CN112431466A - 一种双回路复合材料塔头杆塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双回路复合材料塔头杆塔，属于输电线路用杆塔技术领域，包括复合材料塔头和钢材塔身，采取复合材料和普通钢材结合的结构，一方面利用塔头部分复合材料的绝缘性，减少输电线路的污闪事故，提高线路安全运行水平；减小塔头尺寸，大幅度的缩小输电通道走廊宽度，减少土地占用，节约宝贵的土地资源。一方面由于复合材料的弹性模量较钢材低，整体稳定问题突出，对塔身下部主要受力构件需要选择较大的截面，选择钢材则可以充分利用钢材的特性，节约材料，降低整体造价。

Description

一种双回路复合材料塔头杆塔

技术领域

本发明属于输电线路用杆塔技术领域，具体涉及一种双回路复合材料塔头杆塔。

背景技术

输电线路杆塔结构，是电力架空输电线路设施中的支撑结构，随着我国电网的发展，输电线路工程呈现出长距离、规模化、大型化的发展趋势。目前，输电线路杆塔大量使用钢材，对钢材的需求量逐年上升，消耗了大量的矿产资源，造成生态环境的污染。同时，大量采用钢材作为铁塔材料，也给杆塔的施工、运输及运行维护带来了诸多困难。

因此需要提出一种新的输电线路杆塔，以解决上述问题。

发明内容

本发明提供了一种双回路复合材料塔头杆塔，在提供足够的支撑的同时，节约了钢材，减少了生态污染。

为达到上述目的，本发明所述一种双回路复合材料塔头杆塔，包括下塔身和固定在下塔身上部的上塔身，上塔身顶端设置有地线横担，上塔身侧壁自下至上依次固定有下导线横担、中导线横担和上导线横担，上塔身、下导线横担、中导线横担和上导线横担均采用复合结构，地线横担和下塔身由钢材制成。

进一步的，下导线横担、中导线横担和上导线横担结构相同，统称为导线横担，导线横担包括拉杆和支柱绝缘子，拉杆包括柱体和覆盖在柱体外的硅橡胶伞裙，柱体用纤维圆柱体浸渍树脂经模具拉挤加热固化而形成；支柱绝缘子包括内衬，内衬外自内向外依次设置有玻璃纤维环氧树脂筒和硅橡胶伞裙。

进一步的，内衬的材料为聚四氟乙烯。

进一步的，上塔身为玻璃纤维增强环氧树脂空心管。

进一步的，上导线横担、中导线横担及下导线横担两侧均对称设置有导线挂点。

进一步的，地线横担的地线挂点距离中轴线5.5m处，上导线横担的上导线挂点距离中轴线5m处，中导线横担的中导线挂点距离中轴线5.5m处，下导线横担的下导线挂点距离中轴线5m处。

进一步的，上塔身在下导线横担下方有变坡处，变坡处距下导线横担与塔身的连接处为m。

进一步的，地线横担与上导线横担之间的层间距为4m；上导线横担与中导线横担之间的层间距为5m；中导线横担与下导线横担之间的间距为5m。

进一步的，上导线横担、中导线横担及下导线横担的布置方式均为上挑1米布置。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：

本发明采取复合材料和普通钢材结合的结构，一方面利用塔头部分复合材料的绝缘性，减少输电线路的污闪事故，提高线路安全运行水平；并减小塔头尺寸，大幅度的缩小输电通道走廊宽度，减少土地占用，节约宝贵的土地资源。一方面由于复合材料的弹性模量较钢材低，整体稳定问题突出，对塔身下部主要受力构件需要选择较大的截面，选择钢材则可以充分利用钢材的特性，节约材料，降低整体造价。

此外，塔头部分采用复合材料还具有以下优点：

1)本发明使用的复合材料重量较钢材轻，节约杆塔运输和组装成本；

2)本发明使用的复合材料环保，对于节能环保有一定的实用意义。

3)本发明使用的复合材料杆塔耐腐蚀、被盗可能性小，降低后期线路运维成本。

进一步的，复合材料拉杆位于内部的主体是利用纤维圆柱体浸渍树脂经模具拉挤加热固化而形成的整体柱体，满足拉索的轴向拉伸能力；柱体外侧固定有为硅橡胶伞裙，保证了复合横担在强紫外线地区的使用寿命。

进一步的，支柱绝缘子采用耐高温、耐HF酸腐蚀的聚四氟乙烯作为内衬，并对其表面进行活化处理以满足内衬与结构层的粘结要求，以满足绝缘要求；为了满足受力要求，外层为玻璃纤维环氧树脂筒；最外侧为硅橡胶伞裙，以保证复合横担在强紫外线地区的使用寿命。

进一步的，上塔身为采用湿法缠绕成型技术制造玻璃纤维增强环氧树脂空心管，利用四维缠绕设备加工，提高塔身杆件的受力与稳定。

附图说明

图1为本发明的示意图。

其中：1-地线横担，2-上导线横担，3-中导线横担，4-下导线横担，5-上塔身，6-下塔身，7-塔腿。

具体实施方式

为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

复合材料杆塔具有抗烟雾、酸雨、大风等自然灾害能力等特点，安装后不需维护，寿命长；同时杆塔轻便，可大幅度降低杆塔的运输和组装成本，并且由于杆塔颜色可调，增强了线路环境的友好性。另一方面，由于复合材料杆塔绝缘等级高，可以大幅度的缩小输电通道走廊宽度，节约宝贵的土地资源，对于输电通道资源紧缺这一电网发展过程中的国际性问题具有重大的研究意义和实用价值。

参照图1，一种双回路复合材料塔头杆塔，包括地线横担1、上导线横担2、中导线横担3、下导线横担4、上塔身5、下塔身6和钢材塔腿7。其中，地线横担1、上导线横担2、中导线横担3、下导线横担4和上塔身5组成塔头。

下塔身6下固定连接有塔脚7，下塔身6上固定有上塔身5，上塔身5侧壁自下至上依次固定有下导线横担4、中导线横担3和上导线横担2，上塔身5上端固定有地线横担1。

其中，所述地线横担1采用钢材制成，顶端对称的设置有地线挂点，防雷地线采用特制金具与地线挂点连接。

上导线横担2包括上拉杆21和上支柱绝缘子22，中导线横担3包括中拉杆31和中支柱绝缘子32，下导线横担4包括下拉杆41和下支柱绝缘子42。其中上拉杆21、中拉杆31和下拉杆41的结构和材料均相同，均为复合材料拉杆，复合材料拉杆位于内部的主体是利用纤维圆柱体浸渍树脂经模具拉挤加热固化而形成的整体柱体，满足拉索的轴向拉伸能力；柱体外侧固定有为硅橡胶伞裙，主要为了保证复合横担在强紫外线地区的使用寿命。

上支柱绝缘子22、中支柱绝缘子32和下支柱绝缘子42的结构和材料均相同，均采用复合材料，统称为支柱绝缘子，支柱绝缘子包括内衬，内衬外自内向外依次设置有玻璃纤维环氧树脂筒和硅橡胶伞裙；支柱绝缘子采用耐高温、耐HF酸腐蚀的聚四氟乙烯作为内衬，并对其表面进行活化处理以满足内衬与结构层的粘结要求，以满足绝缘要求；为了满足受力要求，外层的结构层为玻璃纤维环氧树脂筒；最外侧为硅橡胶伞裙，主要为了保证复合横担在强紫外线地区的使用寿命。

上塔身5也为复合材料，上塔身5为采用湿法缠绕成型技术制造玻璃纤维增强环氧树脂空心管，利用四维缠绕设备加工，以满足塔身杆件的受力与稳定。

上导线横担2、中导线横担3及下导线横担4两侧均对称的设置导线挂点，导线采用特制金具与导线挂点连接。

地线横担1的地线挂点距离中轴线5.5m处。上导线横担2的上导线挂点距离中轴线5m处；中导线横担3的中导线挂点距离中轴线5.5m处；下导线横担4的下导线挂点距离中轴线5m处。

上塔身5在下导线横担下方有变坡处，变坡处距下导线横担4与塔身的连接处为4m。

下塔身6由钢材制成。

地线横担1长度为4m，地线横担1与上塔身5连接处根部高度h1为1.5m，地线横担1的横担端头为尖形，夹角为21°；

上导线横担2的长度为3.5m，上导线横担2与上塔身5连接处根部高度h2为3.5m，上导线横担2的横担端头拉杆和支柱绝缘子组成的夹角为51°；

中导线横担3的长度为4m，中导线横担3与上塔身5连接处根部高度h3为5m，中导线横担的横担端头拉杆和支柱绝缘子组成的夹角为59°；

下导线横担4的长度为3.5m，下导线横担4与上塔身5连接处根部高度h4为5m，下导线横担4的横担端头拉杆和支柱绝缘子组成的夹角为65°。

上导线横担2、中导线横担3及下导线横担4的布置方式均为上挑1米布置。

地线横担1与上导线横担2之间的层间距为4m；上导线横担2与中导线横担3之间的层间距为5m；中导线横担3与下导线横担4之间的间距为5m。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双回路复合材料塔头杆塔，其特征在于，包括下塔身(6)和固定在下塔身(6)上部的上塔身(5)，所述上塔身(5)顶端设置有地线横担(1)，上塔身(5)侧壁自下至上依次固定有下导线横担(4)、中导线横担(3)和上导线横担(2)，所述上塔身(5)、下导线横担(4)、中导线横担(3)和上导线横担(2)均采用复合结构，所述地线横担(1)和下塔身(6)由钢材制成。

2.根据权利要求1所述的一种双回路复合材料塔头杆塔，其特征在于，所述下导线横担(4)、中导线横担(3)和上导线横担(2)结构相同，统称为导线横担，所述导线横担包括拉杆和支柱绝缘子，所述拉杆包括柱体和覆盖在柱体外的硅橡胶伞裙，所述柱体用纤维圆柱体浸渍树脂经模具拉挤加热固化而形成；所述支柱绝缘子包括内衬，所述内衬外自内向外依次设置有玻璃纤维环氧树脂筒和硅橡胶伞裙。

3.根据权利要求2所述的一种双回路复合材料塔头杆塔，其特征在于，所述内衬的材料为聚四氟乙烯。

4.根据权利要求1所述的一种双回路复合材料塔头杆塔，其特征在于，所述上塔身(5)为玻璃纤维增强环氧树脂空心管。

5.根据权利要求1所述的一种双回路复合材料塔头杆塔，其特征在于，所述上导线横担(2)、中导线横担(3)及下导线横担(4)两侧均对称设置有导线挂点。

6.根据权利要求5所述的一种双回路复合材料塔头杆塔，其特征在于，所述地线横担(1)的地线挂点距离中轴线5.5m处，上导线横担(2)的上导线挂点距离中轴线5m处，中导线横担(3)的中导线挂点距离中轴线5.5m处，下导线横担(4)的下导线挂点距离中轴线5m处。

7.根据权利要求1所述的一种双回路复合材料塔头杆塔，其特征在于，所述上塔身(5)在下导线横担下方有变坡处，变坡处距下导线横担(4)与塔身的连接处为(4)m。

8.根据权利要求1所述的一种双回路复合材料塔头杆塔，其特征在于，所述地线横担(1)与上导线横担(2)之间的层间距为4m；上导线横担(2)与中导线横担(3)之间的层间距为5m；中导线横担(3)与下导线横担(4)之间的间距为5m。

9.根据权利要求1所述的一种双回路复合材料塔头杆塔，其特征在于，所述上导线横担(2)、中导线横担(3)及下导线横担(4)的布置方式均为上挑1米布置。

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