專利名稱：電網(wǎng)輸電線用復合桿塔及其復合橫擔結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總地涉及輸電塔，更具體地涉及一種電網(wǎng)輸電線用復合桿塔。
背景技術：
輸電塔是支持高壓架空送電線路的導線和避雷線的構筑物?，F(xiàn)有的高壓輸電塔均采用鋼鐵材質(zhì)，由塔頭、塔身和塔腿三大部分組成。如中國發(fā)明專利申請CN201010297983.1，其公開了一種高壓干字型的典型結構模式。從電氣接地的塔身伸展出導電性的金屬材質(zhì)橫擔用于懸掛輸電導線，以承受導線的重量。由于輸電導線需要與接地點保持一定的電氣安全距離，以避免對地放電，發(fā)生閃絡事故，這就要求金屬橫擔要具備足夠的長度，同時在橫擔的自由端加設較長的絕緣子串，以間隔帶電的輸電導線和接地的金屬橫擔，保證絕緣距離。由于現(xiàn)有高壓輸電塔均采用全鋼制結構，存在質(zhì)量重、易銹蝕或開裂、低溫性能差等缺陷，還存在施工運輸和運行維護困難等問題。另外，考慮到正常運行過程中風荷載會使懸垂絕緣子串呈一定風偏角度導致輸電線與輸電塔塔身空氣間隙減小的因素，為確保輸電線(帶電體)與塔身部分(接地體)之間的空氣間隙不被擊穿，須在設計橫擔時考慮風偏角的影響，相應的增長橫擔長度，這必然增加了整個輸電通道走廊的寬度，增加了整條輸電線路的占地面積?？紤]到鋼質(zhì)桿塔的上述缺陷，本發(fā)明的申請人曾經(jīng)提出一種電網(wǎng)輸電線用復合絕緣塔，見中國發(fā)明專利申請CN201010115171.0。在該專利申請所公開的復合絕緣塔中，由于使用了復合材料制造的橫擔作為輸電線的支撐件，從而可以減少絕緣子串的長度或者避免使用懸垂絕緣子串，進而減小了橫擔的長度，降低桿塔的成本以及重量，并降低輸電塔的占地面積。這種復合桿塔的橫擔不僅只由一個絕緣桿構成，而且該絕緣桿還僅通過一個吊桿連接至復合桿塔的主桿，整體結構比較單薄，無法滿足對高壓輸電線的支撐。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種結構簡單、施工方便且具有較高支撐穩(wěn)定性的電網(wǎng)輸電線用復合桿塔的復合橫擔結構及使用該復合橫擔結構的復合桿塔。為此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種電網(wǎng)輸電線用復合桿塔的復合橫擔結構，其中，所述復合橫擔結構包括:一組橫擔絕緣子，其呈一字型布置，該組橫擔絕緣子的一端連接所述復合桿塔的塔身另一端懸垂適于連接所述電網(wǎng)輸電線；兩組斜拉絕緣子，該兩組斜拉絕緣子相對于彼此布置成V字型，每組斜拉絕緣子的位于V字型頂點處的第一端連接所述橫擔絕緣子的所述另一端而位于V字型開口處的第二端在所述橫擔絕緣子的上方連接至所述塔身。在本發(fā)明的該方面，由于復合橫擔結構僅采用一組橫擔絕緣子，結構簡單、施工安裝方便；同時，由于采用了兩組斜拉絕緣子，從而能夠利用三角形的穩(wěn)定性使復合橫擔結構的強度更高，以承受導線斷線或拉動時左右擺動所產(chǎn)生的受力。
優(yōu)選地，兩組斜拉絕緣子在V字型頂點處形成的夾角為15° 75°。夾角越大，產(chǎn)品能夠承受的機械強度越大；但產(chǎn)品夾角過大后，在保證橫擔的絕緣距離的基礎上，會使斜拉絕緣子的長度和塔身的寬度同時增加，導致成本大大增加，故一般將夾角控制在15° 75。。優(yōu)選地，上述斜拉絕緣子為線路絕緣子。優(yōu)選地，上述斜拉絕緣子為實心拉桿。優(yōu)選地,上述一組橫擔絕緣子由一個空心絕緣子構成?？招慕^緣子成本低，重量輕。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種電網(wǎng)輸電線用復合桿塔，其中，復合桿塔包括塔身以及至少一個裝設于塔身上的如上所述的復合橫擔結構。優(yōu)選地，復合桿塔的塔身由復合材料構件構成。優(yōu)選地，復合桿塔還包括塔頭，塔頭由復合材料構件構成。通過參考下面所描述的實施方式，本發(fā)明的這些方面和其他方面將會得到清晰地闡述。


本發(fā)明的結構和操作方式以及進一步的目的和優(yōu)點將通過下面結合附圖的描述得到更好地理解，其中，相同的參考標記標識相同的元件:圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的電網(wǎng)輸電線用復合桿塔的示意性前視圖；圖2是圖1中電網(wǎng)輸電線用復合桿塔的有關復合橫擔結構部分的局部放大視圖；圖3是圖2中結構的透視圖。
具體實施例方式根據(jù)要求，這里將披露本發(fā)明的具體實施方式
。然而，應當理解的是，這里所披露的實施方式僅僅是本發(fā)明的典型例子而已，其可體現(xiàn)為各種形式。因此，這里披露的具體細節(jié)不被認為是限制性的，而僅僅是作為權利要求的基礎以及作為用于教導本領域技術人員以實際中任何恰當?shù)姆绞讲煌貞帽景l(fā)明的代表性的基礎，包括采用這里所披露的各種特征并結合這里可能沒有明確披露的特征。首先，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的電網(wǎng)輸電線用復合桿塔10由圖1示意性地示出，該復合桿塔10為上字型塔即單回線塔。如圖1所示，復合桿塔10包括塔頭11、塔身12、塔腳13，以及連接固定于塔身12上的三個復合橫擔結構14。在該實施方式中，塔頭11和塔身12均采用復合材料構件構成，但在其它的實施方式中，塔頭11和塔身12皆可像塔腳13 一樣為鋼質(zhì)結構。其中，這里所提到的復合材料構件可以采用本發(fā)明申請人先前提交的發(fā)明名稱為“電網(wǎng)輸電線用復合絕緣塔”、專利申請?zhí)枮镃N201010115171.0的發(fā)明專利申請文件中所提及的主桿的拉擠或者纏繞工藝制備，在此不再詳細闡述。再如圖1所示，在該上字型塔10中具有三個復合橫擔結構14，其中位于最上面的復合橫擔結構被稱之為上橫擔，位于下面的兩個復合橫擔結構被稱之為下橫擔。在該實施方式中，作為優(yōu)選實例的復合橫擔結構14如圖2和圖3所示，包括一組橫擔絕緣子141，其沿水平面方向呈一字型布置，該組橫擔絕緣子141的一端1411可借助于板型金屬件(圖未示)連接至復合桿塔10的塔身12上，另一端即自由端1412懸垂并適于連接電網(wǎng)輸電線(圖未示)；兩組斜拉絕緣子142，該兩組斜拉絕緣子142相對于彼此布置成V字型，每組斜拉絕緣子142的位于V字型頂點處的第一端1421連接橫擔絕緣子141的上述另一端1412，而位于V字型開口處的第二端1422在橫擔絕緣子141的上方連接至塔身12。應當理解，上面所提到的V字型的方向這樣確定,其開口朝向塔身,其頂點朝向所懸掛的電網(wǎng)輸電線。在本實施方式中，由于復合橫擔結構在水平面方向僅采用一組橫擔絕緣子141，結構簡單、施工安裝方便；同時，由于采用了兩組斜拉絕緣子142，從而能夠利用三角形的穩(wěn)定性使復合橫擔結構的強度更高，以承受導線斷線或拉動時左右擺動所產(chǎn)生的受力。如圖3所示，兩組斜拉絕緣子在V字型頂點處形成的夾角可以設置為15° 75°。夾角越大，產(chǎn)品能夠承受的機械強度越大；但產(chǎn)品夾角過大后，在保證橫擔的絕緣距離的基礎上，會使斜拉絕緣子的長度和塔身的寬度同時增加，導致成本大大增加，故一般將夾角控制在15° 75°。在本實施方式中，夾角α為30°。通過這種設置，既保證了高壓復合桿塔實際工況的受力要求，又保證了橫擔絕緣子長度和塔身的寬度最優(yōu)，且最為美觀。另外，盡管在本實施方式中橫擔絕緣子水平放置，應當理解的是，橫擔絕緣子也可以相對水平方向傾斜放置。在本實施方式中，斜拉絕緣子142為線路絕緣子，構成為復合材料拉桿的形式。斜拉絕緣子142采用拉擠成型實心桿，復合材料同樣為環(huán)氧、乙烯基或聚氨酯材料，其外部有起外絕緣保護作用的硅橡膠材料。斜拉絕緣子142用于將橫擔絕緣子141吊掛于塔身12上，其兩端可通過端部金屬件144分別與橫擔絕緣子141和塔身12連接，如圖2、圖3所示。其中，斜拉絕緣子142的端部金屬件144采用傳統(tǒng)壓接工藝成型。在本實施方式中，復合橫擔結構14的一組橫擔絕緣子141實際是一根由復合材料構成的壓管形式的空心絕緣子，比如可以是能夠承擔起機械強度的環(huán)氧玻璃鋼管，內(nèi)部空心并填充有聚氨酯材料的泡沫，外部具有起外絕緣保護作用的硅橡膠材料作為護套和傘裙。應當理解的是，上述環(huán)氧玻璃鋼管也可以用乙烯基材料或聚氨酯材料纏繞管代替；環(huán)氧玻璃鋼管內(nèi)部空心時也可以填充有絕緣氣體、絕緣油或固體絕緣介質(zhì)，當然，環(huán)氧玻璃鋼管也可以做成內(nèi)部實心；上述硅橡膠材料可以是高溫硫化硅橡膠、室溫硫化硅橡膠或液態(tài)硅橡膠。橫擔絕緣子的制備并非本發(fā)明的重點，未盡細節(jié)可以參照申請?zhí)枮镃N201010115171.0的發(fā)明專利申請文件。對于承受壓力和彎曲力的壓管即橫擔絕緣子141而言，其端部金具或金屬法蘭145采用的是膠裝工藝或過盈配合成型，膠裝比(法蘭高度:管徑)為0.8 1.5，這樣能更好地提高抗壓能力和抗拉能力。具體地，橫擔絕緣子141的膠裝結構是在金屬連接件內(nèi)部加工多道環(huán)向金屬槽，對應纏繞管外表面對應套接位置加工同樣尺寸的膠裝槽型，兩者之間形成套合，在槽與槽之間通過根部工藝孔，將一種膠液注入兩者配合的槽型之間并填滿，通過室溫長時間固化，一般固化時間為8 16小時，或者通過外部加熱的方法加快固化，固化溫度為100°C 150°C，固化時間為I 4小時。使用上述復合橫擔來替代傳統(tǒng)高壓(例如750kV)鐵塔的金屬橫擔部分，可以完全取消或縮短用于傳統(tǒng)鐵塔上的懸垂絕緣子，從而消除了由懸垂絕緣子風偏所引起的絕緣距離縮短，空氣間隙擊穿的風險，可以大大縮短橫擔長度，降低線路走廊寬度。應當理解的是，盡管在上述優(yōu)選實施方式中，一組橫擔絕緣子僅由一根空心絕緣子構成，應當理解，其也可以根據(jù)需要由兩根空心絕緣子通過中間金屬法蘭(圖未示)連接成一字型，通過這樣的設置，可以加長復合橫擔結構的長度，從而可以滿足更高電壓輸電線的要求。同理，雖然在上述實施方式中，兩組斜拉絕緣子的每組僅由一根實心拉桿構成，應當理解，每組斜拉絕緣子也可以由兩根實心拉桿借助于中間金屬法蘭連接而成。另外，盡管在上述實施方式中使用的金屬法蘭，但應當理解，法蘭也可以是非金屬的，只要能夠滿足支撐要求即可。還應當理解的是，上述線路絕緣子可以是彈性的。本發(fā)明的技術內(nèi)容及技術特點已揭示如上，然而可以理解，在本發(fā)明的創(chuàng)作思想下，本領域的技術人員可以對上述結構和材料作各種變化和改進，包括這里單獨披露或要求保護的技術特征的組合，明顯地包括這些特征的其它組合。這些變形和/或組合均落入本發(fā)明所涉及的技術領域內(nèi)，并落入本發(fā)明權利要求的保護范圍。需要注意的是，按照慣例，權利要求中使用單個元件意在包括一個或多個這樣的元件。此外，不應該將權利要求書中的任何參考標記構造為限制本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種電網(wǎng)輸電線用復合桿塔的復合橫擔結構，其特征在于，所述復合橫擔結構包括: 一組橫擔絕緣子，其呈一字型布置，該組橫擔絕緣子的一端連接所述復合桿塔的塔身另一端懸垂并適于連接所述電網(wǎng)輸電線； 兩組斜拉絕緣子，該兩組斜拉絕緣子相對于彼此布置成V字型，每組斜拉絕緣子的位于V字型頂點處的第一端連接所述橫擔絕緣子的所述另一端而位于V字型開口處的第二端在所述橫擔絕緣子的上方連接至所述塔身。
2.如權利要求1所述的電網(wǎng)輸電線用復合桿塔的復合橫擔結構，其特征在于，所述兩組斜拉絕緣子在V字型頂點處形成的夾角為15° 75°。
3.如權利要求1或2所述的電網(wǎng)輸電線用復合桿塔的復合橫擔結構，其特征在于，所述斜拉絕緣子為線路絕緣子。
4.如權利要求1或2所述的電網(wǎng)輸電線用復合桿塔的復合橫擔結構，其特征在于，所述斜拉絕緣子為實心拉桿。
5.如權利要求1或2所述的電網(wǎng)輸電線用復合桿塔的復合橫擔結構，其特征在于，所述一組橫擔絕緣子由一個空心絕緣子構成。
6.一種電網(wǎng)輸電線用復合桿塔，其特征在于，所述復合桿塔包括塔身以及至少一個裝設于所述塔身上的如權利要求1至5任一項所述的復合橫擔結構。
7.如權利要求6所述的電網(wǎng)輸電線用復合桿塔，其特征在于，所述復合桿塔的塔身由復合材料構件構成。
8.如權利要求6或7所述的電網(wǎng)輸電線用復合桿塔，其特征在于，所述復合桿塔還包括塔頭，所述塔頭由復合材料構件構成。
全文摘要
本發(fā)明涉及輸電塔領域，提供一種電網(wǎng)輸電線用復合桿塔的復合橫擔結構及包括該結構的復合桿塔，復合橫擔結構包括一組橫擔絕緣子和兩組斜拉絕緣子，該組橫擔絕緣子呈一字型布置，其一端連接塔身另一端懸垂適于連接輸電線；這兩組斜拉絕緣子相對于彼此布置成V字型，其位于V字型頂點處的第一端連接橫擔絕緣子的另一端而位于V字型開口處的第二端在橫擔絕緣子的上方連接至塔身。由于僅采用一組橫擔絕緣子，結構簡單、施工安裝方便；而由于采用兩組斜拉絕緣子，利用三角形的穩(wěn)定性能使橫擔結構強度更高，以承受導線斷線或拉動時左右擺動所產(chǎn)生的受力。
文檔編號E04H12/02GK103174321SQ20131008244
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月14日 優(yōu)先權日2013年3月14日
發(fā)明者馬斌, 朱勇, 郁杰 申請人:江蘇神馬電力股份有限公司