所述固定线夹包括依次连接的十字轴、弹性柱和由线夹主体和线夹压盖组成的线夹；
所述十字轴与框架活动连接，其轴向中心设有与所述线夹主体固定连接的固定轴；
所述弹性柱设置在所述十字轴四周；
所述框架上设有竖向设置的固定板，所述固定板下表面设有与所述复合绝缘子组件相连的孔。
所述复合绝缘子组件包括在所述导线防舞机构与钢丝绳之间依次设有连接两者的U型挂环、延长拉环、绝缘子串和通过U型挂环与所述绝缘子串相连的三角联板；
所述U型挂环为一端水平设有开孔的U型板状结构；所述开孔通过螺栓与所述固定板相连，所述U型挂环另一端套接有形状为环形的所述延长拉环；
所述绝缘子串两端均设有均压环；所述均压环为由对称设置的两个半环构成的圆环，所述半环端部设置封端球，
设置在所述绝缘子串上下两端的所述均压环固定在分别与U型挂环和U型挂环相连的半圆形支架上；
所述三角联板为等腰三角形，其一端沿同一直线间隔等距设置与所述U型挂环连接的孔，另一端设有与所述三角形底边上的中线位于同一悬垂线并与所述钢丝绳相连的连接孔。
一种用于渗铝钢的制造方法，所述方法包括如下步骤：
第一步选取标号为Q235、Q345或Q420标号的角钢，使其在400℃至450℃的温度区间内烘烧除油处理10min至表面干净无油；
第二步将烘烧除油后的所述角钢用酸洗液冲洗，酸洗除锈；按质量百分比计，所述酸洗液含：2.5％的wt98H2SO4、16％的wt36HCl、余量为水；
第三步将冲洗后的所述角钢浸入活化液中；按质量百分比计，所述活化液含：1.8％Na2B4O7、2.0％NaNO2、30％NaOH、余量为水的活化液内活化28至33s；
第四步将活化后的所述角钢浸入装有熔融铝液的高温炉中进行渗铝处理。
所述第四步中，当所述角钢的长度不超过6m时，将其全部浸入铝液中进行渗铝处理；
当所述角钢的长度超过6m且不超过12mm时，将其两端分别浸入铝液中采用两头渗的方法进行渗铝加工；
所述熔融铝液的温度为700℃至730℃，优选为715℃。
所述输电铁塔上设有连接电塔构件的固定螺栓，所述固定螺栓采用热镀锌工艺处理并安装在所述输电铁塔上后，在其表面进行喷铝处理。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：
1、本申请提供的渗铝钢输电铁塔采用渗铝钢为电塔钢材，具有防止输电铁塔腐蚀，提高输电铁塔的抗腐蚀能力、提高输电铁塔使用年限至少一年以上的优异效果。
2、本申请提供的渗铝钢输电铁塔采用镀铝和渗铝一体的热浸镀铝的制造工艺，具有腐蚀效果好、维护成本低和环境污染少的优异效果。
3、本申请提供的渗铝钢输电铁塔采用特殊配比的酸洗液，具有酸洗除锈速度快、消除钢质工件表面氢脆影响效果好、酸消耗量低的优异效果。
4、本申请提供的渗铝钢输电铁塔采用特殊配比的活化液，具有防止钢材表面的二次氧化和改善钢材渗铝后的表面质量的优异效果。
5、本申请提供的渗铝钢输电铁塔采用防舞装置能有效抑制相邻两导线的同期舞动，避免在恶劣气象条件下造成严重的经济损失和社会影响。
6、本申请提供的渗铝钢输电铁塔采用导线防舞机构和调整机构配合使用的方式，具有提高输电铁塔输电线路防舞性能的优异效果。
7、本申请提供的渗铝钢输电铁塔采用固定有弹性柱的十字轴作为防舞器具，具有防舞性能好的优异效果。
附图说明
图1为本发明提供的渗铝钢输电铁塔主视图；
图2为本发明提供的导线防舞装置主视图；
图3为本发明提供的导线防舞机构主视图；
图4为本发明提供的线夹主体结构示意图；
图5为本发明提供的导线防舞机构与复合绝缘子组件连接示意图；
图6为本发明提供的U型挂环主视图；
图7为本发明提供的U型挂环侧视图；
其中，1—塔身、2—塔头、3—角钢主材、4—角钢斜材、5—角钢横材、6—导线防舞装置、7—横担、8—支撑竖梁、9—导线防舞机构、10—调整机构、11—复合绝缘子组件、12—框架、13—固定线夹、14—十字轴、15—弹性柱、16—线夹主体、17—U型挂环、18—延长拉环、19—绝缘子串、20—三角联板；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，一种渗铝钢输电铁塔，所述输电铁塔包括竖直设置的塔身1、横向设置在所述塔身1上端的塔头2和设置在所述塔头2上的输电导线，
所述塔身1为由角钢主材3、角钢斜材4和与所述角钢主材3垂直设置的角钢横材5交错连接形成的框架结构；
所述输电导线上设有导线防舞装置6。
所述塔头2包括水平设置的横担7、垂直于所述横担7分别对称设置在所述塔身1两侧的支撑竖梁8；
所述支撑竖梁8和横担7围成形状为六边形的塔窗；
所述横担7的左端、中间端和右端分别设有挂接所述输电导线的连接件。
所述输电铁塔采用渗铝钢作为电塔主材，所述渗铝钢采用镀铝和渗铝一体的热浸镀铝的制造工艺。
所述渗铝钢由内至外依次设有渗铝层和表面铝层；
所述表面铝层包括Al203，其厚度为75至80μm，
所述渗铝层包括Al2Fe04，其厚度为15至20μm。
如图2所示，所述导线防舞装置6包括与所述输电导线相连的导线防舞机构9、设置在地面上的调整机构10和在所述导线防舞机构9和调整机构10之间的复合绝缘子组件11；
如图3所示，所述导线防舞机构9包括形状为正多边形的框架12和设置在所述框架12顶点的固定线夹13；
所述调整机构10包括设有钢丝绳的放线轮、设置在所述放线轮下端的地基和与所述放线轮相连的控制器。
如图4所示，所述固定线夹13包括依次连接的十字轴14、弹性柱15和由线夹主体16和线夹压盖组成的线夹；
所述十字轴14与框架12活动连接，其轴向中心设有与所述线夹主体16固定连接的固定轴；
所述弹性柱15设置在所述十字轴14四周；
所述框架12上设有竖向设置的固定板，所述固定板下表面设有与所述复合绝缘子组件11相连的孔。
如图5所示，所述复合绝缘子组件11包括在所述导线防舞机构9与钢丝绳之间依次设有连接两者的U型挂环17、延长拉环18、绝缘子串19和通过U型挂环17与所述绝缘子串19相连的三角联板20；
如图6和图7所示，所述U型挂环17为一端水平设有开孔的U型板状结构；所述开孔通过螺栓与所述固定板相连，所述U型挂环17另一端套接有形状为环形的所述延长拉环18；
所述绝缘子串19两端均设有均压环；所述均压环为由对称设置的两个半环构成的圆环，所述半环端部设置封端球，
设置在所述绝缘子串19上下两端的所述均压环固定在分别与U型挂环17和U型挂环17相连的半圆形支架上；
所述三角联板20为等腰三角形，其一端沿同一直线间隔等距设置与所述U型挂环17连接的孔，另一端设有与所述三角形底边上的中线位于同一悬垂线并与所述钢丝绳相连的连接孔。
一种用于渗铝钢的制造方法，所述方法包括如下步骤：
第一步选取标号为Q235、Q345或Q420标号的角钢，使其在400℃至450℃的温度区间内烘烧除油处理10min至表面干净无油；
第二步将烘烧除油后的所述角钢用酸洗液冲洗，酸洗除锈；按质量百分比计，所述酸洗液含：2.5％的wt98H2SO4、16％的wt36HCl、余量为水；
第三步将冲洗后的所述角钢浸入活化液中；按质量百分比计，所述活化液含：1.8％Na2B4O7、2.0％NaNO2、30％NaOH、余量为水的活化液内活化28至33s；
第四步将活化后的所述角钢浸入装有熔融铝液的高温炉中进行渗铝处理。
所述第四步中，当所述角钢的长度不超过6m时，将其全部浸入铝液中进行渗铝处理；
当所述角钢的长度超过6m且不超过12mm时，将其两端分别浸入铝液中采用两头渗的方法进行渗铝加工；
所述熔融铝液的温度为700℃至730℃，优选为715℃。
所述输电铁塔上设有连接电塔构件的固定螺栓，所述固定螺栓采用热镀锌工艺处理并安装在所述输电铁塔上后，在其表面进行喷铝处理。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范之内。
Claims (7)
1.一种渗铝钢输电铁塔，所述输电铁塔包括竖直设置的塔身(1)、横向设置在所述塔身(1)上端的塔头(2)和设置在所述塔头(2)上的输电导线，其特征在于：
所述塔身(1)为由角钢主材(3)、角钢斜材(4)和与所述角钢主材(3)垂直设置的角钢横材(5)交错连接形成的框架结构；
所述输电导线上设有导线防舞装置(6)；
所述塔头(2)包括水平设置的横担(7)、垂直于所述横担(7)分别对称设置在所述塔身(1)两侧的支撑竖梁(8)；
所述支撑竖梁(8)和横担(7)围成形状为六边形的塔窗；
所述横担(7)的左端、中间端和右端分别设有挂接所述输电导线的连接件；
所述输电铁塔采用渗铝钢作为电塔主材，所述渗铝钢采用镀铝和渗铝一体的热浸镀铝的制造工艺；
所述渗铝钢由内至外依次设有渗铝层和表面铝层；
所述渗铝层包括Al2Fe04，其厚度为15至20μm，
所述表面铝层包括Al203，其厚度为75至80μm；
所述导线防舞装置(6)包括与所述输电导线相连的导线防舞机构(9)、设置在地面上的调整机构(10)和在所述导线防舞机构(9)和调整机构(10)之间的复合绝缘子组件(11)；
所述导线防舞机构(9)包括形状为正多边形的框架(12)和设置在所述框架(12)顶点的固定线夹(13)；
所述调整机构(10)包括设有钢丝绳的放线轮、设置在所述放线轮下端的地基和与所述放线轮相连的控制器。
2.如权利要求1所述的输电铁塔，其特征在于，所述固定线夹(13)包括依次连接的十字轴(14)、弹性柱(15)和由线夹主体(16)和线夹压盖组成的线夹；
所述十字轴(14)与框架(12)活动连接，其轴向中心设有与所述线夹主体(16)固定连接的固定轴；
所述弹性柱(15)设置在所述十字轴(14)四周；
所述框架(12)上设有竖向设置的固定板，所述固定板下表面设有与所述复合绝缘子组件(11)相连的孔。
3.如权利要求2所述的输电铁塔，其特征在于，所述复合绝缘子组件(11)包括在所述导线防舞机构(9)与钢丝绳之间依次设有连接两者的U型挂环(17)、延长拉环(18)、绝缘子串(19)和通过U型挂环(17)与所述绝缘子串(19)相连的三角联板(20)；
所述U型挂环(17)为一端水平设有开孔的U型板状结构；所述开孔通过螺栓与所述固定板相连，所述U型挂环(17)另一端套接有形状为环形的所述延长拉环(18)；
所述绝缘子串(19)两端均设有均压环；所述均压环为由对称设置的两个半环构成的圆环，所述半环端部设置封端球，
设置在所述绝缘子串(19)上下两端的所述均压环固定在分别与U型挂环(17)和U型挂环(17)相连的半圆形支架上；
所述三角联板(20)为等腰三角形，其一端沿同一直线间隔等距设置与所述U型挂环(17)连接的孔，另一端设有与所述三角形底边上的中线位于同一悬垂线并与所述钢丝绳相连的连接孔。
4.一种用于1～3任一项权利要求的渗铝钢制造方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
第一步选取标号为Q235、Q345或Q420标号的角钢，使其在400℃至450℃的温度区间内烘烧除油处理10min至表面干净无油；
第二步将烘烧除油后的所述角钢用酸洗液冲洗，酸洗除锈；按质量百分比计，所述酸洗液含：2.5％的wt98H2SO4、16％的wt36HCl、余量为水；
第三步将冲洗后的所述角钢浸入活化液中；按质量百分比计，所述活化液含：1.8％Na2B4O7、2.0％NaNO2、30％NaOH、余量为水的活化液内活化28至33s；
第四步将活化后的所述角钢浸入装有熔融铝液的高温炉中进行渗铝处理。
5.如权利要求4所述的渗铝钢制造方法，其特征在于，所述第四步中，当所述角钢的长度不超过6m时，将其全部浸入铝液中进行渗铝处理；
当所述角钢的长度超过6m且不超过12mm时，将其两端分别浸入铝液中采用两头渗的方法进行渗铝加工；
所述熔融铝液的温度为700℃至730℃。
6.如权利要求5所述的渗铝钢制造方法，其特征在于，所述熔融铝液的温度为715℃。
7.如权利要求4所述的渗铝钢制造方法，其特征在于，所述输电铁塔上设有连接电塔构件的固定螺栓，所述固定螺栓采用热镀锌工艺处理并安装在所述输电铁塔上后，在其表面进行喷铝处理。
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