一种110kV输电线路用复合材料杆塔的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种110kV输电线路用复合材料杆塔，属于输电线路设备，它包括杆身和横担，所述横担一端通过可旋转金属节点与杆身相连接，横担另一端通过斜拉杆与杆身相连接；所述横担由单支复合材料绝缘管组成，所述斜拉杆由复合绝缘子组成；所述杆身的结构为在钢管的外部缠绕有玻璃纤维复合材料。本实用新型提升了安全可靠性，缩小了输电通道走廊宽度，降低了塔身高度，具有质量轻、强度高、耐腐蚀的特点，降低了维护成本，节约了资源且有利于环保。
【专利说明】一种110kV输电线路用复合材料杆塔
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种输电线路设备，具体地说是一种IlOkV输电线路用复合材料杆塔。
【背景技术】
[0002]输电杆塔是架空输电线路导线和地线的重要支承结构物，现有的IlOkV输电杆塔一般采用钢材制作，由钢管杆身和钢材横担两大部分组成，钢管杆身主要由单柱圆形或八边形(十二边形、十六边形)钢管制成，材料一般使用Q235和Q345两种，杆身和横担连接采用粗制螺栓，靠螺栓受力连接。
[0003]从电气接地的杆身伸展出导电性的金属材质横担用于悬挂输电导线，以承受导线的重量。由于输电导线需要与接地点保持一定的电气安全距离，以避免对地放电，发生闪络事故，这就要求金属横担要具备足够的长度，根据不同输电电压等级，在横担的自由端加设不同长度的绝缘子串，以间隔带电的输电导线和接地的金属横担，保证绝缘距离。
[0004]现有输电杆塔均采用全钢制结构，存在质量重、易锈蚀或开裂、低温性能差等缺陷，还存在施工运输和运行维护困难等问题。
[0005]在正常运行过程中，考虑到相应的风荷载会使悬垂绝缘子串呈一定风偏角度，使得输电导线与输电杆塔杆身的空气间隙减小，为确保输电导线(带电体)与杆身部分(接地体)之间的空气间隙不被击穿，需在设计横担时考虑风偏角的影响，相应的增长横担长度。这必然增加了整个输电通道走廊的宽度，增加了整条输电线路的占地面积。因此，减少绝缘子串的长度或者避免使用悬垂绝缘子串可以减小横担的长度，降低杆塔的成本以及重量，进而降低整个输电通道走廊的宽度和杆塔占地面积。
[0006]此外，在特定地区，特别在沿海地区、内陆盐溃土地区以及工业区和酸雨多发地区等对钢质杆塔有特殊的防腐要求，而在高寒地区，而金属件常发生低温冷脆破坏。
[0007]且现有的钢管杆塔原材料为铁矿石，为不可再生资源，随着大量钢结构杆塔的使用，其对钢材的需求量也在逐年上升，消耗了大量矿产资源，同时钢铁生产过程中使用大量能耗且造成生态环境的污染。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的在于提供一种IlOkV输电线路用复合材料杆塔，该杆塔提升了安全可靠性，缩小了输电线路通道走廊宽度，降低了塔身高度，具有质量轻、强度高、耐腐蚀的特点，降低了维护成本，节约了资源且有利于环保。
[0009]本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是:一种IlOkV输电线路用复合材料杆塔，包括杆身和横担，所述横担一端通过可旋转金属节点与杆身相连接，横担另一端通过斜拉杆与杆身相连接；所述横担由单支复合材料绝缘管组成，所述斜拉杆由复合绝缘子组成；所述杆身的结构为在钢管的外部缠绕有玻璃纤维复合材料。
[0010]进一步的方案为:所述横担复合材料绝缘管内部实心或者空心填充绝缘气体、绝缘油或固体绝缘介质。
[0011]优选的，所述横担复合材料绝缘管为环氧玻璃钢管或者玻璃纤维增强塑料管，还可以为乙烯基材料或聚氨酯材料缠绕管。
[0012]进一步的方案为:所述复合绝缘子为拉挤成型的绝缘芯棒制成。
[0013]优选的，所述绝缘芯棒的材料为环氧玻璃纤维、乙烯基材料或者聚氨酯材料。
[0014]进一步的方案为:所述横担和斜拉杆的外部均设有一层娃橡胶材料构成的伞裙，所述伞裙呈碟形。
[0015]优选的，所述的硅橡胶材料为高温硫化硅橡胶、室温硫化硅橡胶或者液态硅橡胶。
[0016]进一步的方案为:所述斜拉杆与所述横担及所述杆身之间采用U型环金具连接。
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0018](I)提升安全可靠性。利用复合横担的绝缘特性，可以大大降低线路悬垂绝缘子的长度，甚至完全取消悬垂绝缘子，从而降低线路因风摆产生的闪络跳电事故风险；利用复合横担外部硅橡胶的憎水性，可有效避免污闪、湿闪事故，减少覆冰，提高线路安全运行水平;
[0019](2)缩小输电通道走廊宽度。由于降低了线路悬垂绝缘子的长度，甚至完全取消悬垂绝缘子，因此减小甚至消除了悬垂绝缘子风摆的风险，可以大幅度的缩小输电通道走廊宽度，节省宝贵土地资源。输电通道资源紧缺是电网发展过程中的国际性问题，而很多地区电力负荷密度过高，人均耕地面积小，电网建设占地过多的矛盾尤其突出，本实用新型可有效解决这一问题；
[0020](3)降低塔身高度。可通过减小和取消悬垂绝缘子来大幅降低塔身高度，并同时可对现有塔身结构进行与之相配套的优化；
[0021](4)质量轻。质量轻是复合材料突出的优点之一，玻璃纤维增强环氧树脂的密度仅为钢材的1/3。由于质量轻，可大幅度降低运输和施工安装成本，尤其适于山区和软弱土质地区的输电线路使用；
[0022](5)强度高。利用了钢管杆的力学性能，高于全复合材料杆塔的力学性能，弯曲模量为一般复合材料的8倍；
[0023](6)耐腐蚀。复合材料对酸、碱、盐及有机溶剂等腐蚀介质的耐腐蚀性能和耐候性能优良，因此特别适合沿海地区、内陆盐溃土地区以及工业区和酸雨多发地区等对混凝土和钢质杆塔有特殊防腐要求的环境；
[0024](7)维护性好。复合横担由于耐久性好，基本上是一种免维护的结构。这对保障线路安全和降低输电线路的维护成本很有意义；
[0025](8)可设计性好。复合横担新型塔有别于其它杆塔的重要特点是其材料可设计性，可以根据特殊的结构性能要求选择基体和纤维材料及其相对质量分数和铺层方向等进行合理的设计，以满足对杆塔强度、刚度、耐疲劳特性、产品色彩等多方面的要求，以充分发挥复合材料强度高的优点，经济地使用材料；
[0026](9)资源更节约。由于传统的杆塔原材料为铁矿石，为不可再生资源，随着大量钢结构杆塔的使用，其对钢材的需求量也在逐年上升，消耗了大量矿产资源，且需要大量进口。而复合材料原材料主要为二氧化硅矿石，中国蕴藏量世界第一，可充分利用；
[0027](10)环境更友好。钢铁生产过程中使用大量能耗且造成生态环境的污染，而复合材料由于材料和制品的加工特性，与传统铁塔相比生产所需的能耗大为降低，同时也避免了铁塔在加工过程中的镀锌工艺带来的环境污染。此外，随着对输电线路的美化要求越来越高，而复合材料的颜色可调，可增强线路的环境友好性。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本实用新型的结构示意图；
[0029]图2为图1中A部分的局部放大图；
[0030]图中:1杆身，2斜拉杆，3可旋转金属节点，4横担，5U型环金具，6伞裙。
【具体实施方式】
[0031]下面结合说明书附图对本实用新型作进一步的描述:
[0032]如图1所示，一种IlOkV输电线路用复合材料杆塔，包括杆身I和横担4，所述横担4 一端通过可旋转金属节点3与杆身I相连接，横担4另一端通过斜拉杆2与杆身I相连接；所述横担4由单支复合材料绝缘管组成,所述斜拉杆2由复合绝缘子组成；所述杆身I的结构为在钢管的外部缠绕有玻璃纤维复合材料。
[0033]所述横担复合材料绝缘管内部实心或者空心填充绝缘气体、绝缘油或固体绝缘介质，横担复合材料绝缘管为环氧玻璃钢管或者玻璃纤维增强塑料管，还可以为乙烯基材料或聚氨酯材料缠绕管。
[0034]所述复合绝缘子为拉挤成型的绝缘芯棒制成,绝缘芯棒的材料为环氧玻璃纤维、乙烯基材料或者聚氨酯材料。
[0035]所述横担4和斜拉杆2的外部均设有一层娃橡胶材料构成的伞裙6,如图2所不，所述伞裙6呈碟形，硅橡胶材料为高温硫化硅橡胶、室温硫化硅橡胶或者液态硅橡胶。
[0036]所述斜拉杆2与所述横担4及所述杆身I之间采用U型环金具5连接。
[0037]横担4的低压端部与杆身I之间的连接结构采用可旋转金属节点3，横担4可以沿导线方向和垂直于导线方向进行旋转，采用可旋转金属节点3可以释放导线张力，减少横担4受力，从而节约横担4成本和降低塔材重量。
[0038]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不是本实用新型的全部实施例，不用以限制本实用新型，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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
[0039]除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。
【权利要求】
1.一种IlOkV输电线路用复合材料杆塔，包括杆身和横担，其特征是，所述横担一端通过可旋转金属节点与杆身相连接，横担另一端通过斜拉杆与杆身相连接；所述横担由单支复合材料绝缘管组成，所述斜拉杆由复合绝缘子组成；所述杆身的结构为在钢管的外部缠绕有玻璃纤维复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种IlOkV输电线路用复合材料杆塔，其特征是，所述横担复合材料绝缘管内部实心或者空心填充绝缘气体、绝缘油或固体绝缘介质。
3.根据权利要求2所述的一种IlOkV输电线路用复合材料杆塔，其特征是，所述横担复合材料绝缘管为环氧玻璃钢管或者玻璃纤维增强塑料管。
4.根据权利要求2所述的一种IlOkV输电线路用复合杆塔，其特征是，所述复合材料绝缘管为乙烯基材料或聚氨酯材料缠绕管。
5.根据权利要求3或4所述的一种IlOkV输电线路用复合材料杆塔，其特征是，所述复合绝缘子为拉挤成型的绝缘芯棒制成。
6.根据权利要求5所述的一种IlOkV输电线路用复合材料杆塔，其特征是，所述绝缘芯棒的材料为环氧玻璃纤维、乙烯基材料或者聚氨酯材料。
7.根据权利要求6所述的一种IlOkV输电线路用复合材料杆塔，其特征是，所述横担和斜拉杆的外部均设有一层硅橡胶材料构成的伞裙，所述伞裙呈碟形。
8.根据权利要求7所述的一种IlOkV输电线路用复合材料杆塔，其特征是，所述的硅橡胶材料为高温硫化硅橡胶、室温硫化硅橡胶或者液态硅橡胶。
9.根据权利要求1或8所述的一种IlOkV输电线路用复合材料杆塔，其特征是，所述斜拉杆与所述横担及所述杆身之间采用U型环金具连接。
【文档编号】E04H12/02GK203961409SQ201420378229
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】孙国明, 刘海涛, 罗军, 何春晖, 邵冬亮, 王龙, 徐海鹏, 丛恒, 郁杰 申请人:国家电网公司, 国网山东省电力公司经济技术研究院