專利名稱：一種電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸電線路中使用的電力桿塔，特別是一種電網(wǎng)輸電線用復(fù)合絕緣塔。
背景技術(shù)：
桿塔結(jié)構(gòu)是輸電、通訊、鐵路、市政等基礎(chǔ)設(shè)施中一類重要的特種支撐結(jié)構(gòu)物，其 桿塔的結(jié)構(gòu)、材料等會直接影響線路的安全性、經(jīng)濟性和可靠性。國內(nèi)外架空輸電線路中使 用較為廣泛的桿塔主要有木質(zhì)桿、混凝土桿或預(yù)應(yīng)力混凝土桿、鋼管混凝土桿、鋼管桿和鐵 塔等幾類。其中鐵塔是世界各國超高壓輸電線路中常用的桿塔形式。一般，35KV 110KV 線路中使用混凝土桿，目前在新建330KV及以下線路運輸和施工條件較好的平原和丘陵地 區(qū)也有使用混凝土桿。鋼管桿和鋼管混凝土桿在近年的城市電網(wǎng)建設(shè)和改造中應(yīng)用較多， 而在220KV及以上的線路中，多采用格構(gòu)式鐵塔。上述的電力桿塔都包括主桿以及設(shè)置在主桿上的橫擔(dān)，由于不管是木質(zhì)桿還是混 凝土桿或者是鋼管桿、鐵塔等，其橫擔(dān)都是為了承受輸電線的重量，都采用金屬材料制成。 而一座電力桿塔的占地面積，通常是由橫擔(dān)的長度來決定的，因為一般橫擔(dān)的橫跨寬度是 最大的。而且，在現(xiàn)有的電力桿塔中，為了防止輸電線與金屬材料制成的橫擔(dān)導(dǎo)通而發(fā)生 一些意想不到的輸電事故，特別是鐵塔，當(dāng)發(fā)生輸電線與橫擔(dān)導(dǎo)通后，會將電能直接導(dǎo)向大 地，造成電力浪費。因此，通常會在橫擔(dān)的自由端加設(shè)絕緣子串。在正常運行電壓、操作過 電壓和雷電邊電壓三種氣象條件下，相應(yīng)的風(fēng)荷載會使懸垂絕緣子串風(fēng)偏一定角度，使得 輸電線與電力桿塔(桿塔身、拉線、腳釘?shù)?的空氣間隙減小，為確保輸電線(帶電體)與 桿塔部分(接地體)之間的空氣間隙不被擊穿，須在設(shè)計橫擔(dān)的長度時考慮風(fēng)偏角的影響。 例如對于上字型桿塔，其下橫擔(dān)的長度的計算公式為
Dh = 2(R + Asm(p + b)其中，入是絕緣子串的長度；^是懸垂絕緣子串風(fēng)偏角；b是桿塔上腳釘外露部分加桿徑一半的長度。從上式可以看出，由于懸垂絕緣子串的存在，使得橫擔(dān)的長度進(jìn)一步增加，從而進(jìn) 一步增加了電力桿塔的占地面積。而在一定的桿塔結(jié)構(gòu)、地理位置、檔距、電壓等級以及氣 候及電氣條件下，入，^是一定的，因此，絕緣子串的長度\實際上決定了桿塔的占地面 積。因此可以想到，減少絕緣子串的長度或者避免使用懸垂絕緣子串可以減小橫擔(dān)的長度， 降低桿塔的成本以及重量，進(jìn)而降低電力桿塔的占地面積。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種減少絕緣子串的長度或者消除絕緣子串的電網(wǎng)輸電線 用帶斜拉桿的人字型絕緣塔。
一種電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔，其包括兩根主桿，至少一根設(shè)置于 該主桿上的橫擔(dān)以及至少一根設(shè)置于主桿與橫擔(dān)之間的斜拉桿。所述兩根主桿以人字型連 接設(shè)置。所述橫擔(dān)包括一個絕緣桿以及設(shè)置于所述絕緣桿外側(cè)的傘體。所述傘體由硫化硅 橡膠制成。該絕緣桿的一端與主桿連接，另一端連接有一個懸掛金具。該懸掛金具沿該橫 擔(dān)的軸向延伸。所述懸掛金具用于設(shè)置輸電線。所述主桿，斜拉桿與絕緣桿由玻璃纖維紗 浸漬在樹脂材料中制成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的電網(wǎng)輸電線用復(fù)合絕緣塔使用復(fù)合材料制造的主 桿及橫擔(dān)作為輸電線的支撐件，且橫擔(dān)的外側(cè)設(shè)置有護(hù)套及傘裙，使得電網(wǎng)輸電線用復(fù)合 絕緣塔可以不使用絕緣子串，從而可以減小橫擔(dān)的長度，降低桿塔的成本以及重量，進(jìn)而減 少電力桿塔的占地面積。


圖1為本發(fā)明提供的第一實施例的電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔的結(jié) 構(gòu)示意圖。圖2為圖1中的電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔所用的橫擔(dān)的結(jié)構(gòu)示意 圖。圖3為圖1中的電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔所用的金屬連接件的結(jié) 構(gòu)示意圖。
圖4為圖1的電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔帶有吊桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明，舉一較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如下請參閱圖1，其為本發(fā)明所提供的第一實施例的電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型 絕緣塔100的結(jié)構(gòu)示意圖。該電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔100包括兩根主桿 10，11，至少一個設(shè)置于該主桿10或主桿11上的橫擔(dān)12，以及至少一個用于連接所述主桿 10或主桿11與橫擔(dān)12的金屬連接件16。所述主桿10、11由玻璃纖維紗浸漬在樹脂中通過拉擠或者纏繞工藝制備。所述 玻璃纖維紗可以為無堿不間斷玻璃紗。所述樹脂可以為聚氨酯樹脂或者乙烯基酯樹脂等。 當(dāng)所述樹脂為聚氨酯樹脂時，所述玻璃纖維紗占制備所述主桿10、11所有材料的總重量的 60% 78%。所述聚氨酯樹脂為由多元醇與異氰酸脂通過化合反應(yīng)制得。所述多元醇占制 造支撐件總材料重量的8% 15%，所述異氰酸脂占制造支撐件總材料重量的8% 15%。 當(dāng)所述樹脂為乙烯基酯樹脂時，所述玻璃纖維紗點制備所述主桿10、11所有材料的總重量 的55% 75%，乙烯基酯樹脂占所有材料重量的22% 40%。另外，當(dāng)使用乙烯基酯樹脂 時，還要添加固化劑，其中，固化劑占所有材料重量的0. 2% 0. 5%。當(dāng)然，為了加快主桿 10、11的固化速度或者是降低主桿10、11的成本，還可以在制備主桿10、11的材料中添加促 進(jìn)劑或者填料等。所述主桿10、11的總高度等于呼稱高度加上輸電線間的垂直距離和避雷 支架高度。當(dāng)然可以想到的是，如果該主桿10、11是通過埋在地下固定時，主桿10、11的總 高度還要加上埋地深度。所述主桿10、11以人字型連接設(shè)置，該兩根主桿10、11的軸線之 間的夾角為9度 10度。
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請參閱圖2，其為所述橫擔(dān)12的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中中之人字型塔中，具 有三個橫擔(dān)12，其中，一個設(shè)置在主桿10的自由端上部位置，稱之為上橫擔(dān)，另外兩個橫擔(dān) 12分別設(shè)置在主桿10、11的上橫擔(dān)與地面之間，稱之為下橫擔(dān)。所述上下橫擔(dān)之間的垂直 距離根據(jù)電壓等級設(shè)定。因所述上下橫擔(dān)的結(jié)構(gòu)與功能相同，現(xiàn)僅以下橫擔(dān)為例來說明其 結(jié)構(gòu)與功能，且在本實施例中僅為了描述簡單，統(tǒng)稱為橫擔(dān)12。所述橫擔(dān)12包括一個絕緣 桿121，一個包覆于該絕緣桿121外側(cè)的護(hù)套122，設(shè)置于該絕緣桿121外側(cè)的傘裙123，一 個設(shè)置于所述絕緣桿121的連接金具124，以及設(shè)置于所述絕緣桿121另一端的懸掛金具 125。所述絕緣桿121可以為由環(huán)氧樹脂膠液浸透的玻璃纖維制備而成的實心桿或空 心桿。當(dāng)該絕緣桿121的直徑小于一定值如110mm時，其可以通過拉擠工藝制備。當(dāng)該絕 緣桿121的直徑大于某一值如110mm時，其可以通過纏繞工藝制備。所述絕緣桿121在成 型過程中，環(huán)氧樹脂膠液和玻璃纖維經(jīng)過一系列物理化學(xué)變化，形成環(huán)氧樹脂基體，即環(huán)氧 樹脂固化物。同時，該環(huán)氧樹脂固化物在環(huán)氧樹脂膠液與玻璃纖維之間形成結(jié)構(gòu)和性能優(yōu) 越的界面層，該界面層把玻璃纖維與環(huán)氧樹脂膠結(jié)合成一個整體，使得由該環(huán)氧樹脂與玻 璃纖維制成的絕緣桿121具有良好的機械性能和電氣性能。所述護(hù)套122及傘裙123可以由高溫硫化硅橡膠，常溫硫化硅橡膠或者液體硫化 硅橡膠制成。在本實施例中，所述護(hù)套122及傘裙123由高溫硫化硅橡膠一體注射成型包 覆在所述絕緣桿121上，其中護(hù)套122設(shè)置在絕緣桿121與傘裙123之間。當(dāng)然可以想到 的是，所述護(hù)套122也可以與傘裙123分別制成，然后再組合在一起，如通過粘膠粘結(jié)。所 述護(hù)套122包覆在整個絕緣桿121上。高溫硫化硅橡膠是高分子量(分子量一般為40 80萬)的聚有機硅氧烷(即生膠)加入補強填料和其它各種添加劑，采用有機過氧化物為 硫化劑，并在高溫下交鏈成的一種橡膠，該橡膠簡稱為硅橡膠。高溫硫化硅橡膠的補強填料 可以為白炭黑，它可使硫化膠的強度增加十倍。加入各種添加劑主要是降低膠的成本、改善 膠料性能以及賦予硫化膠各種特殊性能如阻燃、導(dǎo)電等。在本實施例中，所述高溫硫化硅橡 膠包括有以下部分組成甲基乙烯基硅橡膠、白炭黑、氫氧化鋁、硅油以及硫化劑等，且所述 各組份所占的重量比為甲基乙烯基硅橡膠20 % 50 %，白炭黑20 60 %，氫氧化鋁25 50%，硅油2 5%，硫化劑1%。所述傘裙123是為了增加爬距以防止爬電的產(chǎn)生。所述傘裙123包括多個直徑大 小不一的傘體。在本實施例中，所述傘裙123可包括多組傘體，每一組傘體包括三個直徑大 小不一的分傘體。每一組中每個分傘體的裙長比例控制在一定的范圍，有利于避免淋雨條 件下相鄰分傘體之間的橋絡(luò)?？梢岳斫獾氖?，所述橫擔(dān)可以包括多個傘裙123，也可以僅有 一個。當(dāng)所述橫擔(dān)12包括多個傘裙123時，該多個傘裙123可以一體成型，也可以分別成 型，然后通過粘膠粘接在護(hù)套122的外側(cè)。所述連接金具124包括一個連接基座141、一個設(shè)置于連接基座141的一端且與 連接基座141垂直相連的連接套管部142。所述連接基座141可以與連接套管部142 —體 成型，也可以通過焊接等方法將其固定連接在一起。所述連接基座141包括多個設(shè)置在該 連接基座141上的固定孔143。該固定孔143用來將該橫擔(dān)12通過螺栓等連接元件與主 桿10、11連接在一起。所述連接套管部142用來套設(shè)絕緣桿121，從而將橫擔(dān)12固定在主 桿10、11上。該絕緣桿121可以通過粘膠將其固定在該連接套管部142中，也可以通過絕緣桿121與連接套管部142的過盈配合將絕緣桿121固定在連接套管部142中?？梢岳斫?的是，為了加強連接套管部142與連接基座141之間的強度，還可以在連接套管部142與連 接基座141之間且在連接套管部142的外側(cè)設(shè)置加強筋144。所述懸掛金具125包括一個懸掛基座151、一個設(shè)置于懸掛基座151的一側(cè)且與該 懸掛基座151垂直相連的懸掛套管部152，以及一個設(shè)置于懸掛基座151的另一側(cè)上的懸掛 部153。所述懸掛基座151以及懸掛套管部152與連接金具124中的連接基座141、連接套 管部142的結(jié)構(gòu)與功能相同，在這里不再贅述。所述懸掛部153設(shè)置在懸掛基座151的相 對于懸掛套管部152相對的另一側(cè)。該懸掛部153上設(shè)置有至少一個懸掛孔154，用于穿設(shè) 輸電線。請參閱圖3，其為所述金屬連接件16的結(jié)構(gòu)示意圖。所述金屬連接件16包括兩 個套筒部161，一個設(shè)置在兩個套筒部161之間的橋臂162，至少一個分別設(shè)置于該套筒部 161外側(cè)的連接臂163，以及至少一個設(shè)置于連接臂163的自由端的連接板164。所述套筒 部161的直徑與主桿10、11的直徑相當(dāng)從而將金屬連接件16套設(shè)于該主桿10、11上。其 套設(shè)方法可以通過粘膠固定也可以通過過盈配合方式固定。所述兩個套筒部161的兩條軸 線之間的夾角與主桿10、11的軸線之間的夾角相當(dāng)以利將該金屬連接件16套設(shè)于所述主 桿10、11上。所述橋臂162可以與兩個套筒部161 —體成型或者通過焊接等方式連接在一 起。所述連接臂163固定在套筒部161上，其固定方式可以為焊接，螺栓連接，或者是其它 方式，如銷釘。在本實施例中，用于連接下橫擔(dān)的金屬連接件16具有兩個連接臂163，而用 于連接上橫擔(dān)的金屬連接件16有一個連接臂163就可以了。所述連接板164上設(shè)置有多 個與連接基座141上的固定孔143對應(yīng)設(shè)置的連接孔165，用于與連接基座141相連，從而 固定所述橫擔(dān)12?？梢岳斫獾氖?，所述電網(wǎng)輸電線用復(fù)合絕緣塔100還可以包括至少一個設(shè)置在橫 擔(dān)12與主桿10、11之間的吊桿13。如圖4所示，為所述電網(wǎng)輸電線用復(fù)合絕緣塔100帶有 吊桿13的結(jié)構(gòu)示意圖。所述吊桿13用于增加橫擔(dān)12的強度，使其免于被輸電線拉彎或拉 折而造成輸電事故。所述吊桿13的制造材料與主桿10的制造材料相似，也是將玻璃纖維 紗浸漬在樹脂中制備而成，具有絕緣的性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔使用復(fù)合 材料制造的主桿及橫擔(dān)作為輸電線的支撐件，且橫擔(dān)的外側(cè)設(shè)置有護(hù)套及傘裙，使得電網(wǎng) 輸電線用復(fù)合絕緣塔可以不使用絕緣子串從而可以減小橫擔(dān)的長度，降低桿塔的成本以及 重量，進(jìn)而減少桿塔的占地面積。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，只要其不偏離本發(fā)明的 技術(shù)效果，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔，其包括兩根主桿，至少一根設(shè)置于該 主桿上的橫擔(dān)以及至少一根設(shè)置于主桿與橫擔(dān)之間的斜拉桿，所述兩根主桿以人字型連接 設(shè)置，其特征在于所述橫擔(dān)包括一個絕緣桿以及設(shè)置于所述絕緣桿外側(cè)的傘體，所述傘體 由硫化硅橡膠制成，該絕緣桿的一端與主桿連接，另一端連接有一個懸掛金具，該懸掛金具 沿該橫擔(dān)的軸向延伸，所述懸掛金具用于設(shè)置輸電線，所述主桿，斜拉桿與絕緣桿由玻璃纖 維紗浸漬在樹脂材料中制成。
2.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔，其特征在于所述絕 緣桿為一個空心桿或一個實心桿。
3.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔，其特征在于所述樹 脂為聚氨酯樹脂或乙烯基酯樹脂。
4.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔，其特征在于所述懸 掛金具的一端設(shè)置在所述絕緣桿上，另一端設(shè)置有一個懸掛孔，該懸掛孔用于設(shè)置輸電線。
5.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔，其特征在于所述橫 擔(dān)包括一個連接金具，該連接金具用于連接該絕緣桿與主桿。
6.如權(quán)利要求5所述的電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的復(fù)合絕緣塔，其特征在于所述連接 金具包括一個連接基座、一個設(shè)置于連接基座的一端且與連接基座相連的連接套管部，所 述連接基座用于連接主桿，所述連接套管部用于設(shè)置絕緣桿。
7.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔，其特征在于所述電 網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔還包括至少一個金屬連接件，用于連接所述橫擔(dān)與主 桿。
8.如權(quán)利要求7所述的電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔，其特征在于所述金 屬連接件包括至少一個套筒部，至少一個設(shè)置于該套筒部外側(cè)的連接臂，以及至少一個設(shè) 置于連接臂的自由端的連接板，所述套筒部用于套設(shè)主桿，所述連接板用于連接橫擔(dān)。
9.如權(quán)利要求7所述的電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔，其特征在于所述金 屬連接件包括兩個套筒部，該兩個套筒部的軸線之間的夾角為9度 10度。
10.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔，其特征在于所述傘 體由高溫硫化硅橡膠、常溫硫化硅橡膠或液體硫化硅橡膠一體注射成型。
全文摘要
一種電網(wǎng)輸電線用帶斜拉桿的人字型絕緣塔，其包括兩根主桿，至少一根設(shè)置于該主桿上的橫擔(dān)以及至少一根設(shè)置于主桿與橫擔(dān)之間的斜拉桿。所述兩根主桿以人字型連接設(shè)置。所述橫擔(dān)包括一個絕緣桿以及設(shè)置于所述絕緣桿外側(cè)的傘體。所述傘體由硫化硅橡膠制成。該絕緣桿的一端與主桿連接，另一端連接有一個懸掛金具。該懸掛金具沿該橫擔(dān)的軸向延伸。所述懸掛金具用于設(shè)置輸電線。所述的電網(wǎng)輸電線用復(fù)合絕緣塔使用復(fù)合材料制造的主桿及橫擔(dān)作為輸電線的支撐件，且橫擔(dān)的外側(cè)設(shè)置有護(hù)套及傘裙，使得電網(wǎng)輸電線用復(fù)合絕緣塔可以不使用絕緣子串，從而可以減小橫擔(dān)的長度，降低桿塔的成本以及重量，進(jìn)而減少電力桿塔的占地面積。
文檔編號E04H12/24GK102003102SQ20101011829
公開日2011年4月6日 申請日期2010年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者王井偉, 郁杰, 馬斌 申請人:南通市神馬電力科技有限公司