CN205719107U - 一种双回路直线输电线路塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种双回路直线输电线路塔，包括自上而下依次固定连接的塔头、塔身和塔腿；塔头包括避雷横担、上横担、中横担、下横担以及中柱，避雷横担、上横担、中横担和下横担自上而下依次固定在中柱上；避雷横担采用羊角型，上横担、中横担和下横担均采用三角形结构；塔腿包括长塔腿和短塔腿，长塔腿和短塔腿之间具有固定高度差；塔头上设置有警示球，警示球包括距离检测器、报警器和太阳能电池，太阳能电池分别与距离检测器和报警器电连接，距离检测器和报警器电连接。本实用新型实施例中的双回路直线输电线路塔，能够适应野外高低不平的地势情况，架设后具有较高的安全性及稳定性，保证野外电能传输的安全性。

Description

一种双回路直线输电线路塔

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，具体而言，涉及一种双回路直线输电线路塔。

背景技术

输电线路塔指的是支持高压或超高压架空送电线路和避雷线的构筑物。按形状分类，输电线路塔一般分为酒杯型、猫头型、羊角型、上字型、干字型以及桶型等。按用途分类，输电线路塔一般分为耐张塔、直线塔、转角塔、换位塔(更换导线相位位置塔)、终端塔和跨越塔等。

输电线路塔主要承受风荷载、冰荷载、线拉力、恒荷载、安装或检修时的工作人员及工具重以及断线、地震作用等荷载。设计时应考虑这些荷载在不同气象条件下的合理组合。其中，恒荷载包括塔、线、金具、绝缘子的重量及线的角度合力、顺线不平衡张力等。断线荷载在考虑断线根数(一般不考虑同时断导线及避雷线)、断线张力的大小及断线时的气象条件等方面，各国均有不同的规定。

基于电能输送需求，输电线路塔通常架设在野外。目前已有的输电线路塔主要是针对野外平坦地势所设计，对于野外高低不平的地势情况，通过目前已有的输电线路塔难以适应，输电线路塔架设后安全性及稳定性不够高，无法保证野外电能传输的安全性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种双回路直线输电线路塔，能够适应野外高低不平的地势情况，架设后具有较高的安全性及稳定性，保证野外电能传输的安全性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种双回路直线输电线路塔，所述线路塔包括自上而下依次固定连接的塔头、塔身和塔腿；所述塔头包括避雷横担、上横担、中横担、下横担以及中柱，所述避雷横担、上横担、中横担和下横担自上而下依次固定在所述中柱上；所述避雷横担采用羊角型，所述上横担、中横担和下横担均采用三角形结构；所述塔腿包括长塔腿和短塔腿，所述长塔腿和所述短塔腿之间具有固定高度差；所述塔头上设置有警示球，所述警示球包括距离检测器、报警器和太阳能电池，所述太阳能电池分别与所述距离检测器和所述报警器电连接，所述距离检测器和所述报警器电连接；所述距离检测器向所述报警器发送距离数据，所述报警器接收所述距离数据并进行报警。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第一种可能的实施方式，其中，所述上横担、中横担和下横担上均悬挂有绝缘子串，所述绝缘子串上设置有相互电连接的角度传感器和第一无线通信模块；所述角度传感器向所述第一无线通信模块发送所述绝缘子串的摇摆角数据和平移角数据，所述第一无线通信模块接收所述摇摆角数据和所述平移角数据，并发送至后台监控中心。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第二种可能的实施方式，其中，所述塔身上设置有倾斜度传感器，与所述倾斜度传感器电连接的第二无线通信模块；所述倾斜度传感器向所述第二无线通信模块发送检测到的倾斜度数据，所述第二无线通信模块接收所述倾斜度数据并发送至后台监控中心。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第三种可能的实施方式，其中，所述塔头上设置有环境检测装置，与所述环境检测装置电连接的第三无线通信模块；所述环境检测装置向所述第三无线通信模块发送检测到的环境数据，所述第三无线通信模块接收所述环境数据并发送至后台监控中心；其中，所述环境检测装置包括雨量检测装置、温度检测装置、湿度检测装置和风速风向检测装置中的一种或多种。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第四种可能的实施方式，其中，所述塔头上设置有防鸟设备，所述防鸟设备包括电机、旋转轴、横杆、托盘以及反光体；所述旋转轴与所述电机固定连接，所述横杆的第一端与所述旋转轴成一定角度固定连接，所述托盘设置在所述横杆的第二端，所述反光体固定设置在所述托盘内；所述横杆在所述电机的作用下绕所述旋转轴转动。

结合第一方面上述的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面第五种可能的实施方式，其中，所述塔头、塔身和塔腿表面涂有防腐蚀涂料；所述防腐蚀涂料包括环氧树脂涂料。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第六种可能的实施方式，其中，所述线路塔包括加固结构，所述线路塔塔身的截面为正方形。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第七种可能的实施方式，其中，所述塔头与竖直方向的夹角为6.76°，所述塔身与竖直方向的夹角为10°。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第八种可能的实施方式，其中，所述线路塔采用Q420B钢材；所述塔头、塔身和塔腿采用角钢结构。

结合第一方面第八种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面第九种可能的实施方式，其中，所述线路塔的呼高为18米至54米；所述塔头高17.7米；所述上横担长5.6米、中横担长6米和下横担长6.4米；所述塔头的避雷横担的两个地线悬挂点距离12.8米；所述线路塔高35.7米至71.7米。

本实施例中的双回路直线输电线路塔，塔腿包括长塔腿和短塔腿，通过长塔腿和短塔腿相互配合，能够使线路塔架设在野外高低不平的地势上，如具有一定坡度或者凹凸不平的地势上。因此通过本实施例中的线路塔，能够适应野外高低不平的地势情况，架设后具有较高的安全性及稳定性，保证野外电能传输的安全性。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例提供的双回路直线输电线路塔的一种结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的警示球的模块组成示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的角度传感器和第一无线通信模块电连接的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的倾斜度传感器和第二无线通信模块电连接的结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例所提供的环境检测装置与第三无线通信模块电连接的结构示意图；

图6示出了本实用新型实施例所提供的防鸟设备的结构示意图；

图7示出了本实用新型实施例提供的双回路直线输电线路塔的立体结构示意图。

附图标记：

塔头10、塔身20、塔腿30；

避雷横担101、上横担102、中横担103、下横担104、中柱105；

警示球106、距离检测器1061、报警器1062、太阳能电池1063；

角度传感器40、第一无线通信模块41；

倾斜度传感器50、第二无线通信模块51；

环境检测装置60、第三无线通信模块61；

电机70、旋转轴71、横杆72、托盘73、反光体74。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到目前已有的输电线路塔主要是针对野外平坦地势所设计，对于野外高低不平的地势情况，通过目前已有的输电线路塔难以适应，输电线路塔架设后安全性及稳定性不够高，无法保证野外电能传输的安全性，本实用新型实施例提供了一种双回路直线输电线路塔，下面结合附图进行详细说明。

图1示出了本实用新型实施例提供的双回路直线输电线路塔的一种结构示意图。如图1所示，本实施例中的双回路直线输电线路塔包括自上而下依次固定连接的塔头10、塔身20和塔腿30；

塔头10包括避雷横担101、上横担102、中横担103、下横担104以及中柱105，避雷横担101、上横担102、中横担103和下横担104自上而下依次固定在中柱105上；

避雷横担101采用羊角型，上横担102、中横担103和下横担104均采用三角形结构；

塔腿30包括长塔腿和短塔腿，长塔腿和短塔腿之间具有固定高度差；

塔头10上设置有如图2所示的警示球106，警示球106包括距离检测器1061、报警器1062和太阳能电池1063，太阳能电池1063分别与距离检测器1061和报警器1062电连接，距离检测器1061和报警器1062电连接；

距离检测器1061向报警器1062发送距离数据，报警器1062接收距离数据并进行报警。

本实施例中的双回路直线输电线路塔，塔腿30包括长塔腿和短塔腿，通过长塔腿和短塔腿相互配合，能够使线路塔架设在野外高低不平的地势上，如具有一定坡度或者凹凸不平的地势上。因此通过本实施例中的线路塔，能够适应野外高低不平的地势情况，架设后具有较高的安全性及稳定性，保证野外电能传输的安全性。

图1中，左侧塔腿表示长塔腿，右侧塔腿表示短塔腿，短塔腿能够根据不同地势设置不同高度，长塔腿和短塔腿之间的高度差优选为1米至2米，从而适应不同的高低地势。

图2中，警示球106外表呈球体，优选采用玻璃材质。警示球106内部设置有距离检测器1061、报警器1062和太阳能电池1063。距离检测器1061包括红外距离检测器，距离检测器1061检测自身相对于外界物体或者人之间的距离，并向报警器1062发送距离数据，报警器1062内部包括相互电连接的比较器和报警元件，比较器比较接收到的距离数据和预先存储的距离阈值之间的大小关系，当比较发现接收到的距离数据大于预先存储的距离阈值时，向报警元件发送报警指令，报警元件接收报警指令并进行报警。报警元件包括蜂鸣报警器或者灯光报警器。

考虑到报警球设置于塔头10处，距离地面较高，不方便人工更换电磁，因此图2中，利用太阳能电池1063为距离检测器1061和报警器1062供电，具有节省电能，避免人工更换电池的优点。

通过在塔头10上设置如图2所示的警示球106，能够起到警示线路塔周围的飞行物如飞机、无人机以及鸟类的作用，避免飞机、无人机以及鸟类碰撞线路塔。

优选地，本实施例中，线路塔的上横担102、中横担103和下横担104上均悬挂有绝缘子串，绝缘子串上设置有相互电连接的角度传感器和第一无线通信模块；角度传感器向第一无线通信模块发送绝缘子串的摇摆角数据和平移角数据，第一无线通信模块接收摇摆角数据和平移角数据，并发送至后台监控中心。

如图3所示，角度传感器40和第一无线通信模块41相互电连接，角度传感器40位于绝缘子串上，检测绝缘子串的摇摆角数据和平移角数据并发送至第一无线通信模块41，第一无线通信模块41接收摇摆角数据和平移角数据，并发送至后台监控中心，以便于后台监控中心监控绝缘子串的摇摆情况。通过检测并监控绝缘子串的摇摆情况，能够保证线路塔的安全使用，保证电力传输的安全性。

考虑到线路塔自身的倾斜程度是线路塔安全使用的指标之一，本实施例中，塔身20上设置有倾斜度传感器，与倾斜度传感器电连接的第二无线通信模块；倾斜度传感器向第二无线通信模块发送检测到的倾斜度数据，第二无线通信模块接收倾斜度数据并发送至后台监控中心。

如图4所示，倾斜度传感器50和第二无线通信模块51电连接，倾斜度传感器50位于塔身20上，检测塔身20的倾斜情况，并向第二无线通信模块51传输倾斜度数据，第二无线通信模块51接收倾斜度数据并发送至后台监控中心，以便于后台监控中心监控线路塔的倾斜情况。通过检测并监控线路塔的倾斜情况，能够保证线路塔的安全使用，保证电力传输的安全性。

考虑到环境因素如雨量、温度、湿度以及风速风向均会影响线路塔的使用，本实施例中，塔头10上设置有环境检测装置，与环境检测装置电连接的第三无线通信模块；环境检测装置向第三无线通信模块发送检测到的环境数据，第三无线通信模块接收环境数据并发送至后台监控中心；其中，环境检测装置包括雨量检测装置、温度检测装置、湿度检测装置和风速风向检测装置中的一种或多种。

如图5所示，环境检测装置60与第三无线通信模块61电连接，环境检测装置60位于塔头10上，用于检测雨量数据、温度数据、湿度数据和风速风向数据中的一种或多种，并发送至第三无线通信模块61，第三无线通信模块61接收上述数据，并传输至后台监控中心，以便于后台监控中心监控线路塔的工作环境。通过检测并监控线路塔的工作环境，能够线路塔的安全使用，保证电力传输的安全性。

图3至图5中，第一无线通信模块41、第二无线通信模块51和第三无线通信模块61优选无线网络通信模块，无线网络通信模块具有通信距离长、通信效果稳定的优点。

考虑到鸟类动物容易落到线路塔上，影响电力传输，本实施例中，塔头10上设置有如图6所示的防鸟设备，如图6所示，防鸟设备包括电机70、旋转轴71、横杆72、托盘73以及反光体74；旋转轴71与电机70固定连接，横杆72的第一端与旋转轴71成一定角度固定连接，托盘73设置在横杆72的第二端，反光体74固定设置在托盘73内；横杆72在电机70的作用下绕旋转轴71转动。

图6中，横杆72的第一端优选与旋转轴71垂直固定连接，防鸟设备工作时，电机70启动，旋转轴71自转，横杆72在旋转轴71的带动下绕旋转轴71转动，横杆72第二端的托盘73内的反光体74也随之转动，反光体74反射太阳的光，产生强烈的反射光线，使得鸟类难以靠近，从而起到驱鸟的作用。反光体74包括玻璃等反光材料制品。

为了提高线路塔的抗腐蚀性，本实施例中，塔头10、塔身20和塔腿30表面涂有防腐蚀涂料，该防腐蚀涂料包括环氧树脂涂料。

为了提高线路塔的稳定性，如图1所示，线路塔包括加固结构，该加固结构优选为三角形框架结构，线路塔塔身20的截面为正方形，以提高线路塔的稳定性。其中，塔身20的截面指得是塔身的四个侧边所形成的截面。具体可以参考图7。

图7示出了本实施例中的线路塔的立体结构图，如图7所示，本实施例中的线路塔设置有多个三角形框架加固结构，塔身的四个侧边所形成的截面为正方形。

本实施例中，塔头10与竖直方向的夹角为6.76°，塔身20与竖直方向的夹角为10°。具体地，图1和图7中，塔头10的中柱105的侧边与竖直方向夹角为6.76°，塔身20的侧边与竖直方向的夹角为10°。

本实施例中，线路塔采用Q420B钢材，塔头10、塔身20和塔腿30采用角钢结构，从而有效降低线路塔自重并提高极限承载能力。

本实施例中，线路塔的呼高为18米至54米，塔头10高17.7米，上横担102长5.6米、中横担103长6米和下横担104长6.4米，塔头10的避雷横担101的两个地线悬挂点距离12.8米，线路塔高35.7米至71.7米。

下面主要介绍本实施例中的线路塔的研发原理及主要特点。

本实施例中，基于工程实际需求，以国内通用线路塔标准化设计模块和计算方法为基础，研发适用于高海拔、超高风速、高山大岭地形超限双回路直线跨越线路塔标准化设计模块，同时依据国际电工委员会IEC60826标准进行荷载分析研究，开发基于IEC标准的外荷载计算模块，以此对线路塔进行检验与优化，以期达到增加线路塔受力荷载而控制线路塔造价的目的。

《Design criteria of overhead transmission lines》(架空输电线路设计准则)(IEC 60826-2003)是国际电工委员会颁布的架空输电线路设计标准，是国际上线路设计的通用标准。国内设计常用的设计标准是中国国家标准《110～750kV架空输电线路设计规范》(GB 50545-2010)以及电力行业标准《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154-2012)(以下简称国标)。研究IEC60826-2003与国标在荷载计算中的差异性，并结合国标对荷载计算进行优化，在确保超限线路塔整体安全的前提下尽可能优化塔头及塔身结构，以期达到节约工程投资的目的。

虽然国际电工委员会IEC规范与中国标准GB规范有较大的联系，但由于各方面因素两个标准间仍然具有差异性，依据输电线路在各种运行工况下导地线风荷载、安装荷载和断线荷载组合原则，经过对两种标准的分析比较，主要差异性如下：

(1)对导线风荷载，IEC标准计算线路塔综合外负荷约为国标的1.31倍(综合考虑各种运行工况后)；

(2)对上部结构，IEC综合安全度为国标的1.15倍；

(3)假设本实施例采用桩基础，IEC综合安全度为国标的1.37倍。

基于上述理论分析，本实施例中，杆塔结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计法，结构构件的可靠度采用可靠指标度量，极限状态设计表达式采用荷载标准值、材料性能标准值、几何参数标准值及各种分项系数等表达式。结构的极限状态应满足线路安全运行的临界状态。极限状态应满足承载力极限状态及正常使用极限状态的要求。

本实施例中的线路塔在设计时根据IEC标准，对设计工况、杆塔材料进行合理选择。通过三维有限元分析软件对线路塔塔头、塔身坡度、塔身断面型式、塔材传力线路及塔材尺寸等进行了多方案优化比选，采用新型Q420B高强钢材，有效地降低了线路塔自重并提高极限承载能力。线路塔呼高18m至54m，满足高海拔山地地形、超高风速、超大档距的使用要求。线路塔塔头采用羊角塔，在满足电气间隙要求的前提下，尽量减少线路走廊宽度及线路塔受力。塔身采用两次变坡，坡度分别为6.76度和10度。塔身断面采用正方形，塔腿均配备全方位长短腿，高差1m。线路塔主要受力构件均采用Q420B高强钢，部分斜材及辅助材采用Q235B及Q345B普通碳素钢。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双回路直线输电线路塔，其特征在于，所述线路塔包括自上而下依次固定连接的塔头、塔身和塔腿；

所述塔头包括避雷横担、上横担、中横担、下横担以及中柱，所述避雷横担、上横担、中横担和下横担自上而下依次固定在所述中柱上；

所述避雷横担采用羊角型，所述上横担、中横担和下横担均采用三角形结构；

所述塔腿包括长塔腿和短塔腿，所述长塔腿和所述短塔腿之间具有固定高度差；

所述塔头上设置有警示球，所述警示球包括距离检测器、报警器和太阳能电池，所述太阳能电池分别与所述距离检测器和所述报警器电连接，所述距离检测器和所述报警器电连接；

所述距离检测器向所述报警器发送距离数据，所述报警器接收所述距离数据并进行报警。

2.根据权利要求1所述的线路塔，其特征在于，所述上横担、中横担和下横担上均悬挂有绝缘子串，所述绝缘子串上设置有相互电连接的角度传感器和第一无线通信模块；

所述角度传感器向所述第一无线通信模块发送所述绝缘子串的摇摆角数据和平移角数据，所述第一无线通信模块接收所述摇摆角数据和所述平移角数据，并发送至后台监控中心。

3.根据权利要求1所述的线路塔，其特征在于，所述塔身上设置有倾斜度传感器，与所述倾斜度传感器电连接的第二无线通信模块；

所述倾斜度传感器向所述第二无线通信模块发送检测到的倾斜度数据，所述第二无线通信模块接收所述倾斜度数据并发送至后台监控中心。

4.根据权利要求1所述的线路塔，其特征在于，所述塔头上设置有环境检测装置，与所述环境检测装置电连接的第三无线通信模块；

所述环境检测装置向所述第三无线通信模块发送检测到的环境数据，所述第三无线通信模块接收所述环境数据并发送至后台监控中心；

其中，所述环境检测装置包括雨量检测装置、温度检测装置、湿度检测装置和风速风向检测装置中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的线路塔，其特征在于，所述塔头上设置有防鸟设备，所述防鸟设备包括电机、旋转轴、横杆、托盘以及反光体；

所述旋转轴与所述电机固定连接，所述横杆的第一端与所述旋转轴成一定角度固定连接，所述托盘设置在所述横杆的第二端，所述反光体固定设置在所述托盘内；

所述横杆在所述电机的作用下绕所述旋转轴转动。

6.根据权利要求1至5任一项所述的线路塔，其特征在于，所述塔头、塔身和塔腿表面涂有防腐蚀涂料；所述防腐蚀涂料包括环氧树脂涂料。

7.根据权利要求1所述的线路塔，其特征在于，所述线路塔包括加固结构，所述线路塔塔身的截面为正方形。

8.根据权利要求1所述的线路塔，其特征在于，所述塔头与竖直方向的夹角为6.76°，所述塔身与竖直方向的夹角为10°。

9.根据权利要求1所述的线路塔，其特征在于，所述线路塔采用Q420B钢材；所述塔头、塔身和塔腿采用角钢结构。

10.根据权利要求9所述的线路塔，其特征在于，

所述线路塔的呼高为18米至54米；

所述塔头高17.7米；

所述上横担长5.6米、中横担长6米和下横担长6.4米；

所述塔头的避雷横担的两个地线悬挂点距离12.8米；

所述线路塔高35.7米至71.7米。