CN106894670A - 复合横担及复合杆塔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种复合横担，包括横担绝缘子、两列水平斜拉绝缘子和一列上斜拉绝缘子。两列水平斜拉绝缘子与横担绝缘子在同一水平面上且分别位于其两侧，两列水平斜拉绝缘子相对彼此呈V字型，其V字型开口处的一端均连接在复合杆塔塔身上，其V字型顶点处的一端连接在横担绝缘子远离塔身的一端。上斜拉绝缘子的一端连接至塔身，另一端连接在横担绝缘子远离塔身的一端。横担绝缘子远离塔身的一端配置一个主均压环、两列水平斜拉绝缘子的V字型顶点处的一端分别配置两个辅均压环和上斜拉绝缘子远离塔身的一端配置一个辅均压环。各均压环均设置在远离塔身的一端，且分别配置于横担绝缘子、两列水平斜拉绝缘子和上斜拉绝缘子上，能够有效均匀电场。
Description
技术领域
本发明涉及一种输电绝缘设备领域，具体是一种复合横担及复合杆塔。
背景技术
目前，我国220kV输电线路中，多采用铁塔结构，然而传统铁塔存在消耗矿产资源、污染生态环境、质量重、易锈蚀等缺点。复合材料因其憎水性好、防污闪、重量轻、强度高等优点，被用于取代输电杆塔的横担以及部分塔身，用于开发新型220kV输电线路复合杆塔。由于220kV复合杆塔的结构与现有的全钢制构架塔有所不同，因此需要对其电位、电场分布规律进行研究并设计均压环的配置方案，从而满足国家电网输电线路的场强控制要求。
为了解决上述问题，现有技术采用了一种均压环配置方案，其横担包括两列水平横担绝缘子、两列上斜拉绝缘子，每列水平横担绝缘子呈一字型布置，两列水平横担绝缘子呈V字型，两列水平横担绝缘子构成的V字型开口的一端连接在输电塔上，每列上斜拉绝缘子呈一字型布置并分别位于两列水平横担绝缘子的正上方，两列上斜拉绝缘子呈V字型，两列上斜拉绝缘子构成的V字型开口的一端连接在输电塔上，两列水平横担绝缘子构成的V字型的顶点和两列上斜拉横担绝缘子构成的V字型的顶点通过金具连接于同一端，两列水平横担绝缘子、两列上斜拉绝缘子靠近塔身的一端都分别配置了均压环，同时在共同连接的另一端配置了一个共用的均压环，该均压环配置方案能达到一定的均匀电场的作用。然而该均压环配置方案结构复杂，共用均压环均匀电场的效果也不够理想。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种复合横担，该复合横担结构简单，能够达到更为良好的均匀电场的效果。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术手段如下：上述复合横担包括：
横担绝缘子，呈一字型布置，该横担绝缘子一端连接在上述复合杆塔的塔身上，另一端为末端，用于设置架空电线；
斜拉绝缘子，该斜拉绝缘子包括两列水平斜拉绝缘子和位于上述横担绝缘子上方的一列上斜拉绝缘子，两列水平斜拉绝缘子与上述横担绝缘子在同一水平面上且分别位于上述横担绝缘子的两侧，两列上述水平斜拉绝缘子分别呈一字型布置，两列上述水平斜拉绝缘子相对彼此呈V字型，两列上述水平斜拉绝缘子的V字型开口处的一端均连接在上述塔身上，两列上述水平斜拉绝缘子的V字型顶点处的一端为顶端，该顶端和上述横担绝缘子的末端连接；上述上斜拉绝缘子呈一字型布置，上述上斜拉绝缘子的一端在上述横担绝缘子的上方并连接至上述塔身，上述上斜拉绝缘子的另一端连接在上述横担绝缘子的末端，上述上斜拉绝缘子与上述横担绝缘子位于同一竖直平面内。
上述复合横担上配置均压环，上述均压环包括：上述横担绝缘子末端配置的一个主均压环、两列上述水平斜拉绝缘子顶端分别配置的两个辅均压环和上述上斜拉绝缘子与上述横担绝缘子的末端相连的一端配置的一个辅均压环。
上述复合横担，在横担绝缘子和斜拉绝缘子上分别配置均压环，且均压环均位于横担绝缘子末端的一侧，由于横担绝缘子末端是电场强度最大的区域，此处为横担绝缘子和斜拉绝缘子分别配置均压环，能够达到良好的均匀电场的效果，同时结构简单、安装方便。
优选地，上述复合横担用于220kV输电线路复合杆塔，上述主均压环的环中心距为427.5mm-472.5mm、环管径为38mm-42mm、罩入深度为19mm-21mm；上述辅均压环的环中心距为237.5mm-262.5mm、环管径为47.5mm-52.5mm、罩入深度为23.75mm-26.25mm，在该给定范围内设定均压环的各结构参数，使得本220kV复合杆塔上复合横担关键部位的电场控制在电场控制指标范围内，满足输电线路的场强控制要求。
优选地，上述主均压环的环中心距为450mm、环管径为40mm、罩入深度为20mm；上述辅均压环的环中心距为250mm、环管径为50mm、罩入深度为25mm，该取值使得本220kV复合杆塔上复合横担关键部位的电场分布效果最佳。
优选地，上述主均压环和上述横担绝缘子之间、上述辅均压环和上述斜拉绝缘子之间均通过连接装置相连，上述连接装置包括至少两个均布在上述均压环上的连接件和与之配合连接的支架，该支架的一端与上述连接件连接，另一端与上述横担绝缘子或上述斜拉绝缘子连接。
优选地，上述连接件和上述支架通过紧固件相连，上述连接件远离上述均压环的一端设有供上述紧固件穿过的通孔，上述支架的一端设有与上述通孔配合连接的支架通孔，另一端设有箍片，至少两个上述支架上的上述箍片相互配合，使上述支架与上述横担绝缘子或上述斜拉绝缘子相连。
优选地，上述箍片通过紧固件与上述横担绝缘子或上述斜拉绝缘子相连，上述箍片包括箍部及位于上述箍部两侧的箍耳，上述箍耳上设有固定孔，至少两个上述支架上的上述箍片相互配合，通过上述紧固件穿过上述固定孔紧固连接，使上述横担绝缘子或上述斜拉绝缘子的外表面紧密贴合于上述箍部的内表面，恰好置于上述箍部形成的空腔中。通过箍片的相互配合连接，横担绝缘子或斜拉绝缘子被全面地包覆在箍片形成的空腔中，使得连接更为安全牢固。
优选地，上述连接件和上述支架通过紧固件相连，上述连接件远离上述均压环的一端设有供上述紧固件穿过的连接孔，上述支架的一端设有与上述连接孔配合连接的支架连接孔，另一端连接于上述横担绝缘子或上述斜拉绝缘子。
优选地，上述紧固件包括螺栓以及与上述螺栓相配合的螺帽。采用螺栓与螺帽配合使用的紧固件，使得固定牢靠并且拆卸简单。
优选地，上述横担绝缘子的末端连接有法兰，上述法兰上设置加强件，上述加强件的尖端部位倒成半径为50mm-60mm的圆角。更优选地，上述加强件的尖端部位倒成半径为60mm的圆角。由于场强在尖端部位集中，易使得尖端部位的场强高于场强控制值，因此将尖端部位进行倒角处理，可以很好地起到控制场强的作用。
本发明的目的之二是提供一种复合杆塔，在复合杆塔的塔身上设置至少一个上述复合横担。该复合杆塔由于设置上述复合横担，从而结构简单，电场更为均匀。
附图说明
图1是本发明实施例一复合横担连接于塔身500的立体图；
图2是本发明实施例一复合横担的俯视图；
图3是本发明实施例一主均压环10和辅均压环20的参数示意图；
图4是本发明实施例一主均压环10的水平截面示意图；
图5是本发明实施例一主均压环10和辅均压环20的具体参数简化示意图；
图6是本发明实施例二水平斜拉绝缘子200上连接装置50的局部放大示意图；
图7是本发明实施例二支架52的示意图；
图8是本发明实施例三横担绝缘子100上连接装置60的局部放大示意图；
图9是本发明实施例三连接件61连接于主均压环10上的示意图。
具体实施方式
根据要求，这里将披露本发明的具体实施方式。然而，应当理解的是，这里所披露的实施方式仅仅是本发明的典型例子而已，其可体现为各种形式。因此，这里披露的具体细节不被认为是限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础以及作为用于教导本领域技术人员以实际中任何恰当的方式不同地应用本发明的代表性的基础，包括采用这里所披露的各种特征并结合这里可能没有明确披露的特征。
实施例一：
如图1所示，本实施例中的复合横担包括一列横担绝缘子100、两列水平斜拉绝缘子200、300和一列上斜拉绝缘400。横担绝缘子100和两列水平斜拉绝缘子200、300位于同一水平面内，上斜拉绝缘子400位于横担绝缘子100的正上方。
横担绝缘子100呈一字型布置，一端连接在复合杆塔1000的塔身500上，另一端为末端600。两列水平斜拉绝缘子200、300呈一字型分别位于横担绝缘子100两侧，且相对彼此成V字型，两列水平斜拉绝缘子200、300构成的V字型的顶点处的一端为顶端，其顶端分别连接于横担绝缘子100的末端600，两列水平斜拉绝缘子200、300构成的V字型的开口处的一端均连接于塔身500。上斜拉绝缘子400呈一字型布置，一端连接于横担绝缘子100的末端600，另一端连接于塔身500，且连接点位于横担绝缘子100与塔身500连接点的正上方，上斜拉绝缘子400与横担绝缘子100位于同一竖直平面内。
如图2所示，横担绝缘子100与塔身500的连接点左侧的塔身500上设置有支撑件700，水平斜拉绝缘子300与支撑件700位于横担绝缘子100的同一侧，水平斜拉绝缘子300与支撑件700的自由端800相连。此处横担绝缘子100左侧设水平斜拉绝缘子300与支撑件700的自由端800相连，同样也可以在横担绝缘子100的右侧设置水平斜拉绝缘子200与支撑件的自由端相连。
复合横担上配置有均压环，包括：横担绝缘子100的末端600处配置的主均压环10、两列水平斜拉绝缘子200、300的顶端处分别配置的辅均压环20、30和上斜拉绝缘子400与横担绝缘子100末端600相连的一端处配置的辅均压环40。主均压环10的环中心位于横担绝缘子100的中心轴线上，辅均压环20、30的环中心分别位于两列水平斜拉绝缘子200、300的中心轴线上，辅均压环40的环中心位于上斜拉绝缘子400的中心轴线上。
如图3所示，均压环的结构参数包括环中心距、环管径和罩入深度。横担绝缘子100的末端600处设置法兰11，横担绝缘子100外包覆硅橡胶护套12，法兰11和硅橡胶护套12相连构成分界线13，水平斜拉绝缘子200与横担绝缘子100的末端600相连的一端设置金具21，水平斜拉绝缘子200外包覆硅橡胶护套22，金具21与硅橡胶护套22相连构成分界线23，此处另一列水平斜拉绝缘子300和上斜拉绝缘子400的结构及参数与水平斜拉绝缘子200的结构及参数均相同，因此本实施例中以横担绝缘子100和水平斜拉绝缘子200为例说明。
如图4所示，此处以主均压环10的水平截面图为例，对各参数分别进行解释。主均压环10的截面上包括两个圆形，其圆心分别为O1、O2，直径均为d。环中心距为圆心O1、O2之间的距离，环管径为圆形的直径d，罩入深度为圆心O1、O2所在的竖直截面33与分界线13的距离。为便于描述，将横担绝缘子100的参数表示为环中心距D1、环管径Φ1和罩入深度H1，将水平斜拉绝缘子200的参数表示为环中心距D2、环管径Φ2和罩入深度H2。
如图5所示，为更加清晰方便地示意本实施例中主均压环10和辅均压环20的优选参数，将上图3中横担绝缘子100的硅橡胶护套12和水平斜拉绝缘子200的硅橡胶护套22等其他结构省略。主均压环10的环中心距D1为450mm、环管径Φ1为40mm、罩入深度H1为20mm，辅均压环20的环中心距D2为250mm、环管径Φ2为50mm、罩入深度H2为25mm。
主均压环10和辅均压环20分别位于横担绝缘子100、水平斜拉绝缘子200远离塔身500的一端，并且将主均压环10配置于横担绝缘子100的分界线13靠近硅橡胶护套12的一侧，将辅均压环20配置于水平斜拉绝缘子200的分界线23靠近硅橡胶护套22的一侧。由于分界线13、23处是复合横担电场强度最强的区域，电场易分布不均从而造成电晕等现象，因此该种均压环配置方式能够有效地均匀电场。该实施例中主均压环10和辅均压环20的取值是本复合横担均压环参数设置的优选方案，使复合横担的电场分布满足了220kV输电线路复合横担的场强控制要求。
本实施例的复合横担，其中主均压环10的环中心距D1可以取值为427.5mm-472.5mm、环管径Φ1可以取值为38mm-42mm、罩入深度H1可以取值为19mm-21mm，辅均压环20的环中心距D2可以取值为237.5mm-262.5mm、环管径Φ2可以取值为47.5mm-52.5mm、罩入深度H2可以取值为23.75mm-26.25mm。
实施例二：
如图6所示，本实施例以水平斜拉绝缘子200为例，说明水平斜拉绝缘子200与辅均压环20的连接装置50。对于横担绝缘子100、水平斜拉绝缘子300和上斜拉绝缘子400而言，连接装置50均可适用。
如图6、图7所示，连接装置50包括连接件51和支架52，连接件51为两个且均匀分布在辅均压环20同一侧上，连接件51为一板状件，一端通过焊接的方式固定于辅均压环20上，且在远离辅均压环20的另一端开设有通孔511。支架52为两个，与连接件51配合使用，支架52的一端设有支架通孔521，连接件51和支架52通过紧固件穿过支架通孔521与通孔511紧固连接；支架52的另一端设有半箍片53，半箍片53包括箍部531和设置在箍部531两侧的箍耳532，箍耳532上设有固定孔533，两个支架52上的两个半箍片53相互配合，通过紧固件穿过固定孔533紧固连接，使水平斜拉绝缘子200的外表面紧密贴合于箍部531的内表面，恰好置于两个箍部531形成的空腔中。
连接装置50的一端为箍片结构，能够全覆盖的包覆在水平斜拉绝缘子200的外表面，使得辅均压环20的连接更为稳固。
本实施例的连接装置50，箍片53采用半箍片，显然也可以采用三个甚至更多的箍片相互配合使用的方式；两个连接件51可以垂直或者以一定的角度连接于辅均压环20表面，显然连接件51也可以大于两个，活动连接在辅均压环20上，或以其他方式固定连接在均压环20上；支架52的一端设置为箍耳532向外侧延伸箍部531并连接另一个箍耳532的结构，显然也可采用支架52的一端由箍部531向两侧分别延伸两个箍耳532结构的形式；连接装置50使用的紧固件包括螺栓以及与螺栓相配合的螺帽，显然也可以是其他结构的紧固件。
实施例三：
如图8所示，本实施例以横担绝缘子100为例，说明横担绝缘子100与主均压环10的连接装置60。对于两列水平斜拉绝缘子200、300和上斜拉绝缘子400而言，连接装置60均可适用。
如图8、图9所示，连接装置60包括连接件61和支架62，连接件61为四个且均匀分布在主均压环10同一侧上，连接件61包括支撑部611和连接部612，支撑部611垂直于主均压环10外表面，同时也与连接部612垂直，连接部612均指向主均压环10包围的内侧，连接部612远离支撑部611的一端设有供紧固件穿过的连接孔613；支架62与连接件61配合使用，横担绝缘子100的末端600连接有法兰11，支架62垂直于法兰11的外表面，支架62一端通过焊接的方式固定于法兰11上，另一端设有供紧固件穿过的支架连接孔621，连接件61和支架62通过紧固件穿过连接孔613和支架连接孔621紧固连接。
如图8所示，法兰11上设置有若干加强件111，加强件111远离塔身一侧的尖端部位倒成60mm的圆角112。
对于横担绝缘子100此类直径较大的绝缘子配置的主均压环10的直径也较大，连接装置60的支架62长度较短，结构简单，能够将主均压环固定牢固的同时节约材料；加强件111远离塔身一侧的尖端部位是场强集中处，容易形成过大强度的场强，将尖端部位倒成圆角112，可以很好地起到控制场强的作用。
本实施例的连接装置60，连接件61为四个，垂直连接于主均压环10表面，显然连接件61可以为两个、三个，甚至更多个，也可以呈一定角度活动连接于主均压环10；支架62通过焊接的方式垂直连接于主均压环10，显然也可以采用其他方式固定或活动连接于主均压环10，也可以呈一定角度连接于主均压换10上；连接件61分成了支撑部611和连接部612，显然也可以将支架62设计为分段结构；加强件111远离塔身一侧的尖端部位也可以倒成50mm-60mm的圆角。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构和材料作各种变化和改进，包括这里单独披露或要求保护的技术特征的组合，明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本发明所涉及的技术领域内，并落入本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种复合横担，用于复合杆塔，所述复合横担包括：
横担绝缘子，呈一字型布置，所述横担绝缘子一端连接在所述复合杆塔的塔身上，另一端为末端，用于设置架空电线；
斜拉绝缘子，所述斜拉绝缘子包括两列水平斜拉绝缘子和位于所述横担绝缘子上方的一列上斜拉绝缘子，两列所述水平斜拉绝缘子与所述横担绝缘子在同一水平面上且分别位于所述横担绝缘子的两侧，两列所述水平斜拉绝缘子分别呈一字型布置，两列所述水平斜拉绝缘子相对彼此呈V字型，两列所述水平斜拉绝缘子的V字型开口处的一端均连接在所述塔身上，两列所述水平斜拉绝缘子的V字型顶点处的一端为顶端，所述顶端和所述末端连接；所述上斜拉绝缘子呈一字型布置，所述上斜拉绝缘子的一端在所述横担绝缘子的上方并连接至所述塔身，所述上斜拉绝缘子的另一端连接于所述末端，所述上斜拉绝缘子与所述横担绝缘子位于同一竖直平面内，其特征在于：
所述复合横担上配置均压环，所述均压环包括：所述末端配置的一个主均压环、两列所述水平斜拉绝缘子顶端分别配置的两个辅均压环和所述上斜拉绝缘子与所述末端相连的一端配置的一个辅均压环。
2.如权利要求1所述的复合横担，其特征在于：所述复合横担用于220kV输电线路复合杆塔，所述主均压环的环中心距为427.5mm-472.5mm、环管径为38mm-42mm、罩入深度为19mm-21mm；所述辅均压环的环中心距为237.5mm-262.5mm、环管径为47.5mm-52.5mm、罩入深度为23.75mm-26.25mm。
3.如权利要求2所述的复合横担，其特征在于：所述主均压环的环中心距为450mm、环管径为40mm、罩入深度为20mm；所述辅均压环的环中心距为250mm、环管径为50mm、罩入深度为25mm。
4.如权利要求1所述的复合横担，其特征在于：所述主均压环和所述横担绝缘子之间、所述辅均压环和所述斜拉绝缘子之间均通过连接装置相连，所述连接装置包括至少两个均布在所述均压环上的连接件和与之配合连接的支架，所述支架的一端与所述连接件连接，另一端与所述横担绝缘子或所述斜拉绝缘子连接。
5.如权利要求4所述的复合横担，其特征在于：所述连接件和所述支架通过紧固件相连，所述连接件远离所述均压环的一端设有供所述紧固件穿过的通孔，所述支架的一端设有与所述通孔配合连接的支架通孔，另一端设有箍片，至少两个所述支架上的所述箍片相互配合，使所述支架与所述横担绝缘子或所述斜拉绝缘子相连。
6.如权利要求5所述的复合横担，其特征在于：所述箍片通过紧固件与所述横担绝缘子或所述斜拉绝缘子相连，所述箍片包括箍部及位于所述箍部两侧的箍耳，所述箍耳上设有固定孔，至少两个所述支架上的所述箍片相互配合，通过所述紧固件穿过所述固定孔紧固连接，使所述横担绝缘子或所述斜拉绝缘子的外表面紧密贴合于所述箍部的内表面，恰好置于所述箍部形成的空腔中。
7.如权利要求4所述的复合横担，其特征在于：所述连接件和所述支架通过紧固件相连，所述连接件远离所述均压环的一端设有供所述紧固件穿过的连接孔，所述支架的一端设有与所述连接孔配合连接的支架连接孔，另一端连接于所述横担绝缘子或所述斜拉绝缘子。
8.如权利要求2所述的复合横担，其特征在于：所述横担绝缘子的末端连接有法兰，所述法兰上设置加强件，所述加强件的尖端部位倒成半径为50mm-60mm的圆角。
9.如权利要求8所述的复合横担，其特征在于：所述加强件的尖端部位倒成半径为60mm的圆角。
10.一种复合杆塔，其特征在于：所述复合杆塔包含塔身以及至少一个设置在所述塔身上的如权利要求1-9项中任一项所述的复合横担。
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