CN105442901B - 一种输电电杆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及输电设备领域，更具体的说，涉及输电电杆以及其生产制备方法。所述的输电电杆可以是带有弧度的弯杆，并且以聚氨酯和纤维为原料，使用制杆模具作为模具，将制杆模具的两端固定并使其旋转，并在制杆模具旋转过程中将聚氨酯与玻璃纤维覆在其表面，直到原料在制杆模具上均匀覆盖成型，之后对制杆模具连同其上面的原料进行烘烤，并将制杆模具取出即可。本发明制成带有弧度的弯杆后可用于输电线路的转角处，并且还可根据转角程度大小分别制造出弯曲程度不同的电杆，在使用时带有一定弧度的输电电杆可抵消因拐角处电杆两侧导线的拉力的合力，可以直接省去传统输电电杆的拉线，节省布线成本。

Description

一种输电电杆及其制备方法

技术领域

本发明涉及输电设备领域，更具体的说，涉及输电电杆以及其生产制备方法。

背景技术

电杆是电的桥梁，让电运输到各个地方，我们常见的电杆有木制电杆，有水泥电杆，它们的高度不一，矗立在平原山间，遍布在人们周围。电杆的总类很多，常见的如：混凝土电杆concrete pole，其是用混凝土与钢筋或钢丝制成的电杆。铁杆：用生铁铸造的电杆，混凝土电杆有预应力和非预应力两种。电杆的截面形式有方形、八角形、工字形、环形或其他一些异型截面。最常采用的是环形截面和方形截面。电杆长度一般为4.5～20米。环形电杆有锥形杆和等径杆两种，锥形杆的梢径一般为100～230毫米，锥度为1:50，1:70或1:75；等径杆的直径为300～550毫米；两者壁厚均为30～80毫米。

在架设输电线路时，要依据输电地点以及两地之间的地势安排线路走向，在线路排布过程中，许多线路通常都无法实现全程直线排布，会出现拐角或弧形排布，这就常会出现如图1中所示“<”型排列，如此以来，位于拐角处的输电电杆便会承受其两侧输电线路的拉扯力，长此以往，加上大风天气，就会使得位于拐角处的输电电杆出现歪斜的现象，严重时还会倒下，给输电线路造成极大的损坏。

而且，传统的输电电杆多是水泥或者金属架做成，其重量很大，运输成本很高，而且在栽埋(特别是在山区等地形较为复杂的地方栽埋)时十分麻烦；而且，对于传统的输电电杆，金属制的输电电杆在户外恶劣的环境下容易腐蚀或风化，需要定期在其上面做表面处理，例如刷防护漆等，而水泥制的输电电杆在长期使用或者偶遇大风天气时会出现裂纹、裂缝甚至碎裂歪倒现象，从而加剧了其自身的损坏过程，频繁更换输电电杆的话又会极大的提高输电成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种质量轻、强度高的输电电杆及其制备方法。

本发明还能够根据需要将输电电杆做成带有一定弧度的弯杆，用在输电线路的拐角处时能够减缓拐角处输电电杆所承受拉扯力，降低输电电杆倒塌的情况，提高输电线路的稳定性。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种输电电杆，所述的输电电杆为中空状，所述的输电电杆由复合材料制成，在所述的输电电杆中有纤维增强体。

所述的纤维增强体为混合在所述复合材料中的为玻璃纤维、碳纤维以及玄武岩纤维中的一种或多种的混合物。

对于上述的输电电杆，作为进一步的设置，所述的输电电杆为带有弧度的弯杆。

对于上述的输电电杆，作为进一步的设置，所述的输电电杆的外径从一端至另一端呈锥形收缩。

对于上述的输电电杆，作为最优的选择，所述的输电电杆为锥形；但同时也可以是其它已有的例如直杆形或者多边形截面形。

本发明还提供带有弧度的输电电杆的制作方法，其制备过程为：以聚氨酯和纤维为原料，使用制杆模具作为模具，将制杆模具的两端固定并使其旋转，并在制杆模具旋转过程中将聚氨酯与玻璃纤维覆在其表面，直到原料在制杆模具上均匀覆盖成型，之后对制杆模具连同其上面的原料进行烘烤，并将制杆模具取出即可。

对于上述的制作方法，作为其进一步的处理，在对制杆模具连同其上面的原料进行烘烤之后，将制杆模具两个端部的原料进行切割，之后将制杆模具取出，可以将其两端做切除处理，使其端部更加平整。

对于上述的制作方法，作为其模具的一种最好的选择，所述的制杆模具为带有弧度的弯杆。

对于上述的制作方法，作为其所用原料中的纤维的进一步限定，所用的纤维为玻璃纤维、碳纤维以及玄武岩纤维中的一种或多种的混合物。

采用本发明一种输电电杆及其制备方法具有以下有益效果：由于采用了复合材料制成的中空的输电电杆，使得其整体质量得到极大的降低，经实验证明，本发明中的输电电杆与水泥电杆相比其重量只有水泥电杆的六分之一到八分之一；而且，纤维增强体的添加极大的提高了复合材料输电电杆的强度，在同等的试验条件下，水泥输电电杆的拉力承受极限为500千克，而本发明的输电电杆的拉力承受极限为2000千克左右，相比于金属制的输电电杆，本发明在具备较高强度的同时还拥有更好的减震等综合性能。

本发明提供的输电电杆的制备方案，将复合材料涂覆到杆状模具上制备输电电杆，当缠绕过程结束后将整体取下进行烘烤，最后取出模具，得输电电杆，该过程效率高，制作成本低廉，极易实现工业化生产应用。

而且，本发明还可以将输电电杆做成弯状，采用带有弧度的弯的输电电杆，利用输电电杆自身的弹性，使其能够抵消一部分其两侧输电线路的拉扯力，使得处于拐角处的输电电杆更为牢固，本发明制成带有弧度的弯杆还可根据转角程度大小分别制造出弯曲程度不同的电杆，当用于输电线路的转角处时，在使用时带有一定弧度的输电电杆可抵消因拐角处电杆两侧导线的拉力的合力，可以直接省去传统输电电杆的拉线，节省布线成本，而且不容易倾斜或歪倒，使得输电线路更为稳固；本发明还提供了带有弧度的输电电杆的制备方法，利用聚氨酯和纤维为原料，制备出的输电电杆带有弧度，而且质量轻、强度高，能够很好的替代传统的输电电杆。

附图说明

图1为传统的输电电杆在长期拉扯情况下出现位置偏差的结构示意图之一；

图2为传统的输电电杆在长期拉扯情况下出现位置偏差的结构示意图之二；

图3为本发明中的输电电杆的结构示意图；

图4为本发明中的输电电杆做成空心状的侧面剖视图及其截面示意图；

图5为本发明中的输电电杆在应用时的示意图；

图6为本发明中的输电电杆在应用时的侧视图；

图7为本发明中的输电电杆的制备方法的示意图；

图8为本发明中的输电电杆的制备方法的流程框图；

图9为本发明中的输电电杆的制备方法的第一种实施例制作出的输电电杆的纤维增强结构示意图；

图10为本发明中的输电电杆的制备方法的第二种实施例制作出的输电电杆的纤维增强结构示意图；

图11为本发明中的输电电杆做成竖直形状的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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地描述，显然，所描述的实施例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做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。

如图1、图2所示，在输电电杆排布过程中，由于线路走向以及填埋电杆地点的地势等问题，往往使得很多地方的输电电杆在排布时并不是直线排列，出现如图1所示的“<”型排列，这样以来，位于拐角点处的输电电杆2便会受到图1中箭头方向所示的拉力，时间一长，输电电杆2便会偏离其原始位置(如图中虚线位置所示)，这便容易造成输电线路松动，以及输电电杆2上的横担、瓷瓶以及间隔棒等松动从而偏离其正常的工作位置，造成输电线路出现故障，严重时，在大风天气还可能导致输电电杆2倾倒，造成严重的突发安全事故。

为了解决上述问题，本发明首先提供一种带有弧度的输电电杆，即弯曲样式的输电电杆100，如图3所示，输电电杆100整体呈拱形向一个方向凸出，凸出的部位呈现弧形过渡，使得输电电杆100不会占用太多的空间，在使用时，将输电电杆100凸出的一侧远离输电线路的“<”型走向，依靠输电电杆100凸出部位的自身重力对图1中的拉力抵消，保持输电电杆100能够稳定的处于初始位置，避免在拉力作用下出现位置偏离或者零部件松动的现象。

对于本发明中的输电电杆100，其材料可以是多种多样的，既可以采用传统的钢筋混凝土制作，也可以采用质量更轻的复合材料制作，例如采用聚氨酯与纤维增强体的混合物，当使用复合材料制作时，可将输电电杆100制作成中空状，如图4所示，以便于进一步降低其自身重力，在图4中，对输电电杆100的横截面截图如图中所示，当将其做成中空状时，其截面为图中所示的圆环形。

而且，对于本发明中的输电电杆100，最好将其做成上下对称状态，即当将输电电杆100竖立在地面上时，其顶端在地面的投影要与底部重合，这样便于选择填埋地点，方便输电线路的排布。

本发明中的输电电杆可以带有一定的弧度，但也可以做成直杆，以满足不同情况下的使用需求。

图5、图6为本发明中带有弧度的输电电杆100的使用状态示意图，可以看出，在使用带有弧度的输电电杆100时，当将输电电杆100竖立在预设地点时，其顶端与普通的传统电杆所处的位置是相同的，其底部也同样埋在普通传统电杆的填埋位置，如此以来，输电电杆的填埋地点以及影响输电线路排布的电杆的顶端的位置均没有变化，但是，输电电杆100自身的形状的不同，使得输电电杆100自身产生一个下坠力，如图6中的箭头方向所示，这便给输电电杆100带来一个向后倾倒的倾向，这样以来便可以抵消输电电杆2两侧的电线1的拉力，使得输电电杆2始终保持在原始位置，避免输电电杆100使用时或被风吹时因电线1的长期拉扯而歪倒，以及在电线1的拉扯作用下导致的零部件松动等现象。

本发明还提供上述的输电电杆的制备方法，其制备流程如图8所示，制备过程中使用聚氨酯和纤维为原料，使用制杆模具作为模具，将制杆模具的两端固定，并使其以固定点为轴心旋转，在制杆模具的旋转过程中，将聚氨酯和纤维共同覆在模具上，直到原料将模具覆盖，之后停止在模具上覆料，将模具连同其上面所覆盖的原料取下进行烘烤，烘烤温度为100℃～140℃，将模具上的原料烤的略显软化，之后将模具两端的原料切割，切除两端的毛沿，最后将模具抽出，即可得到输电电杆。

在上述的输电电杆的制备过程中，由于输电电杆的长度一般较长，其选择的制杆模具的长度应大于所要制备的输电电杆的长度，在将模具两端进行固定时，由于制杆模具本身长度较长，模具在自身重力作用下其中间部位会出现一定程度的下坠，呈现弯曲状态，故在使用直的制杆模具作为模具时，由于模具自身长度、重力与制备过程中的固定方式(制杆模具的两端进行固定)的设置，制备出的输电电杆是具有与模具的弯曲程度相似的弯的、带有弧度的形状。

当然，如果需要弧度较大的输电电杆，在制作时，可以直接选用带有弧度的弯的制杆模具作为模具，具体使用以及操作同上述直的制杆模具。

在上述制备输电电杆的过程中，在固定模具时，需要用到缠绕机，例如国家建筑材料工业局哈尔滨玻璃钢研究所的缠绕机，将模具的两端固定在缠绕机的夹持轴300中，如图7所示，开启旋转启动开关后，即可将原料覆在模具上，在覆原料时，可将原料放置在悬挂在模具上方的小车中，通过沿模具长度方向移动小车，实现原料沿模具长度方向依次呈螺旋状涂覆，要保证在模具整体被原料逐渐均匀的覆盖为止。

下面以模具在不同旋转速度下作为不同实施例对制备出的输电电杆进行相应的说明：

对于制备输电电杆制备方法的第一种实施例，在使用缠绕机制作输电电杆的过程中，通过控制夹持轴300的旋转速度以及原料沿模具长度方向涂覆时的移动速度，可以得出内部具有不同增强结构的输电电杆，当模具旋转速度较快时(例如旋转速度大于2s/r)，控制盛放原料的小车沿模具的长度方向的移动速度使其与模具的旋转速度相匹配(例如控制在2-8cm/s内)，直到模具上覆盖所需厚度的原料为止，之后再按照与上述相同的步骤对覆有原料的模具进行烘烤，并切割模具两端的原料后取出模具，得到空心状的输电电杆，这种情况下制备出的输电电杆，如图9所示，其增强机理为：聚氨酯作为基体材料，纤维作为增强体并以条带状分布在基体中，纤维的分布以图9中所示，其中，100为输电电杆(图中为其截取部分)，200为输电电杆100中分布的纤维线条，在产品冷却后，能够清晰的看出输电电杆100中呈条纹状分布的纤维线条200，纤维线条200以围绕输电电杆100轴心的方向依次均布，能够极大的增强输电电杆100的整体强度，使得输电电杆100更为耐磨、耐蚀，且质量轻，方便运输。

输电电杆的制备方法还存在第二种实施例，在该实施例中，要调整模具的旋转速度与原料在模具长度方向的移动速度，控制模具的旋转速度(例如使其位于2-10s/r之间)，此时增大装有原料的小车在模具长度方向上的移动速度(例如使其大于10cm/s)，此种情况下，从整体上看来，原料是以沿模具长度方向覆在模具上的，这同时还需要将小车沿模具长度方向来回移动，保证小车中的原料能够将模具整个表面完全覆盖；这种情况所制备出的输电电杆，其上面的纤维的增强作用机理图如图10所示，纤维线条200以略显倾斜的竖直方向分布在输电电杆100上，在竖直方向对其进行增强，也可以使输电电杆100获得很高的整体强度。

本发明在制备输电电杆100的过程中所用原料中的纤维可以是玻璃纤维或者碳纤维或者玄武岩纤维等中的一种或多种的混合物，其它能够与聚氨酯混合使用的纤维也在此列，不再一一列举。

如图11所示，呈直线状的输电电杆，从其顶端到末端带有一定的锥度，复合具体的实际应用。

上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (3)

1.一种输电电杆，所述的输电电杆为中空状，其特征在于：用于输电线路的“<”型拐角处,所述的输电电杆由复合材料制成，利用所述输电电杆自身的弹性，使其能够抵消一部分其两侧所述输电线路的拉扯力，在所述的输电电杆中有纤维增强体,所述的输电电杆为带有弧度的弯杆,其具有弧形过渡的凸出部位,使用时,所述输电电杆的凸出部位朝向其承受的来自两侧输电线路的拉扯力方向，并且所述输电电杆所承受的拉扯力越大，所述凸出部位的弯曲程度越大，所述输电电杆所承受的拉扯力越小，所述凸出部位的弯曲程度越小。

2.根据权利要求1所述的输电电杆，其特征在于：所述的纤维增强体为混合在所述复合材料中的为玻璃纤维、碳纤维以及玄武岩纤维中的一种或多种的混合物。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的输电电杆，其特征在于：所述的输电电杆的外径从一端至另一端呈锥形收缩。