CN106677592A - 一种双曲线奖杯型输电线路塔及其建造方法 - Google Patents

一种双曲线奖杯型输电线路塔及其建造方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种双曲线奖杯型输电线路塔及其建造方法，双曲线奖杯型输电线路塔整体为双曲线结构(1)，双曲线结构(1)由开口向左的第一双曲线部分(2)和开口向右的第二双曲线部分(2)背靠背固定连接而成，第一双曲线部分(2)和第二双曲线部分(3)关于中心轴线(4)对称，垂直于中心轴线(4)的横隔面(5)紧固第一双曲线部分(2)和第二双曲线部分(3)，第一双曲线部分(2)和第二双曲线部分(3)之间的空隙部分设有球体(6)，上输电线路横担(7)设有连接输电线路的上层I型绝缘子串(10)，中输电线路横担(8)设有连接输电线路的V型绝缘子串(11)，下输电线路横担(9)设有连接输电线路的下层I型绝缘子串(12)。

Description

一种双曲线奖杯型输电线路塔及其建造方法
技术领域
本发明涉及一种输电线路技术领域，特别是一种双曲线奖杯型输电线路塔及其建造方法。
背景技术
为了降低电能输送的成本，减少输电走廊对土地的占用，采用特高压等级线路和紧凑型输电方式是两条很有效的途径，因此，特高压输电和紧凑型输电在世界各国均被作为远距离大容量输电的优选方案。根据我国电能远距离输送的需要，近几年我国在大力推动特高压电网建设，紧凑型输电线路通过对导线的优化排列，将三相导线置于同一塔窗内，三相导线间无接地构件，达到提高自然输送功率，减少线路走廊宽度，提高单位走廊输电容量。近年来随着我国土地资源的日益紧缺，紧凑型线路在我国也得到了大力的发展，为了节约土地资源，线路走廊经常沿公路设置等，在公路区域中树立常规的输电线路塔占地面积大，对于低空占有空间大，无法有效利用空间且不利于线路安全运行。
专利文献CN203939278U开的一种220kV同塔双回路格构式复合材料窄基输电塔主要包括塔腿(7)、塔身(6)、双回路复合材料塔头(8)和地线支架(1)；所述的双回路复合材料塔头(8)由呈上下排列的三层导线横担垂直布置构成，从上到下依次为上导线横担(2)、中导线横担(3)和下导线横担(4)，六相导线均采用“I”型绝缘子串与输电塔导线横担进行联结。该专利绝缘性能好，有效降低绝缘设计水平，但该专利带有塔腿、塔身和塔头，增加了负重和成本，可靠性和稳定性不高，对低空空间无法有效利用且不利于线路的安全运行。
专利文献CN105464446A公开的一种双回路输电塔包括竖直设置的塔身(1)和分别设置在所述塔身(1)上下两端的塔头(2)和基础(3)，所述塔头(2)包括塔窗(4)、设置在所述塔窗(4)上部两端的地线支架(5)和设置在所述塔窗(4)内的回路导线；所述基础(3)包括混凝土基础(6)和设置在所述混凝土基础(6)上端的承台(7)。该专利具有很好的电塔抗扭性，但该专利带有塔腿、塔身和塔头，增加了负重和成本，可靠性和稳定性不高，对低空空间无法有效利用且不利于线路的安全运行。
专利文献CN204126354U公开的一种高压输电塔包括塔基(1)、塔脚(2)、塔身(3)、塔顶(4)和横担(5)，所述的塔基(1)、塔脚(2)、塔身(3)和塔顶(4)由下到上依次连接，所述的横担(5)设置在塔顶(4)上，所述的横担(5)上设有绝缘子串，所述的塔脚(2)、塔身(3)和塔顶(4)均由横材、斜材和腹杆通过螺钉固定构成四棱柱桁架结构。该专利塔杆采用四棱柱桁架结构并且材料为高强钢，但该专利带有塔腿、塔身和塔头，增加了负重和成本，可靠性和稳定性不高，对低空空间无法有效利用且不利于线路的安全运行。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
鉴于上述问题，本发明实施提供了一种适用于公路区域，与环境协调，免除塔腿、塔身和塔头，可靠性和稳定性高，且降低自重，有效利用低空空间以及确保线路的安全运行且结构稳定，满足电气间隙、档距和位置尺寸的双曲线奖杯型输电线路塔及其建造方法。
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。
本发明的一个方面，一种双曲线奖杯型输电线路塔整体为双曲线结构，所述双曲线结构由开口向左的第一双曲线部分和开口向右的第二双曲线部分背靠背固定连接而成，所述第一双曲线部分和第二双曲线部分关于中心轴线对称，垂直于所述中心轴线的横隔面紧固所述第一双曲线部分和第二双曲线部分，所述第一双曲线部分和第二双曲线部分之间的空隙部分设有球体，所述双曲线结构设有上下排列的上输电线路横担、中输电线路横担和下输电线路横担，所述上输电线路横担设有连接输电线路的上层I型绝缘子串，所述中输电线路横担设有连接输电线路的V型绝缘子串，所述下输电线路横担设有连接输电线路的下层I型绝缘子串。
优选地，所述上层I型绝缘子串和/或下层I型绝缘子串的摇摆角角度为：其中，Pj为绝缘子串的风压(N)；p为每相输电线路单位长度风荷载(N/m)；Lh为水平档距(m)；Gj为绝缘子串的重量(N)；W为每相输电线路单位自重(N/m)；Kv为摇摆角系数。
优选地，位于所述下输电线路横担的所述下层I型绝缘子串的摇摆角角度为24.68度，位于所述上输电线路横担的所述上层I型绝缘子串的摇摆角角度为29.12度。
优选地，所述下输电线路横担从双曲线结构向外延伸1050毫米的水平距离，所述中输电线路横担从双曲线结构向外延伸1180毫米的水平距离，所述上输电线路横担从双曲线结构向外延伸760毫米的水平距离。
优选地，所述下输电线路横担和所述中输电线路横担之间相距1080mm的垂直距离，所述中输电线路横担和所述上输电线路横担之间相距1800mm的垂直距离。
优选地，所述空隙部分设有支撑结构，所述球体经由所述支撑结构垂直支撑。
优选地，同侧的相邻两个横担上的绝缘子串至少间隔一个绝缘子串的长度。
优选地，所述双曲线奖杯型输电线路塔的可听噪声满足 式中：
Z——相数；
Di——计算点距被测导线的距离，m；
PWL(i)——i相输电线路的声功率级，PWL(i)按(F2)式计算：
PWL(i)＝-164.6+120lg Em+55lg deq,(F2)，其中：
Em——导线表面最大场强，kV/cm；
deq——导线等效半径，mm，n——分裂根数，n≥3时，deq＝0.58·n·0.48d，n≤2时，deq＝d，d——子导线直径，mm；
(F2)式的适用条件：电压等级230～1500kV，分裂根数n≤16，子导体直径2≤d≤6.5cm。
优选地，所述双曲线结构由高强度钢管构成。
本发明的另一个方面，一种建造所述的双曲线奖杯型输电线路塔的方法的步骤包括：
第一步骤中：沿着所述双曲线奖杯型输电线路塔重力方向在地面上固定双曲线结构。
第二步骤中：在所述双曲线结构上布置上下排列的上输电线路横担、中输电线路横担和下输电线路横担。
第二步骤中：所述上输电线路横担布置连接输电线路的上层I型绝缘子串，所述中输电线路横担布置连接输电线路的V型绝缘子串，所述下输电线路横担布置连接输电线路的下层I型绝缘子串。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。
附图说明
通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
在附图中：
图1是根据本发明一个实施例的双曲线奖杯型输电线路塔的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的建造双曲线奖杯型输电线路塔的方法的步骤示意图。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
为了更好地理解，图1为本发明的一个实施例的双曲线奖杯型输电线路塔的结构示意图，本发明实施例将结合图1进行具体说明。
如图1所示，一种双曲线奖杯型输电线路塔整体为双曲线结构1，所述双曲线结构1由开口向左的第一双曲线部分2和开口向右的第二双曲线部分2背靠背固定连接而成，所述第一双曲线部分2和第二双曲线部分3关于中心轴线4对称，垂直于所述中心轴线4的横隔面5紧固所述第一双曲线部分2和第二双曲线部分3，所述第一双曲线部分2和第二双曲线部分3之间的空隙部分设有球体6，所述双曲线结构1设有上下排列的上输电线路横担7、中输电线路横担8和下输电线路横担9，所述上输电线路横担7设有连接输电线路的上层I型绝缘子串10，所述中输电线路横担8设有连接输电线路的V型绝缘子串11，所述下输电线路横担9设有连接输电线路的下层I型绝缘子串12。
本发明的双曲线奖杯型输电线路塔整体为双曲线结构，免除了现有技术的他教、塔身和塔头，整体形成双曲线结构提高了可靠性和稳定性，减少了塔身重量，可在一定程度上减少钢材指标，降低工程造价且提高了稳定性。本发明的双曲线奖杯型输电线路塔的所述上输电线路横担7设有连接输电线路的上层I型绝缘子串10，所述中输电线路横担8设有连接输电线路的V型绝缘子串11，所述下输电线路横担9设有连接输电线路的下层I型绝缘子串12，通过不同的绝缘子串的组合有效利用空间，限制了输电线路风偏，进一步提高了稳定性，中间设置的球体可以作为例如标志球等或者用于布置其他需要的设备。
在一个实施例中，所述上层I型绝缘子串10和/或下层I型绝缘子串12的摇摆角Φ角度为：其中，Pj为绝缘子串的风压(N)；p为每相输电线路单位长度风荷载(N/m)；Lh为水平档距(m)；Gj为绝缘子串的重量(N)；W为每相输电线路单位自重(N/m)；Kv为摇摆角系数。这保证了线路安全运行以电气间隙、档距中输电线路间的距离和防御档距中雷电绕击或反击导线所需要的导、地线相对布置尺寸。
在一个实施例中，位于所述下输电线路横担9的所述下层I型绝缘子串12的摇摆角角度为24.68度，位于所述上输电线路横担7的所述上层I型绝缘子串10的摇摆角角度为29.12度，通过对上述角度的进一步限定，进一步保证了线路安全运行。
在一个实施例中，所述下输电线路横担9从双曲线结构1向外延伸1050毫米的水平距离，所述中输电线路横担8从双曲线结构1向外延伸1180毫米的水平距离，所述上输电线路横担7从双曲线结构1向外延伸760毫米的水平距离，这有效利用了双曲线结构1的形状提供的空间。
在一个实施例中，所述下输电线路横担9和所述中输电线路横担8之间相距1080mm的垂直距离，所述中输电线路横担8和所述上输电线路横担7之间相距1800mm的垂直距离，这进一步保证塔运行检修人员的必要安全间隙。
在一个实施例中，所述空隙部分设有支撑结构13，所述球体6经由所述支撑结构13垂直支撑，所述球体6可以由轻质材料制成。
在一个实施例中，同侧的相邻两个横担上的绝缘子串至少间隔一个绝缘子串的长度。
在一个实施例中，交流输电线路因电晕产生的可听噪声由两部份组成：一种是由正极性流注放电产生的宽频带噪声，这是交流噪声的主要部份；另一种是由于电压周期变化，使导线附近带电离子往返运动产生的纯音，频率是50周的倍频。所述双曲线奖杯型输电线路塔的可听噪声满足式中：
Z——相数；
D——测点至被测i相输电线路的距离；
PWL(i)——i相输电线路的声功率级，PWL(i)按F2式计算：
PWL(i)＝-164.6+120lg Em+55lg deq,F2，其中：
Em——导线表面最大场强，kV/cm；
d——子导线直径，mm；
Di——计算点距被测导线的距离，m；
deq——导线等效半径，mm，n——分裂根数，n≥3时，deq＝0.58·n·0.48d，n≤2时，deq＝d，
F2式的适用条件：电压等级230～1500kV，分裂根数n≤16，子导体直径2≤d≤6.5cm。
在一个实施例中，进一步地，多相导线合成的可听噪声可以用下列公式计算：
式中：
SLA——总声压级；
SLA(i)——每根导线的声压级。
在一个实施例中，所述双曲线结构1由高强度钢管构成。进一步地，在一个实施例中，双曲线奖杯型输电线路塔主材采用高强度钢管，斜材采用高强度角钢，塔整体采用双曲结构构造。
图2为本发明的一个实施例的建造所述的双曲线奖杯型输电线路塔的方法的步骤示意图。
如图2所示，建造所述的双曲线奖杯型输电线路塔的方法的步骤包括：
第一步骤S1中：沿着所述双曲线奖杯型输电线路塔重力方向在地面上固定双曲线结构1。
第二步骤S2中：在所述双曲线结构1上布置上下排列的上输电线路横担7、中输电线路横担8和下输电线路横担9。
第二步骤S3中：所述上输电线路横担7布置连接输电线路的上层I型绝缘子串10，所述中输电线路横担8布置连接输电线路的V型绝缘子串11，所述下输电线路横担9布置连接输电线路的下层I型绝缘子串12。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (10)

1.一种双曲线奖杯型输电线路塔，其特征在于：所述双曲线奖杯型输电线路塔整体为双曲线结构(1)，所述双曲线结构(1)由开口向左的第一双曲线部分(2)和开口向右的第二双曲线部分(2)背靠背固定连接而成，所述第一双曲线部分(2)和第二双曲线部分(3)关于中心轴线(4)对称，垂直于所述中心轴线(4)的横隔面(5)紧固所述第一双曲线部分(2)和第二双曲线部分(3)，所述第一双曲线部分(2)和第二双曲线部分(3)之间的空隙部分设有球体(6)，所述双曲线结构(1)设有上下排列的上输电线路横担(7)、中输电线路横担(8)和下输电线路横担(9)，所述上输电线路横担(7)设有连接输电线路的上层I型绝缘子串(10)，所述中输电线路横担(8)设有连接输电线路的V型绝缘子串(11)，所述下输电线路横担(9)设有连接输电线路的下层I型绝缘子串(12)。
2.根据权利要求1所述的双曲线奖杯型输电线路塔，其特征在于，优选的，所述上层I型绝缘子串(10)和/或下层I型绝缘子串(12)的摇摆角(Φ)角度为：其中，Pj为绝缘子串的风压(N)；p为每相输电线路单位长度风荷载(N/m)；Lh为水平档距(m)；Gj为绝缘子串的重量(N)；W为每相输电线路单位自重(N/m)；Kv为摇摆角系数。
3.根据权利要求1所述的双曲线奖杯型输电线路塔，其特征在于：位于所述下输电线路横担(9)的所述下层I型绝缘子串(12)的摇摆角角度为24.68度，位于所述上输电线路横担(7)的所述上层I型绝缘子串(10)的摇摆角角度为29.12度。
4.根据权利要求1所述的双曲线奖杯型输电线路塔，其特征在于：所述下输电线路横担(9)从双曲线结构(1)向外延伸1050毫米的水平距离，所述中输电线路横担(8)从双曲线结构(1)向外延伸1180毫米的水平距离，所述上输电线路横担(7)从双曲线结构(1)向外延伸760毫米的水平距离。
5.根据权利要求1所述的双曲线奖杯型输电线路塔，其特征在于：所述下输电线路横担(9)和所述中输电线路横担(8)之间相距1080mm的垂直距离，所述中输电线路横担(8)和所述上输电线路横担(7)之间相距1800mm的垂直距离。
6.根据权利要求1所述的双曲线奖杯型输电线路塔，其特征在于：所述空隙部分设有支撑结构(13)，所述球体(6)经由所述支撑结构(13)垂直支撑。
7.根据权利要求1所述的双曲线奖杯型输电线路塔，其特征在于：同侧的相邻两个横担上的绝缘子串至少间隔一个绝缘子串的长度。
8.根据权利要求1所述的双曲线奖杯型输电线路塔，其特征在于：所述双曲线奖杯型输电线路塔的可听噪声满足(F1)，式中：
Z——相数；
Di——计算点距被测输电线路的距离，m；
PWL(i)——i相输电线路的声功率级，PWL(i)按(F2)式计算：
PWL(i)＝-164.6+120lgEm+55lgdeq,(F2)，其中：
Em——导线表面最大场强，kV/cm；
deq——导线等效半径，mm，n——分裂根数，n≥3时，deq＝0.58·n·0.48d，n≤2时，deq＝d，d——子导线直径，mm；
(F2)式的适用条件：电压等级230～1500kV，分裂根数n≤16，子导体直径2≤d≤6.5cm。
9.根据权利要求1所述的双曲线奖杯型输电线路塔，其特征在于：所述双曲线结构(1)由高强度钢管构成。
10.一种建造权利要求1-9中任一项所述的双曲线奖杯型输电线路塔的方法，其步骤包括：
第一步骤(S1)中：沿着所述双曲线奖杯型输电线路塔重力方向在地面上固定双曲线结构(1)；
第二步骤(S2)中：在所述双曲线结构(1)上布置上下排列的上输电线路横担(7)、中输电线路横担(8)和下输电线路横担(9)；
第二步骤(S3)中：所述上输电线路横担(7)布置连接输电线路的上层I型绝缘子串(10)，所述中输电线路横担(8)布置连接输电线路的V型绝缘子串(11)，所述下输电线路横担(9)布置连接输电线路的下层I型绝缘子串(12)。
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