重冰区输电线路酒杯塔的复合材料加强横隔的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种重冰区输电线路酒杯塔的复合材料加强横隔；具体的说，是一种采用复合材料作构件组成受力横隔面，安装在重冰区输电线路酒杯塔塔窗K节点处，从而加强酒杯塔抗冰灾能力的构件。
【背景技术】
[0002]电力能源是人类生存和发展的重要物质基础，是国家经济、社会持续快速发展的有利保障。高压输电线路体系作为电网中重要的生命线工程，其安全性直接关系到电力系统正常功能的实现，是电力输送系统设计的首要目标。雨雪冰冻灾害天气引起输电线路严重覆冰，导致荷载大幅增加、输电线路机械和电气性能急剧下降，产生连接件损坏、塔头变形，或导致横担拉断和杆塔倒塌，甚至引发多米诺骨牌效应的连续倒塔事件。
[0003]酒杯塔作为一种经典的单回路输电线路直线塔型，被广泛应用于各个电压等级的输电线路中。目前国内80%以上重冰区输电线路采用单回路设计，其中70%采用酒杯型直线塔。酒杯塔的特点是其结构属于铰拱模型，上下曲臂由K节点连接，在正常设计荷载下一直运行良好。然而，在重覆冰条件下，酒杯塔由于遭受导地线断线、不均匀覆冰等工况产生的纵向力作用，容易出现头部变形、塔身扭转甚至倒塔的情况；同时08年冰灾统计也显示，全国500kV输电线路倒塔统计共506基，单回路塔占380基，其中酒杯塔183基，占单回路倒塔总数的48.2%，说明酒杯塔在覆冰过载条件下存在一定的薄弱点。
[0004]由大量结构计算分析结果可知，酒杯塔承受不均匀覆冰荷载能力相对较弱，特别是扭转工况下，塔窗两侧K节点作为一个独立节点承受外部荷载引起的扭矩，该处附近的主、斜材均承受较大的次弯矩和剪力作用，存在一定的结构隐患。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种重冰区输电线路酒杯塔的复合材料加强横隔；该构件应能在不影响酒杯塔塔窗内电气间隙的情况下，在酒杯塔K节点处提高扭转平面内的受力强度，增加塔窗刚度，以有效降低K节点处的杆件内力，提高了杯塔覆冰过载能力。
[0006]本发明的目的是通过如下技术方案来完成的:
[0007]重冰区输电线路酒杯塔的复合材料加强横隔，其特征在于:该复合材料加强横隔为固定在酒杯塔的塔窗下部的T型桁架，该T型桁架由两个相互平行又间隔一定距离并且与若干支撑件连为一体的T形架组成；所述T型桁架的左右两端分别通过连接件固定在酒杯塔的K节点上，所述T型桁架的底端固定在酒杯塔塔窗底端的节点上。
[0008]所述一定距离与酒杯塔的K节点部位的厚度一致。
[0009]所述支撑件为两个T形架之间连接用的若干个X架，或者是两个T形架之间连接用的若干个连杆。
[0010]所述T形架以及支撑件均由若干个复合材料管通过复合材料融合节点连接形成。
[0011]所述连接件为固定在T形架上的钢制套管接头以及与钢制套管接头配套的连接螺母。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果是:该技术充分利用复合材料的绝缘性，在不影响酒杯塔塔窗内电气间隙的情况下，在酒杯塔K节点处增加了一个扭转平面内的受力横隔，原曲臂外侧主、斜材的内力被新增横隔材和曲臂内侧主材分担，塔窗传力路径更加合理。采用复合材料横隔技术加强后的酒杯塔结构稳定，很好的解决了普通酒杯塔K节点次弯矩和剪力集中的问题，提高了酒杯塔整体结构可靠性。新设计的酒杯塔在采用复合材料横隔加强技术后，曲臂主、斜材规格均可相应减小，总体造价可节省4%左右，同时提高重冰区酒杯塔塔头覆冰过载能力20%以上。已建酒杯塔在采用复合材料横隔加强技术后，其覆冰过载能力提高25%以上，全面提升其抗冰灾能力。可在新设计的酒杯塔或已建酒杯塔中广泛应用。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的主视结构示意图。
[0014]图2是本发明的附视结构示意图。
[0015]图3是本发明的左视结构示意图。
[0016]图4是本发明的安装结构示意图。
[0017]图5是图1中左侧钢制套管接头的放大结构示意图。
[0018]图中标号是:1.复合材料管、2.复合材料融合节点、3.钢制套管接头。
【具体实施方式】
[0019]本发明从酒杯塔复合材料横隔受力性能、电气性能和综合造价等角度出发，对重冰区输电线路酒杯塔多种加强方案进行了经济技术比较，提出了用于重冰区输电线路酒杯塔的复合材料加强横隔。
[0020]下面将结合附图所示的对本发明作进一步的详细描述。
[0021]附图所示的重冰区输电线路酒杯塔的复合材料加强横隔，为固定在酒杯塔的塔窗9下部的T型桁架(图1所示)；该T型桁架由两个相互平行又间隔一定距离并且与若干支撑件连为一体的T形架I组成；所述T型桁架的左右两端分别通过连接件固定在酒杯塔的K节点上，而T型桁架的底端则固定在酒杯塔塔窗底端的节点上。显然，所述的一定距离与酒杯塔的K节点部位的厚度(即图4中K节点垂直于纸面的距离)一致。所述连接件则为固定在T形架上的钢制套管接头3以及与钢制套管接头配套的连接螺母。
[0022]所述T形架以及支撑件的主体均为若干个复合材料管I (即GFRP管)，并且通过复合材料融合节点2(即GFRP材料制作的管接头)连接形成；复合材料管端部与钢制套管接头可采用高强粘结连接(通过环氧树脂或者其它粘结剂连接；参见图5)。
[0023]所述支撑件可以根据需要选择各类结构；作为推荐，该支撑件可以是两个T形架之间连接用的若干个X架(图2、图3中共显示3个X架；每个X架的四个端点分别连接钢制套管接头或复合材料融合节点)，或者是两个T形架之间连接用的若干个连杆(这些连杆相互平行且垂直于T形架的平面布置；每个连杆可通过复合材料融合节点与T形架连接)。
[0024]本发明所述的T型桁架可预先装配，然后整体吊装至塔窗，再通过螺栓与酒杯塔连接安装。
[0025]最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明在220kV重冰区输电线路中的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以应用在其他电压等级重冰区输电线路中。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
【主权项】
1.重冰区输电线路酒杯塔的复合材料加强横隔，其特征在于:该复合材料加强横隔为固定在酒杯塔的塔窗(9)下部的T型桁架，该T型桁架由两个相互平行又间隔一定距离并且与若干支撑件连为一体的T形架(I)组成；所述T型桁架的左右两端分别通过连接件固定在酒杯塔的K节点上，所述T型桁架的底端固定在酒杯塔塔窗底端的节点上；所述一定距离与酒杯塔的K节点部位的厚度一致。2.根据权利要求1所述的重冰区输电线路酒杯塔的复合材料加强横隔，其特征在于:所述T形架以及支撑件均由若干个复合材料管(I)通过复合材料融合节点(2)连接形成。3.根据权利要求2所述的重冰区输电线路酒杯塔的复合材料加强横隔，其特征在于:所述支撑件为两个T形架之间连接用的若干个X架，或者是两个T形架之间连接用的若干个连杆。4.根据权利要求3所述的重冰区输电线路酒杯塔的复合材料加强横隔，其特征在于:所述连接件为固定在T形架上的钢制套管接头以及与钢制套管接头(3)配套的连接螺母。
【专利摘要】本发明涉及重冰区输电线路酒杯塔的复合材料加强横隔。目的是提供的构件应能在不影响酒杯塔塔窗内电气间隙的情况下，在酒杯塔K节点处提高扭转平面内的受力强度，增加塔窗刚度，以有效降低K节点处的杆件内力，提高了杯塔覆冰过载能力。技术方案是：重冰区输电线路酒杯塔的复合材料加强横隔，其特征在于：该复合材料加强横隔为固定在酒杯塔的塔窗下部的T型桁架，该T型桁架由两个相互平行又间隔一定距离并且与若干支撑件连为一体的T形架组成；所述T型桁架的左右两端分别通过连接件固定在酒杯塔的K节点上，所述T型桁架的底端固定在酒杯塔塔窗底端的节点上。
【IPC分类】E04H12/10, E04H12/24
【公开号】CN105064762
【申请号】CN201510452093
【发明人】冯炳, 李攀峰, 王振峰, 周吉安, 李红刚, 郦奇, 陈盛
【申请人】国家电网公司, 国网浙江省电力公司绍兴供电公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月28日