專利名稱：用于輸配電網的混合結構復合桿塔及其制造方法
技術領域：
本發明專門用途的建筑物或類似的構筑物，特別是涉及用于輸配電網的桿塔。
背景技術：
現有技術用于輸配電網的桿塔包括用于支撐的塔體和用于懸掛絕緣子和輸電線的橫擔。按照塔體的結構分類，所述桿塔包括直桿式桿塔和珩架式桿塔。所述直桿式桿塔 適用于承載低電壓等級的輸電線，所述塔體一般用鋼筋混凝土制成；所述珩架式桿塔適用 于承載高電壓等級的輸電線，所述塔體一般用鋼材制成。由于所述桿塔用鋼材或者鋼筋混 凝土制成，重量大、尺寸長，運輸和安裝都不方便，在偏遠山區或者交通不便的地方顯得尤 為突出。另外，所述塔體乃至橫擔都是采用不絕緣的鋼材或者鋼筋混凝土制成，即使為輸電 線配置絕緣子的情況，在輸配電網運行過程中還是經常出現污閃、霧閃、冰閃、雷電跳閘等 故障。為避免所述故障，考慮用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料FRP制造塔體。 但是，用合成材料或者纖維增強塑料FRP制成的塔體存在以下缺陷而不適于在輸配電網中 應用1.合成材料或者纖維增強塑料FRP的彎曲彈性模量差導致由它們制成的塔體的 機械強度低，即使通過減小塔體間距、增加塔體直徑的措施也僅可以承載不高于IIOkV的 低電壓等級的輸電線路；2.所述塔體很難滿足輸配電網的撓偏量的要求，即撓偏量小于塔體高度的5%。， 因此所述塔體難以抵御大風天氣侵擾而不能正常運行；3.如果將所述塔體用于高于IlOkV的高電壓等級的輸電線路，為了增強塔體的彈 性模量，就必然增加塔體基部的直徑，而用合成材料或者纖維增強塑料FRP制成的塔體基 部直徑將遠遠大于用鋼材制成的塔體基部直徑，不僅增加了桿塔的制造成本，還不適于實用。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于避免現有技術的不足之處而提出一種適用于各類 塔型、方便運輸和安裝，既增強桿塔絕緣性能又滿足桿塔機械強度要求的用于輸配電網的 混合結構復合桿塔及其制造方法。本發明解決所述技術問題可以通過采用以下技術方案來實現設計、制造一種用于輸配電網的混合結構復合桿塔，包括m組塔體和η個用于掛架 輸配電線路的橫擔，m和η是不小于1的自然數；所述塔體包括位于所述桿塔下部的塔身和 位于所述桿塔上部的塔頭所述塔身用鋼材、鋼筋混凝土、或者具有絕緣特性的合成材料或 者纖維增強塑料制成；所述塔頭用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制成，所述 塔身與塔頭固定連結在一起，所述橫擔300與塔頭固定連結在一起。為了增強絕緣效果，所述橫擔用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制 成。
所述合成材料包括高分子聚合材料和經過改性處理的高分子聚合材料，所述纖維 增強塑料包括普通纖維增強塑料和經過改性處理的纖維增強塑料；所述高分子聚合材料包 括酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚砜、聚苯硫醚、醚砜和聚芳 酯；所述纖維增強塑料中的纖維包括玻璃纖維和碳纖維。 所述塔體采用直桿結構，所述塔身包括至少一根的桿件，所述塔頭也包括至少一 根桿件，所述桿件對接或者套接成一根直桿塔體。所述塔體也可以采用珩架式結構，所述塔身包括至少一個用桿件構建成的柱塔， 所述塔頭也包括至少一個用桿件構建成的柱塔，所述柱塔連結成為塔體。所述珩架式結構 桿塔包括門型桿塔、上字型單回路桿塔、羊字型雙回路桿塔、干字型桿塔、酒杯型桿塔和貓 頭型桿塔。所述桿件包括等截面實心柱體或者中空柱體桿件、中空截頭圓錐體桿件和角形截 面柱體桿件的任意一種或者它們的任意組合。所述桿塔還包括外接套管，所述各等截面實心柱體或者中空柱體桿件對接在一 起，通過冷/熱套接工藝和/或膠粘劑粘結處理，在對接位置套接所述外接套管，使各等截 面實心柱體或者中空柱體桿件固定連結成為一根長桿。另一種方案，所述桿塔還包括內置 連接管；對接在一起，通過冷/熱套接工藝和/或膠粘劑粘結處理，所述兩中空柱體桿件借 助與它們內腔過盈配合的內置連接管將它們連結成為一根長桿；所述膠粘劑是含有納米 材料的高強度粘結劑。再一種方案，通過將中空截頭圓錐體桿件較大直徑一端套裝在另一 中空截頭圓錐體桿件較小直徑一端的方式，所述各中空截頭圓錐體桿件被套接成為一根長 桿。還有一種方案，所述各角形截面柱體桿件對接在一起，在對接位置用位于桿件內壁的第 一角形截面連接件和位于桿件外壁第二角形截面連接件夾緊所述桿件并用緊固件固定，使 所述各角形截面柱體桿件對接成為一根長桿。所述桿件之間的連結還可以采用套管結構，所述桿塔還包括對接套筒；所述對接 套筒固定安裝在一根桿件的一端，另一根桿件插入該套筒內，在所述桿件與套筒之間的間 隙注入彈性材料以固定插入所述套筒的桿件，從而兩桿件套接成為一根長桿；所述套筒內 壁截面形狀與插入該套筒內的桿件外壁形狀相同，所述彈性材料是發泡塑料。或者，所述桿 塔還包括設置有法蘭盤的套管；需要連結的兩桿件之一包括固定連結在該桿件頂部的第一 平面連結板，另一根桿件底部是中空柱體；所述套管與第一平面連結板借助法蘭盤用螺栓 緊固方式連結在一起，所述套管伸入底部是中空柱體的桿件的底部內，借助緊配合和/或 膠粘劑粘結處理，從而令兩桿件固定連結在一起；所述膠粘劑是含有納米材料的高強度粘 結劑。 所述塔身和塔頭的連結結構可以采用以下方案，所述塔身包括固定連結在該塔身 頂部的第二平面連結板，所述塔頭包括設置在該塔頭底部的第三平面連結板，所述第二平 面連結板與第三平面連結板借助螺栓緊固的方式連結在一起，從而令塔身和塔頭固定連結 在一起。所述桿塔還包括螺栓墊板組件，所述塔身和塔頭采用螺栓緊固方式連結在一起；所 述螺栓墊板組件包括多孔環形螺栓墊板組件和單孔螺栓墊板組件；所述多孔環形螺栓墊板 組件放置在第三平面連接板頂面上，是由至少兩塊螺栓墊板拼合而成的設置有螺栓通孔的 環形平板；所述單孔螺栓墊板組件分別為每個螺栓配置，是由至少兩塊帶有部分螺栓通孔 的螺栓墊板拼合而成的具有單個完整螺栓通孔的平板。
所述桿塔安裝在地面可以采用以下方案，所述桿塔還包括固定于地面下的中空基 座，所述桿件中，固定于地面的桿件的下端插入所述基座內或者地面的土坑內，在所述固定 于地面的桿件與基座或者土坑內壁之間的間隙注入彈性材料以固定該桿件；所述基座或者 土坑內壁截面形狀與插入該基座或者土坑內的桿件外壁形狀相同；所述彈性材料是發泡塑 料。本發明解決所述技術問題還可以通過采用以下技術方案來實現實施一種用于輸配電網的混合結構復合桿塔的制造方法，包括如下步驟A.用鋼材、鋼筋混凝土、或者具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造m 組塔身；B.用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造m組塔頭；D.將每組塔頭與塔身固定連結成為m組塔體；將η個用于掛架輸配電線路的橫擔 與各塔頭固定連結在一起，從而制成一座用于輸配電網的桿塔；m和η是不小于1的自然數。為取得更優的技術效果，在步驟B與步驟D之間還包括如下步驟C.用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造橫擔。所述合成材料包括高分子聚合材料和經過改性處理的高分子聚合材料；所述纖維 增強塑料包括普通纖維增強塑料和經過改性處理的增強纖維材料。所述改性處理包括化學改性處理、物理改性處理和混合改性處理；所述化學改性處理是指在所述合成材料或者纖維增強塑料中加入引發劑、偶連 齊U、催化劑和光穩劑或者其中的任一種，使該合成材料或者纖維增強塑料分子結構成為立 體結構，從而改變所述合成材料力學特性的處理方法；所述物理改性處理是指對所述合成材料或者纖維增強塑料進行輻照處理或者在 該合成材料或者纖維增強塑料中加入添加劑和/或納米材料，從而改變所述合成材料或者 纖維增強塑料力學特性的處理方法；所述混合改性處理是指對所述合成材料或者纖維增強塑料既施以所述化學改性 處理又施以所述物理改性處理，從而改變該合成材料或者纖維增強塑料的力學特性的處理 方法。所述塔體如果采用直桿結構，那么按照如下步驟完成所述步驟Α、步驟B和步驟D，Al.用鋼材、鋼筋混凝土、或者具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造桿 件，將至少兩根桿件對接或者套接制成直桿塔身，并且制造m組塔身；Bi.用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造桿件，將至少兩根桿件對 接或者套接制成直桿塔頭，并且制造m組塔頭；Dl.用對接或者套接的方式將每組塔頭與塔身固定連結成為m組塔體；將η個用 于掛架輸配電線路的橫擔與各塔頭固定連結在一起，從而制成一座用于輸配電網的桿塔。另外，如果所述塔體采用珩架式結構，那么按照如下步驟完成所述步驟A和步驟B，Α2.用鋼材、鋼筋混凝土、或者具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造桿 件，用桿件構建成至少一個柱塔，各柱塔固定連接制成塔身，并且制造m組塔身；B2.用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造桿件，用桿件構建成至少一個柱塔，各柱塔固定連接制成塔頭，并且制造m組塔頭。同現有技術相比較，本發明“用于輸配電網的混合結構復合桿塔及其制造方法”的 技術效果在于1.所述桿塔的桿體由多根桿件組成，便于所述桿塔的運輸和安裝；尤其是包括用 輕質復合材料制成桿件的桿塔，還可以進一步節省運輸成本，該桿塔的安裝也更方便。2.本發明將現有技術的塔體分成兩段，即用于支撐的塔身和用于架設輸電線的塔 頭，所述塔身可令桿塔滿足機械強度的需求，所述塔頭可令桿塔滿足絕緣性能的需求，從而 使所述復合結構桿塔在輸配電網運行過程中減少污閃、霧閃、冰閃、雷電跳閘等故障；3.由于在機械強度方面滿足實際需求，本發明不僅適用于不高于IlOkV的低電壓 等級的桿塔，尤其適用于高于IlOkV的高電壓等級的桿塔，所述混合結構桿塔的適用范圍 更加廣泛。
圖1是發明“用于輸配電網的混合結構復合桿塔及其制造方法”第一實施例的結構示意圖，包括圖1-1是所述第一實施例的正投影主視示意圖；圖1-2是圖1-1中A指示部分的局部放大剖視示意圖；圖2是本發明第二實施例的結構示意圖，包括圖2-1是所述第二實施例的主視示意圖；圖2-2是圖2-1中B指示部分的局部放大示意圖，其中中空柱體桿件110和內套 管114被剖開；圖3是本發明第三實施例的結構示意圖，包括圖3-1是所述第三實施例的正投影主視示意圖；圖3-2是圖3-1中C指示部分的局部放大剖視示意圖；圖4是本發明第四實施例的結構示意圖，包括圖4-1是所述第四實施例的正投影主視示意圖；圖4-2是圖5-1中D-D剖視放大示意圖；圖5是本發明第五實施例的結構示意圖，包括圖5-1是所述第五實施例的正投影主視示意圖；圖5-2是圖5-1中E指示部分的局部放大剖視示意圖；圖6是本發明第六實施例的結構示意圖，包括圖6-1是所述第六實施例的正投影主視示意圖；圖6-2是圖6-1中F指示部分的局部放大剖視示意圖；圖7是本發明第二實施例，即柱狀桿塔的示意圖，包括圖7-1是所述第二實施例的主視示意圖；圖7-2是圖7-1中G指示部分的局部放大示意圖，其中桿件100和套管142被剖 開；圖8-1是所述第三實施例的主視示意圖；圖8-2是圖8-1中H指示部分的局部放大示意圖8-3是多孔環形螺栓墊板組件571的俯視示意圖；圖8-4是單孔螺栓墊板組件572的俯視示意圖；圖9是本發明第九實施例，即上字型單回路珩架式桿塔的示意圖；圖10是本發明第十實施例，即門型珩架式桿塔的示意圖；圖11是本發明第十一實施例，即羊字型雙回路珩架式桿塔的示意圖；圖12是本發明第十二實施例，即干字型珩架式桿塔的示意圖；圖13是本發明第十三實施例，即貓頭型珩架式桿塔的示意圖；圖14本發明所述桿塔固定于地面的示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖所示各實施例作進一步詳述。本發明提出一種用于輸配電網的混合結構復合桿塔，如圖1至圖13所示，包括m 組塔體200和η個用于掛架輸配電線路的橫擔300，m和η是不小于1的自然數；所述塔體 200包括位于所述桿塔下部的塔身210和位于所述桿塔上部的塔頭220 ；所述塔身210用鋼 材、鋼筋混凝土、或者具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制成；所述塔頭220用具 有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制成，所述塔身210與塔頭220固定連結在一起， 所述橫擔300與塔頭220固定連結在一起。所述塔身210用鋼材或者鋼筋混凝土制成，以確保桿塔有良好的機械強度，所述 塔身210在滿足機械強度情況下，同樣還可以用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑 料制成，這樣既確保有良好的機械強度，還確保桿塔具有良好的絕緣特性；所述塔頭220用 具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制成，以確保所述桿塔有良好的絕緣特性。所 述混合結構復合桿塔同時滿足機械強度和絕緣特性兩方面的需求，能夠適用于所有電壓等 級的輸配電網。為更進一步提高所述混合結構復合桿塔的絕緣特性，所述橫擔230用具有絕緣特 性的合成材料或者纖維增強塑料制成。所述桿塔包括直桿式桿塔和珩架式桿塔。本發明第一實施例至第七實施例，如圖1 至圖7所示，所述塔體采用直桿結構，所述塔身210包括至少一根的桿件100，所述塔頭220 也包括至少一根桿件100，所述桿件100對接或者套接成一根直桿塔體200。所述桿塔的塔身210和塔頭220都采用分桿件結構，便于所述桿塔的運輸和安裝， 即使在偏遠山區或者交通不便的地方仍然可以方便的完成安裝。本發明第八實施例至第十三實施例，如圖8至圖13所示，所述塔體200采用珩架 式結構，所述塔身210包括至少一個用桿件100構建成的柱塔211，所述塔頭220也包括至 少一個用桿件100構建成的柱塔221，所述柱塔211、221連結成為塔體200。所述珩架式結構桿塔包括門型桿塔、上字型單回路桿塔、羊字型雙回路桿塔、干字 型桿塔、酒杯型桿塔和貓頭型桿塔。所述桿塔的塔身210和塔頭220都采用分段結構，完整的塔身210或者塔頭220 可以分解成柱塔211、221，同樣便于所述桿塔的運輸和安裝，即使在偏遠山區或者交通不便 的地方也可以實現架設珩架式桿塔，解決了現有技術桿塔類型收地形和運輸條件限制的問題。
所述桿塔的塔型、所述桿件100的形狀和組合、制成所述桿件100的材料和各桿件 100的連接方式可以有多種方案，以下通過各實施例作具體說明。所述桿件100包括等截面實心柱體或者中空柱體桿件110、中空截頭圓錐體桿件 120和角形截面柱體桿件130的任意一種或者它們的任意組合。即在同一桿塔中，可以僅 用上述三種桿件100中的任意一種，也可以用上述三種桿件100中的任意兩種或者全部三 種桿件100。為了減輕桿塔的重量，便于運輸和安裝，所述桿件100可以都用合成材料或 者纖維增強塑料制成，所述合成材料包括高分子聚合材料和經過改性處理的高分子聚合材 料，所述纖維增強塑料包括普通纖維增強塑料和經過改性處理的纖維增強塑料。對于用該 合成材料或者纖維增強塑料制成的桿件100，所述等截面實心柱體或者中空柱體桿件110 借助擠塑工藝復合成型；所述中空截頭圓錐體桿件120借助纏繞工藝或者噴射工藝濕敷成 型；所述角形截面柱體桿件130借助拉拔工藝成型。所述合成材料或者纖維增強塑料具有 良好的絕緣性能，對于電力系統輸配電線路，所述桿塔能夠有效防止污閃、霧閃、水閃和雷 電閃絡跳閘事故，提高輸配電線路的安全性和可靠性。在一些需要高機械強度的應用環境 中，為了確保所述桿塔有良好的力學特性，特別為滿足彎曲彈性模量的要求，所述用于構成 塔身的桿件100可以用鋼材或者鋼筋混凝土制成，而其它桿件100用所述復合材料制成，使 所述桿塔的桿件100不僅便于運輸和安裝，具有良好的絕緣性能，而且還能夠滿足力學特 性方面的要求。本發明第一實施例，如圖1所示，是用于電力系統輸配電線路架設的雙桿單回路 桿塔，屬于直桿式桿塔。所述桿塔有2組塔體200和3個橫擔300，即m = 2，n = 3，所述塔 身210包括1根用鋼型材制成的桿件100，所述塔頭220包括2根用合成材料或者纖維增 強塑料制成的桿件100。所述桿100件采用外接套管方式連結。所述桿塔還包括外接套管 113，所述桿件100采用等截面實心柱體或者中空柱體桿件110。所述各等截面實心柱體或 者中空柱體桿件110對接在一起，通過冷/熱套接工藝和/或膠粘劑粘結處理，在對接位置 套接所述外接套管113，使各等截面實心柱體或者中空柱體桿件110固定連結成為一根長 桿。本發明第二實施例，如圖2所示，是用于電力系統輸配電線路架設的單桿單回路 桿塔，屬于直桿式桿塔。所述桿塔有1組塔體200和1個橫擔300，即m= l，n= 1，所述塔 身210包括1根用合成材料或者纖維增強塑料制成的桿件100，所述塔頭220包括2根用合 成材料或者纖維增強塑料制成的桿件100。所述桿100件采用內接套管方式連結。所述桿 塔還包括內置連接管114，所述桿件100采用中空柱體桿件110。所述各中空柱體桿件110 對接在一起，通過冷/熱套接工藝和/或膠粘劑粘結處理，所述兩中空柱體桿件110借助與 它們內腔過盈配合的內置連接管114將它們連結成為一根長桿；所述膠粘劑是含有納米材 料的高強度粘結劑。具體地說，本實施例所述冷/熱套接工藝是指對內置連接管114施以 冷卻處理，使其收縮，對塔身210的中空柱體桿件110和塔頭20的中空柱體桿件110施以 熱處理，使其膨脹，從而令所述內置連接管114套入兩桿件110的中空柱體內。在常溫狀態下，所述內置連接管114膨脹，中空柱體桿件110收縮，所述內置連接管114被緊箍在桿件 110內的中空柱體內，從而使中空柱體桿件110連結成為一體。所述膠粘劑是含有納米材料 的高強度粘結劑，在具體實施中，應當考慮所述膠粘劑與鋼材、合成材料和纖維增強塑料的 互容度，所述膠粘劑應當與合成材料或者纖維增強塑料的分子結構接近，利于長期粘結后，所述膠粘劑與合成材料或者纖維增強塑料逐漸合成一體；所述納米材料的作用包括增強膠 粘劑的粘結強度、提高膠粘劑的抗氧化性能、抗腐蝕性能。所屬膠粘劑中還應當包括遇水膨 脹的材料，從而進一步加強膠粘劑的粘結面積和強度。本發明第三實施例，如圖3所示，是用于電力系統輸配電線路架設的雙桿雙回路 桿塔，與所述第一實施例的不同之處是，所述6根桿件100是中空截頭圓錐體桿件120，另外 本實施例中所述桿塔有2組塔體200和1個橫擔300，即m = 2，η = 1。如圖3_2所示，通 過將中空截頭圓錐體桿件120較大直徑一端套裝在另一中空截頭圓錐體桿件120較小直徑 一端的方式，所述各中空截頭圓錐體桿件120被套接成為一根長桿。本發明第四實施例，如圖4所示，是用于電力系統輸配電線路架設的單桿桿塔，圖中未示出橫擔。所述桿塔包括1組塔體200，即m = 1。所述塔身210包括1根用合成材料 或者纖維增強塑料制成的桿件100，所述塔頭220包括2根用合成材料或者纖維增強塑料制 成的桿件100。所述桿件100是角形截面柱體桿件130。如圖4-2所示，所述各角形截面柱 體桿件130對接在一起，在對接位置用位于桿件130內壁的第一角形截面連接件131和位 于桿件130外壁第二角形截面連接件132夾緊所述桿件130并用緊固件133固定，使所述 各角形截面柱體桿件130對接成為一根長桿。本發明第五實施例，如圖5所示，是用于電力系統輸配電線路架設的單桿單回路 桿塔。所述桿塔包括1組塔體200和3個橫擔300，即m = l，n = 3。即所述塔身210包括 2根用合成材料或者纖維增強塑料制成的桿件100，該桿件100是中空截頭圓錐體桿件120 ； 所述塔頭220包括用2根合成材料或者纖維增強塑料制成的桿件100，該桿件100是等截 面實心柱體或者中空柱體桿件110。所述各等截面實心柱體或者中空柱體桿件110采用第 一實施例的連結方案，即采用外接套管方式連結；所述各中空截頭圓錐體桿件120采用第 三實施例的連結方案，即通過將桿件120較大直徑一端套在另一桿件120較小直徑一端套 接成為一根長桿。而在塔身210和塔頭220之間，所述等截面實心柱體或者中空柱體桿件 110與中空截頭圓錐體桿件120通過以下方案套接在一起，如圖5-2所示，所述桿塔還包括 對接套筒141 ；所述對接套筒141固定安裝在一根桿件100的一端，另一根桿件100插入該 套筒141內，在所述桿件100與套筒141之間的間隙注入彈性材料400以固定插入所述套 筒141的桿件100，從而兩桿件100套接成為一根長桿。所述套筒140內壁截面形狀與插入 該套筒140內的桿件100外壁形狀相同，即如果所述等截面實心柱體或者中空柱體桿件110 的截面是圓形，那么所述套筒140內壁的截面形狀也應該是圓形。所述彈性材料400是發 泡塑料，例如聚氨酯泡沫。上述對接套筒141套接方式能夠用于上述所有三種桿形的桿件 100連結，也就是等截面實心柱體或者中空柱體桿件110、中空截頭圓錐體桿件120和角形 截面柱體桿件130之間以及它們各自桿形之間的連結。本發明第六實施例，如圖6所示，是用于電力系統輸配電線路架設的單桿雙回路 桿塔，與所述第五實施例的不同之處是，組成所述塔身210的桿件100是用鋼筋混凝土制成 的等截面實心柱體或者中空柱體桿件110，組成所述塔頭220的桿件100是用合成材料或者 纖維增強塑料制成的中空截頭圓錐體桿件120，如圖6-2所示，所有桿件100連接都采用對 接套筒141套接的方式。本發明第七實施例，如圖7所示，是用于電力系統輸配電線路架設的單桿單回路 桿塔，屬于直桿式桿塔。所述桿塔有1組塔體200和1個橫擔300，即m= l，n= 1，所述塔身210包括1根用合成材料或者纖維增強塑料制成的桿件100，所述塔頭220包括2根用合成材料或者纖維增強塑料制成的桿件100。所述桿塔還包括設置有法蘭盤的套管142 ；需要 連結的兩桿件100之一包括固定連結在該桿件100頂部的第一平面連結板151，另一根桿 件100底部是中空柱體；所述套管142與第一平面連結板151借助法蘭盤用螺栓緊固方式 連結在一起，所述套管140伸入底部是中空柱體的桿件100的底部內，借助緊配合和/或膠 粘劑粘結處理，從而令兩桿件100固定連結在一起。螺栓緊固方式是現有技術的常用緊固 方式，因此，如圖7-2所示，用螺栓800做示意性的表示。如上所述，所述膠粘劑是含有納米 材料的高強度粘結劑。本發明第八實施例，涉及塔身210與塔頭220的連結，以珩架式桿塔為例，如圖8 所示，所述塔身210包括固定連結在該塔身210頂部的第二平面連結板152，所述塔頭220 包括設置在該塔頭220底部的第三平面連結板153，所述第二平面連結板152與第三平面 連結板153借助螺栓緊固的方式連結在一起，從而令塔身210和塔頭220固定連結在一起。 同樣，在圖8-2中用螺栓800做示意式的表示。本發明第八實施例，如圖8-2至圖8-4所示，采用螺栓墊板組件500增強螺栓緊固 方式。所述螺栓墊板組件500包括圖8-3所示的多孔環形螺栓墊板組件571和圖8-4所示 的單孔螺栓墊板組件572。所述多孔環形螺栓墊板組件571放置在第三平面連接板153頂 面上，是由至少兩塊螺栓墊板574拼合而成的設置有螺栓通孔573的環形平板。所述單孔 螺栓墊板組件572分別為每個螺栓配置，是由至少兩塊帶有部分螺栓通孔的螺栓墊板575 拼合而成的具有單個完整螺栓通孔573的平板。本發明第八實施例采用單孔螺栓墊板組件 72。上述由組件組合而成的螺栓墊板，便于在大型珩架式桿塔上的安裝。本發明第八實施 例是一種酒杯型珩架式桿塔，適用于大于IlOkV的高電壓等級的輸配電網。本發明第九實施例，如圖9所示，是一種上字型單回路珩架式桿塔，塔身210包括 1個柱塔211，塔頭包括1個柱塔221，所述柱塔211、221都有由桿件100構建成，所述桿件 100用鋼材、鋼筋混凝土、或者具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造。本發明第 十實施例，如圖10所示，是一種門字型珩架式桿塔，塔身210包括1個柱塔211，塔頭包括1 個柱塔221，所述柱塔211、221都有由桿件100構建成，所述桿件100用鋼材、鋼筋混凝土、 或者具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造。本發明第十一實施例，如圖11所 示，是一種羊字型雙回路珩架式桿塔，塔身210包括1個柱塔211，塔頭包括1個柱塔221， 所述柱塔211、221都有由桿件100構建成，所述桿件100用鋼材、鋼筋混凝土、或者具有絕 緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造。本發明第十二實施例，如圖12所示，是一種干 字型珩架式桿塔，塔身210包括1個柱塔211，塔頭包括1個柱塔221，所述柱塔211、221都 有由桿件100構建成，所述桿件100用鋼材、鋼筋混凝土、或者具有絕緣特性的合成材料或 者纖維增強塑料制造。本發明第十三實施例，如圖13所示，是一種貓頭型珩架式桿塔，塔身 210包括6個柱塔211，塔頭包括1個柱塔221，所述柱塔211、221都有由桿件100構建成， 所述桿件100用鋼材、鋼筋混凝土、或者具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造。 所述珩架式桿塔的塔型結構有多種多樣，需要根據實際的應用環境才能確定適用的塔型。 關于塔型結構，此處不在贅述。上述應用在所述第一實施例至第七實施例上桿件100連結 結構可以應用到第八實施例至第十三實施例中的任何一種塔型上，也可以應用到現有技術 的任何一種塔型上。
上述各實施例與地面的固定方式可以采用如下技術方案，如圖14所示，所述桿塔 還包括固定于地面下的中空基座600，所述桿件100中，固定于地面的桿件100的下端插入 所述基座600內或者地面的土坑內，在所述固定于地面的桿件100與基座600或者土坑內 壁之間的間隙注入彈性材料700以固定該桿件100。另外，也可以在地面挖掘土坑，所述固 定于地面的桿件100的下端插入該土坑內，在所述固定于地面的桿件100與土坑內壁之間 的間隙注入彈性材料700以固定該桿件100。所述基座600或者土坑內壁截面形狀與插入 該基座600或者土坑內的桿件100外壁形狀相同，即如果桿件100的截面是圓形，那么所述 基座600或者土坑內壁的截面形狀也應該是圓形。所述彈性材料400可以使用發泡塑料， 例如聚氨酯泡沫。本發明所述用于輸配電網的混合結構復合桿塔的塔體由多根桿件組成，便于所述 桿塔的運輸和安裝；所述用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制成桿件構成的桿 塔的絕緣性能好，對于電力系統輸配電傳輸線路，可以有效防止污閃、霧閃、水閃和雷電閃 絡跳閘事故，提高輸配電線路的安全性和可靠性。本發明還提出一種用于輸配電網的混合結構復合桿塔的制造方法，包括如下步 驟A.用鋼材、鋼筋混凝土、或者具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造m 組塔身210 ；B.用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造m組塔頭220 ；D.將每組塔頭210與塔身220固定連結成為m組塔體；將n個用于掛架輸配電線 路的橫擔300與各塔頭220固定連結在一起，從而制成一座用于輸配電網的桿塔；m和n是不小于1的自然數。為了獲得最佳的技術效果，在步驟B與步驟D之間還包括如下步驟C.用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造橫擔300。對于采用直桿結構的塔體200，那么所述步驟A、步驟B和步驟D可以具體為如下 步驟完成，A1.用鋼材、鋼筋混凝土、或者具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造桿 件100，將至少一根桿件100對接或者套接制成直桿塔身210，并且制造m組塔身；B1.用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造桿件100，將至少一根桿 件100對接或者套接制成直桿塔頭220，并且制造m組塔頭220 ；D1.用對接或者套接的方式將每組塔頭210與塔身220固定連結成為m組塔體； 將n個用于掛架輸配電線路的橫擔300與各塔頭220固定連結在一起，從而制成一座用于 輸配電網的桿塔。對于采用珩架式結構的塔體200，那么所述步驟A和步驟B可以具體為如下步驟完 成，A2.用鋼材、鋼筋混凝土、或者具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造桿 件100，用桿件100構建成至少一個柱塔211，各柱塔固定連接制成塔身210，并且制造m組 塔身210 ；B2.用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造桿件100，用桿件100構建 成至少一個柱塔221，各柱塔固定連接制成塔頭220，并且制造m組塔頭(220)。
所述合成材料包括高分子聚合材料和經過改性處理的高分子聚合材料；所述纖維 增強塑料包括普通纖維增強塑料和經過改性處理的纖維增強塑料。所述纖維增強塑料中的 纖維包括玻璃纖維和碳纖維。所述高分子聚合材料包括酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧樹 脂、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚砜、聚苯硫醚、醚砜和聚芳酯。所述改性處理包括化學改性處理、物理改性處理和混合改性處理。所述化學改性 處理是指在所述合成材料或者纖維增強塑料中加入引發劑、偶連劑、催化劑和光穩劑或者 其中的任一種，使該合成材料或者纖維增強塑料分子結構成為立體結構，從而改變所述合 成材料或者纖維增強塑料力學特性的處理方法；所述物理改性處理是指對所述合成材料或 者纖維增強塑料進行輻照處理或者在該合成材料或者纖維增強塑料中加入添加劑和/或 納米材料，從而改變所述合成材料或者纖維增強塑料力學特性的處理方法；所述混合改性 處理是指對所述合成材料或者纖維增強塑料既施以所述化學改性處理又施以所述物理改 性處理，從而改變該合成材料或者纖維增強塑料的力學特性的處理方法。經過改性處理的 增強纖維材料和高分子聚合材料，其彈性模量將大大提高，從而確保塔頭部分有符合輸配 電網要求的機械強度。
權利要求
一種用于輸配電網的混合結構復合桿塔，其特征在于包括m組塔體(200)和n個用于掛架輸配電線路的橫擔(300)，m和n是不小于1的自然數；所述塔體(200)包括位于所述桿塔下部的塔身(210)和位于所述桿塔上部的塔頭(220)；所述塔身(210)用鋼材、鋼筋混凝土、或者具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制成；所述塔頭(220)用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制成，所述塔身(210)與塔頭(220)固定連結在一起，所述橫擔(300)與塔頭(220)固定連結在一起。
2.根據權利要求1所述的用于輸配電網的混合結構復合桿塔，其特征在于所述橫擔(230)用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制成。
3.根據權利要求1或者2所述的用于輸配電網的混合結構復合桿塔，其特征在于所述合成材料包括高分子聚合材料和經過改性處理的高分子聚合材料，所述纖維增強 塑料包括普通纖維增強塑料和經過改性處理的纖維增強塑料；所述高分子聚合材料包括酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、聚酰亞胺、聚碳酸酯、 聚砜、聚苯硫醚、醚砜和聚芳酯；所述纖維增強塑料中的纖維包括玻璃纖維和碳纖維。
4.根據權利要求1所述的用于輸配電網的混合結構復合桿塔，其特征在于所述塔體(200)采用直桿結構，所述塔身(210)包括至少一根的桿件(100)，所述塔頭 (220)也包括至少一根桿件(100)，所述桿件(100)對接或者套接成一根直桿塔體(200)。
5.根據權利1要求所述的用于輸配電網的混合結構復合桿塔，其特征在于所述塔體(200)采用珩架式結構，所述塔身(210)包括至少一個用桿件(100)構建成 的柱塔(211)，所述塔頭(220)也包括至少一個用桿件(100)構建成的柱塔(221)，所述柱 塔(211、221)連結成為塔體(200)；所述珩架式結構桿塔包括門型桿塔、上字型單回路桿塔、羊字型雙回路桿塔、干字型桿 塔、酒杯型桿塔和貓頭型桿塔。
6.一種用于輸配電網的混合結構復合桿塔的制造方法，其特征在于包括如下步驟A.用鋼材、鋼筋混凝土、或者具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造m組塔 身(210)；B.用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造m組塔頭(220)；D.將每組塔頭(210)與塔身(220)固定連結成為m組塔體；將n個用于掛架輸配電線 路的橫擔(300)與各塔頭(220)固定連結在一起，從而制成一座用于輸配電網的桿塔；m和n是不小于1的自然數。
7.根據權利要求6所述的用于輸配電網的混合結構復合桿塔的制造方法，其特征在于在步驟B與步驟D之間還包括如下步驟C.用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造橫擔(300)。
8.根據權利要求6或者7所述的用于輸配電網的混合結構復合桿塔的制造方法，其特 征在于所述合成材料包括高分子聚合材料和經過改性處理的高分子聚合材料；所述纖維增強 塑料包括普通纖維增強塑料和經過改性處理的增強纖維材料。
9.根據權利要求8所述的用于輸配電網的混合結構復合桿塔的制造方法，其特征在于所述改性處理包括化學改性處理、物理改性處理和混合改性處理； 所述化學改性處理是指在所述合成材料或者纖維增強塑料中加入引發劑、偶連劑、催 化劑和光穩劑或者其中的任一種，使該合成材料或者纖維增強塑料分子結構成為立體結 構，從而改變所述合成材料力學特性的處理方法；所述物理改性處理是指對所述合成材料或者纖維增強塑料進行輻照處理或者在該合 成材料或者纖維增強塑料中加入添加劑和/或納米材料，從而改變所述合成材料或者纖維 增強塑料力學特性的處理方法；所述混合改性處理是指對所述合成材料或者纖維增強塑料既施以所述化學改性處理 又施以所述物理改性處理，從而改變該合成材料或者纖維增強塑料的力學特性的處理方 法。
10.根據權利要求1所述的用于輸配電網的混合結構復合桿塔的制造方法，其特征在于所述塔體(200)采用直桿結構，那么按照如下步驟完成所述步驟A、步驟B和步驟D， A1.用鋼材、鋼筋混凝土、或者具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造桿件 (100)，將至少一根桿件(100)對接或者套接制成直桿塔身(210)，并且制造m組塔身；B1.用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造桿件(100)，將至少一根桿件 (100)對接或者套接制成直桿塔頭(220)，并且制造m組塔頭(220)；D1.用對接或者套接的方式將每組塔頭(210)與塔身(220)固定連結成為m組塔體； 將n個用于掛架輸配電線路的橫擔(300)與各塔頭(220)固定連結在一起，從而制成一座 用于輸配電網的桿塔； 或者，所述塔體(200)采用珩架式結構，那么按照如下步驟完成所述步驟A和步驟B， A2.用鋼材、鋼筋混凝土、或者具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造桿件 (100)，用桿件(100)構建成至少一個柱塔(211)，各柱塔固定連接制成塔身(210)，并且制 造m組塔身(210)；B2.用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強塑料制造桿件(100)，用桿件(100)構建 成至少一個柱塔(221)，各柱塔固定連接制成塔頭(220)，并且制造m組塔頭(220)。
全文摘要
一種用于輸配電網的混合結構復合桿塔及其制造方法，所述符合結構桿塔包括塔身、塔頭和橫擔，尤其是，所述塔身用鋼材或者鋼筋混凝土制成；所述塔頭用具有絕緣特性的合成材料或者纖維增強材料制成，所述塔身與塔頭固定連結在一起，所述橫擔與塔頭固定連結在一起。所述桿塔的塔體由多根桿件組成，便于所述桿塔的運輸和安裝；本發明將現有技術的塔體分成兩段，即用于支撐的塔身和用于架設輸電線的塔頭，所述塔身可令桿塔滿足機械強度的需求，所述塔頭可令桿塔滿足絕緣性能的需求，從而使所述混合結構復合桿塔在輸配電網運行過程中減少污閃、霧閃、冰閃、雷電跳閘等故障。
文檔編號E04H12/02GK101798882SQ201010121108
公開日2010年8月11日 申請日期2010年3月5日 優先權日2010年3月5日
發明者劉可, 向琦奇, 吳宇寧, 孫仲齊, 崔鳴昆, 張育華, 曹寧, 李求索, 李漢明, 林正, 柯永達, 章龍才, 胡廣生, 詹銘, 鄧世聰, 魏前虎 申請人:廣東電網公司深圳供電局;深圳新能電力開發設計院有限公司;深圳供電規劃設計院有限公司;深圳市電力服務商會