重冰區輸電線路酒杯塔的復合材料加強橫隔的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種重冰區輸電線路酒杯塔的復合材料加強橫隔；具體的說，是一種采用復合材料作構件組成受力橫隔面，安裝在重冰區輸電線路酒杯塔塔窗K節點處，從而加強酒杯塔抗冰災能力的構件。
【背景技術】
[0002]電力能源是人類生存和發展的重要物質基礎，是國家經濟、社會持續快速發展的有利保障。高壓輸電線路體系作為電網中重要的生命線工程，其安全性直接關系到電力系統正常功能的實現，是電力輸送系統設計的首要目標。雨雪冰凍災害天氣引起輸電線路嚴重覆冰，導致荷載大幅增加、輸電線路機械和電氣性能急劇下降，產生連接件損壞、塔頭變形，或導致橫擔拉斷和桿塔倒塌，甚至引發多米諾骨牌效應的連續倒塔事件。
[0003]酒杯塔作為一種經典的單回路輸電線路直線塔型，被廣泛應用于各個電壓等級的輸電線路中。目前國內80%以上重冰區輸電線路采用單回路設計，其中70%采用酒杯型直線塔。酒杯塔的特點是其結構屬于鉸拱模型，上下曲臂由K節點連接，在正常設計荷載下一直運行良好。然而，在重覆冰條件下，酒杯塔由于遭受導地線斷線、不均勻覆冰等工況產生的縱向力作用，容易出現頭部變形、塔身扭轉甚至倒塔的情況；同時08年冰災統計也顯示，全國500kV輸電線路倒塔統計共506基，單回路塔占380基，其中酒杯塔183基，占單回路倒塔總數的48.2%，說明酒杯塔在覆冰過載條件下存在一定的薄弱點。
[0004]由大量結構計算分析結果可知，酒杯塔承受不均勻覆冰荷載能力相對較弱，特別是扭轉工況下，塔窗兩側K節點作為一個獨立節點承受外部荷載引起的扭矩，該處附近的主、斜材均承受較大的次彎矩和剪力作用，存在一定的結構隱患。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種重冰區輸電線路酒杯塔的復合材料加強橫隔；該構件應能在不影響酒杯塔塔窗內電氣間隙的情況下，在酒杯塔K節點處提高扭轉平面內的受力強度，增加塔窗剛度，以有效降低K節點處的桿件內力，提高了杯塔覆冰過載能力。
[0006]本發明的目的是通過如下技術方案來完成的:
[0007]重冰區輸電線路酒杯塔的復合材料加強橫隔，其特征在于:該復合材料加強橫隔為固定在酒杯塔的塔窗下部的T型桁架，該T型桁架由兩個相互平行又間隔一定距離并且與若干支撐件連為一體的T形架組成；所述T型桁架的左右兩端分別通過連接件固定在酒杯塔的K節點上，所述T型桁架的底端固定在酒杯塔塔窗底端的節點上。
[0008]所述一定距離與酒杯塔的K節點部位的厚度一致。
[0009]所述支撐件為兩個T形架之間連接用的若干個X架，或者是兩個T形架之間連接用的若干個連桿。
[0010]所述T形架以及支撐件均由若干個復合材料管通過復合材料融合節點連接形成。
[0011]所述連接件為固定在T形架上的鋼制套管接頭以及與鋼制套管接頭配套的連接螺母。
[0012]與現有技術相比，本發明的有益效果是:該技術充分利用復合材料的絕緣性，在不影響酒杯塔塔窗內電氣間隙的情況下，在酒杯塔K節點處增加了一個扭轉平面內的受力橫隔，原曲臂外側主、斜材的內力被新增橫隔材和曲臂內側主材分擔，塔窗傳力路徑更加合理。采用復合材料橫隔技術加強后的酒杯塔結構穩定，很好的解決了普通酒杯塔K節點次彎矩和剪力集中的問題，提高了酒杯塔整體結構可靠性。新設計的酒杯塔在采用復合材料橫隔加強技術后，曲臂主、斜材規格均可相應減小，總體造價可節省4%左右，同時提高重冰區酒杯塔塔頭覆冰過載能力20%以上。已建酒杯塔在采用復合材料橫隔加強技術后，其覆冰過載能力提高25%以上，全面提升其抗冰災能力。可在新設計的酒杯塔或已建酒杯塔中廣泛應用。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的主視結構示意圖。
[0014]圖2是本發明的附視結構示意圖。
[0015]圖3是本發明的左視結構示意圖。
[0016]圖4是本發明的安裝結構示意圖。
[0017]圖5是圖1中左側鋼制套管接頭的放大結構示意圖。
[0018]圖中標號是:1.復合材料管、2.復合材料融合節點、3.鋼制套管接頭。
【具體實施方式】
[0019]本發明從酒杯塔復合材料橫隔受力性能、電氣性能和綜合造價等角度出發，對重冰區輸電線路酒杯塔多種加強方案進行了經濟技術比較，提出了用于重冰區輸電線路酒杯塔的復合材料加強橫隔。
[0020]下面將結合附圖所示的對本發明作進一步的詳細描述。
[0021]附圖所示的重冰區輸電線路酒杯塔的復合材料加強橫隔，為固定在酒杯塔的塔窗9下部的T型桁架(圖1所示)；該T型桁架由兩個相互平行又間隔一定距離并且與若干支撐件連為一體的T形架I組成；所述T型桁架的左右兩端分別通過連接件固定在酒杯塔的K節點上，而T型桁架的底端則固定在酒杯塔塔窗底端的節點上。顯然，所述的一定距離與酒杯塔的K節點部位的厚度(即圖4中K節點垂直于紙面的距離)一致。所述連接件則為固定在T形架上的鋼制套管接頭3以及與鋼制套管接頭配套的連接螺母。
[0022]所述T形架以及支撐件的主體均為若干個復合材料管I (即GFRP管)，并且通過復合材料融合節點2(即GFRP材料制作的管接頭)連接形成；復合材料管端部與鋼制套管接頭可采用高強粘結連接(通過環氧樹脂或者其它粘結劑連接；參見圖5)。
[0023]所述支撐件可以根據需要選擇各類結構；作為推薦，該支撐件可以是兩個T形架之間連接用的若干個X架(圖2、圖3中共顯示3個X架；每個X架的四個端點分別連接鋼制套管接頭或復合材料融合節點)，或者是兩個T形架之間連接用的若干個連桿(這些連桿相互平行且垂直于T形架的平面布置；每個連桿可通過復合材料融合節點與T形架連接)。
[0024]本發明所述的T型桁架可預先裝配，然后整體吊裝至塔窗，再通過螺栓與酒杯塔連接安裝。
[0025]最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本發明在220kV重冰區輸電線路中的具體實施例。顯然，本發明不限于以上實施例，還可以應用在其他電壓等級重冰區輸電線路中。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容中直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。
【主權項】
1.重冰區輸電線路酒杯塔的復合材料加強橫隔，其特征在于:該復合材料加強橫隔為固定在酒杯塔的塔窗(9)下部的T型桁架，該T型桁架由兩個相互平行又間隔一定距離并且與若干支撐件連為一體的T形架(I)組成；所述T型桁架的左右兩端分別通過連接件固定在酒杯塔的K節點上，所述T型桁架的底端固定在酒杯塔塔窗底端的節點上；所述一定距離與酒杯塔的K節點部位的厚度一致。2.根據權利要求1所述的重冰區輸電線路酒杯塔的復合材料加強橫隔，其特征在于:所述T形架以及支撐件均由若干個復合材料管(I)通過復合材料融合節點(2)連接形成。3.根據權利要求2所述的重冰區輸電線路酒杯塔的復合材料加強橫隔，其特征在于:所述支撐件為兩個T形架之間連接用的若干個X架，或者是兩個T形架之間連接用的若干個連桿。4.根據權利要求3所述的重冰區輸電線路酒杯塔的復合材料加強橫隔，其特征在于:所述連接件為固定在T形架上的鋼制套管接頭以及與鋼制套管接頭(3)配套的連接螺母。
【專利摘要】本發明涉及重冰區輸電線路酒杯塔的復合材料加強橫隔。目的是提供的構件應能在不影響酒杯塔塔窗內電氣間隙的情況下，在酒杯塔K節點處提高扭轉平面內的受力強度，增加塔窗剛度，以有效降低K節點處的桿件內力，提高了杯塔覆冰過載能力。技術方案是：重冰區輸電線路酒杯塔的復合材料加強橫隔，其特征在于：該復合材料加強橫隔為固定在酒杯塔的塔窗下部的T型桁架，該T型桁架由兩個相互平行又間隔一定距離并且與若干支撐件連為一體的T形架組成；所述T型桁架的左右兩端分別通過連接件固定在酒杯塔的K節點上，所述T型桁架的底端固定在酒杯塔塔窗底端的節點上。
【IPC分類】E04H12/10, E04H12/24
【公開號】CN105064762
【申請號】CN201510452093
【發明人】馮炳, 李攀峰, 王振峰, 周吉安, 李紅剛, 酈奇, 陳盛
【申請人】國家電網公司, 國網浙江省電力公司紹興供電公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月28日