CN111852154B - 一种高强度复合材料电杆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高强度复合材料电杆，属于电杆技术领域，包括电杆，及固定在电杆上的抱箍，以及安装在电杆顶端抱箍两侧的横担，电杆由多组电杆段依次上下连接组成，电杆段之间通过抱箍和紧固装置连接固定，紧固装置连接两组电杆段的内表面，抱箍连接两组电杆段的外表面，电杆段从内到外依次包括玻璃钢复合内衬层、混凝土层、玻璃钢复合外衬层和保护套；混凝土层包括混凝土和支撑混凝土的钢筋笼，且混凝土的内外表面均设有纤维方格网。与现有技术相比，本发明将电杆分成若干组电杆段，且电杆段物理性能优异，适用于沿海高寒地区，并且大大减小了运输难度和安装难度，减少了成本。

Description

一种高强度复合材料电杆

技术领域

本发明属于电杆技术领域，具体涉及一种高强度复合材料电杆。

背景技术

传统的电杆一般为水泥杆、金属杆或木质电杆。这些电杆在内陆地区得到了广泛的应用，由于金属是优良的导体，且热传导系数高，在作为输电杆塔时，存在污闪、闪络、覆冰等很多问题外，还要每年做防腐、防锈处理，防盗的风险也很大，电网要花很大的人力和物力来维护。将其用于沿海地区时也存在诸多困难。沿海地区和内陆地区环境特点不同，年平均风速基本在5m/s左右，这种高频率小速度风要求电杆具有良好的耐疲劳性能，即需要良好的韧性。此外，沿海地区还会有台风、超强台风等高风速风出现，这就要求电杆具有良好的承载力弯矩，在大风速环境下不会损坏，即具有足够的强度。传统的三种电杆满足沿海用要求比较困难，会出现易受腐蚀、安装运输困难、强度及韧性不够从而易被台风吹断，且传统电杆，使用寿命不长，安装拆卸不便。为了更好的解决以上问题，我们提出一种高强度复合材料电杆。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度复合材料电杆，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种高强度复合材料电杆，包括电杆，及固定在电杆上的抱箍，以及安装在电杆顶端抱箍两侧的横担，所述电杆由多组电杆段依次上下连接组成，电杆段之间通过抱箍和紧固装置连接固定，所述紧固装置连接两组电杆段的内表面，抱箍连接两组电杆段的外表面，电杆段从内到外依次包括玻璃钢复合内衬层、混凝土层、玻璃钢复合外衬层，电杆段的外表面设有保护套，保护套通过抱箍固定在电杆段外；

所述混凝土层包括混凝土和支撑混凝土的钢筋笼，且所述混凝土的内外表面均设有纤维方格网，使得混凝土的内外表面可以形成密密麻麻凸出的小方格，增加玻璃钢复合内衬层和玻璃钢复合外衬层的接触面积；

所述混凝土层还包括预应力竖筋和筋孔，筋孔位于混凝土内，预应力竖筋的三分之二段位于该截电杆段筋孔的下部分，且预应力竖筋的三分之一段位于下方电杆段筋孔的上部分，增加上下电杆段连接处的稳定性，同时便于安装；

所述玻璃钢复合内衬层和玻璃钢复合外衬层均由玻璃纤维和聚氨酯树脂固化复合而成，玻璃钢复合内衬层和玻璃钢复合外衬层同时通过缠绕工艺涂覆在混凝土层内外侧表面。

作为本发明的进一步优化方案所述抱箍包括两组相对的卡箍以及卡箍两端的横杆，两组卡箍通过横杆上的高强度螺栓固定，所述卡箍的内表面通过第一高强度弹簧连接有内弧板。

作为本发明的进一步优化方案所述电杆顶端的几组抱箍横杆长度比底端抱箍的横杆长度长，所述横担通过高强度螺栓设置在顶端抱箍的横杆上。

作为本发明的进一步优化方案所述紧固装置包括筒板以及筒板内表面中心一体成型的中间板，所述中间板的上下均设有倾斜的加强筋，所述筒板的外表面通过弹性装置连接有两组外弧板。

作为本发明的进一步优化方案所述弹性装置包括第二高强度弹簧、限位套和套孔，限位套固定连接筒板的外表面，套孔设置在外弧板的内侧表面，限位套与套孔位置相互对应，第二高强度弹簧的一端连接筒板的外表面，另一端连接套孔的内表面，且第二高强度弹簧位于限位套内。

作为本发明的进一步优化方案所述保护套采用表面含有PU涂层的牛津布料制成。

作为本发明的进一步优化方案所述电杆段的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制作混凝土层：选取设定直径和长度相同的两组筒状模具，大直径模具的内表面铺设纤维方格网，小直径模具的外表面铺设纤维网格网；

步骤二：制作混凝土层：将上述两组筒状模具按照小直径模具在内，大直径模具在外同心放置固定在底端模具上，在两组模具之间放入钢筋笼，并垂直固定，再放入筋孔模具，放置好后，向两组模具之间灌装混凝土成型，养护好后脱模，将预应力竖筋插入筋孔三分之二位置处，即可；

步骤三：制作玻璃钢复合内衬层和玻璃钢复合外衬层：将制作好的混凝土层横向放置在喷涂轨道夹具上，向混凝土层的内外表面涂刷乙烯基酯粘接剂；

步骤四：涂刷后，采用无碱玻璃纤维轴向织物，通过交叉缠绕工艺混凝土层内外表面进行缠绕，两者同时进行；

步骤五：将上述缠好后的整体在摄氏40-50度的固化炉中固化，然后切割、倒角及表面修整，喷涂耐候层，即完成电杆段的制备。

本发明的有益效果在于：

1、本发明提高了将电杆分成若干组电杆段，大大减小了运输难度和安装难度，减少了费用；

2、本发明通过混凝土层、及混凝土层内外表面的玻璃钢复合内衬层和玻璃钢复合外衬层组合，玻璃钢轻质高强、具有良好的承载力弯矩、强度高及韧性好、耐腐蚀，增加电杆相应物理性能的同时节约成本；

3、本发明设置有保护套，可以防止电杆长期暴露在空气中出现损坏，保护套更换拆卸比较方便，长期使用出现问题可以拆卸更换，比更换电杆方便许多，适合在沿海和高寒地区长时间使用；

4、本发明通过内表面的紧固装置和外表面的抱箍，内外双重固定连接上下相邻的两组电杆段，无需对电杆主体进行开孔加工，且连接牢固可靠，并且便于现场安装，安装便捷迅速。

附图说明

图1是本发明提供的高强度复合材料电杆组成结构示意图；

图2是本发明提供的高强度复合材料电杆抱箍俯视结构示意图；

图3是本发明提供的高强度复合材料电杆紧固装置结构示意图；

图4是图3的俯视结构结构示意图。

图中：1、抱箍；11、卡箍；12、横杆；13、内弧板；14、第一高强度弹簧；2、紧固装置；21、筒板；22、中间板；23、加强筋；24、外弧板；25、第二高强度弹簧；26、限位套；27、套孔；3、混凝土层；31、混凝土；32、钢筋笼；33、预应力竖筋；34、筋孔；4、玻璃钢复合内衬层；5、玻璃钢复合外衬层；6、保护套。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

如图1所示，一种高强度复合材料电杆，包括电杆，及固定在电杆上的抱箍1，以及安装在电杆顶端抱箍1两侧的横担，电杆由多组电杆段依次上下连接组成，电杆段之间通过抱箍1和紧固装置2连接固定，内外双重固定连接上下相邻的两组电杆段，无需对电杆主体进行开孔加工：

如图3和图4所示，紧固装置2连接两组电杆段的内表面，筒板21以及筒板21内表面中心一体成型的中间板22作为主体结构，中间板22的上下均设有倾斜的加强筋23，加强结构稳定，筒板21的外表面通过弹性装置连接有两组外弧板24，在弹性装置完全压缩状态时，紧固装置2的整体直径与电杆段的内壁直径相吻合，弹性装置包括第二高强度弹簧25、限位套26和套孔27，限位套26固定连接筒板21的外表面，套孔27设置在外弧板24的内侧表面，限位套26与套孔27位置相互对应，第二高强度弹簧25的一端连接筒板21的外表面，另一端连接套孔27的内表面，且第二高强度弹簧25位于限位套26内，在使用安装时，将紧固装置2整体借助工具插入上下电杆段的内孔中，筒板21通过第二高强度弹簧25挤压外弧板24，外弧板24从而挤压电杆段内孔壁，使得两电杆段从内表面接触连接在一起，同时限位套26插入套孔27中，防止错位；

如图2所示，抱箍1连接两组电杆段的外表面，抱箍1包括两组相对的卡箍11以及卡箍11两端的横杆12，两组卡箍11通过横杆12上的高强度螺栓固定，卡箍11的内表面通过第一高强度弹簧14连接有内弧板13，两段电杆段通过内部紧固装置2连接好后，从外部相同位置，采用抱箍1固定，卡箍11通过第一高强度弹簧14挤压内弧板13从而挤压电杆段的外表面，增加连接稳定性，电杆顶端的几组抱箍1横杆12长度比底端抱箍1的横杆12长度长，横担通过高强度螺栓设置在顶端抱箍1的横杆12上。

电杆段从内到外依次包括玻璃钢复合内衬层4、混凝土层3、玻璃钢复合外衬层5：

混凝土层3包括混凝土31和支撑混凝土31的钢筋笼32，且混凝土31的内外表面均设有纤维方格网，使得混凝土的内外表面可以形成密密麻麻凸出的小方格，增加与玻璃钢复合内衬层4和玻璃钢复合外衬层5的接触面积；

混凝土层3还包括预应力竖筋33和筋孔34，筋孔34位于混凝土31内，预应力竖筋33的三分之二段位于该截电杆段筋孔34的下部分，且预应力竖筋33的三分之一段位于下方电杆段筋孔34的上部分，增加上下电杆段连接处的稳定性，增加抗弯抗折强度，同时便于安装；

玻璃钢复合内衬层4和玻璃钢复合外衬层5均由玻璃纤维和聚氨酯树脂固化复合而成，玻璃钢复合内衬层4和玻璃钢复合外衬层5同时通过缠绕工艺涂覆在混凝土层3内外侧表面；

电杆段的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制作混凝土层3：选取设定直径和长度相同的两组筒状模具，大直径模具的内表面铺设纤维方格网，小直径模具的外表面铺设纤维网格网；

步骤二：制作混凝土层3：将上述两组筒状模具按照小直径模具在内，大直径模具在外同心放置固定在底端模具上，在两组模具之间放入钢筋笼32，并垂直固定，再放入筋孔34模具，放置好后，向两组模具之间灌装混凝土31成型，养护好后脱模，将预应力竖筋33插入筋孔34三分之二位置处，即可；

步骤三：制作玻璃钢复合内衬层4和玻璃钢复合外衬层5：将制作好的混凝土层3横向放置在喷涂轨道夹具上，向混凝土层3的内外表面涂刷乙烯基酯粘接剂；

步骤四：涂刷后，采用无碱玻璃纤维轴向织物，通过交叉缠绕工艺混凝土层3内外表面进行缠绕，两者同时进行；

步骤五：将上述缠好后的整体在摄氏40-50度的固化炉中固化，然后切割、倒角及表面修整，喷涂耐候层，即完成电杆段的制备；

步骤四采用的缠绕设备包括内缠绕装置和外缠绕装置，外缠绕装置为普通的缠绕机，内缠绕装置包括玻璃纤维喷头、轨道杆和旋转头，轨道杆的顶端设有旋转头，旋转头上固定玻璃纤维喷头，旋转头带动玻璃纤维喷头旋转，轨道杆带动玻璃喷头前后移动。

电杆段的外表面设有保护套5，保护套5通过抱箍1固定在电杆段外，保护套6采用表面含有PU涂层的牛津布料制成，抗寒防冻，且更换简单。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高强度复合材料电杆，包括电杆，及固定在电杆上的抱箍，以及安装在电杆顶端抱箍两侧的横担，其特征在于：所述电杆由多组电杆段依次上下连接组成，电杆段之间通过抱箍和紧固装置连接固定，所述紧固装置连接两组电杆段的内表面，所述紧固装置包括筒板以及筒板内表面中心一体成型的中间板，所述中间板的上下均设有倾斜的加强筋，所述筒板的外表面通过弹性装置连接有两组外弧板，抱箍连接两组电杆段的外表面，电杆段从内到外依次包括玻璃钢复合内衬层、混凝土层、玻璃钢复合外衬层，电杆段的外表面设有保护套，保护套通过抱箍固定在电杆段外；

所述混凝土层包括混凝土和支撑混凝土的钢筋笼，且所述混凝土的内外表面均设有纤维方格网；

所述混凝土层还包括预应力竖筋和筋孔，筋孔位于混凝土内，预应力竖筋的三分之二段位于该截电杆段筋孔的下部分，且预应力竖筋的三分之一段位于下方电杆段筋孔的上部分；

所述玻璃钢复合内衬层和玻璃钢复合外衬层均由玻璃纤维和聚氨酯树脂固化复合而成，玻璃钢复合内衬层和玻璃钢复合外衬层同时通过缠绕工艺涂覆在混凝土层内外侧表面。

2.根据权利要求1所述的一种高强度复合材料电杆，其特征在于，所述抱箍包括两组相对的卡箍以及卡箍两端的横杆，两组卡箍通过横杆上的高强度螺栓固定，所述卡箍的内表面通过第一高强度弹簧连接有内弧板。

3.根据权利要求2所述的一种高强度复合材料电杆，其特征在于，所述电杆顶端的几组抱箍横杆长度比底端抱箍的横杆长度长，所述横担通过高强度螺栓设置在顶端抱箍的横杆上。

4.根据权利要求1所述的一种高强度复合材料电杆，其特征在于，所述弹性装置包括第二高强度弹簧、限位套和套孔，限位套固定连接筒板的外表面，套孔设置在外弧板的内侧表面，限位套与套孔位置相互对应，第二高强度弹簧的一端连接筒板的外表面，另一端连接套孔的内表面，且第二高强度弹簧位于限位套内。

5.根据权利要求1所述的一种高强度复合材料电杆，其特征在于，所述保护套采用表面含有PU涂层的牛津布料制成。

6.根据权利要求1所述的一种高强度复合材料电杆，其特征在于，所述电杆段的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制作混凝土层：选取设定直径和长度相同的两组筒状模具，大直径模具的内表面铺设纤维方格网，小直径模具的外表面铺设纤维网格网；

步骤二：制作混凝土层：将上述两组筒状模具按照小直径模具在内，大直径模具在外同心放置固定在底端模具上，在两组模具之间放入钢筋笼，并垂直固定，再放入筋孔模具，放置好后，向两组模具之间灌装混凝土成型养护，养护好后脱模，将预应力竖筋插入筋孔三分之二位置处，即可；

步骤三：制作玻璃钢复合内衬层和玻璃钢复合外衬层：将制作好的混凝土层横向放置在喷涂轨道夹具上，向混凝土层的内外表面涂刷乙烯基酯粘接剂；

步骤四：涂刷后，采用无碱玻璃纤维轴向织物，通过交叉缠绕工艺混凝土层内外表面进行缠绕，两者同时进行；

步骤五：将上述缠好后的整体在摄氏40-50度的固化炉中固化，然后切割、倒角及表面修整，喷涂耐候层，即完成电杆段的制备。

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