CN111877840A - 一种利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔 - Google Patents

一种利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔 Download PDF

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陈富长
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Abstract

本发明公开了一种利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔，属于输电塔技术领域，包括主塔，主塔的上端设置有低挂点旋转臂和叠层橡胶钢板扭转支座，叠层橡胶钢板扭转支座通过卡合机构连接在低挂点旋转臂上，卡合机构包括固定箱、伸缩弹簧、伸缩导向柱、移动板和卡杆，移动板通过伸缩弹簧和伸缩导向柱连接在固定箱的内壁上。本发明利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔，达到了正常使用时，结构稳定且耐用的特征，事故工况时，起到缓慢、有效卸载的良好作用，使得输电塔在事故工况下变得更加安全，也减小了输电塔为减小扭转效应增加的造价，具有维修时可自动恢复位置的能力，做到安装和维修的方便性。

Description

一种利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔
技术领域
本发明涉及输电塔技术领域，特别涉及一种利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔。
背景技术
输电塔则是架空线路的支撑点，在输电塔上架设一个回路则是单回路输电塔，在输电塔上架设两个回路则是双回路输电塔。单回路就是指一个负荷有一个供电电源的回路；双回路就是指一个负荷有2个供电电源的回路。
输电铁塔为高耸构筑物，对倾斜变形非常敏感，对地基不均匀沉降要求也高。输电铁塔基础常用的结构形式有独立基础、扩大基础和桩基础，输电铁塔的结构形式主要采用钢结构。平时易受到重力荷载、风荷载、地震荷载等作用，同时，输电塔上的输电线受到的各种荷载作用最终也传递到了输电塔上，在正常情况下，输电塔上的输电线对输电塔产生的力是接近平衡的，因此输电塔仅仅受到竖向力的作用和小部分不平衡力的作用。
但是，当事故工况下，输电塔上的输电线发生非对称断裂后，输电线会对输电塔不仅产生竖向荷载，还会产生水平荷载。现阶段，大部分的输电塔在输电机制的绝缘需求下需要有较大的绝缘空间，因此往往输电塔的输电线受力作用点与输电塔的主塔的形心有第一段距离(例如三线制的两根较低的输电线)，在水平荷载作用下，产生了一个对主塔的扭矩，特别是在反对称的断线事故工况下，两边扭矩产生叠加，在这个扭矩作用下，会对主塔的安全性存在非常不利影响，并且这种断线荷载有明显的动力冲击特征，因此增加对主塔结构的危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔，达到了正常使用时，结构稳定且耐用的特征，事故工况时，起到缓慢、有效卸载的良好作用，使得输电塔在事故工况下变得更加安全，也减小了输电塔为减小扭转效应增加的造价，具有维修时可自动恢复位置的能力，做到安装和维修的方便性，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔，包括主塔，所述主塔的上端设置有低挂点旋转臂和叠层橡胶钢板扭转支座，所述叠层橡胶钢板扭转支座位于低挂点旋转臂的上方且通过卡合机构连接在低挂点旋转臂上，所述主塔的上端安装有高挂点支架，所述高挂点支架上安装有高挂点绝缘体，所述高挂点绝缘体与高压输电线连接；
所述卡合机构包括固定箱、伸缩弹簧、伸缩导向柱、移动板和卡杆，所述固定箱安装在低挂点旋转臂的外壁上，所述固定箱的内侧设置有移动板，所述移动板通过伸缩弹簧和伸缩导向柱连接在固定箱的内壁上，所述移动板上安装有卡杆，所述卡杆贯穿低挂点旋转臂延伸至叠层橡胶钢板扭转支座内，所述移动板的两端还均安装有导向座，所述导向座内嵌在固定箱上，所述移动板上还安装有拉杆，所述拉杆贯穿固定箱延伸至固定箱的外侧。
进一步地，所述低挂点旋转臂和叠层橡胶钢板扭转支座均安装在主塔转轴上，所述主塔转轴的上端设置有上限位板，所述主塔转轴的下端设置有下限位板，所述低挂点旋转臂和叠层橡胶钢板扭转支座位于上限位板和下限位板之间。
进一步地，所述下限位板上设置有用于阻挡低挂点旋转臂旋转的限位器。
进一步地，所述低挂点旋转臂包括低挂点旋转臂套管和低挂点旋转臂支臂，所述低挂点旋转臂套管的外壁上安装有对称分布的低挂点旋转臂支臂，所述低挂点旋转臂支臂上安装有低挂点绝缘体，所述低挂点绝缘体与高压输电线连接，所述低挂点旋转臂套管通过轴承或者轴瓦与主塔转轴配合连接。
进一步地，所述低挂点旋转臂套管的上表面开设有供叠层橡胶钢板扭转支座安装的环形限位槽，所述低挂点旋转臂套管的上端开设有供卡杆插入且与卡杆匹配的通槽。
进一步地，所述叠层橡胶钢板扭转支座包括叠层橡胶钢板扭转支座钢板层、叠层橡胶钢板扭转支座橡胶层和叠层橡胶钢板扭转支座外钢板层，所述叠层橡胶钢板扭转支座钢板层与叠层橡胶钢板扭转支座橡胶层多层叠加后安装在叠层橡胶钢板扭转支座外钢板层的内壁上。
进一步地，所述叠层橡胶钢板扭转支座外钢板层的高度大于叠层橡胶钢板扭转支座钢板层的高度，所述叠层橡胶钢板扭转支座外钢板层的外壁上开设有供卡杆插入且与卡杆匹配的卡槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔，利用低挂点旋转臂的旋转来卸载事故工况下水平力与低挂点旋转臂引起的扭转力，通过叠层橡胶钢板扭转支座可以限制扭转角度和变形速度，特别是维修时可以自动恢复角度，还通过阻尼器的启动力矩，达到了正常使用时，结构稳定且耐用的特征，事故工况时，起到缓慢、有效卸载的良好作用，使得输电塔在事故工况下变得更加安全，也减小了输电塔为减小扭转效应增加的造价，此外，具有维修时可自动恢复位置的能力，做到安装和维修的方便性。
附图说明
图1为本发明的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔的示意图；
图2为本发明的主塔的示意图；
图3为本发明的A处放大图；
图4为本发明的叠层橡胶钢板扭转支座与低挂点旋转臂连接的示意图；
图5为本发明的低挂点旋转臂的示意图；
图6为本发明的叠层橡胶钢板扭转支座的示意图一；
图7为本发明的叠层橡胶钢板扭转支座的示意图二；
图8为本发明的叠层橡胶钢板扭转支座的剖面示意图；
图9为本发明的卡合机构的剖面示意图。
图中：1、主塔；11、主塔转轴；12、上限位板；13、下限位板；2、低挂点旋转臂；21、低挂点旋转臂套管；211、环形限位槽；212、通槽；22、低挂点旋转臂支臂；221、低挂点绝缘体；3、叠层橡胶钢板扭转支座；31、叠层橡胶钢板扭转支座钢板层；32、叠层橡胶钢板扭转支座橡胶层；33、叠层橡胶钢板扭转支座外钢板层；331、卡槽；4、卡合机构；41、固定箱；42、伸缩弹簧；43、伸缩导向柱；44、移动板；441、导向座；442、拉杆；45、卡杆；5、高挂点支架；51、高挂点绝缘体；6、限位器。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
参阅图1-图3，一种利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔，包括主塔1，主塔1的上端设置有低挂点旋转臂2和叠层橡胶钢板扭转支座3，低挂点旋转臂2和叠层橡胶钢板扭转支座3均安装在主塔转轴11上，主塔转轴11的上端设置有上限位板12，主塔转轴11的下端设置有下限位板13，低挂点旋转臂2和叠层橡胶钢板扭转支座3位于上限位板12和下限位板13之间，下限位板13上设置有用于阻挡低挂点旋转臂2旋转的限位器6，在正常使用状态下，主塔1和低挂点旋转臂2之间设置基于力的限位器6，只有当力超过一定程度后，限位器6发生破坏，低挂点旋转臂2才能发生转动该种操作方式为常规技术，因此，不再作过多的赘述，相当于有一定的初始扭矩，限制了低挂点旋转臂2在小荷载作用下的变形，可以正常的安装、使用；在事故工况下，特别是反对称即两个低挂点断线区域不一致断线引起的水平荷载产生的巨大扭转力的作用下，叠层橡胶钢板扭转支座3发生扭转，从而允许低挂点旋转臂2发生旋转，旋转后，虽然水平力基本不变，但是水平力的力臂会大大减小，甚至将为零，能够有效的减小主塔1受到的扭力和振动，起到了非常好的保护主塔1的作用；叠层橡胶钢板扭转支座3位于低挂点旋转臂2的上方且通过卡合机构4连接在低挂点旋转臂2上，主塔1的上端安装有高挂点支架5，高挂点支架5的结构可以采用多种形式，包括实腹式和格构式构件，高挂点支架5上安装有高挂点绝缘体51，高挂点绝缘体51与高压输电线连接。
参阅图4-图5，低挂点旋转臂2包括低挂点旋转臂套管21和低挂点旋转臂支臂22，低挂点旋转臂套管21的外壁上安装有对称分布的低挂点旋转臂支臂22，低挂点旋转臂支臂22上安装有低挂点绝缘体221，低挂点绝缘体221与高压输电线连接，低挂点旋转臂套管21通过轴承或者轴瓦与主塔转轴11配合连接，使低挂点旋转臂2可在主塔1上旋转，主塔1的结构可以采用多种形式，包括实腹式和格构式构件，低挂点旋转臂2的结构也可以采用多种形式，包括实腹式和格构式构件，低挂点旋转臂套管21的上表面开设有供叠层橡胶钢板扭转支座3安装的环形限位槽211，低挂点旋转臂套管21的上端开设有供卡杆45插入且与卡杆45匹配的通槽212。
参阅图6-图8，叠层橡胶钢板扭转支座3包括叠层橡胶钢板扭转支座钢板层31、叠层橡胶钢板扭转支座橡胶层32和叠层橡胶钢板扭转支座外钢板层33，叠层橡胶钢板扭转支座钢板层31与叠层橡胶钢板扭转支座橡胶层32多层叠加后安装在叠层橡胶钢板扭转支座外钢板层33的内壁上，叠层橡胶钢板扭转支座钢板层31和叠层橡胶钢板扭转支座橡胶层32有多层，相互叠加使用，一层钢板，接下来一层橡胶，周而复始，钢板能够约束橡胶变形，因此橡胶具有很强的变形能力能够实现大角度的扭转，叠层橡胶钢板扭转支座外钢板层33的高度大于叠层橡胶钢板扭转支座钢板层31的高度，叠层橡胶钢板扭转支座外钢板层33的外壁上开设有供卡杆45插入且与卡杆45匹配的卡槽331，内侧的叠层橡胶钢板扭转支座钢板层31与主塔1相连，外侧的叠层橡胶钢板扭转支座外钢板层33与低挂点旋转臂2连接，其中外侧的叠层橡胶钢板扭转支座外钢板层33的高度比内侧的叠层橡胶钢板扭转支座钢板层31的高度高，可以防止内侧的叠层橡胶钢板扭转支座钢板层31与其他构件发生摩擦，因此，叠层橡胶钢板扭转支座3相当于一端与主塔1连接，一端与低挂点旋转臂2连接，当低挂点旋转臂2相对于主塔1发生扭转时，叠层橡胶钢板扭转支座3能够发生扭转，橡胶的恢复力能够限制扭转的角度，从而达到低挂点旋转臂2过度变形的效果，在维修时，在弹性力的作用下可以自动回复，并且橡胶具有一定的阻尼比，可以在一定程度上减小输电塔在事故工况下的结构的振动。
参阅图9，卡合机构4包括固定箱41、伸缩弹簧42、伸缩导向柱43、移动板44和卡杆45，固定箱41安装在低挂点旋转臂2的外壁上，固定箱41的内侧设置有移动板44，移动板44通过伸缩弹簧42和伸缩导向柱43连接在固定箱41的内壁上，移动板44上安装有卡杆45，卡杆45贯穿低挂点旋转臂2延伸至叠层橡胶钢板扭转支座3内，移动板44的两端还均安装有导向座441，导向座441内嵌在固定箱41上，移动板44上还安装有拉杆442，拉杆442贯穿固定箱41延伸至固定箱41的外侧。
工作原理：在正常使用状态下，主塔1和低挂点旋转臂2之间设置基于力的限位器6，只有当力超过一定程度后，限位器6发生破坏，低挂点旋转臂2才能发生转动该种操作方式为常规技术，因此，不再作过多的赘述，相当于有一定的初始扭矩，限制了低挂点旋转臂2在小荷载作用下的变形，可以正常的安装、使用；在事故工况下，特别是反对称即两个低挂点断线区域不一致断线引起的水平荷载产生的巨大扭转力的作用下，叠层橡胶钢板扭转支座3发生扭转，从而允许低挂点旋转臂2发生旋转，旋转后，虽然水平力基本不变，但是水平力的力臂会大大减小，甚至将为零，能够有效的减小主塔1受到的扭力和振动，起到了非常好的保护主塔1的作用；当事故发生后，进入维修状态时，或者在安装过程中，安全卸载后在叠层橡胶钢板扭转支座3的作用下，低挂点旋转臂2可自动回复到初始位置，因此可以非常方便的进行维修和安装。
综上所述，本发明的利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔，利用低挂点旋转臂2的旋转来卸载事故工况下水平力与低挂点旋转臂2引起的扭转力，通过叠层橡胶钢板扭转支座3可以限制扭转角度和变形速度，特别是维修时可以自动恢复角度，还通过阻尼器的启动力矩，达到了正常使用时，结构稳定且耐用的特征，事故工况时，起到缓慢、有效卸载的良好作用，使得输电塔在事故工况下变得更加安全，也减小了输电塔为减小扭转效应增加的造价，此外，具有维修时可自动恢复位置的能力，做到安装和维修的方便性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔，其特征在于，包括主塔(1)，所述主塔(1)的上端设置有低挂点旋转臂(2)和叠层橡胶钢板扭转支座(3)，所述叠层橡胶钢板扭转支座(3)位于低挂点旋转臂(2)的上方且通过卡合机构(4)连接在低挂点旋转臂(2)上，所述主塔(1)的上端安装有高挂点支架(5)，所述高挂点支架(5)上安装有高挂点绝缘体(51)，所述高挂点绝缘体(51)与高压输电线连接；
所述卡合机构(4)包括固定箱(41)、伸缩弹簧(42)、伸缩导向柱(43)、移动板(44)和卡杆(45)，所述固定箱(41)安装在低挂点旋转臂(2)的外壁上，所述固定箱(41)的内侧设置有移动板(44)，所述移动板(44)通过伸缩弹簧(42)和伸缩导向柱(43)连接在固定箱(41)的内壁上，所述移动板(44)上安装有卡杆(45)，所述卡杆(45)贯穿低挂点旋转臂(2)延伸至叠层橡胶钢板扭转支座(3)内，所述移动板(44)的两端还均安装有导向座(441)，所述导向座(441)内嵌在固定箱(41)上，所述移动板(44)上还安装有拉杆(442)，所述拉杆(442)贯穿固定箱(41)延伸至固定箱(41)的外侧。
2.如权利要求1所述的一种利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔，其特征在于，所述低挂点旋转臂(2)和叠层橡胶钢板扭转支座(3)均安装在主塔转轴(11)上，所述主塔转轴(11)的上端设置有上限位板(12)，所述主塔转轴(11)的下端设置有下限位板(13)，所述低挂点旋转臂(2)和叠层橡胶钢板扭转支座(3)位于上限位板(12)和下限位板(13)之间。
3.如权利要求2所述的一种利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔，其特征在于，所述下限位板(13)上设置有用于阻挡低挂点旋转臂(2)旋转的限位器(6)。
4.如权利要求1所述的一种利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔，其特征在于，所述低挂点旋转臂(2)包括低挂点旋转臂套管(21)和低挂点旋转臂支臂(22)，所述低挂点旋转臂套管(21)的外壁上安装有对称分布的低挂点旋转臂支臂(22)，所述低挂点旋转臂支臂(22)上安装有低挂点绝缘体(221)，所述低挂点绝缘体(221)与高压输电线连接，所述低挂点旋转臂套管(21)通过轴承或者轴瓦与主塔转轴(11)配合连接。
5.如权利要求4所述的一种利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔，其特征在于，所述低挂点旋转臂套管(21)的上表面开设有供叠层橡胶钢板扭转支座(3)安装的环形限位槽(211)，所述低挂点旋转臂套管(21)的上端开设有供卡杆(45)插入且与卡杆(45)匹配的通槽(212)。
6.如权利要求1所述的一种利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔，其特征在于，所述叠层橡胶钢板扭转支座(3)包括叠层橡胶钢板扭转支座钢板层(31)、叠层橡胶钢板扭转支座橡胶层(32)和叠层橡胶钢板扭转支座外钢板层(33)，所述叠层橡胶钢板扭转支座钢板层(31)与叠层橡胶钢板扭转支座橡胶层(32)多层叠加后安装在叠层橡胶钢板扭转支座外钢板层(33)的内壁上。
7.如权利要求6所述的一种利用橡胶弹性的可自复位维修的防主塔扭力的输电塔，其特征在于，所述叠层橡胶钢板扭转支座外钢板层(33)的高度大于叠层橡胶钢板扭转支座钢板层(31)的高度，所述叠层橡胶钢板扭转支座外钢板层(33)的外壁上开设有供卡杆(45)插入且与卡杆(45)匹配的卡槽(331)。
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