专利名称：一种输电塔防过载装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于高压输送电设备技术领域，具体涉及一种安装于输电塔， 在输电塔承重过大时自动解除输电塔载荷的装置。
背景技术：
输电线路塔线体系是远距离电力供应的基础设施，在输电塔与输电导线之 间用绝缘子和线夹等电力金具刚性连接，输电塔承载着输电线和自身的重量。 在风雨、冰雪气象条件下输电塔的承重会增加，而在某些特定条件下输电塔的
承重会超过设计最大负荷，致使输电塔倾覆。例如2008年年初中国南方地区发 生的严重冰雪天气，使输电塔与输电导线发生覆冰，覆冰重量引发塔线体系某 些部件断裂，严重者由于承载的重量大于塔身的设计值而发生整塔倾覆，造成 整条输电线路中断。鉴于输电线路大多选址建设于人迹少至的偏僻地带，抢修 重建非常困难， 一次设备破坏就会造成相当长时间的供电中断，给国民经济造 成巨大损失，给人民生活带来巨大困难。偶尔的情况输电线缀上重物，也会将 输电塔牵拉倾覆。
在现有输电线路设备中没有在输电塔承重过载时对输电塔实施主动保护的 结构与技术。当在条件恶劣地区建设输电塔时，只能靠提高设计标准，选用更 坚固的建造材料来保证输电塔不致因覆冰等原因造成的承重过载而倾覆。而提 高设计标准会大幅增加输电塔的建设成本。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种安装于输电塔的装置，平时 不影响输电线路运转功能，在输电塔承重过大时能自动解除或部分解除输电塔 负荷，防止输电塔因承重过载而发生倾覆。
本实用新型输电塔防过载装置总体为一圆桶形结构，其构件包括保护桶、牵拉杆和延伸绳索。其中，保护桶为圆柱形，桶壁为刚性金属材料制作，桶腔 是密封腔；牵拉杆为圆柱形或方柱形，用导电的金属材料制作。牵拉杆从保护 桶轴向中央穿过，牵拉杆的主体被保护桶包裹，牵拉杆的端头露于保护桶外。 牵拉杆与保护桶的连接关系如同"中"字形；延伸绳索采用高强度不导电材料 制作，置于保护桶腔内，缠绕于牵拉杆上或盘绕于保护桶内，绳索的两端头固 定连接于牵拉杆的两端部。绳索缠绕或盘绕方式应利于在牵拉杆折断时能够顺 利脱落、伸展。
本实用新型输电塔防过载装置安装于输电塔绝缘子串与悬垂线夹之间，牵 拉杆上端通过连接件与输电线塔绝缘子串下端固定连接，牵拉杆下端通过连接 件与悬垂线夹固定连接。在正常输电运行中牵拉杆承受输电塔与输电线之间的 牵引张力。在输电塔与输电线之间的张力增大到一定程度时牵拉杆折断，保护 桶破碎，延伸绳索伸展直至断碎，输电线坠地，解除或部分解除输电塔负荷， 避免输电塔倾覆。安装本实用新型装置后，输电塔就不会出现承重过载的情况， 所以称本实用新型装置为输电塔防过载装置。
作为优化，在牵拉杆杆体设置縮径处，縮径处的直径小于牵拉杆主体的直 径。当牵拉杆纵向张力过大时，牵拉杆首先从縮径处折断。牵拉杆杆体縮径处 一般设置一处，位于牵拉杆的中部；也可以在牵拉杆杆体上设置多个縮径处， 以保证在输电塔承重过大时牵拉杆适时折断。
牵拉杆的抗张力设计应当足够承受输电运行中输电线塔与输电线之间的牵 引张力，又应当小于致使输电塔倾覆的重力值。 一种设计计算方法是，根据所 牵拉的输电导线的抗拉强度进行设计，优选范围为输电线破断力值的60%—80 %，列技术公式为Tp= (60%—80%) RTS。其中，T为牵拉杆縮径处的计算 拉断力；P表示峰值；RTS表示输电导线的计算拉断力。其意义在于，按目前输 电设备设计标准，输电导线平时运行所承受的张力约为17—25%RTS。当发生 输电线覆冰并且覆冰越来越厚时，输电线张力逐渐增大，当张力达到60%—80 XRTS时，牵拉杆受力达到其杆体或縮径处的应力，牵拉杆折断。
延伸绳索的作用是在牵拉杆折断，保护桶破裂时从保护桶内逸出、伸展， 与输电线一起向下坠落，当达到延伸绳索自身长度极限时，重力冲击将延伸绳 索拉断。延伸绳索对输电线的牵拉起到缓冲输电线下坠速度的作用。坠落速度 得到缓冲的输电线在砸向地面时被地面坚硬物损伤的几率减小，其与地面的有
4限撞击又可以将输电线上的覆冰摔碎破除。
延伸绳索的长度与输电塔所挂输电线高度成正比，延伸绳索适宜的长度为 相当于挂线点离地高度的70%--90%。延伸绳索长度还应根据输电塔所处的地势、 地形进行调整。当两塔之间是平坦地带时延伸绳索长度需要较短，当两塔之间 地面有起伏时延伸绳索长度需要较长，如果恰遇两塔之间是一山谷时延伸绳索 长度需要特别加长。按目前国内外输电塔、线的实际情况，将延伸绳索设计为 6—80米，可满足大多数情况的需要。
作为优化，在保护桶内充以耐低温润滑油，既可以防止牵拉杆锈蚀，保证 其使用寿命，又可以保证牵拉杆适时折断，充分分离，保证延伸绳索从牵拉杆 上顺利脱落，充分伸展。所灌注的低温润滑油优选低温钼基润滑油。
作为优化，在牵拉杆的一端或两端设置风振响应阻尼隔振结构。其作用是 阻隔输电线覆冰后因低频风振而发生的舞动和振动，保护输电线路免遭破坏。 阻尼隔振结构可以采用叠层阻尼隔振结构、弹簧阻尼隔振结构或液压阻尼隔振 结构。由于隔振器和阻尼器融为一体，具有实时的频率响应，在低频响应时更 加优秀。
本实用新型装置可以在野外环境下长久运行，基本与线路同寿命。 一般输 电为三相ABC，基本输电塔属于一回路或二回路，每一个输电塔安装3-6个本 发明装置，安装在每个关键输电塔的一根或几根运行输电线上方，与高压输电线 路等电位，不会产生尖端放电等不良现象。本实用新型装置适用于如中国东北、 中南等雾及冻雨多发地区的输电线路，保护输电塔在极端天气状况下不被拉倒 破坏，避免重建输电塔所需花费的大量人力物力；可以大幅度减少抢修输电线 路所需要的时间和成本，较之以提高输电塔建造标准来提高输电塔承载力的方 法要经济得多。
附图是本实用新型输电塔防过载装置结构和安装部位示意图。 图中标号所表示的部件或部位为，l一绝缘子。图中显示绝缘子串的最下一
片；2—叠层阻尼隔振结构；3—连接件；4一保护桶密封套环；5—延伸绳索；6 一牵拉杆縮径处；7—保护桶；8—牵拉杆；9一悬垂线夹。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图所示，本实用新型防输电塔过载装置，主体为圆柱形，其结构包括保 护桶7、牵拉杆8和延伸绳索5。保护桶7为圆柱形密封桶，采用密封效果好的 1Crl8Ni9食品级不锈钢管材料制作，管壁厚为2mm。桶腔内灌充耐低温润滑油， 优选低温优质钼基润滑油，使牵拉杆8的主体和全部延伸绳索5浸于润滑油中。 保护桶保护牵拉杆8和延伸绳索5不受氧化锈蚀，润滑油保证牵拉杆8适时折 断，保证延伸绳索5顺利释放、伸展。
牵拉杆8从保护桶轴向中央穿过，两端头露出桶外。牵拉杆端头通过连接 件3，上与绝缘子串l连接，下与悬垂线夹9连接。在正常输电运行状态下牵 拉杆8承受输电塔与输电线之间的牵引张力。牵拉杆8为圆柱形或方柱形或其 它适宜的形状，采用符合中国GB3078要求的高强优质冷拔钢制作，在杆体中部 设置精确縮径处6，缩径处6的直径小于牵拉杆8主体的直径，经过计算并加 工后的縮径处6形状为一弧形縮径，长度在30mra左右。当牵拉杆8纵向张力过 大时，牵拉杆8首先从縮径处6折断。牵拉杆縮径处6折断的张力标准按Tp= (60% —85%)RTS设计。
延伸绳索5缠绕于牵拉杆8上或盘绕于保护桶7腔内。延伸绳索5采用聚 乙烯材料制作的迪尼玛绳，其强度比钢丝绳大三倍。延伸绳索5的长度根据输 电塔所处的地形及输电线距离地面的高度选择，通常为6—80米。延伸绳索5 的两端头在保护桶7的腔内分别固定连接于牵拉杆8两端部。
保护桶7因所采用的不锈钢材料，其结构重量轻又有较好的刚度，内外表 面均有较高的光洁度，摩擦阻力很小，保证延伸绳索5顺利抽出。保护桶7外 表不需要做防锈处理。
在上部连接件3与绝缘子1之间和下部连接件与悬垂线夹9之间，分别设 置叠层阻尼隔振结构2。叠层阻尼隔振结构2采用抗氧化和抗老化橡胶材料制 成，用于降低因刮风或覆冰导致的输电塔线体系的舞动和振动。橡胶叠层阻尼 隔振结构2是在多层橡胶结构中设置圆柱铅芯，多层橡胶结构承担载荷物重量 和水平位移，铅芯在多层橡胶结构剪切变形时靠塑性变形吸收能量。发生振动 或舞动时，铅芯又通过动态恢复与再结晶过程，以及橡胶的剪切拉伸力作用， 使得载荷物自动恢复原位。
权利要求1.一种输电塔防过载装置，安装于输电塔绝缘子串与悬垂线夹之间，其特征在于，总体为一圆桶形结构，其构件包括保护桶、牵拉杆和延伸绳索；其中，保护桶为圆柱形，桶壁为刚性金属材料制作，桶腔是密封腔；牵拉杆为圆柱形或方柱形，用导电的金属材料制作，牵拉杆从保护桶轴向中央穿过，牵拉杆的主体被保护桶包裹，牵拉杆的端头露于保护桶外；延伸绳索采用高强度绝缘材料制作，置于保护桶腔内，缠绕于牵拉杆上或盘绕于保护桶内，绳索的两端头固定连接于牵拉杆的两端部。
2. 根据权利要求l所述的输电塔防过载装置，其特征在于，保护桶内灌 充耐低温润滑油。
3. 根据权利要求2所述的防止输电线塔倾覆的装置，其特征在于，灌充 于保护桶腔内的耐低温润滑油为低温钼基润滑油。
4. 根据权利要求1所述的输电塔防过载装置，其特征在于，牵拉杆中部 设有一縮径处，其直径小于金属杆主体直径。
5. 根据权利要求4所述的输电塔防过载装置，其特征在于，牵拉杆中部 縮径处破断力值相当于，所牵拉的输电线破断力值的60%—80%，列技术公 式为Tp= (60%—80%) RTS。
6. 根据权利要求1或4所述的输电塔防过载装置，其特征在于，牵拉杆 为采用高强优质冷拔钢制作的金属杆。
7. 根据权利要求1所述的输电塔防过载装置，其特征在于，缠绕于牵拉 杆上或盘绕于保护桶内的延伸绳索为釆用聚乙烯材料制作的迪尼玛绳。
8. 根据权利要求1或7所述的输电塔防过载装置，其特征在于，延伸绳 索的长度为挂线点离地高度的70%--90%。
9. 根据权利要求l所述的输电塔防过载装置，其特征在于，在牵拉杆的 一端或两端设置风振响应阻尼隔振结构。
10. 根据权利要求9所述的输电塔防过载装置，其特征在于，阻尼隔振 结构为叠层阻尼隔振结构或弹簧阻尼隔振结构或液压阻尼隔振结构。
专利摘要本实用新型公开了一种输电塔防过载装置，安装于输电塔绝缘子串与悬垂线夹之间，其结构包括保护桶、牵拉杆和延伸绳索。其中，保护桶腔是密封腔，牵拉杆从保护桶轴向中央穿过，牵拉杆的端头露于保护桶外，上与输电塔绝缘子串连接，下与悬垂线夹连接。延伸绳索缠绕于牵拉杆上或盘绕于保护桶内，绳索的两端头固定连接于牵拉杆的两端部。在正常输电运行中牵拉杆承受输电塔与输电线之间的牵引张力，当这种张力增大到一定程度时牵拉杆折断，保护桶破碎，延伸绳索伸展直至断碎，输电线坠地，解除或部分解除输电塔负荷，避免输电塔倾覆。
文档编号H02G7/20GK201378720SQ200920105750
公开日2010年1月6日 申请日期2009年3月6日 优先权日2009年3月6日
发明者王国彬 申请人:王国彬