CN114109120A - 防断复合高强混凝土电杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防断复合高强混凝土电杆，包括杆身，杆身包括从外到内依次设置的钢管层、隔离层和水泥层，其中所述钢管层采用耐候钢制成，所述钢管层与隔离层之间的空间构成真空层。采用相互衔接的层状结构，配合不同连接结构，提高杆身整体抗压和抗扭能力，具有良好的自平衡能力，可有效缓解环境气候影响，有效降低电杆断裂和倾倒概率，大大延长其使用寿命，减少工程事故或安全事故等。

Description

防断复合高强混凝土电杆

技术领域

本发明属于输电塔结构领域，具体涉及一种防断复合高强混凝土电杆。

背景技术

目前，电力输送作业中，低压电力输送大多仍采用传统水泥电杆或钢塔结构，在高寒或季风地带，传统水泥电杆受气候环境影响较大，特别是大风和温差等影响特别严重，容易倾倒或断裂等，直接导致其寿命大大缩短，给电力正常输送造成损失，同时也极易造成安全事故，随着工业化进程的加快，日常生活及各行业的发展对电力的依赖度愈重，故亟需对传统的水泥电杆进行改进，以尽量减少或避免因为水泥电杆导致的电力事故。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种防断复合高强混凝土电杆，以解决现有水泥杆受环境影响导致寿命缩短，容易引发工程或安全事故的问题。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种防断复合高强混凝土电杆，包括杆身，其关键在于：所述杆身包括从外到内依次设置的钢管层、隔离层和水泥层，其中所述钢管层采用耐候钢制成，所述钢管层隔离层与之间的空间构成真空层。

采用以上方案，电杆的主要支撑力靠水泥层提供，同时外部耐候钢制成的钢管层可使水泥层免于直接受环境雨露影响，结合真空层的使用可进一步使水泥层免于温度和气候影响，有利于延长其使用寿命，另一方面，隔离层的可使外部的钢管层免于受水泥层的碱性腐蚀，有利于延长外部钢管层的使用寿命，各层之间相辅相成，防止电杆断裂，有利于延长电杆整体使用寿命

作为优选：所述隔离层采用钢材制成，所述水泥层呈环状。采用钢材制成的隔离层可有效提高杆身整体抗拉和抗扭强度，同时可减少水泥用量，有利于杆身的轻量化发展。

作为优选：所述水泥层内侧设有内固层，所述水泥层位于隔离层与内固层之间。采用上述结构，内固层主要对环状水泥层的内侧起到定型作用，防止水泥层向内爆裂，以进一步保证水泥层承压稳定性。

作为优选：所述隔离层的内壁上具有依次设置的防水涂层和酸性防腐涂层。采用上述结构，通过防水涂层和酸性防腐涂层可降低水泥浆对隔离层的损伤，延长隔离层的使用寿命。

作为优选：所述隔离层内侧壁上具有毛毡层。采用以上方案，毛毡层通过粘胶粘附于隔离层的内侧壁上，不但可增加与水泥层的接触面积，提高二者相互之间的抓合力，还具有一定弹性空间，吸收膨胀力，防止或缓解隔离层或内固层变形情况。

作为优选：所述杆身高度方向呈下大上小的锥状，径向呈多边形状，其上部具有沿其径向设置的支架。采用上述结构，可提高杆身的支撑力和自稳定性，上部支架主要用于安装绝缘子等电缆输送部件。

作为优选：所述杆身包括从下至上依次固定连接的杆身下段、至少一个杆身中段和杆身上段，所述杆身下段与杆身中段之间、相邻杆身中段之间、以及杆身中段和杆身上段之间均通过法兰盘连接。采用上述结构，便于模块化预制生产，根据需要调整杆身中段数量或长度即可满足多种高度杆身需求，提高生产效率。

作为优选：所述杆身下段与杆身中段之间、相邻两个杆身中段之间、杆身中段与杆身上段上段之间具有相互配合的插接结构，所述插接结构包括相互配合的下承座和上插部。采用上述结构，可提高杆身下段、中段和上段之间的连接稳定性和密封性，减少外部流体通过法兰连接处浸入杆身内部，同时相互具有重合部分，可有效提高连接部位强度。

作为优选：所述上插部呈中空结构，其内具有与其相适应的配重球，所述杆身内配重球的半径从下至上依次减小，并通过连接绳连成一体，所述连接绳上端固定于杆身顶部。采用上述设计，一方面配重球可起到进一步压紧作用，将上插部与下承座配合更紧，即提高下段、中段和上段相邻之间连接可靠性，另一方面可相对降低杆身整体重心，有利于防止杆身受暴风影响整体倾倒的情况发生，同时还可起到进一步密封作用。

作为优选：所述杆身下段的下端通过法兰连接有底盘，杆身下段内底部设有平衡球，所述平衡球与连接绳的下端相连，且所述底盘上具有沿其径向分布的环形凹槽。采用上述方案，当电杆遇暴风被电线牵引做直线往复摆动时，底部平衡球则根据摆动幅度在不同环形凹槽内做圆周摆动，以此缓解杆身的直线摆动，起到一定阻尼效果，进一步降低电杆倾倒或断裂风险。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明的防断复合高强混凝土电杆，采用相互衔接的层状结构，配合不同连接结构，提高杆身整体抗压和抗扭能力，具有良好的自平衡能力，可有效缓解环境气候影响，有效降低电杆断裂和倾倒概率，大大延长其使用寿命，减少工程事故或安全事故等。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为杆身层状结构示意图；

图3为插接结构示意图；

图4为连接绳结构示意图；

图5为底盘俯视图；

图6为底盘剖视图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

参考图1至图6所示的防断复合高强混凝土电杆，包括呈杆状的杆身1，本申请中杆身1为对层结构，从外到内主要包括依次设置的钢管层2、隔离层3和水泥层4，其中钢管层2采用NM400耐候钢制成，钢管层2与隔离层3之间具有较大空间，并对该空间进行密封后抽真空形成真空层5。

隔离层3主要起到辅助形成真空层5的作用，避免水泥层4直接与最外层的钢管层2接触，其可选用高强度塑胶制成，而本实施例中从使用寿命和生产成本等角度出发，优选普通钢材制成，同时将杆身1设计呈中空状，即水泥层4呈环状。为进一步保证水泥层4的性能稳定性和强度等，在水泥层4内侧设有内固层6，生产时可直接将水泥浆注入隔离层3与内固层6之间，凝固之后即形成水泥层4，内固层6亦可选用普通钢材制成，当然在没有内固层6的情况下，可制作类似模具(通常采用木质板制成)放入隔离层3后朝其注入水泥浆，待水泥浆凝固之后取出模具即可。

本申请中为充分保证外部钢管层2的性能，避免受自身材质影响，故在选用钢材作为隔离层3的基础之上，在隔离层3的内壁上依次涂覆防水涂层30和酸性防腐涂层31，主要隔绝水泥浆的碱性和水分对隔离层3的影响，甚至造成腐蚀乃至对钢管层2的负面影响等。

进一步的，为避免水泥层4膨胀导致的局部形变可能引发的应力变化，本实施例中还在隔离层3内侧壁上铺设毛毡层32，毛毡层32通常采用高强度胶水粘附于隔离层3的内壁上，具体而言，其粘附于酸性防腐涂层31上。

本申请中杆身1高度方向上大体呈下大上小的锥状，其横截面为多边形状，通常优选为六边形或者八边形，其上部具有沿其径向设置支架7，为充分发挥各层优势，同时避免材料浪费或重量失衡等，钢管层2、真空层5、隔离层3、水泥层4和内固层6的厚度比约为1∶(3～4)∶(1.2～2)∶(6～8)∶1。

另一方面，本申请中为提高其生产效率，便于工厂预制化生产和模块化生产，故杆身1包括从下至上依次固定连接的杆身下段8、至少一个杆身中段9和杆身上段10，杆身下段8和杆身中段9之间、相邻杆身中段9之间，以及杆身中段9与杆身上段10之际均通过法兰盘连接，杆身下段8和杆身中段9的上下两端，以及杆身上段10的下端均具有法兰盘，法兰盘与杆身下段8、与杆身中段9和与杆身上段10之间通常采用焊接固定，支架7则直接设置于杆身上段10上，以便于模块化生产装配。

如图1和图3所示，杆身下段8与杆身中段9之间、相邻两个杆身中段9之间、杆身中段9与杆身上段10上段之间具有相互配合的插接结构，插接结构包括相互配合的下承座16和上插部11，具体而言，杆身中段9和杆身上段10的下端均具有上插部11，而上插部11与对应的法兰盘一体成型，上插部11大体呈上大下小的锥状，而下承座16内具有与之相适应的锥孔，下承座16与对应的杆身下段8(或杆身中段9)顶部大小相适应，通常由杆身下段8(或杆身中段9)底部装入之后，以焊接方式与内固层6固定，此外，上插部11亦可设计成多边形状。

在上述基础之上，又一优选方案中，将上插部11设计成中空结构，其内具有与其相适应的配重球12，配重球12压入上插部11内，使上插部11与下承座16之间插接部位更紧致，为适应杆身1整体结构，配重球12的半径从下至上依次减小，并通过连接绳13连成一体，连接绳13上端固定于杆身1顶部，结合图4，本实施例中连接绳13为钢绳，其上具有沿长度方向分布的锥形定位头130，而各配重球12内具有沿直径方向设置并与对应锥形定位头130相适应的锥形定位孔，当然，需要注意的是，下部配重球12上的锥形定位孔必然能够供上部的锥形定位头130通过，采用此种结构，可实现对所有配重球12的串联，同时起到一定定位效果。

杆身下段8的下端通过法兰连接有底盘80，杆身下段8内底部设有平衡球14，平衡球14的重量大于上方任一配重球12的重量，通常情况下，配重球12为水泥球，而平衡球14则为钢球或铁球，如图所示，连接绳13的下端与平衡球14相连，且底盘80上具有沿其径向分布的环形凹槽81，具体而言，底盘80的上侧大体呈弧状，具有弧形凹槽82，该弧形凹槽82的中部位置最低，在其中心外侧依次设有不同直径的环形凹槽81，相邻环形凹槽81之间采用圆弧光滑过度，且所有环形凹槽81朝底盘80的中心倾斜开设，当电杆遇暴风被电线牵引做直线往复摆动时，底部平衡球则根据摆动幅度在不同环形凹槽内做圆周摆动，环形凹槽81起到圆周运动引导作用，以此缓解杆身的直线摆动，起到一定阻尼效果，可大大降低电杆倾倒或断裂风险，需要注意的是初始状态下，需要通过控制连接绳13的长度，将平衡球14近乎全部拉起，即平衡球14与弧形凹槽82的中心接触，但不施加压力或压力很小。

参考图1至图6所示的防断复合高强混凝土电杆，本发明的生产及装配过程如下：首先选好钢管层2、隔离层3和内固层6的板材，根据所需尺寸切割好，并对隔离层3进行处理，即在其中一个表面构建防水涂层30和酸性防腐涂层31，并粘附好毛毡层32。

接着将钢管层2、隔离层3和内固层6卷呈对应尺寸的筒状，并在其一端焊接法兰之后(如预制的杆身上段10则直接对其顶部进行密封即可)，在隔离层3和内固层6之间浇注水泥浆凝固后形成水泥层5，最后在杆身下段8、杆身中段9和杆身上段10的另一端焊接法兰盘，对其钢管层2和隔离层3之间的空间，以及水泥层5的端部形成密度，需要注意的是法兰盘上对应钢管层2和隔离层3之间的空间设有与之贯通的抽气孔，此时即可对钢管层2和隔离层3之间的空间进行抽真空操作后将抽气孔密封即可。

上步在对杆身中段9和杆身上段10的另一端连接法兰盘之前，可直接将配重球12装入对应法兰盘的上插部11中，随后根据杆身1的高度，选好连接绳13的长度，以及合适的杆身下段8、杆身中段9和杆身上段10长度，即进行装配，将连接绳13的下端连接好平衡球14之后，依次穿过上方(通常情况下，进行该操作时杆身下段8、杆身中段9和杆身上段10均处于水平放置状态)的配重球12，最后把连接绳13的上端固定于杆身上端10的顶部，并将杆身下段8、杆身中段9和杆身上段10依次通过法兰盘固定连接，最后在杆身下段8的底部连接底盘80即可。

杆身1整体竖立之后，可通过杆身下段8的法兰盘与地坑中的水泥墩15连接后再对其整个下部掩埋，便于后期回收利用，当然也可直接对下步浇筑固定。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防断复合高强混凝土电杆，包括杆身(1)，其特征在于：所述杆身(1)包括从外到内依次设置的钢管层(2)、隔离层(3)和水泥层(4)，其中所述钢管层(2)采用耐候钢制成，所述钢管层(2)与隔离层(3)之间的空间构成真空层(5)。

2.根据权利要求1所述的防断复合高强混凝土电杆，其特征在于：所述隔离层(3)采用钢材制成，所述水泥层(4)呈环状。

3.根据权利要求2所述的防断复合高强混凝土电杆，其特征在于：所述水泥层(4)内侧设有内固层(6)，所述水泥层(4)位于隔离层(3)与内固层(6)之间。

4.根据权利要求2或3所述的防断复合高强混凝土电杆，其特征在于：所述隔离层(3)的内壁上具有依次设置的防水涂层(30)和酸性防腐涂层(31)。

5.根据权利要求2或3所述的防断复合高强混凝土电杆，其特征在于：所述隔离层(3)内侧壁上具有毛毡层(32)。

6.根据权利要求1至3中任一所述的防断复合高强混凝土电杆，其特征在于：所述杆身(1)高度方向呈下大上小的锥状，径向呈多边形状，其上部具有沿其径向设置的支架(7)。

7.根据权利要求1至3中任一所述的防断复合高强混凝土电杆，其特征在于：所述杆身(1)包括从下至上依次固定连接的杆身下段(8)、至少一个杆身中段(9)和杆身上段(10)，所述杆身下段(8)与杆身中段(9)之间、相邻杆身中段(9)之间、以及杆身中段(9)和杆身上段(9)之间均通过法兰盘连接。

8.根据权利要求7所述的防断复合高强混凝土电杆，其特征在于：所述杆身下段(8)与杆身中段(9)之间、相邻两个杆身中段(9)之间、杆身中段(9)与杆身上段(10)上段之间具有相互配合的插接结构，所述插接结构包括相互配合的下承座(16)和上插部(11)。

9.根据权利要求8所述的防断复合高强混凝土电杆，其特征在于：所述上插部(11)呈中空结构，其内具有与其相适应的配重球(12)，所述杆身(1)内配重球(12)的半径从下至上依次减小，并通过连接绳(13)连成一体，所述连接绳(13)上端固定于杆身(1)顶部。

10.根据权利要求9所述的防断复合高强混凝土电杆，其特征在于：所述杆身下段(8)的下端通过法兰连接有底盘(80)，杆身下段(8)内底部设有平衡球(14)，所述平衡球(14)与连接绳(13)的下端相连，且所述底盘(80)上具有沿其径向分布的环形凹槽(81)。

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