本實(shí)用新型屬一種適合于高海拔地區(qū)的輸電線路復(fù)合材料桿塔導(dǎo)線橫擔(dān)結(jié)構(gòu)設(shè)置及材料選型改良技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，我國(guó)110kV及以上的線路一般采用格構(gòu)式角鋼鐵塔，線路通道走廊、占地面積較大，征地困難、拆遷賠償費(fèi)用高。在低海拔地區(qū)輸電線路中，已有部分線路試用復(fù)合材料桿塔，解決了上述部分問(wèn)題，但在高海拔山區(qū)線路工程復(fù)合材料桿塔設(shè)計(jì)中，尚無(wú)一套成熟的設(shè)計(jì)方案。將低海拔地區(qū)的設(shè)計(jì)方案沿用到高海拔地區(qū)，由于高海拔地區(qū)的氣候、溫度、冰凍、濕度、紫外線等條件，致使輸電線路不能適應(yīng)，易發(fā)生故障。針對(duì)高海拔山區(qū)線路工程復(fù)合材料桿塔設(shè)計(jì)的技術(shù)特點(diǎn)、復(fù)合材料選型及相關(guān)計(jì)算、空氣間隙規(guī)劃、桿塔規(guī)劃及計(jì)算和分析；涵蓋了高海拔山區(qū)輸電線路工程復(fù)合材料桿塔導(dǎo)線橫擔(dān)結(jié)構(gòu)設(shè)置及材料選型技術(shù)領(lǐng)域全過(guò)程，并從計(jì)算的角度得到了高海拔地區(qū)復(fù)合材料桿塔導(dǎo)線橫擔(dān)結(jié)構(gòu)設(shè)置的相關(guān)殘數(shù)；結(jié)合同期進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目，得出了一套高海拔地區(qū)復(fù)合材料桿塔設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的正是為了克服現(xiàn)有低海拔地區(qū)220kV及以下復(fù)合材料桿塔的結(jié)構(gòu)設(shè)置，在高海拔地區(qū)存在的缺陷和不足之處而提供一種適合于高海拔地區(qū)的輸電線路復(fù)合材料桿塔。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一種適合于高海拔地區(qū)的輸電線路復(fù)合材料桿塔，本實(shí)用新型特征在于，包括塔身和位于塔身頂部的地線橫擔(dān)，位于塔身上部的上組合導(dǎo)線橫擔(dān)，位于塔身下部的下組合導(dǎo)線橫擔(dān)；塔身與地線橫擔(dān)、下組合導(dǎo)線橫擔(dān)組合成“干”字形結(jié)構(gòu)；上組合導(dǎo)線橫擔(dān)連接在塔身一側(cè)。

本實(shí)用新型地線橫擔(dān)、塔身的結(jié)構(gòu)采用常規(guī)角鋼構(gòu)造，上組合導(dǎo)線橫擔(dān)、下組合導(dǎo)線橫擔(dān)采用“L”形型材式復(fù)合材料橫擔(dān)；各橫擔(dān)端頭及中間部位與塔身連接部位采用法蘭連接或者采用塔腳板式連接。

本實(shí)用新型地線橫擔(dān)、塔身的結(jié)構(gòu)采用常規(guī)角鋼構(gòu)造，上組合導(dǎo)線橫擔(dān)、下組合導(dǎo)線橫擔(dān)采用傘裙式復(fù)合材料管材；各橫擔(dān)端頭及中間部位與塔身連接部位采用法蘭連接或者采用塔腳板式連接；在下組合導(dǎo)線橫擔(dān)、上組合導(dǎo)線橫擔(dān)的復(fù)合材料管材外圍設(shè)有高溫注膠形成的大小傘裙。

本實(shí)用新型地線橫擔(dān)、塔身的結(jié)構(gòu)采用常規(guī)角鋼構(gòu)造，上組合導(dǎo)線橫擔(dān)采用“L”形型材式復(fù)合材料橫擔(dān)；下組合導(dǎo)線橫擔(dān)的其中一側(cè)采用傘裙式復(fù)合材料管材，另一側(cè)采用“L” 形型材式復(fù)合材料橫擔(dān)。

本實(shí)用新型的有益效果是，其較常規(guī)輸電線路鐵塔的優(yōu)勢(shì)如下：

(1)本實(shí)用新型復(fù)合材料桿塔質(zhì)量輕、運(yùn)輸安裝成本低，220kV復(fù)合材料組合桿塔重量約為鐵塔的85％。在云南高海拔山區(qū)，運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)且較多尚未有道路山區(qū)，可以大幅降低運(yùn)輸成本和施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

(2)本實(shí)用新型復(fù)合材料桿塔，取消了線路中使用的絕緣子，提高線路對(duì)地安全距離。經(jīng)理論研究分析及試驗(yàn)證明，在220kV高海拔地區(qū)輸電線路工程中使用復(fù)合材料桿塔，同等設(shè)計(jì)條件下，降低桿塔呼稱高、全高約3.0～5.0m，縮短橫擔(dān)長(zhǎng)度1.0～2.0m，使得復(fù)合材料桿塔和同設(shè)計(jì)條件的金屬桿塔相比，單基桿塔重量減少10～20％，節(jié)省約1.0～4.0m的走廊用地。而且,復(fù)合材料替代了傳統(tǒng)鋼材作為桿塔材料；由于復(fù)合材料密度小，鋼材密度的1/3～1/4；強(qiáng)度高：強(qiáng)度接近或高于鋼材；耐腐蝕性強(qiáng)：在一定程度上抵御酸堿鹽等化學(xué)介質(zhì)的腐蝕；絕緣性好：表面電阻率≥1012Ω，受潮后仍具有絕緣性；

(3)本實(shí)用新型解決覆冰閃絡(luò)、風(fēng)偏閃絡(luò)、雷電閃絡(luò)和污穢閃絡(luò)等關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題，顯著增強(qiáng)輸電線路的運(yùn)行安全。試驗(yàn)表明，110kV復(fù)合材料桿塔塔頭相地雷電沖擊放電比常規(guī)鐵塔提高了約70％，相地空氣間隙可達(dá)到1.6m，大于常規(guī)鐵塔的1.0m。

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例上組合導(dǎo)線橫擔(dān)、下組合導(dǎo)線橫擔(dān)為“L”形結(jié)構(gòu)示意圖；

注：地線橫擔(dān)、塔身采用腳鋼；導(dǎo)線橫擔(dān)采用型材式復(fù)合材料橫擔(dān)；

圖2為上組合導(dǎo)線橫擔(dān)、下組合導(dǎo)線橫擔(dān)為傘裙式結(jié)構(gòu)示意圖；

注：地線橫擔(dān)、塔身采用腳鋼；導(dǎo)線橫擔(dān)采用傘群式復(fù)合材料橫擔(dān)；

圖3為上組合導(dǎo)線橫擔(dān)為“L”形結(jié)構(gòu)，下組合導(dǎo)線橫擔(dān)一側(cè)為“L”形結(jié)構(gòu)、一側(cè)為傘裙式結(jié)構(gòu)示意圖；

注：地線橫擔(dān)、塔身采用腳鋼；導(dǎo)線橫擔(dān)采用型材式、傘群式復(fù)合材料混合橫擔(dān)。

具體實(shí)施方式

一種適合于高海拔地區(qū)的輸電線路復(fù)合材料桿塔，本實(shí)用新型特征在于，包括塔身1和位于塔身頂部的地線橫擔(dān)2，位于塔身上部的上組合導(dǎo)線橫擔(dān)3，位于塔身下部的下組合導(dǎo)線橫擔(dān)4；塔身1與地線橫擔(dān)2、下組合導(dǎo)線橫擔(dān)4組合成“干”字形結(jié)構(gòu)；上組合導(dǎo)線橫擔(dān)3連接在塔身1一側(cè)。

見(jiàn)圖1,本實(shí)用新型地線橫擔(dān)2、塔身1的結(jié)構(gòu)采用常規(guī)角鋼構(gòu)造，上組合導(dǎo)線橫擔(dān)3、下組合導(dǎo)線橫擔(dān)4采用“L”形型材式復(fù)合材料橫擔(dān)；各橫擔(dān)端頭及中間部位與塔身1連接部 位采用法蘭連接或者采用塔腳板式連接。

見(jiàn)圖2,本實(shí)用新型地線橫擔(dān)2、塔身1的結(jié)構(gòu)采用常規(guī)角鋼構(gòu)造，上組合導(dǎo)線橫擔(dān)3、下組合導(dǎo)線橫擔(dān)4采用傘裙式復(fù)合材料管材；各橫擔(dān)端頭及中間部位與塔身連接部位采用法蘭連接或者采用塔腳板式連接；在下組合導(dǎo)線橫擔(dān)4、上組合導(dǎo)線橫擔(dān)3的復(fù)合材料管材外圍設(shè)有高溫注膠形成的大小傘裙5。

見(jiàn)圖3,本實(shí)用新型地線橫擔(dān)2、塔身1的結(jié)構(gòu)采用常規(guī)角鋼構(gòu)造，上組合導(dǎo)線橫擔(dān)3采用“L”形型材式復(fù)合材料橫擔(dān)；下組合導(dǎo)線橫擔(dān)4的其中一側(cè)采用傘裙式復(fù)合材料管材，另一側(cè)采用“L”形型材式復(fù)合材料橫擔(dān)。

本實(shí)用新型利用復(fù)合材料絕緣特性和機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)參數(shù)、研究成果以及低海拔地區(qū)復(fù)合材料桿塔試驗(yàn)、設(shè)計(jì)和研究成果，結(jié)合云南高海拔地形和氣象等特點(diǎn)，進(jìn)行高海拔地區(qū)復(fù)合材料橫擔(dān)組合塔規(guī)劃、電氣間隙(包括高海拔修正)和復(fù)合材料橫擔(dān)結(jié)構(gòu)設(shè)置初步設(shè)計(jì)，具體包括高海拔地區(qū)220kV及以下復(fù)合材料橫擔(dān)組合塔。

針對(duì)初步設(shè)計(jì)，進(jìn)行高海拔地區(qū)輸電線路復(fù)合材料橫擔(dān)組合塔空氣間隙試驗(yàn)，測(cè)定高海拔地區(qū)復(fù)合材料橫擔(dān)組合塔在工頻過(guò)電壓、操作過(guò)電壓和雷電過(guò)電壓工況下的桿塔空氣間隙、量測(cè)復(fù)合材料橫擔(dān)組合塔在此三種工況下放電數(shù)據(jù)，得到高海拔地區(qū)復(fù)合材料橫擔(dān)組合塔空氣間隙的真實(shí)數(shù)據(jù)，優(yōu)化復(fù)合材料橫擔(dān)組合塔塔頭尺寸。

根據(jù)空氣間隙的真實(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行高海拔地區(qū)輸電線路復(fù)合材料橫擔(dān)組合塔設(shè)計(jì)計(jì)算、真型破壞試驗(yàn)、撓度試驗(yàn)等機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)，驗(yàn)證高海拔復(fù)合材料橫擔(dān)組合塔安全性、可靠度，為以后高海拔地區(qū)復(fù)合材料橫擔(dān)組合塔設(shè)計(jì)及計(jì)算提供數(shù)據(jù)。

通過(guò)對(duì)高海拔地區(qū)復(fù)合材料橫擔(dān)組合塔電氣特性、機(jī)械強(qiáng)度、耐老化、耐腐蝕等試驗(yàn)參數(shù)的研究分析計(jì)算，高海拔地區(qū)的輸電線路復(fù)合材料橫擔(dān)組合桿塔設(shè)計(jì)值優(yōu)于常規(guī)鐵塔。