专利名称：一种输电铁塔的地线支架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及输电铁塔领域，特别涉及一种输电铁塔的地线支架。
背景技术：
目前，输电线路一般采用输电铁塔将导线悬挂在空间，使导线与导线之 问、导线与地线之间、导线与塔之间、导线与地面障碍物之间保持一定的安 全距离，完成输电任务。其中用于输送电能的导线一般通过绝缘子悬挂于输 电铁塔的横担上。通过架空输电线路将不同地区的发电站、变电站、负荷点 连接起来，输送或交换电能，构成各种电压等级的电力网络或配电网。这种 输电线路的优点是造价低，施工维护方便，因而被广泛采用。
由于架空输电线路暴露在大气环境中，会直接受到气象条件的作用，雷 闪袭击、雨淋、湿雾以及自然和工业污秽等也都会破坏或降低架空线路的绝 缘强度甚至造成停电事故。另外，架空线路还存在电磁干扰问题。这些因素 都必须在架空线路的设计、运行和维护中加以考虑。尤其是容易遭受雷击而 引起送电中断，已成为目前电力系统中发生停电事故的主要原因之一，通常 采用将地线架空进行防雷保护，以减少雷害事故，提高线路运行的安全性。
对于输电线路而言，输电容量是一个非常重要的指标，目前，输电线路
的输电容量一般在110kV和500kV之间，若要进一步提高输电线路的输电容 量，即若要设计特高压输电线路的话，对于输电铁塔提出了更加严格的工程 指标，尤其是，需要增加用于悬挂导线的横担长度，以保证导线与导线之间、 导线与地线之间、导线与塔之间更安全的电气间隙，横担长度的增加，将导 致防雷面积的增大，而将地线悬挂在110kV 500kV输电4^荅的地线支架上， 防雷保护的面积非常有限，无法满足特高压输电铁塔对较大面积防雷保护的 需求。
实用新型内容
本实用新型提供的一种输电铁塔的地线支架，以解决特高压输电线路中防雷保护的问题。
本实用新型提供了一种输电铁塔的地线支架，水平设置于1000千伏输
电铁塔上，包括由均为桁架结构的上平面、下平面，及两个侧平面构成的
楔形体，和设置在所述楔形体内的至少一个支撑平面；其中所述上平面和下平面一端相连；所述支撑平面垂直于所述上平面；
两个所述侧平面分别设置于所述上平面和下平面同侧的侧边之间；与上、下平面连接处相对的面为开放设置，用于与所述铁塔相连；
所述上、下平面的连接处与所述铁塔垂直中心线的距离，等于或大于悬挂于所述铁塔最外端的导线与所述铁塔垂直中心线的距离。
所述支撑平面包括
构成所述支撑平面四边的四个边杆，四个所述边杆分别连接于所述上平面、下平面和两个侧平面上；和
至少一个支撑杆，所述支撑杆设置于两个所述边杆之间，或沿对角线方向设置于所述支撑平面的两个顶点之间。
所述支撑平面设置于所述楔形体的中心位置。
所述上平面和所述下平面的形状具体为梯形。
所述上平面包括构成两个侧边的两个主杆，和布置在两个所述主杆之间的腹杆；
所述下平面包括构成两个侧边的两个主杆，和布置在两个所述主杆之间的腹杆；
所述侧平面包括布置在上平面和下平面同侧的两个主杆之间的腹杆。所述上平面的腹杆封闭设置；所述下平面的腹杆开放设置。所述上平面的主杆和腹杆均采用受力材；所述下平面的主杆采用受力材，腹杆采用不受力的辅助材；两个所述侧平面的腹杆采用不受力的辅助材；所述上平面、下平面、侧平面和支撑平面的构件均采用角钢。
所述上平面和下平面形成的夹角满足预设范围，所述预设范围用以保证所述下平面能够对所述上平面进行支撑。
所述预设范围为大于或等于15度。
所述上平面与所述下平面通过螺栓连接，或所述上平面与所述下平面通过垂直于所述上平面设置的至少 一个连接杆连接。
本实用新型提供的一种输电铁塔的地线支架，有益效果是本实用新型提供的应用于1000KV特高压输电铁塔的地线支架，由于所述上、下平面的连接处与所述铁塔垂直中心线的距离，等于或大于悬挂于所述铁i^最外端的导线与所述铁塔垂直中心线的距离，即地线支架的悬臂长度足够大，以满足对特高压输电铁塔中较大面积防雷保护的需求，从而保证悬挂在该地线支架上的地线，能够有效的对1000KV特高压输电线路进行防雷保护，同时，由于在地线支架内部设置了支撑平面，从而可以有效解决悬臂过长造成的承载力及抗扭变形能力等问题。
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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他的附图。
图l为本实用新型实施例提供的一种输电4失塔地线支架的立体图；图2为本实用新型实施例提供的一种支撑平面结构图；图3为本实用新型实施例提供的一种输电铁塔地线支架的正视图；图4为本实用新型实施例提供的一种输电铁塔地线支架的俯视图；图5为本实用新型实施例提供的一种输电铁塔地线支架的仰视图；图6为本实用新型实施例提供的地线支架应用在耐张型特高压输电铁塔上的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
一并参见图1至图5，本实用新型实施例提供了一种输电铁塔的地线支架，可应用于1000千伏特高压输电铁塔上，通常设置于铁塔的顶端，且位于横担的正上方，本实施例中的地线支架水平设置在铁塔上。
本实施例^是供的应用于1000KV特高压输电铁塔上的地线支架，包括由上平面101、下平面102,及两个侧平面103构成的楔形体，和设置在所述楔形体内的至少一个支撑平面104,支撑平面104在工程上也可以称为支撑隔面。
其中上平面101和下平面102 —端105相连；支撑平面104垂直于上平面101设置；上平面101、下平面102和侧平面103均为桁架结构，街架结构是一种格构化的结构，即由直杆组成的一般具有三角形单元的平面结构。
由于电气联塔金具通常采用GD型挂板及输电铁塔构造的原因，地线支架实际将承受一定的弯矩及扭矩，与理论计算时的理想铰接有所不同，为此，
设置在上述楔形体内的至少一个支撑平面104,可以使地线支架能够具有较好的整体抗扭刚度，以抵抗实际受荷时可能出现的额外不利荷载。
两个侧平面103分别i殳置于上平面101和下平面102同侧的侧边之间；与上、下平面连接处105相对的面为开放设置，并不封闭，用于与特高压输
电铁塔相连。
当地线支架的上平面101呈水平方向设置在铁塔上时，地线支架上、下 平面的连接处105与铁塔垂直中心线的距离，等于或大于悬挂于该铁塔最 外端的导线与该铁塔垂直中心线的距离，以便悬挂于地线支架上的地线能 够有效的对架空的导线进行防雷保护。优选的，当地线保护角为-5°时， 既能保证悬挂于地线支架上的地线能够对架空的导线进行防雷保护，又能 减小耗钢量。为了在工程上满足地线保护角为-5°的要求，当将地线支架 的上平面101呈水平方向设置在铁塔上时，地线支架上、下平面的连接处 105与铁塔垂直中心线的距离，稍大于悬桂于该铁塔最外端的导线与该铁塔 垂直中心线的距离。其中地线保护角是指地线悬挂点与最外端导线悬挂点 构成的直线，与竖直方向的角度，工程上习惯将地线悬挂点与输电铁塔垂 直中心线的距离，大于最外端导线悬挂点与输电铁塔垂直中心线的距离时， 形成的地线保护角称为负角度；相应的，习惯将地线悬挂点与输电铁塔垂 直中心线的距离，小于最外端导线悬挂点与输电铁塔垂直中心线的距离时， 形成的地线保护角称为正角度。
对于IOOOKV特高压输电铁塔而言，为了保证安全的电气间隙，悬挂于 所述铁塔上最外端的导线与该铁塔垂直中心线的距离需要达到15米以上， 通常在15米 20米之间，因此，地线支架上、下平面的连接处105与铁塔 垂直中心线的距离也要求达到15米以上，比如工程中较常用到的长度有 19.2米左右等。
参见图2，上述支撑平面的结构可以包括有构成该支撑平面四边的四 个边杆201,和至少一个支撑杆202;其中四个边杆201分别与上平面101、 下平面102和两个侧平面103相连，支撑杆202可以i史置于两个边4干201 之间，比如上下两个边杆之间、相邻两个边杆之间等等，也可以设置于支 撑平面的两个对角之间，图2所示的支撑平面的结构为比较优选的结构， 此种结构的支撑平面支撑效果较好，且相对而言耗钢量也较低。所述支撑平面104优选的位置是，垂直于上平面IOI，设置于该地线支架的中心位置， 此时由于受力较为均衡，可以较好的起到整体抗扭的效果。
上述上平面101和下平面102的形状优选的可以是梯形，沿与特高压输 电铁塔连接端向外延伸的方向逐渐变窄，相对其他形状而言，耗钢量较低。
均为桁架结构的上平面101、下平面102和侧平面103,具体的结构可 以是，上平面101包括构成两个侧边的两个主杆，和布置在两个主杆之间 的腹杆；下平面102也包括构成两个侧边的两个主杆，和布置在两个主杆 之间的腹杆；侧平面103包括布置在上平面和下平面同侧的两个主杆之间 的腹杆。
优选的，本实用新型实施例提供的地线支架，将上平面101呈水平方向 设置，连接到特高压输电铁塔上，因此地线支架需要承受的纵向不平衡张力 主要由上平面传递，故为了有效增加受力能力，上平面101的腹杆采用封闭 设置，而为了减少耗钢量，下平面102的腹杆可以开放设置。
为进一步减少耗钢量，可以将地线支架中相对不太受力的部分改用不受 力的辅助材来实现，具体的可以是，上平面的主杆和腹杆均采用受力材；所 述下平面的主杆采用受力材，腹杆采用不受力的辅助材；两个侧平面的腹杆 采用不受力的辅助材。
本实用新型实施例提供的地线支架，其上平面101、下平面102、侧平面 103和支撑平面104的构件均采用角钢实现，优选的，可以采用等边角钢来 实现。
另外，发明人经过大量的受力分析试验后，发现当上平面101和下平面 102形成的夹角A (参见图3)满足预设范围时，下平面102能够对上平面 101起到较好的支撑作用，以便地线支架承受的纵向不平衡张力主要由上平 面101传递，即所述预设范围用以保证下平面102能够对上平面101起到支 撑作用，该预设范围优选的为大于或等于15度。显然，上平面101和下平 面102形成的夹角A是锐角，才能保证上平面101和下平面102及两个侧 平面103之间形成楔形体，连于铁塔上。在实际应用中，可以根据具体的应用环境，合理选择地线支架上平面101和下平面102之间夹角A的大小。 上平面101与下平面102可以通过螺栓直接连接，也可以通过垂直于上 平面101设置的，至少一个连接杆进行连接。其中，连接杆一般采用长度在 600毫米到800毫米之间的角钢实现。
上平面101和下平面102通过连接杆连接的情况，优选的应用在上平面 101与下平面102之间的夹角小于15度的情况，此时可以通过增加连接杆的 长度，来增大上平面101与下平面102之间的夹角A。
本实用新型实施例提供的地线支架，其上平面101、下平面102、侧平面 103和支撑平面104的各个构件之间采用螺栓进行连接。
对于IOOOKV特高压输电铁塔而言，由于地线支架的悬臂长度很大，这 就对地线支架的承载力、抗扭变形能力、以及耗钢量提出了很高的要求。本 实用新型实施例中，同时采用如下技术手段，以满足对地线支架的承载力、 抗扭变形能力、以及耗钢量提出的新的要求比如采用在地线支架内部设置 支撑平面，以提高抗扭变形能力；其上平面的腹杆采用封闭设置，且上平面 的主杆和腹杆均采用受力材，下平面仅主杆采用受力材，以有效增加受力能 力；下平面的腹杆不封闭设置，且采用不受力的辅助材，两个侧平面的腹杆 也采用不受力的辅助材，以减少库毛钢量。
本实用新型实施例提供的应用于1000KV特高压输电铁塔的地线支架， 由于所述上、下平面的连接处与所述铁塔垂直中心线的距离，等于或大于悬 挂于所述铁:t荅最外端的导线与所述4失塔垂直中心线的距离，即地线支架的悬 臂长度足够大，以满足对特高压输电铁塔中较大面积防雷保护的需求，从而 保证悬挂在该地线支架上的地线，能够有效的对IOOOKV特高压输电线路进 行防雷保护，同时，由于在地线支架内部设置了支撑平面，从而可以有效解 决悬臂过长造成的承载力及抗扭变形能力等问题。
另外，由于用于输送电能的导线所运送的电能更大，导致电^f兹干扰也更 大，比如导线附近雷云对地面放电时，会在导线上引起较大电感应电压等， 采用本实用新型实施例提供的地线支架将地线悬挂在空中，还可以有效解决特高压输电铁塔的电磁干扰问题。
本实用新型实施例提供的地线支架，可以应用在单回路耐张型1000KV 特高压输电铁塔上、双回路直线型1000KV特高压输电铁塔上、双回路鼓型 1000KV特高压输电铁塔上等等。
参见图6，为将本实用新型实施例提供的地线支架601，设置于耐张型 1000KV特高压输电铁塔上的一种应用，在实际应用中，通常是在特高压输 电铁塔上应用两个地线支架。
将地线支架水平设置于特高压输电铁塔的顶端，设置在悬臂最长的横担 的正上方，即该地线支架的设置方向与悬臂最长的横担的设置方向保持一致。 横担用于将传输电能的导线悬挂在空中， 一般在横担最外侧设置绝缘子串， 将导线架于绝缘子串上，实现电能传输。通常情况，输电铁塔都会有多个横 担，而且每个横担的悬臂长度不一定都相同，且各个横担的设置方向也有所 不同，比如，目前应用最多的情景是一对横担对称设置于铁塔相同高度处， 自上而下可以分布有多对横担，图6中示出三对横担602分别对称设置于输 电铁塔上，分三层分布，优选的，将两个地线支架601也对称的设置于特高 压输电铁塔的顶端，其设置方向与每对横担602的设置方向保持一致，从而 可以很好的对特高压输电4失塔上的导线进行可靠的防雷保护。
可以将地线悬挂在地线支架的最外端，比如可以通过连接件进行悬挂， 其中连接件可以是悬式线夹等。这里，架空起来的地线由于是架设在被保护 的导线上方，当在导线上方出现雷云放电时，雷闪首先击中悬挂在空中的地 线，通过接地装置，可以将雷闪产生的电流导入大地，以对输送电能的导线 起到防雷保护的作用。其中接地装置一般由连接地线的接地引下线及埋入输 电铁塔地下的接地体组成，其主要作用是，能迅速将雷电流在大地中扩散泄 导。
这里，将两个地线支架601的上平面呈水平方向设置，连接到特高压输 电铁塔上，且两个地线支架601分别设置在对称分布的横担602的正上方。地线支架的最外端(即上、下平面连接处)与该铁塔垂直中心线603的距离 Dl,可以等于或大于横担602最外端与铁塔垂直中心线603的距离D2、 D3 或D4，其中导线通过绝缘件连接在横担602的最外端，作为优选的，地线支 架601的最外端与铁塔垂直中心线603的距离Dl，稍大于横担602最外端与 铁塔垂直中心线603的最大距离D3,即在工程上满足地线保护角为-5°的 要求，这样，横担悬挂的导线都能得到有效的防雷保护，且耗钢量也较低。 本实用新型实施例提供的应用于1000KV特高压输电铁塔的地线支架， 由于所述上、下平面的连接处与所述4失塔垂直中心线的距离，等于或大于悬 挂于所述铁塔最外端的导线与所述铁塔垂直中心线的距离，即地线支架的悬 臂长度足够大，以满足对特高压输电铁塔中较大面积防雷保护的需求，从而 保证悬挂在该地线支架上的地线，能够有效的对IOOOKV特高压输电线路进 行防雷保护，同时，由于在地线支架内部设置了支撑平面，从而可以有效解 决悬臂过长造成的承载力及抗扭变形能力等问题。
另外，由于用于输送电能的导线所运送的电能更大，导致电i兹干扰也更 大，比如导线附近雷云对地面放电时，会在导线上引起较大电感应电压等， 采用本实用新型实施例提供的地线支架将地线悬挂在空中，还可以有效解决 特高压输电铁塔的电磁干扰问题。
需要说明的是，在本文中，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意 在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的装置或者设备不仅包括 那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种装置 或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个......"
限定的要素，并不排除在包括所述要素的装置或者设备中还存在另外的相同 要素。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型 的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、 改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。
权利要求1、一种输电铁塔的地线支架，其特征在于，水平设置于1000千伏输电铁塔上，包括由均为桁架结构的上平面、下平面，及两个侧平面构成的楔形体，和设置在所述楔形体内的至少一个支撑平面；其中所述上平面和下平面一端相连；所述支撑平面垂直于所述上平面；两个所述侧平面分别设置于所述上平面和下平面同侧的侧边之间；与上、下平面连接处相对的面为开放设置，用于与所述铁塔相连；所述上、下平面的连接处与所述铁塔垂直中心线的距离，等于或大于悬挂于所述铁塔最外端的导线与所述铁塔垂直中心线的距离。
2、 根据权利要求1所述的地线支架，其特征在于，所述支撑平面包括 构成所述支撑平面四边的四个边杆，四个所述边杆分别连接于所述上平面、下平面和两个侧平面上；和至少一个支撑杆，所述支撑杆设置于两个所述边杆之间，或沿对角线方 向设置于所述支撑平面的两个顶点之间。
3、 根据权利要求1所述的地线支架，其特征在于，所述支撑平面设置 于所述楔形体的中心位置。
4、 根据权利要求1所述的地线支架，其特征在于，所述上平面和所述 下平面的形状具体为梯形。
5、 根据权利要求1所述的地线支架，其特征在于，所述上平面包括构 成两个侧边的两个主杆，和布置在两个所述主杆之间的腹杆；所述下平面包括构成两个侧边的两个主杆，和布置在两个所述主杆之间 的腹杆；所述侧平面包括布置在上平面和下平面同侧的两个主杆之间的腹杆。
6、 根据权利要求5所述的地线支架，其特征在于，所述上平面的腹杆 封闭设置；所述下平面的腹杆开放设置。
7、 根据权利要求5所述的地线支架，其特征在于，所述上平面的主杆 和腹杆均采用受力材；所述下平面的主杆采用受力材，腹杆采用不受力的辅助材；两个所述侧平面的腹杆采用不受力的辅助材；所述上平面、下平 面、侧平面和支撑平面的构件均采用角钢。
8、 根据权利要求1所述的地线支架，其特征在于，所述上平面和下平 面形成的夹角满足预设范围，所述预设范围用以保证所述下平面能够对所 述上平面进行支撑。
9、 才艮据权利要求8所述的地线支架，其特征在于，所述预设范围为大 于或等于15度。
10、 根据权利要求1所述的地线支架，其特征在于，所述上平面与所述 下平面通过螺栓连接，或所述上平面与所述下平面通过垂直于所述上平面 设置的至少 一个连接杆连接。
专利摘要本实用新型公开一种输电铁塔的地线支架，涉及输电铁塔领域。所述地线支架水平设置于1000千伏输电铁塔上，包括由均为桁架结构的上平面、下平面，及两个侧平面构成的楔形体，和设置在楔形体内的至少一个支撑平面；其中上平面和下平面一端相连；支撑平面垂直于上平面；上、下平面的连接处与铁塔垂直中心线的距离，等于或大于悬挂于铁塔最外端的导线与铁塔垂直中心线的距离。由于地线支架的悬臂长度足够大，能够保证地线保护角满足工程要求，从而能够有效的对1000KV特高压输电线路进行防雷保护，同时由于在地线支架内部设置了支撑平面，从而可以有效解决悬臂过长造成的承载力及抗扭变形能力等问题。
文档编号H02G13/00GK201435593SQ200920161060
公开日2010年3月31日 申请日期2009年6月29日 优先权日2009年6月29日
发明者傅鹏程, 吴建生, 张克宝, 张鹏飞, 杨元春, 肖立群, 葛保斌, 董建尧, 谢立高, 峥 赵 申请人:中国电力工程顾问集团华东电力设计院;国家电网公司