CN113675579A - 一种安装5g天线的变电站构支架装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安装5G天线的变电站构支架装置，属于变电站设备技术领域。包括构支架、避雷针和天线支架；所述构支架包括人字柱和支撑柱，所述人字柱竖直设置，由两根钢管顶端交叉组成；所述支撑柱斜向设置，顶端与所述人字柱的顶端固定连接；所述避雷针竖直设置，底端与所述构支架的顶端固定连接；所述天线支架设置在所述避雷针上。本发明的5G天线设置在构支架顶端的避雷针上，构支架为变电站构架的支撑部分，因此，本发明能够沿变电站架构设置，多组同时设置时能够实现对全站的5G信号覆盖，能够确保无线感知设备工作正常，同时能够确保智能设备无线信号的快速传输，保证在极短时间内完成电气设备的无线操控、故障快速隔离，提高电网运行安全。

Description

一种安装5G天线的变电站构支架装置

技术领域

本发明属于变电站设备技术领域，具体涉及一种安装5G天线的变电站构支架装置。

背景技术

随着通信技术的发展和电网运维模式的变革，电力通信的组网技术也不断发展，多种无线通信方式在电网中得到应用，当前230MHz电力无线专网和4G公网支撑了泛在物联网和智能电网的需求，提升了电网的智能化水平。近年来变电站内移动巡检机器人、主设备加装无线感知设备等新兴业务对通信网络的空中接口、数据传输速率和稳定性提出了更高的要求，以海量接入、低时延和大带宽为特点的5G通信技术为这些业务提供了技术支撑，变电站无线感知设备的信号传输逐步由传统的有线传输向5G无线传输转变。

变电站现有的4G天线多设置在主控楼上，但与4G相比，5G信号的有效传输距离较近，如果仅在主控楼上设置5G天线，不能实现对站区设备5G信号的全覆盖，因此，就需要在站区内设置多副5G天线。但对于已建成变电站来说，如果5G天线采用常规的天线杆塔支撑，则需要在变电站的电气设备之间新立天线杆塔，势必引起变电站运行设备的迁改或扩建改造，不仅需要投入大量的改扩建资金，同时需要长时间停电以迁改设备或增加征地，对电网运行造成严重影响。

如专利文献CN112086861A提出一种可作为5G基站天线塔的变电站避雷针，包括塔身、设置于塔身底部的铁塔水平地网和设置于塔身顶部的避雷针针尖，所述塔身采用三管格构式，塔身距离地面一定高度处分别设置多层用于安装基站天线设备的平台。该发明将变电站的独立避雷针进行特殊设计，将其与基站天线设备进行整合，设置用于安装电力专网基站天线设备和运营商5G基站天线设备的平台，实现变电站避雷针与天线塔的联合共享，能够提高资源利用率，减少投资。但变电站内的独立避雷针塔数量少，在安装5G天线后仍不能确保实现对全站的5G信号覆盖。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种安装5G天线的变电站构支架装置，能够实现5G信号的全面覆盖。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种安装5G天线的变电站构支架装置，包括构支架、避雷针和天线支架；

所述构支架包括人字柱和支撑柱，所述人字柱竖直设置，由两根顶端交叉的钢管组成；所述支撑柱斜向设置，顶端与所述人字柱的顶端固定连接；

所述避雷针竖直设置，底端与所述构支架的顶端固定连接；

所述天线支架设置在所述避雷针上。

进一步的，所述天线支架包括支撑杆、减振环和安装杆；

所述减振环为圆环状结构，水平环绕在所述避雷针外侧；

所述支撑杆为杆状结构，在减振环内部周向均匀设置，一端与所述减振环固定连接，另一端与所述避雷针固定连接；

所述安装杆为直杆结构，竖直设置，与减振环固定连接，在减振环外部周向均匀设置；

单个所述减振环内所述支撑杆与所述安装杆数量相同且交错设置，所述安装杆与所述减振环的连接处位于相邻两根所述支撑杆之间。

进一步的，所述减振环共有上下两组，均通过所述支撑杆与所述避雷针固定连接，均与所述安装杆固定连接。

进一步的，所述支撑杆为弧形弯杆结构，上端与所述减振环的底部固定连接，下端与所述避雷针固定连接。

进一步的，所述避雷针从上而下依此由多根直径依此增大的钢管固定连接而成。

进一步的，所述避雷针与所述构支架的连接处设置有多个加强肋。

进一步的，所述减振环与所述支撑杆的材质均为弹簧钢。

目前一副4G天线的覆盖半径约为1.2千米，基本可以覆盖一座常规的500千伏及以下变电站的站区设备，因此，为了节省变电站的占地面积，4G天线一般设置在变电站主控楼的顶部，不再另设独立的天线杆塔。

随着站内智能设备和管理升级，5G信号已在智能化变电站中逐渐采用，由于5G信号的有效传输距离较近，按照以往在主控楼上设置5G天线的做法，不能实现站区设备5G信号的全覆盖，就需要在站区内设置多副5G天线，以实现智能设备无线信号的快速传输，保证在极短时间内完成电气设备的无线操控、故障快速隔离。新增5G天线如采用常规的设置方式，为了满足电气安全距离要求，则需要在变电站的电气设备之间新立天线杆塔，势必引起变电站运行设备的迁改或扩建改造，不仅需要投入大量的改扩建资金，同时需要长时间停电以迁改设备或增加征地，对电网运行和供电安全造成严重影响。

所以出现了一些利用变电站内避雷针塔安装5G天线的技术，如专利文献CN112086861A等。这些现有技术不需要迁改设备或增加征地，能够提高资源利用率，减少投资。但变电站内存在大量的金属散射体，会严重影响5G信号的传输；特别是变电站无线感知设备大多安装在高压设备附近，5G通信质量极易受到电磁干扰而降低，无线感知设备易出现误判、误动等异常工作状态，甚至造成元件或设备的损坏，从而引发变电站乃至整个电网不可预计的损失和事故。

如CN112086861A等现有技术5G天线安装于独立避雷针塔，受限于独立避雷针塔的数量和位置，无法实现对站内5G信号的全覆盖，一些部位可能会出现信号弱或无信号的情况，无法确保所有无线感知设备的5G通信安全。

这种情况下，本发明人结合变电站构架研发出本发明。变电站构架是变电站进线、出线、内部导线的支撑结构，户外式变电站均设置变电站构架以保证不同回路、不同相导线和导线与大地之间的安全距离，变电站构架的占地面积超过整个变电站的50%。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明的5G天线设置在构支架顶端的避雷针上，构支架为变电站构架的支撑部分，因此，本发明能够沿变电站架构设置，多组同时设置时能够实现对全站的5G信号覆盖。本发明的5G天线能够设置在靠近无线感知设备的上方，一方面能够保证无线感知设备所接收5G信号的强度，另一方面也能够减少金属散射体对5G信号的影响，确保无线感知设备工作正常，同时能够确保智能设备无线信号的快速传输，保证在极短时间内完成电气设备的无线操控、故障快速隔离，提高电网运行安全。

本发明在建设时不需要新建天线杆塔，不需要进行设备迁改或增加征地，能够节省大量的改扩建资金，同时能够减少对供电安全的影响。

本发明设置的减振环和支撑杆均具有弹性，当5G天线因风吹振动时，其振动时的风振力会首先作用到减振环上，减振环能够吸收一部分风振力，剩余风振力通过支撑杆传输至避雷针。5G天线作用到减振环上的风振力呈水平方向，因支撑杆为向内弯曲结构，当水平方向的风振力作用到支撑杆上时，支撑杆首先会受力弯曲，然后才将风振力传输至避雷针，而支撑杆在弯曲的过程中，同样能够吸收一部分风振力。因此，本发明能够减少5G天线对避雷针的振动影响，能够避免避雷针因振动损伤而出现断裂事故。同时，本发明在避雷针与构支架连接处做加强处理，能够缓解二者连接处的应力集中现象，能够避免避雷针因振动损伤而出现断裂事故。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

图1：本发明实施例1的结构示意图；

图2：本发明实施例1天线支架的结构示意图；

图3：本发明实施例1中5G天线的安装示意图；

图4：本发明实施例2天线支架的结构示意图；

图5：本发明实施例2中5G天线的安装示意图；

图6：本发明实施例3的结构示意图；

其中：1-构支架，11-人字柱，12-支撑柱，2-避雷针，21-加强肋，3-天线支架，31-支撑杆，32-减振环，33-安装杆，4-5G天线。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例和附图进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

需注意的是，在本发明的描述中，术语“内外”、“上下”、“顶底”等指示的方位或位置关系基于本发明工作时的方位或位置关系，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、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

参阅图1-图3，本实施例所提供的安装5G天线的变电站构支架装置包括构支架1、避雷针2和天线支架3。

如图1所示，构支架1为变电构架的支撑部分，包括人字柱11和支撑柱12；人字柱11由两根钢管交叉设置呈“人”字形，竖直设置，所述两根钢管的中心轴线位于同一竖直平面上；支撑柱12为一钢管，斜向设置，顶端与人字柱11的顶端固定连接，用于支撑人字柱11防止其倾斜。本发明在安装时，人字柱11和支撑柱12的底部均通过基础固定在地面上。

避雷针2竖直设置，底端与构支架1的顶端固定连接。避雷针2从上而下依此由多根直径依此增大的钢管固定连接而成。

如图2所示，天线支架3设置在避雷针2上。天线支架3包括支撑杆31、减振环32和安装杆33。减振环32为圆环状结构，水平且环绕避雷针2设置。支撑杆31为直杆结构，水平设置，在减振环32内部周向均匀分布，一端与减振环32固定连接，另一端与避雷针2固定连接，用于将减振环32固定到避雷针2上。安装杆33为直杆结构，竖直设置，与减振环32固定连接，在减振环32外部周向均匀分布，用于安装5G天线4。本实施例共设置上下两组减振环32，均通过支撑杆31与避雷针2固定连接，均与安装杆33固定连接。

安装杆33的数量与单个减振环32内支撑杆31的数量相同，安装杆33与支撑杆31交错设置，安装杆33与减振环32的连接处位于相邻两根支撑杆31之间。

如图3所示，5G天线4安装在支撑杆31上。5G天线4的具体数量可根据现场情况确定，确保能够实现5G信号对变电站的全面覆盖。

当5G天线4因风吹振动时，其振动时的风振力会首先作用到减振环32上，减振环32具有一定的弹性，能够吸收一部分风振力，因此通过支撑杆31传输至避雷针2的风振力会被消减。本实施例所设置的天线支架3能够减少5G天线4对避雷针2的振动影响，能够避免避雷针2因振动损伤而出现断裂事故。

为提高减振环32的减振性能，本实施例减振环32采用弹簧钢制成。弹簧钢的具体牌号可参考GB/T 1222-2016《弹簧钢》。当然，在确保强度的情况下，减振环32也可采用其他与弹簧钢相比具有更低刚度的材质。

实施例2：

参阅图4-图5，本实施例所提供的安装5G天线的变电站构支架装置与实施例1相比，做了以下改进：支撑杆31为弯杆结构。

本实施例支撑杆31为弯杆结构，呈弧形，上端与减振环32的底部固定连接，下端与避雷针2固定连接；支撑杆31的本体在向下延伸过程中逐渐向减振环32的中心轴线方向弯曲。本实施例的支撑杆31向上支撑起减振环32，能够使减振环32固定的更加牢固，避免其无法承受5G天线4的重量而脱落。

本实施例支撑杆31具有弹性，与减振环32采用同样的材质。

当5G天线4因风吹振动时，其振动时的风振力会首先作用到减振环32上，减振环32具有弹性，能够吸收一部分风振力，剩余风振力通过支撑杆31传输至避雷针2。5G天线4作用到减振环32上的风振力呈水平方向，因支撑杆31为弯曲结构，当水平方向的风振力作用到支撑杆31上时，支撑杆31首先会受力弯曲（支撑杆31的弯曲度会增大或减小），然后才将风振力传输至避雷针2，而支撑杆31在受力弯曲的过程中，能够吸收一部分风振力。

因此，本实施例在减振环32和支撑杆31的共同作用下，能够吸收部分5G天线4因风吹而产生的风振力，减少振动对避雷针2的影响。

实施例3：

参阅图6，本实施例所提供的安装5G天线的变电站构支架装置与实施例2相比，做了以下改进：避雷针2与构支架1的连接处设置有多个加强肋21。

当本发明的5G天线4及避雷针2因风吹振动时，风振力的最终作用点集中在避雷针2与构支架1的连接处，因此，本实施例设置多个加强肋21对避雷针2进行加固，用于缓解避雷针2与构支架1连接处的应力集中现象，避免避雷针2因振动损伤而出现断裂事故。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种安装5G天线的变电站构支架装置，其特征在于：包括构支架、避雷针和天线支架；

所述构支架包括人字柱和支撑柱，所述人字柱竖直设置，由两根钢管顶端交叉组成；所述支撑柱斜向设置，顶端与所述人字柱的顶端固定连接；

所述避雷针竖直设置，底端与所述构支架的顶端固定连接；

所述天线支架设置在所述避雷针上。

2.根据权利要求1所述安装5G天线的变电站构支架装置，其特征在于：所述天线支架包括支撑杆、减振环和安装杆；

所述减振环为圆环状结构，水平环绕在所述避雷针外侧；

所述支撑杆为杆状结构，在减振环内部周向均匀设置，一端与所述减振环固定连接，另一端与所述避雷针固定连接；

所述安装杆为直杆结构，竖直设置，与减振环固定连接，在减振环外部周向均匀设置；

单个所述减振环内所述支撑杆与所述安装杆数量相同且交错设置，所述安装杆与所述减振环的连接处位于相邻两根所述支撑杆之间。

3.根据权利要求2所述安装5G天线的变电站构支架装置，其特征在于：所述减振环共有上下两组，均通过所述支撑杆与所述避雷针固定连接，均与所述安装杆固定连接。

4.根据权利要求3所述安装5G天线的变电站构支架装置，其特征在于：所述支撑杆为弧形弯杆结构，上端与所述减振环的底部固定连接，下端与所述避雷针固定连接。

5.根据权利要求4所述安装5G天线的变电站构支架装置，其特征在于：所述避雷针从上而下依此由多根直径依此增大的钢管固定连接而成。

6.根据权利要求5所述安装5G天线的变电站构支架装置，其特征在于：所述避雷针与所述构支架的连接处设置有多个加强肋。

7.根据权利要求6所述安装5G天线的变电站构支架装置，其特征在于：所述减振环与所述支撑杆的材质均为弹簧钢。

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