CN113818747A - 一种杆塔横担的防雷结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种杆塔横担的防雷结构，属于输变电技术领域。该防雷结构包括柱形钢制主体。在柱形钢制主体的外表面上，由内向外，先涂覆了一层树脂涂层，再涂覆了一层耐候涂层。在所述柱形钢制主体上，沿着柱形钢制主体的径向方向均匀填充多个柔性石墨结构，所述柔性石墨结构由内向外，分别为柔性石墨棒、树脂涂层和耐候涂层。该防雷结构解决了现有杆塔横担防雷性能不佳的问题，且保证了杆塔、耐候性能，也降低了制作成本以及运输、安装成本。

Description

一种杆塔横担的防雷结构
技术领域
本发明属于防雷技术领域，具体涉及一种杆塔横担的防雷结构。
背景技术
随着电力系统快速发展，电力杆塔被广泛运用。输电线路的雷击故障在整个电力系统故障率中占很高的比例，而且雷电导致的故障最严重。雷电活动日益频繁，而电网新增速度加快，杆塔雷击事故呈逐年上升趋势。电力杆塔雷击事故已成为威胁电网安全稳定运行的重要因素。
现有输变电横担主要由钢制横担，木质横担以及合成绝缘材料横担。对于钢制横担，存在重量较重，难于运输，安装不便且防雷效果、耐候性有待提升的问题。对于木质横担，尽管重量有效减轻，但其机械性能不佳，且在潮湿地区易受潮霉变，在工业地区易被酸性气体腐蚀，从而机械性能以及绝缘性能不佳，最终导致杆塔防雷效果受到影响。对于绝缘材料横担，存在本身强度不足，不易于成型，耐候性差，在室外紫外线长期照射下易降解，因此也影响杆塔的防雷性能。电流具有瞬时幅值大，持续时间短的特点，受现有杆塔结构限制，杆塔雷击事故频发，防雷水平有待提高。
如专利(公开号110130713A)公开了一种杆塔的横担结构，采用热塑性树脂填充发泡材料，但存在的问题是热塑树脂现场施工涂覆不便，且固化工艺比光固化成型繁杂，且防雷性能方面仍有待提升。
综上所述，现有技术中还存在以下问题：
1、杆塔为钢制结构，重量大不便于安装运输，且框架整体应力较大。
2、杆塔钢制框架结构无涂层，经空气、水分、酸性气体腐蚀导致锈蚀，使得体积电阻率上升，防雷等电学性能不佳。
3、钢制结构表面裸露，耐候性能、耐腐蚀性能不佳，在户外天气下减少杆塔使用寿命，不利于电力系统安全稳定运行。
4、杆塔钢制结构，耐热性能不佳，在户外温度变化下易形变。
5、杆塔钢结构耐紫外线辐射能力不佳，在长期紫外线照射下减少使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何解决现有杆塔横担防雷水平不足、耐候耐腐蚀性能不足、耐热性能不足、耐辐射能力不足的问题。
本发明的目的是这样实现的，本发明提供了一种杆塔横担的防雷结构，包括柱形钢制主体，在所述柱形钢制主体的外表面上，由内向外，先涂覆了一层树脂涂层，再涂覆了一层耐候涂层；在所述柱形钢制主体上，沿着柱形钢制主体的径向方向均匀开有多个通道，且每个通道的轴向均与柱形钢制主体的轴向相平行，在每个通道里填充一个柔性石墨结构，所述柔性石墨结构由内向外，分别为柔性石墨棒、树脂涂层和耐候涂层。
优选地，所述树脂涂层的涂料由丙烯酸环氧树脂、铜粉和助剂配置而成，其质量份数按照前述顺序分别为60∶5∶7。
优选地，所述耐候涂层的涂料由聚偏二氟乙烯氟碳、工业乙醇和水配置而成，其质量份数按照前述顺序分别为70∶12∶18。
优选地，所述助剂由防沉剂、消泡剂、流平剂、分散剂、增稠剂配置而成，其质量份数按照前述顺序分别为1∶1∶1∶1∶3。
优选地，所述铜粉采用400目工业级铜粉。
优选地，所述树脂涂层的层厚为1mm-3mm，所述耐候涂层的层厚为0.5mm-1.5mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、横担主体钢结构重量减轻，保证杆塔的机械强度和防雷水平，且实现了杆塔整体轻量化，降低了制作、运输以及安装成本。更有效承担外置绝缘子等功能，内部应力造成的影响得到改善。
2、树脂涂层常温即可光固化，易于施工，在钢材与耐候涂料之间起到基材作用，其导电填料形成导电通道，也降低了体积电阻率，提升防雷水平。
3、耐候涂层具有优秀的耐候性、耐腐蚀性、稳定性，在外界环境腐蚀、干扰下保持稳定，有助于提升钢材结构的使用寿命及防雷水平，显著降低杆塔事故。
4、树脂涂层及耐候涂层涂覆在钢制主体以及柔性石墨棒的界面，有效避免内部因水分、气体等造成的锈蚀，也对柔性石墨棒的滑移有了显著地限制作用。
5、内部填充了柔性石墨棒，柔性石墨可以有效传导雷电流接地，提升了杆塔整体的防雷水平，减少杆塔因雷击引发的绝缘事故，从而维持电力系统的稳定运行。
6、表面涂覆树脂涂层和耐候涂料，显著增强横担抵抗紫外线辐射的能力，保证杆塔力学电学性能的稳定，有效延长杆塔的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例中杆塔横担的防雷结构的示意图。
具体实施方式
图1是本发明实施例中杆塔横担的防雷结构的示意图。由1可见，本发明提供了一种杆塔横担的防雷结构，包括柱形钢制主体4。在所述柱形钢制主体4的外表面上，由内向外，先涂覆了一层树脂涂层2，再涂覆了一层耐候涂层1。在所述柱形钢制主体4上，沿着柱形钢制主体4的径向方向均匀开有多个通道，且每个通道的轴向均与柱形钢制主体的轴向相平行，在每个通道里填充一个柔性石墨结构，所述柔性石墨结构由内向外，分别为柔性石墨棒3、树脂涂层2和耐候涂层1。
在本实施例中，沿着柱形钢制主体4的径向方向均匀开有4个通道，且每个通道的轴向均与柱形钢制主体的轴向相平行，在每个通道里填充了一个柔性石墨结构。
柔性石墨棒经挤压成型，柱形钢制主体在工厂加工成型预留孔洞，柔性石墨结构加热后与预留孔洞结合，保证紧密性。
在本实施例中，所述树脂涂层2的涂料由丙烯酸环氧树脂、铜粉和助剂配置而成，其质量份数按照前述顺序分别为60∶5∶7。所述助剂由防沉剂、消泡剂、流平剂、分散剂、增稠剂配置而成，其质量份数按照前述顺序分别为1∶1∶1∶1∶3。所述铜粉采用400工业级铜粉。
在本实施例中，所述耐候涂层1的涂料由聚偏二氟乙烯氟碳、工业乙醇和水配置而成，其质量份数按照前述顺序分别为70∶12∶18。
所述树脂涂层2的层厚为1mm-3mm，所述耐候涂层1的层厚为0.5mm-1.5mm。在本实施例中，取树脂涂层2的层厚为1.5mm，取耐候涂层1的层厚为1mm。在本实施例中，柔性石墨棒3的直径为5mm。
对比例1：
未经涂覆树脂、耐候涂料，未添加柔性石墨结构的钢制主体结构，用作性能对比。
将实施例进行了性能测试，测试结果见表1。
表1实施例与对比例中横担结构的性能
Figure BDA0003274151870000051
Figure BDA0003274151870000061
通过表1结果可见，经处理过的横担结构在盐水溶液侵泡168h后，表现出优异的耐盐水特性，对比例1未填入柔性石墨棒以及涂覆涂层。实施例的体积电阻率明显低于对比例。实施例中的横担结构表现出极低的电阻率以及显著的耐紫外线辐射能力，充分说明本申请的防雷横担结构具有优异的环境适应性和导电性能，可保证耐候钢杆塔防雷击闪络事故的发生。

Claims (6)

1.一种杆塔横担的防雷结构，包括柱形钢制主体(4)，其特征在于，在所述柱形钢制主体(4)的外表面上，由内向外，先涂覆了一层树脂涂层(2)，再涂覆了一层耐候涂层(1)；在所述柱形钢制主体(4)上，沿着柱形钢制主体(4)的径向方向均匀开有多个通道，且每个通道的轴向均与柱形钢制主体(4)的轴向相平行，在每个通道里填充一个柔性石墨结构，所述柔性石墨结构由内向外，分别为柔性石墨棒(3)、树脂涂层(2)和耐候涂层(1)。
2.根据权利要求1所述的一种杆塔横担的防雷结构，其特征在于，所述树脂涂层(2)的涂料由丙烯酸环氧树脂、铜粉和助剂配置而成，其质量份数按照前述顺序分别为60∶5∶7。
3.根据权利要求1所述的一种杆塔横担的防雷结构，其特征在于，所述耐候涂层(1)的涂料由聚偏二氟乙烯氟碳、工业乙醇和水配置而成，其质量份数按照前述顺序分别为70∶12∶18。
4.根据权利要求2所述的一种杆塔横担的防雷结构，其特征在于，所述助剂由防沉剂、消泡剂、流平剂、分散剂、增稠剂配置而成，其质量份数按照前述顺序分别为1∶1∶1∶1∶3。
5.根据权利要求2所述的一种杆塔横担的防雷结构，其特征在于，所述铜粉采用400目工业级铜粉。
6.根据权利要求1所述的一种杆塔横担的防雷结构，其特征在于，所述树脂涂层(2)的层厚为1mm-3mm，所述耐候涂层(1)的层厚为0.5mm-1.5mm。
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