CN109842054A - 一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器 - Google Patents
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Abstract
一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器，包括碳纤维承力架与碳纤维杆，碳纤维承力架的上横梁、下横梁的两侧对称设置有两个主分线钩，碳纤维承力架的上横梁的中间设置有中心螺孔，碳纤维承力架的下横梁上位于主分线钩之间的部位设置有四个下螺孔用于连接四根碳纤维杆，碳纤维杆末端设置有副分线钩，主分线钩、副分线钩均匀分布在以O为圆心，半径为500毫米圆的内接正八边形的顶角，碳纤维承力架、碳纤维杆的内部结构都为三明治夹层板结构，三明治夹层板结构的上下层为碳纤维面板，夹心层为树脂材料。本设计不仅重量轻，而且抗拉强度高、抗疲劳强度高、耐腐蚀性能好、耐磨性能好、抗老化性能好、制作简便、使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路带电检修技术领域，尤其涉及一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器，主要适用于降低提线器重量、提高提线器强度。
背景技术
对于1000kV特高压带电作业，在进行直线塔悬垂绝缘子单片/整串绝缘子、金属联板等检修时，需要起吊八分裂导线的提线器。为了解决提线器的自重问题，目前八分裂导线提线器的主要材质选择铝合金或钛合金，但是即使是钛合金材料，1000kV特高压线路的钛合金八分裂导线提线器重量也超过了25kg，使得现有提线器重量重。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的重量重、强度低的缺陷与问题，提供一种重量轻、强度高的特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器，包括碳纤维承力架与碳纤维杆，所述碳纤维承力架的上横梁、下横梁的两侧对称设置有两个用于悬挂分裂导线的主分线钩，所述碳纤维承力架的上横梁的中间设置有用于与悬吊装置连接的中心螺孔，所述碳纤维承力架的下横梁上位于主分线钩之间的部位设置有四个下螺孔，所述碳纤维杆的数量为四根，碳纤维杆的一端与下螺孔相连接，碳纤维杆的另一端设置有用于悬挂分裂导线的副分线钩，所述碳纤维承力架、碳纤维杆的内部结构都为三明治夹层板结构，所述三明治夹层板结构的上下层为碳纤维面板，三明治夹层板结构的夹心层为树脂材料。
所述碳纤维面板包括24层碳纤维层，且每层碳纤维层的厚度为1毫米。
所述碳纤维面板由碳纤维层分别以15˚、15˚、15˚、45˚、45˚、45˚、-45˚、-45˚、-45˚、-15˚、-15˚、-15˚、-15˚、-15˚、-15˚、-45˚、-45˚、-45˚、45˚、45˚、45˚、15˚、15˚、15˚的方向依次层叠而成。
所述夹心层采用增强环氧树脂材料。
所述夹心层的厚度为30毫米。
所述主分线钩、副分线钩均匀分布在以O为圆心，半径为500毫米圆的内接正八边形的顶角。
所述碳纤维杆的一端进行倒角处理形成副分线钩，碳纤维杆的另一端设置有U型槽，所述下螺孔位于U型槽内，所述碳纤维承力架的下横梁通过下螺孔与U型槽相连接。
所述碳纤维承力架的上横梁、下横梁的两侧都进行倒角处理形成主分线钩。
所述碳纤维承力架的中部设置有减重孔。
所述碳纤维八分裂导线提线器的加工工艺采用高温压模成型工艺。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器中碳纤维承力架的下横梁上位于主分线钩之间的部位设置有四个下螺孔，碳纤维杆的数量为四根，碳纤维杆的一端与下螺孔相连接，碳纤维杆的另一端设置有用于悬挂分裂导线的副分线钩，将碳纤维杆设置在主分线钩之间的部位，提高了提线器的结构强度；碳纤维承力架、碳纤维杆的内部结构都为三明治夹层板结构，三明治夹层板结构的上下层为碳纤维面板，三明治夹层板结构的夹心层为树脂材料，上述结构的提线器采用碳纤维材料，碳纤维材料是一种复合材料，其强度高于铝合金和钛合金，但密度小于铝合金和钛合金，从而使得提线器的重量轻、强度高。因此，本发明重量轻、强度高。
2、本发明一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器中碳纤维面板包括24层碳纤维层，且每层碳纤维层的厚度为1毫米，碳纤维面板由碳纤维层分别以15˚、15˚、15˚、45˚、45˚、45˚、-45˚、-45˚、-45˚、-15˚、-15˚、-15˚、-15˚、-15˚、-15˚、-45˚、-45˚、-45˚、45˚、45˚、45˚、15˚、15˚、15˚的方向依次层叠而成；夹心层采用增强环氧树脂材料，夹心层的厚度为30毫米，上述设计在降低提线器重量的同时，提高了提线器的抗拉强度、抗疲劳强度、耐腐蚀性能、耐磨性能、抗老化性能；碳纤维八分裂导线提线器的加工工艺采用高温压模成型工艺，采用高温压模工艺，不仅使得提线器的制作简便，而且提高了提线器的使用寿命。因此，本发明重量轻、抗拉强度高、抗疲劳强度高、耐腐蚀性能好、耐磨性能好、抗老化性能好、制作简便、使用寿命长。
3、本发明一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器中主分线钩、副分线钩均匀分布在以O为圆心，半径为500毫米圆的内接正八边形的顶角，这样的设计提高了提线器的结构强度与可靠性能；碳纤维杆的一端进行倒角处理形成副分线钩，碳纤维杆的另一端设置有U型槽，下螺孔位于U型槽内，碳纤维承力架的下横梁通过下螺孔与U型槽相连接，上述设计不仅使得副分线钩的加工简便、结构强度高，而且使得碳纤维杆与碳纤维承力架的连接强度高；碳纤维承力架的上横梁、下横梁的两侧都进行倒角处理形成主分线钩，使得主分线钩的加工简便、结构强度高；碳纤维承力架的中部设置有减重孔，进一步降低了提线器的重量。因此，本发明结构强度高、可靠性高、加工简便、连接强度高、重量轻。
附图说明
图1是本发明的平面结构示意图。
图2是本发明的立体结构示意图。
图3是本发明中的三明治夹层板结构示意图。
图4是本发明中的碳纤维面板铺层方式示意图。
图5是特高压线路中运用提线工具开展带电作业的示意图。
图6是本发明的制作流程示意图。
图中：碳纤维承力架1、主分线钩11、中心螺孔12、减重孔13、碳纤维杆2、副分线钩21、分裂导线3、悬吊装置4、碳纤维面板5、夹心层6、横担7、绝缘子串8、碳纤维八分裂导线提线器9、作业人员10。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图6，一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器，包括碳纤维承力架1与碳纤维杆2，所述碳纤维承力架1的上横梁、下横梁的两侧对称设置有两个用于悬挂分裂导线3的主分线钩11，所述碳纤维承力架1的上横梁的中间设置有用于与悬吊装置4连接的中心螺孔12，所述碳纤维承力架1的下横梁上位于主分线钩11之间的部位设置有四个下螺孔，所述碳纤维杆2的数量为四根，碳纤维杆2的一端与下螺孔相连接，碳纤维杆2的另一端设置有用于悬挂分裂导线3的副分线钩21，所述碳纤维承力架1、碳纤维杆2的内部结构都为三明治夹层板结构，所述三明治夹层板结构的上下层为碳纤维面板5，三明治夹层板结构的夹心层6为树脂材料。
所述碳纤维面板5包括24层碳纤维层，且每层碳纤维层的厚度为1毫米。
所述碳纤维面板5由碳纤维层分别以15˚、15˚、15˚、45˚、45˚、45˚、-45˚、-45˚、-45˚、-15˚、-15˚、-15˚、-15˚、-15˚、-15˚、-45˚、-45˚、-45˚、45˚、45˚、45˚、15˚、15˚、15˚的方向依次层叠而成。
所述夹心层6采用增强环氧树脂材料。
所述夹心层6的厚度为30毫米。
所述主分线钩11、副分线钩21均匀分布在以O为圆心，半径为500毫米圆的内接正八边形的顶角。
所述碳纤维杆2的一端进行倒角处理形成副分线钩21，碳纤维杆2的另一端设置有U型槽，所述下螺孔位于U型槽内，所述碳纤维承力架1的下横梁通过下螺孔与U型槽相连接。
所述碳纤维承力架1的上横梁、下横梁的两侧都进行倒角处理形成主分线钩11。
所述碳纤维承力架1的中部设置有减重孔13。
所述碳纤维八分裂导线提线器9的加工工艺采用高温压模成型工艺。
本发明的原理说明如下：
本设计通过大量的材料选比，决定采用碳纤维材料作为八分裂导线提线器的主要材料。碳纤维材料是一种复合材料，其强度比钛合金和铝合金都高，但密度比它们都小，将其应用到起吊八分裂导线上可以大大减轻提线器自重，从而降低带电作业的难度。目前国内外研究者都没有提出将碳纤维材料应用到八分裂导线提线器上，因此，研制出轻便且具有高强度的八分裂导线提线器具有较高的使用价值。
本设计是一种能提起1000kV特高压输电线路八分裂导线的轻质、耐腐蚀、高强度的碳纤维八分裂导线提线器，用于降低带电作业人员在进行带电作业时的难度。本设计适用于1000kV特高压输电线路进行带电作业检修，如更换悬垂绝缘子串、更换金属联板时需要一套提吊工具将八分裂导线提起以脱离悬垂绝缘子串，并将绝缘子串的机械荷载转移至提线器上。
提线器的中心螺孔与悬吊装置通过螺栓连接为一体，四个下螺孔与碳纤维杆的U型槽通过螺栓连接为一体；四个下螺孔的间距分别为150mm和250mm，下螺孔距离碳纤维承力架最下端距离为30mm；碳纤维承力架在保证机械强度的基础上，中部进行梯形镂空处理，梯形部分上底为400mm，下底为200mm，高为250mm。
碳纤维面板为24层，铺层方式如图4采用{15˚3，45˚3，-45˚3，-15˚3 }S，其中3表示三层碳纤维，S表示对称铺设。
碳纤维八分裂导线提线器的加工工艺采用高温压模成型工艺，因为碳纤维八分裂导线提线器需要预埋一些金属件来防止碳纤维因摩擦而破坏，而高温模压成型可以实现金属件的预埋且操作简单，制作出的碳纤维制品的强度相对于其他工艺也更高，其具体实施过程如图6所示。
实际应用中，作业人员10通过操作液压丝杠的手柄，使悬吊装置4牵引着碳纤维八分裂导线提线器9主体，实现将八分裂导线3抬起脱离悬挂绝缘子串8，并将绝缘子串8的机械荷载转移至提线工具上，作业人员10进行线路带电的情况下绝缘子串8的更换或检修，待维修完成后，作业人员10反向操作液压丝杠的手柄，驱动液压丝杠垂直下降，从而使悬吊装置4和提线器9主体将八分裂导线3下降至原始位置，让绝缘子串8重新承受线路的机械荷载。
本碳纤维八分裂导线提线器与金属材质提线器相比具有如下优点：
（1）结构简单，重量更轻；
（2）抗拉强度更高；
（3）抗疲劳强度高，耐腐蚀、磨损，抗老化。
实施例1：
参见图1至图6，一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器，包括碳纤维承力架1与碳纤维杆2，所述碳纤维承力架1的上横梁、下横梁的两侧对称设置有两个用于悬挂分裂导线3的主分线钩11，所述碳纤维承力架1的上横梁的中间设置有用于与悬吊装置4连接的中心螺孔12，所述碳纤维承力架1的下横梁上位于主分线钩11之间的部位设置有四个下螺孔，所述碳纤维杆2的数量为四根，碳纤维杆2的一端与下螺孔相连接，碳纤维杆2的另一端设置有用于悬挂分裂导线3的副分线钩21，所述碳纤维承力架1、碳纤维杆2的内部结构都为三明治夹层板结构，所述三明治夹层板结构的上下层为碳纤维面板5，三明治夹层板结构的夹心层6为树脂材料。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
参见图3、图4、图6，所述碳纤维面板5包括24层碳纤维层，且每层碳纤维层的厚度为1毫米；所述碳纤维面板5由碳纤维层分别以15˚、15˚、15˚、45˚、45˚、45˚、-45˚、-45˚、-45˚、-15˚、-15˚、-15˚、-15˚、-15˚、-15˚、-45˚、-45˚、-45˚、45˚、45˚、45˚、15˚、15˚、15˚的方向依次层叠而成；所述夹心层6采用增强环氧树脂材料；所述夹心层6的厚度为30毫米；所述碳纤维八分裂导线提线器9的加工工艺采用高温压模成型工艺。
实施例3：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
参见图1、图2，所述主分线钩11、副分线钩21均匀分布在以O为圆心，半径为500毫米圆的内接正八边形的顶角；所述碳纤维杆2的一端进行倒角处理形成副分线钩21，碳纤维杆2的另一端设置有U型槽，所述下螺孔位于U型槽内，所述碳纤维承力架1的下横梁通过下螺孔与U型槽相连接；所述碳纤维承力架1的上横梁、下横梁的两侧都进行倒角处理形成主分线钩11；所述碳纤维承力架1的中部设置有减重孔13。
Claims (10)
1.一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器，包括碳纤维承力架(1)与碳纤维杆(2)，所述碳纤维承力架(1)的上横梁、下横梁的两侧对称设置有两个用于悬挂分裂导线(3)的主分线钩(11)，所述碳纤维承力架(1)的上横梁的中间设置有用于与悬吊装置(4)连接的中心螺孔(12)，其特征在于：所述碳纤维承力架(1)的下横梁上位于主分线钩(11)之间的部位设置有四个下螺孔，所述碳纤维杆(2)的数量为四根，碳纤维杆(2)的一端与下螺孔相连接，碳纤维杆(2)的另一端设置有用于悬挂分裂导线(3)的副分线钩(21)，所述碳纤维承力架(1)、碳纤维杆(2)的内部结构都为三明治夹层板结构，所述三明治夹层板结构的上下层为碳纤维面板(5)，三明治夹层板结构的夹心层(6)为树脂材料。
2.根据权利要求1所述的一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器，其特征在于：所述碳纤维面板(5)包括24层碳纤维层，且每层碳纤维层的厚度为1毫米。
3.根据权利要求2所述的一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器，其特征在于：所述碳纤维面板(5)由碳纤维层分别以15°、15°、15°、45°、45°、45°、-45°、-45°、-45°、-15°、-15°、-15°、-15°、-15°、-15°、-45°、-45°、-45°、45°、45°、45°、15°、15°、15°的方向依次层叠而成。
4.根据权利要求1–3中任意一项所述的一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器，其特征在于：所述夹心层(6)采用增强环氧树脂材料。
5.根据权利要求4所述的一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器，其特征在于：所述夹心层(6)的厚度为30毫米。
6.根据权利要求1所述的一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器，其特征在于：所述主分线钩(11)、副分线钩(21)均匀分布在以O为圆心，半径为500毫米圆的内接正八边形的顶角。
7.根据权利要求1所述的一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器，其特征在于：所述碳纤维杆(2)的一端进行倒角处理形成副分线钩(21)，碳纤维杆(2)的另一端设置有U型槽，所述下螺孔位于U型槽内，所述碳纤维承力架(1)的下横梁通过下螺孔与U型槽相连接。
8.根据权利要求1所述的一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器，其特征在于：所述碳纤维承力架(1)的上横梁、下横梁的两侧都进行倒角处理形成主分线钩(11)。
9.根据权利要求1所述的一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器，其特征在于：所述碳纤维承力架(1)的中部设置有减重孔(13)。
10.根据权利要求1所述的一种特高压输电线路碳纤维八分裂导线提线器，其特征在于：所述碳纤维八分裂导线提线器(9)的加工工艺采用高温压模成型工艺。
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