CN116876908A - 一种输电铁塔辅助抗风装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种输电铁塔辅助抗风装置，输电铁塔辅助抗风装置包括滑动组件、多个连接组件、螺栓、滑动连杆和翼型辅助板，全部连接组件一端等距固定安装于滑动组件内侧，连接组件另一端抵靠输电铁塔轴向设置的横隔材外侧，连接组件另一端通过螺栓固定安装于横隔材外侧，滑动连杆一端与滑动组件滑动连接，滑动连杆另一端与翼型辅助板一端转动连接，翼型辅助板，用于根据风力大小为输电铁塔提供对应的弯矩。解决了现有提高输电铁塔抗风能力的方式主要是在输电铁塔底部加设加固装置，增加铁塔整体的抗风强度，但是，受到地形因素的制约无法在山地、湖区、河流等地形进行安装，降低了输电铁塔的抗风能力的技术问题。

Description

一种输电铁塔辅助抗风装置
技术领域
本发明涉及输电技术领域，尤其涉及一种输电铁塔辅助抗风装置。
背景技术
建设在沿海地区的输电线路常年遭受台风的威胁，台风往往会造成输电铁塔倒塌、结构折损的破坏，对于新建设的杆塔尚可以提高设计标准提高抗风能力，但是对于在运的输电铁塔只能通过加固改造的方式提高其抗风能力，因此设计一种便捷而有效的辅助抗风装置对提高在运输电铁塔的抗风能力具有重要意义。
目前，提高输电铁塔抗风能力的方式主要是在输电铁塔底部加设加固装置，增加铁塔整体的抗风强度，但是，受到地形因素的制约无法在山地、湖区、河流等地形进行安装，降低了输电铁塔的抗风能力。
发明内容
本发明提供了一种输电铁塔辅助抗风装置，解决了现有提高输电铁塔抗风能力的方式主要是在输电铁塔底部加设加固装置，增加铁塔整体的抗风强度，但是，受到地形因素的制约无法在山地、湖区、河流等地形进行安装，降低了输电铁塔的抗风能力的技术问题。
本发明第一方面提供的一种输电铁塔辅助抗风装置，包括滑动组件、多个连接组件、螺栓、滑动连杆和翼型辅助板；
全部所述连接组件一端等距固定安装于所述滑动组件内侧；
所述连接组件另一端抵靠输电铁塔轴向设置的横隔材外侧，所述连接组件另一端通过所述螺栓固定安装于所述横隔材外侧；
所述滑动连杆一端与所述滑动组件滑动连接，所述滑动连杆另一端与所述翼型辅助板一端转动连接；
所述翼型辅助板，用于根据风力大小为所述输电铁塔提供对应的弯矩。
可选地，所述滑动组件包括四个滑动轨道；
所述连接组件一端分别与相邻所述滑动轨道一端固定连接，以使四个所述滑动轨道组成圆形轨道。
可选地，所述连接组件包括第一连接件和第二连接件；
相邻所述滑动轨道一端分别与所述第一连接件一端和所述第二连接件一端螺纹连接；
所述第一连接件另一端和所述第二连接件另一端贴合，且所述第一连接件另一端和所述第二连接件另一端通过所述螺栓固定安装于所述横隔材外侧。
可选地，所述翼型辅助板包括辅助板、连接杆、限位块和连接轴；
所述滑动连杆另一端与所述连接轴一端转动连接，所述限位块固定安装于所述连接轴外侧；
所述限位块，用于限制所述翼型辅助板的移动范围；
所述连接杆一端与所述连接轴另一端固定连接，所述连接杆另一端与所述辅助板一端固定连接。
可选地，所述翼型辅助板还包括风向板；
所述风向板设于所述辅助板一端并位于所述连接杆右侧，用于根据风力方向调整所述翼型辅助板位置。
可选地，所述连接轴与所述滑动连杆之间的连接处填充有液压油。
可选地，所述螺栓的数量为8个。
可选地，所述滑动轨道两端、所述第一连接件两端和所述第二连接件两端均设有螺纹孔。
可选地，所述辅助板顶部为凸起结构；
所述辅助板底部为水平结构。
可选地，所述辅助板为玻璃纤维复合材质。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
输电铁塔辅助抗风装置，包括滑动组件、多个连接组件、螺栓、滑动连杆和翼型辅助板，全部连接组件一端等距固定安装于滑动组件内侧，连接组件另一端抵靠输电铁塔轴向设置的横隔材外侧，连接组件另一端通过螺栓固定安装于横隔材外侧，滑动连杆一端与滑动组件滑动连接，滑动连杆另一端与翼型辅助板一端转动连接，翼型辅助板，用于根据风力大小为输电铁塔提供对应的弯矩。解决了现有提高输电铁塔抗风能力的方式主要是在输电铁塔底部加设加固装置，增加铁塔整体的抗风强度，但是，受到地形因素的制约无法在山地、湖区、河流等地形进行安装，降低了输电铁塔的抗风能力的技术问题。本发明在大风吹向输电铁塔时，通过风力的作用，滑动连杆与翼型辅助板旋转至输电铁塔的下风侧，翼型辅助板缓慢伸展开，使辅助板到达水平位置，风向板在风力的作用下调整装置整体方向，使翼型辅助板稳定在顺风侧，辅助板在风力的作用下，产生一个逆时针的弯矩抵消风对输电铁塔的载荷，从而提高输电铁塔的抗风能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种输电铁塔辅助抗风装置的立体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的输电铁塔辅助抗风装置的侧视图；
图3为本发明实施例提供的输电铁塔辅助抗风装置的俯视图；
图4为本发明实施例提供中滑动轨道的结构示意图；
图5为本发明实施例提供中翼型辅助板结构示意A图；
图6为本发明实施例提供中翼型辅助板结构示意B图；
图7为本发明实施例提供中输电铁塔受力分析图。
其中，附图标记含义如下：
1、输电铁塔；2、滑动轨道；3、连接组件；4、滑动连杆；5、翼型辅助板；6、风向板；7、连接杆；8、辅助板；9、连接轴；10、限位块。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种输电铁塔辅助抗风装置，用于解决现有提高输电铁塔抗风能力的方式主要是在输电铁塔底部加设加固装置，增加铁塔整体的抗风强度，但是，受到地形因素的制约无法在山地、湖区、河流等地形进行安装，降低了输电铁塔的抗风能力的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
为了便于理解，请参阅图1-7，本发明提供的一种输电铁塔1辅助抗风装置，包括滑动组件2、多个连接组件3、螺栓、滑动连杆4和翼型辅助板85；
全部连接组件3一端等距固定安装于滑动组件2内侧；
连接组件3另一端抵靠输电铁塔轴向设置的横隔材外侧，连接组件3另一端通过螺栓固定安装于横隔材外侧；
滑动连杆4一端与滑动组件2滑动连接，滑动连杆4另一端与翼型辅助板85一端转动连接；
翼型辅助板85，用于根据风力大小为输电铁塔1提供对应的弯矩。
在本发明实施例中，输电铁塔1辅助抗风装置包括滑动组件2、多个连接组件3、螺栓、滑动连杆4和翼型辅助板85，滑动组件2为一封闭圆环，全部连接组件3一端等距固定安装于滑动组件2内侧，连接组件3另一端抵靠输电铁塔1轴向设置的横隔材，连接组件3另一端通过螺栓固定安装于输电铁塔1的横隔材外侧，滑动连杆4一端与滑动组件2滑动连接，滑动连杆4另一端与翼型辅助板85一端转动连接，翼型辅助板85，用于根据风力大小，产生一个向上的升力，进而给铁塔提供一个逆时针的弯矩，从而抵消部分风对输电铁塔塔身的载荷。
需要说明的是，参阅图7可知，输电铁塔辅助抗风装置安装于输电铁塔中部由角钢组成的水平面上。
请参阅图1-4，滑动组件2包括四个滑动轨道。连接组件3一端分别与相邻滑动轨道一端固定连接，以使四个滑动轨道组成圆形轨道。
在本发明实施例中，滑动组件2包括四个滑动轨道，两个相邻滑动轨道之间由连接组件3一端固定连接紧固，以使的四个滑动轨道组成一个封闭的圆形轨道，确保滑动轨道之间的缝隙最小，减小轨道之间的阻碍，可以分别滑动连杆4滑动，且四个滑动轨道与连接组件3之间是通过螺钉紧固，便于装置安装在输电铁塔1。
请参阅图1-4，连接组件3包括第一连接件和第二连接件。相邻滑动轨道一端分别与第一连接件一端和第二连接件一端螺纹连接。第一连接件另一端和第二连接件另一端贴合，且第一连接件另一端和第二连接件另一端通过螺栓固定安装于横隔材外侧。
在本发明实施例中，连接组件3包括第一连接件和第二连接件。第一连接件另一端和第二连接件另一端贴合，且第一连接件另一端和第二连接件另一端通过螺栓固定安装于同一横隔材外侧，两个相邻滑动轨道一端分别与第一连接件一端和第二连接件一端螺纹连接。
请参阅图1-3、5-6，翼型辅助板85包括辅助板8、连接杆7、限位块10和连接轴9。滑动连杆4另一端与连接轴9一端转动连接，限位块10固定安装于连接轴9外侧。限位块10，用于限制翼型辅助板85的移动范围。连接杆7一端与连接轴9另一端固定连接，连接杆7另一端与辅助板8一端固定连接。
在本发明实施例中，翼型辅助板85包括辅助板8、连接杆7、限位块10和连接轴9。滑动连杆4另一端与连接轴9一端转动连接，连接位置相对转动，限位块10固定安装于连接轴9外侧，限位块10用于限制翼型辅助板85仅在水平向右至竖直向下的90度范围内移动。连接杆7一端与连接轴9另一端固定连接，连接杆7另一端与辅助板8一端固定连接。当大风吹向输电铁塔1时，在风载荷的作用下，滑动连杆4与翼型辅助板85会旋转到输电铁塔1的下风侧，翼型辅助板85缓慢伸展开，使辅助板8到达水平位置。
请参阅图1-3、5-6，翼型辅助板85还包括风向板6。风向板6设于辅助板8一端并位于连接杆7右侧，用于根据风力方向调整翼型辅助板85位置。
在本发明实施例中，翼型辅助板85还包括风向板6，风向板6设于辅助板8一端并位于连接杆7右侧，当大风吹向输电铁塔1时，在风载荷的作用下，滑动连杆4与翼型辅助板85会旋转到输电铁塔1的下风侧，翼型辅助板85缓慢伸展开，使辅助板8到达水平位置后，风向板6在风载荷的作用下继续调整方向，使翼型辅助板85稳定在顺风侧。
需要说明的是，风向板6设置于辅助板8下方，在风载荷的作用下会带动翼型辅助板85和滑动连杆4沿着滑动组件2旋转，使整个机构可以适应来自各个方向的风载荷，对各个方向的风载荷都有抵抗作用。
需要说明的是，连接轴9与滑动连杆4之间的连接处填充有液压油。
在本发明实施例中，连接轴9与滑动连杆4之间含义液压油，可以增强转动过程的安定性，使转动过程平稳可控，在风载荷的作用下缓慢升高，在无风时可以缓慢降低，回到初始位置。
请参阅图1-3，螺栓的数量为8个。滑动轨道两端、第一连接件两端和第二连接件两端均设有螺纹孔。
在本发明实施例中，螺栓的数量为8个，滑动轨道两端，第一连接件两端和第二连接件两端均设有螺纹孔，第一连接件、第二连接件与横隔材之间通过螺栓连接，第一连接件、第二连接件和滑动轨道之间通过螺钉连接。
请参阅图5-6，辅助板8顶部为凸起结构。辅助板8底部为水平结构。
在本发明实施例中，幅值板顶部为凸起结构，辅助板8底部为水平结构，有风水平吹过时，可以提供向上的升力，经由连接杆7、连接轴9、滑动连杆4、滑动组件2传至输电铁塔1，给输电铁塔1提供一个逆时针的弯矩，从而抵消一部分风载荷给输电铁塔1顺时针弯矩，达到辅助抗风的目的。
需要说明的是，辅助板8为玻璃纤维复合材质。
在本发明实施例中，辅助板8的材料为玻璃纤维复合材质，密度小重量轻。
请参阅图7，输电铁塔1辅助抗风装置是通过翼型辅助板85在风力的作用下产生的升力，抵消一部分风载荷对输电铁塔1的作用，达到抗风的目的，具体推导过程如下：
翼型辅助板85的辅助板8在风载荷的作用下产生的升力Y为：
Y＝1/2ρCSv2；
其中，Y为升力，C为升力系数，S为辅助板8的底面积，v为风速，ρ为大气密度。
需要说明的是，升力系数与翼型辅助板85的形状和迎角有关。
输电铁塔1底部中心点A点的力矩M1为：
M1＝Yl＝1/2ρCSv2l；
其中，l为辅助板8中心与输电铁塔1中心轴线的水平距离。
风吹向输电铁塔1塔身产生的风载荷P对铁塔底部中心点A点产生的力矩M2为：
M2＝1/2PH1；
其中，P为塔身风载荷标准值，单位为kN/m；H1为输电铁塔1高度。
导第线对铁塔产生的总弯矩M3为
M3＝F1H1+F2H1+F3H2+F4H2；
其中，F1为导地线1对铁塔挂点的导线风压的水平分量，F2为导地线2对铁塔挂点的导线风压的水平分量，F3为导地线3对铁塔挂点的导线风压的水平分量，F4为导地线4对铁塔挂点的导线风压的水平分量。
导地线对铁塔挂点的导线风压的水平分量计算式为：
F＝0.625v2Lαfμscd；
其中，d为架空线路的计算直径，mm，αf为风速不均匀系数，μsc为风载体型系数，v为风速，L为档距，即相邻输电铁塔1之间的水平距离。
塔身风载荷标准值计算式为：
P＝0.625βμSμZAv2；
其中，P为杆塔塔身风荷载标准值，β为风振系数，μS为风荷载体型系数，μZ为风高度变化系数，A为杆塔结构构件迎风面的投影面积。
需要说明的是，风速无需测定，在不同的风速下，给装置的力是不同的，呈现的角度是相适应的，装置具有角度匹配风速的能力，迎风面积是，输电铁塔1迎风方向的外轮廓的面积，对于确定的输电铁塔1，可以根据尺寸计算迎风面积。
对于装有辅助抗风装置的输电铁塔1，以输电铁塔1为研究对象，对铁塔底部中心点A取矩，输电铁塔1受到的总弯矩MA为：
MA＝M2+M3-M1＝1/2PH1+(F1H1+F2H1+F3H2+F4H2)-1/2ρCSv2l；
对于没有装设有辅助抗风装置的输电铁塔1，以输电铁塔1为研究对象，对铁塔底部中心点A取矩，输电铁塔1受到的总弯矩MB为：
MB＝M2+M3＝1/2PH1+(F1H1+F2H1+F3H2+F4H2)；
对比MA和MB可知，MA的数值更小，即装有辅助抗风装置的输电铁塔1受到风载荷更小，辅助抗风装置具有抗风功能。
在本发明实施例中，输电铁塔辅助抗风装置，包括滑动组件、多个连接组件、螺栓、滑动连杆和翼型辅助板，全部连接组件一端等距固定安装于滑动组件内侧，连接组件另一端抵靠输电铁塔轴向设置的横隔材外侧，连接组件另一端通过螺栓固定安装于横隔材外侧，滑动连杆一端与滑动组件滑动连接，滑动连杆另一端与翼型辅助板一端转动连接，翼型辅助板，用于根据风力大小为输电铁塔提供对应的弯矩。解决了现有提高输电铁塔抗风能力的方式主要是在输电铁塔底部加设加固装置，增加铁塔整体的抗风强度，但是，受到地形因素的制约无法在山地、湖区、河流等地形进行安装，降低了输电铁塔的抗风能力的技术问题。本发明在大风吹向输电铁塔时，通过风力的作用，滑动连杆与翼型辅助板旋转至输电铁塔的下风侧，翼型辅助板缓慢伸展开，使辅助板到达水平位置，风向板在风力的作用下调整装置整体方向，使翼型辅助板稳定在顺风侧，辅助板在风力的作用下，产生一个逆时针的弯矩抵消风对输电铁塔的载荷，从而提高输电铁塔的抗风能力。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种输电铁塔辅助抗风装置，其特征在于，包括滑动组件、多个连接组件、螺栓、滑动连杆和翼型辅助板；
全部所述连接组件一端等距固定安装于所述滑动组件内侧；
所述连接组件另一端抵靠输电铁塔轴向设置的横隔材外侧，所述连接组件另一端通过所述螺栓固定安装于所述横隔材外侧；
所述滑动连杆一端与所述滑动组件滑动连接，所述滑动连杆另一端与所述翼型辅助板一端转动连接；
所述翼型辅助板，用于根据风力大小为所述输电铁塔提供对应的弯矩。
2.根据权利要求1所述的输电铁塔辅助抗风装置，其特征在于，所述滑动组件包括四个滑动轨道；
所述连接组件一端分别与相邻所述滑动轨道一端固定连接，以使四个所述滑动轨道组成圆形轨道。
3.根据权利要求2所述的输电铁塔辅助抗风装置，其特征在于，所述连接组件包括第一连接件和第二连接件；
相邻所述滑动轨道一端分别与所述第一连接件一端和所述第二连接件一端螺纹连接；
所述第一连接件另一端和所述第二连接件另一端贴合，且所述第一连接件另一端和所述第二连接件另一端通过所述螺栓固定安装于所述横隔材外侧。
4.根据权利要求1所述的输电铁塔辅助抗风装置，其特征在于，所述翼型辅助板包括辅助板、连接杆、限位块和连接轴；
所述滑动连杆另一端与所述连接轴一端转动连接，所述限位块固定安装于所述连接轴外侧；
所述限位块，用于限制所述翼型辅助板的移动范围；
所述连接杆一端与所述连接轴另一端固定连接，所述连接杆另一端与所述辅助板一端固定连接。
5.根据权利要求4所述的输电铁塔辅助抗风装置，其特征在于，所述翼型辅助板还包括风向板；
所述风向板设于所述辅助板一端并位于所述连接杆右侧，用于根据风力方向调整所述翼型辅助板位置。
6.根据权利要求4所述的输电铁塔辅助抗风装置，其特征在于，所述连接轴与所述滑动连杆之间的连接处填充有液压油。
7.根据权利要求1所述的输电铁塔辅助抗风装置，其特征在于，所述螺栓的数量为8个。
8.根据权利要求3所述的输电铁塔辅助抗风装置，其特征在于，所述滑动轨道两端、所述第一连接件两端和所述第二连接件两端均设有螺纹孔。
9.根据权利要求4所述的输电铁塔辅助抗风装置，其特征在于，所述辅助板顶部为凸起结构；
所述辅助板底部为水平结构。
10.根据权利要求4所述的输电铁塔辅助抗风装置，其特征在于，所述辅助板为玻璃纤维复合材质。
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