一种±800kV组合绝缘的复合材料横担杆塔的制作方法

本实用新型涉及高压输电领域，具体涉及一种±800kV组合绝缘的复合材料横担杆塔。

背景技术：

目前的输电杆塔主要采用全钢制材料，如图1所示，需要耗费大量的钢材，存在重量大、施工运输和运行维护困难等问题，因此采用新型杆塔材料成为输电杆塔领域的发展趋势。

复合材料(FRP)由于具有高强、轻质、耐腐蚀、加工容易、可设计性和绝缘性能良好等优点，越来越为工程界所重视，特别是为输变电行业所青睐，是取代钢材建造输电杆塔的理想材料之一。近年来，随着复合材料成本的进一步降低和工艺的不断进步，国内复合材料杆塔的研究日益增多，并且逐渐成熟。对于复合材料杆塔，以往国内外的研究主要集中在“单杆式”上，近年来，对格构式的研究也逐渐增多，这主要是因为复合材料的弹性模量和抗压强度均较低，单杆结构的承载力难以满足高电压大负荷杆塔的强度和刚度要求，因此特高压和超高压输电线路复合材料塔应采用“格构式”的结构型式，已在宁东-山东±660kV直流输电示范工程试点应用。在格构式复合材料杆塔研究的基础上，为了充分发挥复合材料绝缘性能好的特点，在新疆电网与西北电网联网第二通道750kV工程，±800kV灵州-绍兴特高压直流工程，1000kV锡盟-胜利特高压交流工程中又成功应用了复合横担杆塔。

但是，上述现有技术中的复合横担杆塔，绝缘完全依靠复合材料，导致线路走廊的宽度增加，这样在线路走廊紧张的地区实施难度较大，不宜采用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种±800kV组合绝缘的复合材料横担杆塔，在复合材料横担端部悬挂复合绝缘子，利用复合材料横担和复合绝缘子的组合绝缘性能，缩短横担长度，减小走廊宽度，同时降低塔重，节约材料，有效降低工程造价。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

包括由塔腿支承的塔身，塔身的顶部设置地线支架，塔身的两侧对称设置有复合材料横担，复合材料横担的端部悬挂复合绝缘子；所述的复合材料横担包括支柱绝缘子以及用于对支柱绝缘子上翘牵拉的斜拉绝缘子；通过复合绝缘子与导线连接。

所述的支柱绝缘子在同一平面上呈V字形交叉设置有两根，每个支柱绝缘子的上方均设置有一根斜拉绝缘子，所有支柱绝缘子与斜拉绝缘子的一端连接在一起。

优选的，每对复合材料横担的各个支柱绝缘子与斜拉绝缘子通过同一个钢节点装置将端部进行连接，其中，所述的支柱绝缘子通过十字形插板连接件与钢节点装置连接，所述的斜拉绝缘子通过U型环连接件与钢节点装置连接。斜拉绝缘子通过U型环连接件与塔身连接，支柱绝缘子的两端分别设有钢管套，其中，第一钢管套通过十字形插板连接件与钢节点装置进行连接；第二钢管套通过十字形插板连接件经钢板与塔身进行连接。

复合绝缘子上端通过挂点金具与钢节点装置连接，下端通过连接金具连接导线。

所述的斜拉绝缘子为柔性件，支柱绝缘子为刚性件，复合材料采用玻璃钢。

支柱绝缘子、斜拉绝缘子以及复合绝缘子上均连续设置有伞裙，且靠近支柱绝缘子和斜拉绝缘子连接端的一侧设置有均压环，复合绝缘子的下部靠近连接导线的位置设置有均压环。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：通过在塔身的两侧对称设置复合材料横担，再在复合材料横担的端部悬挂复合绝缘子，利用复合材料横担和复合绝缘子的组合绝缘性能，减小了横担长度，有效降低了线路走廊宽度，同时降低了塔重，节省了工程造价，便于在高压、超高压以及特高压输电线路工程中推广应用。与常规复合横担杆塔相比，本实用新型采用组合绝缘方案，走廊宽度节省10％，有利于减少房屋拆迁量和节省土地资源，相比于常规角钢塔，本实用新型的铁塔重量降低约19.4％，基础混凝土方量降低2.4％，基础钢筋减小7％，综合造价降低约15.4％。本实用新型采用了改进型的上翘横担方案，型式优美，构造简单，利用了复合材料和绝缘子的绝缘特性，降低了输电线路风偏污闪事故的机率，提高线路安全运行水平，同时由于钢结构部分连续，实现了接地防雷。本实用新型采用的复合材料具有耐腐蚀、耐高低温、被盗可能性小的特点，也降低了线路的维护成本。

附图说明

图1全钢制输电杆塔的结构示意图；

图2本实用新型复合材料横担杆塔的单线图；

图3本实用新型复合材料横担杆塔的电气工作原理图；

图4a本实用新型的复合材料横担主视图；

图4b本实用新型的复合材料横担俯视图；

图5本实用新型的复合绝缘子结构示意图；

附图中：1-支柱绝缘子；2-斜拉绝缘子；3-复合绝缘子；4-地线支架；5-塔身；6-塔腿；7-钢节点装置；8-第一钢管套；9-第二钢管套；10-十字形插板连接件；11-均压环；12-U型环连接件；13-挂点金具；14-连接金具。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

参见图2，本实用新型±800kV组合绝缘的复合材料横担杆塔，包括由塔腿6支承的塔身5，塔身5的顶部设置地线支架4，塔身5的两侧对称设置有复合材料横担，复合材料横担的端部悬挂复合绝缘子3。复合材料横担包括支柱绝缘子1以及用于对支柱绝缘子1上翘牵拉的斜拉绝缘子2，通过复合绝缘子3与导线连接。参见图4a和图4b，支柱绝缘子1在同一平面上呈V字形交叉设置有两根，每个支柱绝缘子1的上方均设置有一根斜拉绝缘子2，所有支柱绝缘子1与斜拉绝缘子2的一端连接在一起。每对复合材料横担的各个支柱绝缘子1与斜拉绝缘子2通过同一个钢节点装置7将端部进行连接，支柱绝缘子1通过十字形插板连接件10与钢节点装置7连接，斜拉绝缘子2通过U型环连接件12与钢节点装置7连接。

本实用新型的斜拉绝缘子2通过U型环连接件12与塔身5连接，支柱绝缘子1的两端分别设有钢管套，其中，第一钢管套8通过十字形插板连接件10与钢节点装置7进行螺栓连接；第二钢管套9通过十字形插板连接件10经钢板与塔身5进行螺栓连接。支柱绝缘子1和斜拉绝缘子2上连续设置有伞裙，且靠近二者连接端的一侧设置有均压环11。

如图5所示，两组复合绝缘子3上端通过挂点金具13和钢节点装置7连接，下端通过连接金具14和导线连接，复合绝缘子3上设置有伞裙，并在挂点金具14上方设置均压环11。

钢节点装置7包括一个钢管、若干块连接板、两块挂线板和加劲板。地线支架4为钢结构，地线支架4、塔身5和塔腿6均由若干角钢构件组成。复合横担在受电气间隙和绝缘距离影响范围内的构件均采用复合材料构件，复合材料构件的材质为玻璃钢。

按照上述技术方案实现的±800kV组合绝缘复合材料横担塔，利用复合材料横担和复合绝缘子的组合绝缘性能，缩短了横担长度，减小了走廊宽度，同时降低了塔重，节约了材料，有效降低工程造价，便于在高压、超高压以及特高压输电线路工程中推广应用。

(1)组合绝缘；

首次采用复合材料横担和复合绝缘子的组合绝缘形式，研究了组合绝缘的电位分布情况。

(2)复合材料绝缘横担；

通过钢节点装置将复合材料构件端部连接件将两根复合材料支柱绝缘子、两根复合材料斜拉绝缘子和一套复合绝缘子连接成整体，构成组合绝缘的复合材料横担。

(3)组合绝缘的复合材料横担杆塔的受力原理；

组合绝缘的复合材料横担杆塔为一个空间桁架系统，它利用复合材料横担和复合绝缘子的组合绝缘性能，实现绝缘的目的，同时通过表面的伞裙，增加横担的爬电比距；通过均压环改善电场分布。同时将导、地线荷载以及塔身风荷载传递至钢结构塔身。横担压力由两根复合材料支柱绝缘子传递至塔身；而拉力通过两根复合材料斜拉绝缘子传递到塔身。

(4)组合绝缘的复合材料横担杆塔的防雷和接地；

组合绝缘的复合材料横担杆塔的接地是通过外部钢结构构件实现的，由地线支架4与地线相接，钢结构的地线支架4和钢结构的塔身5相连，达到接地防雷的目的。

(5)组合绝缘的复合材料横担杆塔的绝缘配置；

通过保证导线挂点到任何金属件的距离均满足绝缘距离来达到塔头绝缘的目的。绝缘距离通过对不同电压、海拔高度和污秽等级进行绝缘配置而确定。同时，对于操作过电压和空气间隙影响的空气间隙圆的范围内，均采用复合材料构件，实现绝缘的目的，如图3所示。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本领域技术人员来说，在不脱离构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于权利要求书确定的专利保护范围。