專利名稱：一種防止輸電塔因承重過載而倒塌的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高壓輸送電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種安裝于輸電塔與輸電線之 間，防止輸電塔因承重過載而倒塌的裝置。
背景技術(shù)：
輸電線路塔線體系是遠(yuǎn)距離電力供應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施。在一些地區(qū)的某種氣象 條件下，輸電塔與輸電導(dǎo)線所構(gòu)成的塔線體系會發(fā)生覆冰。覆冰的重量增加了 塔線體系的負(fù)荷，覆冰還會引起塔線體系舞動及振動，使得塔與塔之間的張力 發(fā)生低頻風(fēng)荷載下的不平衡，引發(fā)塔線體系某些部件發(fā)生斷裂，嚴(yán)重者由于承 載的重量大于塔身的設(shè)計值而發(fā)生整塔倒塌，造成整條輸電線路輸電中斷。鑒 于輸電線路大多選址建設(shè)于人跡罕至的偏僻地帶，搶修重建非常困難， 一次設(shè) 備破壞就會造成相當(dāng)長時間的供電中斷，給國民經(jīng)濟(jì)造成巨大損失，給人民生 活帶來巨大困難。2008年年初中國南方地區(qū)發(fā)生空前的大范圍嚴(yán)重冰雪天氣時 就發(fā)生了大批線塔倒塌，造成嚴(yán)重災(zāi)害。
在現(xiàn)有輸電線路中，輸電塔與輸電導(dǎo)線之間只有絕緣子和線夾等電力金具 剛性連接，在建設(shè)輸電塔時根據(jù)設(shè)計要求選取建造材料，沒有在輸電塔承重過 載時對輸電塔實施主動保護(hù)的結(jié)構(gòu)與技術(shù)。當(dāng)在條件惡劣地區(qū)建設(shè)輸電塔時， 只能靠提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，選用更堅固的建造材料來保證輸電塔不致因覆冰造成的 承重過載而倒塌。而提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)會大幅增加輸電塔的建設(shè)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種配加于輸電線路的裝置，平時不 影響輸電線路運轉(zhuǎn)功能， 一旦在輸電導(dǎo)線張力超過輸電塔安全指數(shù)時，能自動 解除或部分解除輸電塔負(fù)荷，避免輸電塔因承重過載而發(fā)生倒塌。
本發(fā)明防止輸電塔在承重過載時倒塌的裝置，安裝在輸電塔絕緣子串和懸 垂線夾之間，其結(jié)構(gòu)包括牽拉桿、延伸繩索和包裹它們的桶形外殼。其中，牽拉桿以導(dǎo)電材料制作，上端通過連接件與輸電塔絕緣子串下端固定連接，下端 通過連接件與懸垂線夾固定連接；延伸繩索在桶形外殼的腔內(nèi)纏繞于牽拉桿上 或盤繞于桶腔內(nèi)，延伸繩索的兩端頭固定于牽拉桿的兩端部；包裹牽拉桿和延 伸繩索的桶形外殼密封包裹牽拉桿的主體部分和全部延伸繩索，保護(hù)它們不受 銹蝕。
所述牽拉桿為圓柱形或方柱形或其它適宜的柱形，在輸電運行中承受輸電 塔與輸電線之間的牽引張力。牽拉桿折斷的張力標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)小于致使輸電塔倒塌 的重力值。即，當(dāng)輸電塔承重過載接近于倒塌時，牽拉桿首先折斷，使輸電線 墜地，解除或部分解除輸電塔負(fù)荷，避免輸電塔倒塌。
為保證牽拉桿適時折斷的功能，可在桿體設(shè)置縮徑處?？s徑處的直徑小于 牽拉桿主體的直徑，當(dāng)牽拉桿縱向張力過大時，牽拉桿首先從縮徑處折斷。牽 拉桿桿體上所設(shè)置的縮徑處一般設(shè)置一處，設(shè)置于牽拉桿的中部。鑒于延伸繩 索在牽拉桿上纏繞的密度和狀態(tài)、牽拉桿和延伸繩索可能發(fā)生的銹斑、外界附 著物等因素可能影響牽拉桿適時折斷，也可以在牽拉桿桿體上設(shè)置多個縮徑處， 以保證在輸電塔承重過載時牽拉桿適時折斷。
使?fàn)坷瓧U折斷，或使?fàn)坷瓧U縮徑處折斷的張力標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)對輸電塔的保護(hù)需 要而設(shè)定。 一種設(shè)計計算方法是，根據(jù)所牽拉的輸電導(dǎo)線的抗拉強度進(jìn)行設(shè)計， 優(yōu)選范圍為輸電線破斷力值的60%—80%，列技術(shù)公式為Tp= (60%—80%) RTS。其中，T為牽拉桿縮徑處的計算拉斷力；p表示峰值；RTS表示輸電導(dǎo)線 的計算拉斷力。其意義在于，按目前輸電設(shè)備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，輸電導(dǎo)線平時運行所 承受的張力約為17—25XRTS。當(dāng)發(fā)生輸電線覆冰并且覆冰越來越厚時，輸電 線張力逐漸增大，當(dāng)張力達(dá)到60%—80%RTS時，牽拉桿受力達(dá)到其桿體或縮 徑處的應(yīng)力，牽拉桿折斷。
牽拉桿和其兩端的連接件采用高強度金屬類導(dǎo)電材料制作，以保持它們與 輸電線等電位。其中，牽拉桿優(yōu)選冷拔鋼桿材料制作。
所述延伸繩索均勻纏繞于牽拉桿上或盤繞于桶形外殼的腔內(nèi)，其纏繞或盤 繞方式應(yīng)利于在牽拉桿折斷時順利脫落、伸展。延伸繩索的長度與輸電塔所掛 輸電線高度成正比，延伸繩索適宜的長度為相當(dāng)于輸電塔掛線點離地高度的 70%—90%。延伸繩索長度還應(yīng)根據(jù)輸電塔所處的地勢、地形進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)兩塔 之間是平坦地帶時延伸繩索長度需要較短，當(dāng)兩塔之間地面有起伏時延伸繩索長度需要較長，如果恰遇兩塔之間是一山谷時延伸繩索長度需要特別加長。按 目前國內(nèi)外輸電塔、線的實際情況，將延伸繩索設(shè)計為6--80米可滿足大多數(shù) 情況的需要。
延伸繩索采用高強度導(dǎo)電材料或絕緣材料制作，優(yōu)選絕緣材料制作，進(jìn)一 步優(yōu)選采用抗拉強度大的聚乙烯材料制作。
桶形外殼為圓柱形或方柱形或多邊形桶，將牽拉桿的主體和全部延伸繩索 密封包裹于腔內(nèi)，牽拉桿的端頭伸出桶外。桶形外殼采用導(dǎo)電、質(zhì)地較輕又有 較好剛度的材料制作，優(yōu)選密封效果好的不銹鋼材料制作。桶形外殼的作用在 于保護(hù)延伸繩索不受光照和雨淋，保護(hù)牽拉桿不受腐蝕，同時起結(jié)構(gòu)支撐作用， 增加結(jié)構(gòu)剛度，避免牽拉桿承載偏心扭矩而產(chǎn)生變形。
本發(fā)明裝置工作機理是,在輸電線路正常運行時，牽拉桿承受輸電塔與輸電 線之間的正常重力荷載。當(dāng)輸電線覆冰后，重力荷載或不平衡張力對本裝置的 荷載達(dá)到預(yù)設(shè)定值時，牽拉桿受力達(dá)到自身破壞應(yīng)力或其縮徑處的破壞應(yīng)力， 牽拉桿折斷，桶形外殼破裂，受牽拉桿牽引的輸電線向下墜落，纏繞于牽拉桿 上或盤繞于桶形外殼腔內(nèi)的延伸繩索同時得以釋放，伸展延長。延伸繩索延伸 到自身長度極限時，其重力沖擊達(dá)到最大，沖擊力超過繩索額定拉力，將延伸 繩索拉斷。延伸繩索對輸電線的牽拉起到緩沖輸電線下墜速度的作用。墜落速 度得到緩沖的輸電線在砸向地面時被地面堅硬物損傷的幾率減小，其與地面的 有限撞擊又可以將輸電線上的覆冰摔碎破除。當(dāng)輸電線墜落到地面后，單獨一 相的導(dǎo)線會由于短路瞬時斷電保護(hù)。由于輸電塔沒有受損，輸電導(dǎo)線與懸垂線 夾的連接關(guān)系沒有變化，對線路搶修時可以輕松利用延伸繩索斷裂端，將落地 輸電線對應(yīng)安裝到絕緣子串上。
作為優(yōu)化，桶形外殼的腔內(nèi)充以耐低溫潤滑油，既可以防止?fàn)坷瓧U銹蝕， 保證其使用壽命，又可以保證牽拉桿適時折斷，充分分離，保證延伸繩索從牽 拉桿上順利脫落，充分伸展。所灌注的低溫潤滑油優(yōu)選低溫鉬基潤滑油。
作為優(yōu)化，在牽拉桿的一端或兩端設(shè)置風(fēng)振響應(yīng)阻尼隔振結(jié)構(gòu)。將隔振器 和阻尼器融為一體，具有實時的頻率響應(yīng)，特別在低頻響應(yīng)時性能優(yōu)秀，可以 阻隔輸電線覆冰后因低頻風(fēng)振而發(fā)生的舞動和振動，保護(hù)輸電線路免遭破壞。 阻尼隔振結(jié)構(gòu)可以采用疊層阻尼隔振結(jié)構(gòu)、彈簧阻尼隔振結(jié)構(gòu)或液壓阻尼隔振 結(jié)構(gòu)。
5按本發(fā)明技術(shù)方案制作的裝置屬于導(dǎo)電體，與高壓輸電線路等電位，不會 產(chǎn)生尖端放電等負(fù)面影響。在每個輸電塔安裝3-6個本發(fā)明裝置，在野外環(huán)境下 可以與線路同壽命。本發(fā)明裝置適用于如中國東北、中南等霧及凍雨多發(fā)地區(qū) 的輸電線路，保護(hù)輸電塔在如導(dǎo)線覆冰等荷載極端加大時不被拉倒破壞，避免 重建輸電塔所需花費的大量人力物力；可以大幅度減少搶修輸電線路所需要的 時間和成本，因而減少大面積長時間停電帶來的損失。本發(fā)明技術(shù)方案，較之 以提高輸電塔建造標(biāo)準(zhǔn)來提高輸電塔承載力的方法要經(jīng)濟(jì)得多。


圖1是本發(fā)明產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和安裝部位示意圖2是本發(fā)明連接件的一個實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號所表示的部件或部位為，l一絕緣子。圖中顯示絕緣子串的最下一
片；2—疊層阻尼隔振結(jié)構(gòu)；3—金屬拉環(huán)；4一密封套環(huán)；5—延伸繩索；6—牽 拉桿縮徑處；7—桶形外殼；8—牽拉桿；9一懸垂線夾。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明防止輸電塔在承重過載時倒塌的裝置，其結(jié)構(gòu)包括牽
拉桿8、延伸繩索5和包裹它們的桶形外殼7。牽拉桿8通過連接件，上與絕緣 子串1連接，下與懸垂線夾9連接，牽拉桿8承受輸電塔與輸電線之間的牽引 張力。
圖2顯示牽拉桿8兩端的連接件實施例，為以金屬拉環(huán)3為主體的結(jié)構(gòu)。 金屬拉環(huán)3采用45lt鋼制作，一端設(shè)有底座，另一端設(shè)有安裝孔。金屬拉環(huán)3的 底座與牽拉桿8的端部螺紋連接。在該連接處設(shè)有密封套環(huán)4，將金屬拉環(huán)3 的底座、牽拉桿8的端部與桶形外殼7的端部密封包裹。本裝置上部金屬拉環(huán) 3通過安裝孔與絕緣子1螺栓連接，下部的拉環(huán)3通過安裝孔與下方的懸垂線 夾9螺栓連接。
如圖1所示，在上部拉環(huán)3與絕緣子1之間和下部拉環(huán)3與懸垂線夾9之 間，分別設(shè)置一疊層阻尼隔振結(jié)構(gòu)2。疊層阻尼隔振結(jié)構(gòu)2由抗氧化和抗老化 橡膠材料制成，用于降低因刮風(fēng)或覆冰導(dǎo)致的輸電塔線體系的舞動和振動。橡膠疊層阻尼隔振結(jié)構(gòu)2是在多層橡膠結(jié)構(gòu)中設(shè)置圓柱鉛芯，多層橡膠結(jié)構(gòu)承擔(dān) 載荷物重量和水平位移，鉛芯在多層橡膠結(jié)構(gòu)剪切變形時靠塑性變形吸收能量。 發(fā)生振動或舞動時，鉛芯又通過動態(tài)恢復(fù)與再結(jié)晶過程以及橡膠的剪切拉伸力 作用，使得載荷物自動恢復(fù)原位。
牽拉桿8為圓柱形或方柱形，采用高強優(yōu)質(zhì)冷拔鋼制作，在桿體中部設(shè)置 精確縮徑處6，縮徑處6為一弧形縮徑，長度在30mm左右。牽拉桿縮徑處6折 斷的張力標(biāo)準(zhǔn)按Tp=(60%—85%)RTS設(shè)計。
延伸繩索5纏繞于牽拉桿8上或盤繞于桶形外殼7腔內(nèi)。延伸繩索5采用 聚乙烯材料制作的迪尼瑪繩，其強度比鋼絲繩大三倍。延伸繩索5的長度根據(jù) 輸電塔所處的地形及輸電線距離地面的高度選擇，通常為6—80米。延伸繩索 5的兩端頭在桶形外殼7的腔內(nèi)分別固定連接于牽拉桿8兩端部。
桶形外殼7采用密封效果好的1Crl8Ni9食品級不銹鋼管材料制作，管壁厚 為2mm,外表不需要做防銹處理。該材料重量輕又有較好的剛度，內(nèi)外表面均 有較高的光潔度。
桶形外殼7的腔內(nèi)充以低溫優(yōu)質(zhì)鉬基潤滑油，使?fàn)坷瓧U8和延伸繩索5浸 于潤滑油中。
權(quán)利要求
1.一種防止輸電塔因承重過載而倒塌的裝置，安裝在輸電塔絕緣子串和線夾之間，其特征在于，其結(jié)構(gòu)包括牽拉桿、延伸繩索和包裹它們的桶形外殼；牽拉桿上端通過連接件與輸電塔絕緣子串下端固定連接，下端通過連接件與線夾固定連接；延伸繩索在桶形外殼的腔內(nèi)纏繞于牽拉桿上或盤繞于桶形外殼的腔內(nèi)，兩端頭固定于牽拉桿的兩端部；桶形外殼以導(dǎo)電材料制作，密封包裹牽拉桿的主體部分和全部延伸繩索。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止輸電塔因承重過載而倒塌的裝置，其特 征在于，牽拉桿在桿體設(shè)置一處或多處縮徑處。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的防止輸電塔因承重過載而倒塌的裝置，其特 征在于，牽拉桿縮徑處破斷力值為所牽拉輸電線破斷力值的60%—80%，列 技術(shù)公式為Tp= (60%—80%) RTS。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的防止輸電塔因承重過載而倒塌的裝置，其特 征在于，延伸繩索的長度相當(dāng)于輸電塔掛線點離地高度的70%--90%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的防止輸電塔因承重過載而倒塌的裝置，其特 征在于，桶形外殼以不銹鋼材料制作。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的防止輸電塔因承重過載而倒塌的裝置， 其特征在于，桶形外殼的腔內(nèi)充以耐低溫潤滑油。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的防止輸電塔因承重過載而倒塌的裝置，其特 征在于，桶形外殼的腔內(nèi)灌充的耐低溫潤滑油為低溫鉬基潤滑油。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止輸電塔因承重過載而倒塌的裝置，其特 征在于，在牽拉桿的一端或兩端設(shè)置阻尼隔振結(jié)構(gòu)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的防止輸電塔因承重過載而倒塌的裝置，其特 征在于，所述阻尼隔振結(jié)構(gòu)為疊層阻尼隔振結(jié)構(gòu)、彈簧阻尼隔振結(jié)構(gòu)或液壓 阻尼隔振結(jié)構(gòu)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的防止輸電塔因承重過載而倒塌的裝置，其 特征在于，所述疊層阻尼隔振結(jié)構(gòu)為橡膠疊層阻尼隔振結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防止輸電塔因承重過載而倒塌的裝置，其結(jié)構(gòu)包括牽拉桿、延伸繩索和包裹它們的桶形外殼。其中，牽拉桿以導(dǎo)電材料制作，上端與輸電塔絕緣子串下端固定連接，下端與懸垂線夾固定連接；延伸繩索纏繞于牽拉桿上或盤繞于桶形外殼的腔內(nèi)，兩端頭固定于牽拉桿的兩端部；桶形外殼以導(dǎo)電材料制作，密封包裹牽拉桿的主體部分和全部延伸繩索。當(dāng)輸電線承重達(dá)到自身破斷力值的60％-80％時，牽拉桿折斷，輸電線墜地，保護(hù)輸電塔不倒塌。
文檔編號H02G7/04GK101515706SQ20091007933
公開日2009年8月26日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者王國彬 申請人:王國彬