无地线输电杆塔和线路布置方法与流程

1.本发明涉及输电设备技术领域，特别涉及一种无地线输电杆塔和线路布置方法。


背景技术：

2.复合材料杆塔是指使用玻璃纤维增强热固性树脂复合材料并采用缠绕、拉挤等工艺制备而成的新型输电杆塔，具有绝缘、耐腐蚀、质量轻等技术优势，可解决输配电线路闪络事故多发、易腐蚀、线路走廊宽、杆塔不易搬运和安装等问题。近几年来，国内复合材料杆塔的应用研究逐步深入，包括材料研究、产品研制、试点应用及运行效果评估等，目前，我国已建成一批高压线路复合材料杆塔试点应用工程。
3.在相关技术中，目前高压线路复合材料杆塔的应用原则是替换原有的钢管杆或铁塔，在防雷技术方案上，主要采用架设地线并使复合材料杆塔接地泄流的方式来实现线路防雷。
4.采用相关技术中的输电杆塔，其在每根杆塔的塔头设置地线支架与地线，并通过地线引下线通过避雷器接地防雷，这样的防雷接地方式无法体现复合材料杆塔在高压输电线路中的使用价值，散失了其相间及相地沿面爬电距离大、过电压耐受水平远高于传统杆塔的优势，并且架设零部件多，施工工序复杂，造成输送与安装不便。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种无地线输电杆塔和线路布置方法，能够在保证防雷功能的同时，对杆塔结构和装配工序进行精简，提高输送和安装效率。技术方案如下：
6.第一方面，本发明实施例提供了一种无地线输电杆塔，包括：杆塔和绝缘横担，
7.所述杆塔包括依次连接的塔头段和塔身段，所述塔头段和所述绝缘横担均为复合材料制件，所述绝缘横担设置有多个且与所述塔头段连接，多个所述绝缘横担沿所述塔头段的延伸方向均匀间隔布置，在所述塔头段的延伸方向上，相邻两个所述绝缘横担的间距大于或等于4500mm。
8.可选地，在所述塔头段的延伸方向上，相邻两个所述绝缘横担交错布置于所述塔头段的左右两侧。
9.可选地，在所述塔头段的延伸方向上设置有多组所述绝缘横担，每组所述绝缘横担均包括对称设置于所述塔头段的左右两侧的两个所述绝缘横担，多组所述绝缘横担沿所述塔头段的延伸方向均匀间隔布置。
10.可选地，所述绝缘横担包括上拉杆和下压杆，所述下压杆的一端与所述塔头段的侧壁垂直连接，所述上拉杆的一端与所述塔头段的侧壁连接且位于所述下压杆的一端上方，所述上拉杆的另一端与所述下压杆的另一端连接。
11.可选地，所述下压杆的表面压接硅橡胶伞裙。
12.可选地，所述无地线输电杆塔还包括110kv输电导线，所述110kv输电导线承载于所述下压杆上。
13.可选地，所述110kv输电导线为预应力高强增容导线。
14.可选地，所述塔身段为复合材料杆塔、桁架塔、铁杆塔或水泥杆。
15.第二方面，本发明实施例提供了一种线路布置方法，基于前述第一方面所述的无地线输电杆塔实现，该线路布置方法包括：
16.沿输电线路间隔布置多个所述无地线输电杆塔，使相邻两个所述无地线输电杆塔之间的挡距范围保持在290m至310m；
17.利用多个所述无地线输电杆塔上位于同一高度的所述绝缘横担对110kv输电导线进行承载支撑。
18.可选地，在接近变电站1km处的所述无地线输电杆塔上加装线路避雷器或间隙放电装置，以将所述110kv输电导线接地。
19.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
20.通过位于底部的塔身段进行接地支撑，利用位于塔身段上方的塔头段进行绝缘横担的布置连接。塔头段上，沿延伸方向纵向均匀间隔布置有多个绝缘横担，每个绝缘横担均可以对输电导线的线缆进行支撑，以实现输电线路的架设。其中塔头段和绝缘横担均为复合材料制件，具有优异的绝缘特性，同时在塔头段的延伸方向上，相邻绝缘横担之间的垂直距离保持在大于或等于4500mm。相比常规输电杆塔，该无地线输电杆塔取消了原本设置于顶部的地线支架，以及塔身上的相关接地线路设施，而是通过适当增加用于承载线路的绝缘横担的相间、相地绝缘间隙，结合复合材料的绝缘特性，从而提高整体承受的过电压，降低遭受雷击的概率，能够在保证防雷功能的同时，对杆塔结构和装配工序进行精简，提高输送和安装效率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本发明实施例提供的一种单回输电线路的无地线输电杆塔的结构示意图；
23.图2是本发明实施例提供的一种双回输电线路的无地线输电杆塔的结构示意图；
24.图3是本发明实施例提供的另一种单回输电线路的无地线输电杆塔的结构示意图；
25.图4是本发明实施例提供的一种单回输电线路的桁架式无地线输电杆塔的结构示意图；
26.图5是本发明实施例提供的一种双回输电线路的桁架式无地线输电杆塔的结构示意图；
27.图6是本发明实施例提供的一种输电线路的布置结构简图；
28.图7是本发明实施例提供的一种线路布置方法的流程图。
29.图中：1-杆塔；2-绝缘横担；3-输电导线；11-塔头段；12-塔身段；21-上拉杆；22-下压杆。
具体实施方式
30.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
31.在相关技术中，目前高压线路复合材料杆塔的应用原则是替换原有的钢管杆或铁塔，在防雷技术方案上，主要采用架设地线并使复合材料杆塔接地泄流的方式来实现线路防雷。
32.采用相关技术中的输电杆塔，其在每根杆塔的塔头设置地线支架与地线，并通过地线引下线通过避雷器接地防雷，这样的防雷接地方式无法体现复合材料杆塔在高压输电线路中的使用价值，散失了其相间及相地沿面爬电距离大、过电压耐受水平远高于传统杆塔的优势，并且架设零部件多，施工工序复杂，造成输送与安装不便。
33.图1是本发明实施例提供的一种单回输电线路的无地线输电杆塔的结构示意图。图2是本发明实施例提供的一种双回输电线路的无地线输电杆塔的结构示意图。图3是本发明实施例提供的另一种单回输电线路的无地线输电杆塔的结构示意图。图4是本发明实施例提供的一种单回输电线路的桁架式无地线输电杆塔的结构示意图。图5是本发明实施例提供的一种双回输电线路的桁架式无地线输电杆塔的结构示意图。图6是本发明实施例提供的一种输电线路的布置结构简图。如图1至图6所示，通过实践，本技术人提供了一种无地线输电杆塔，包括杆塔1和绝缘横担2。
34.其中，杆塔1包括依次连接的塔头段11和塔身段12，塔头段11和绝缘横担2均为复合材料制件。绝缘横担2设置有多个且与塔头段11连接，多个绝缘横担2沿塔头段11的延伸方向均匀间隔布置，在塔头段11的延伸方向上，相邻两个绝缘横担2的间距大于或等于4500mm。
35.在本发明实施例中，该无地线输电杆塔通过位于底部的塔身段12进行接地支撑，利用位于塔身段12上方的塔头段11进行绝缘横担2的布置连接。塔头段11上，沿延伸方向纵向均匀间隔布置有多个绝缘横担2，每个绝缘横担2均可以对输电导线的线缆进行支撑，以实现输电线路的架设。其中塔头段11和绝缘横担2均为复合材料制件，具有优异的绝缘特性，同时在塔头段11的延伸方向上，相邻绝缘横担2之间的垂直距离保持在大于或等于4500mm。相比常规输电杆塔，该无地线输电杆塔取消了原本设置于顶部的地线支架，以及塔身上的相关接地线路设施，而是通过适当增加用于承载线路的绝缘横担的相间、相地绝缘间隙，结合复合材料的优异绝缘特性，从而提高整体承受的过电压，降低遭受雷击的概率，能够在保证防雷功能的同时，对杆塔结构和装配工序进行精简，提高输送和安装效率。
36.可选地，在塔头段11的延伸方向上，相邻两个绝缘横担2交错布置于塔头段11的左右两侧。示例性地，参考图1，在本发明的一种可能实现方式中，对于单回线路，在塔头段11的延伸方向，也即是竖直方向即那个布置的多个绝缘横担2中，多个绝缘横担2采用左右交错布置的布局形式，实现上下错开，从而保证承载于绝缘横担2上的每相输电导线之间的间距保持最大，进一步提高相间绝缘间隙，保证无地线输电杆塔的安全性。
37.可选地，在塔头段11的延伸方向上设置有多组绝缘横担2，每组绝缘横担2均包括对称设置于塔头段11的左右两侧的两个绝缘横担2，多组绝缘横担2沿塔头段11的延伸方向均匀间隔布置。示例性地，参考图2，在本发明的另一种可能实现方式中，对于双回线路，在塔头段11的每个不同高度上，左右两侧均对称设置有成组的绝缘横担2，从而分别对不同走
向的输电导线进行承载。而在组与组之间，绝缘横担2依然保持大于或等于4500mm的垂直距离。
38.示例性地，参考图3，在本发明的又一种可能实现方式中，同组的两个对称绝缘横担2的布置形式也可以与单回线路中的交错设置的绝缘横担2的布置形式相结合。即在保证绝缘横担2之间垂直距离要求的基础上，在不同高度混合设置单绝缘横担2和两个一组对称的两个绝缘横担2的布置形式，对不同规格，或者单双回混合线路的输电导线进行承载，进一步提高了无地线输电杆塔的实用性。
39.可选地，绝缘横担2包括上拉杆21和下压杆22，下压杆22的一端与塔头段11的侧壁垂直连接，上拉杆21的一端与塔头段11的侧壁连接且位于下压杆22的一端上方，上拉杆21的另一端与下压杆22的另一端连接。示例性地，在本发明实施例中，绝缘横担2由注射硅橡胶的复合材料芯棒下压杆22和注射硅橡胶的上拉杆21组成，绝缘横担2通过下压杆22和上拉杆21共同承载输电导线的荷载，机械强度和韧性高。能够提高无地线输电杆塔及其承载线路的抗风能力和机械稳定性。
40.需要说明的是，绝缘横担2的上拉杆21、下压杆22通过法兰、连接金具及螺栓与同为复合材料制成的塔头段11上对应设置的金属抱箍或者金属连板进行固定连接。
41.可选地，无地线输电杆塔还包括110kv输电导线3，110kv输电导线3承载于下压杆22上。示例性地，在本发明实施例中，该无地线输电杆塔主要适配电压等级为110kv的高压输电线路，其绝缘横担2之间的垂直距离范围，以及绝缘横担2中下压杆22的长度均是配合110kv输电导线3设置的。而在进行110kv输电导线3的布设时，采用直接承载布置于每个绝缘横担2的下压杆22上，取消了常规输电杆塔上用于连接输电导线的绝缘子串，进而进一步增大相地距离，同时杆塔的高度则可以适应性的降低。从而进一步减小引雷概率，相地闪落通道被封闭，控制好相间距离便能有效抑制相间闪落，进一步提高了无地线输电杆塔的防雷性能。
42.可选地，下压杆22的表面压接硅橡胶伞裙。示例性地，在本发明实施例中，通过在下压杆22的表面压接硅橡胶伞裙，作为提高防冰闪、雪闪、雨闪性能的辅助元件，可以进一步提高无地线输电杆塔的绝缘性能和安全性。伞裙的结构可以根据应用地区的污秽等级，扩大伞裙直径，本发明对于具体尺寸规格不作限定。
43.可选地，110kv输电导线3为预应力高强增容导线。示例性地，在本发明实施例中，采用预应力高强增容导线，导线的弧垂相比传统钢芯铝导线更小，且载流量更大。装设重量轻、弧垂小的预应力高强增容导线，杆塔高度还能进一步降低，减少线路遭受雷击的概率。
44.可选地，塔身段12为复合材料杆塔、桁架塔、铁杆塔或水泥杆。示例性地，参考图4和图5，在本发明实施例中，塔身段12作为杆塔1的支撑段落，其对于绝缘性能的要求相对较低，可以采用与塔头段11相同的复合材料杆塔以进一步保证绝缘防雷性能，也可以采用常规的桁架塔塔身，或者成本更低的铁杆他或者水泥杆塔身。
45.图7是本发明实施例提供的一种线路布置方法的流程图。如图7所示，本发明实施例还提供了一种线路布置方法，基于图1至图6所述的无地线输电杆塔实现，该线路布置方法包括以下步骤：
46.s1，沿输电线路间隔布置多个无地线输电杆塔，使相邻两个无地线输电杆塔之间的挡距范围保持在290m至310m。
47.s2，利用多个无地线输电杆塔上位于同一高度的绝缘横担2对110kv输电导线3进行承载支撑。
48.采用本发明实施例所提供的无地线输电杆塔以及上述对应的线路布置方法，针对110kv输电导线3的数显线路布置，无地线输电杆塔通过位于底部的塔身段12进行接地支撑，利用位于塔身段12上方的塔头段11进行绝缘横担2的布置连接。塔头段11上，沿延伸方向纵向均匀间隔布置有多个绝缘横担2，每个绝缘横担2均可以对输电导线的线缆进行支撑，以实现输电线路的架设。其中塔头段11和绝缘横担2均为复合材料制件，具有优异的绝缘特性，同时在塔头段11的延伸方向上，相邻绝缘横担2之间的垂直距离保持在大于或等于4500mm。相比常规输电杆塔，该无地线输电杆塔取消了原本设置于顶部的地线支架，以及塔身上的相关接地线路设施，而是通过适当增加用于承载线路的绝缘横担的相间、相地绝缘间隙，结合复合材料的优异绝缘特性，从而提高整体承受的过电压，降低遭受雷击的概率，能够在保证防雷功能的同时，对杆塔结构和装配工序进行精简，提高输送和安装效率。
49.可选地，该线路布置方法还可以包括：
50.s3，在接近变电站1km处的无地线输电杆塔上加装线路避雷器或间隙放电装置，以将110kv输电导线3接地。
51.具体地，在输电线路的中段，即使遭受到雷击，雷击大电流也能够跟随110kv的输电导线3进行导流，而在接近变电站或者设备用电端的位置，通过在距离1km范围处的对应无地线输电杆塔进行适应性设置，采用4基接地铁杆塔式的塔身段12，并在塔身段针对每相110kv输电导线3加装线路避雷器或间隙放电装置，配合地线连接变电站内的接地网，能够保证雷击大电流顺利的在接触变电站之前引入大地泄流，进一步提高安全性。
52.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件极其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
53.以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种无地线输电杆塔，其特征在于，包括：杆塔(1)和绝缘横担(2)，所述杆塔(1)包括依次连接的塔头段(11)和塔身段(12)，所述塔头段(11)和所述绝缘横担(2)均为复合材料制件，所述绝缘横担(2)设置有多个且与所述塔头段(11)连接，多个所述绝缘横担(2)沿所述塔头段(11)的延伸方向均匀间隔布置，在所述塔头段(11)的延伸方向上，相邻两个所述绝缘横担(2)的间距大于或等于4500mm。2.根据权利要求1所述的无地线输电杆塔，其特征在于，在所述塔头段(11)的延伸方向上，相邻两个所述绝缘横担(2)交错布置于所述塔头段(11)的左右两侧。3.根据权利要求1所述的无地线输电杆塔，其特征在于，在所述塔头段(11)的延伸方向上设置有多组所述绝缘横担(2)，每组所述绝缘横担(2)均包括对称设置于所述塔头段(11)的左右两侧的两个所述绝缘横担(2)，多组所述绝缘横担(2)沿所述塔头段(11)的延伸方向均匀间隔布置。4.根据权利要求1至3任一项所述的无地线输电杆塔，其特征在于，所述绝缘横担(2)包括上拉杆(21)和下压杆(22)，所述下压杆(22)的一端与所述塔头段(11)的侧壁垂直连接，所述上拉杆(21)的一端与所述塔头段(11)的侧壁连接且位于所述下压杆(22)的一端上方，所述上拉杆(21)的另一端与所述下压杆(22)的另一端连接。5.根据权利要求4所述的无地线输电杆塔，其特征在于，所述下压杆(22)的表面压接硅橡胶伞裙。6.根据权利要求5所述的无地线输电杆塔，其特征在于，所述无地线输电杆塔还包括110kv输电导线(3)，所述110kv输电导线(3)承载于所述下压杆(22)上。7.根据权利要求6所述的无地线输电杆塔，其特征在于，所述110kv输电导线(3)为预应力高强增容导线。8.根据权利要求6所述的无地线输电杆塔，其特征在于，所述塔身段(12)为复合材料杆塔、桁架塔、铁杆塔或水泥杆。9.一种线路布置方法，其特征在于，所述线路布置方法基于权利要求1至8任一项所述的无地线输电杆塔实现，所述线路布置方法包括：沿输电线路间隔布置多个所述无地线输电杆塔，使相邻两个所述无地线输电杆塔之间的挡距范围保持在290m至310m；利用多个所述无地线输电杆塔上位于同一高度的所述绝缘横担(2)对110kv输电导线(3)进行承载支撑。10.根据权利要求9所述的线路布置方法，其特征在于，所述线路布置方法还包括：在接近变电站1km处的所述无地线输电杆塔上加装线路避雷器或间隙放电装置，以将所述110kv输电导线(3)接地。

技术总结
本发明提供了一种无地线输电杆塔和线路布置方法，属于输电设备技术领域。该输电杆塔包括杆塔和绝缘横担。所述杆塔包括依次连接的塔头段和塔身段，所述塔头段和所述绝缘横担均为复合材料制件，所述绝缘横担设置有多个且与所述塔头段连接，多个所述绝缘横担沿所述塔头段的延伸方向均匀间隔布置，在所述塔头段的延伸方向上，相邻两个所述绝缘横担的间距大于或等于4500mm。采用本发明实施例所提供的无地线输电杆塔和线路布置方法，能够在保证防雷功能的同时，对杆塔结构和装配工序进行精简，提高输送和安装效率。输送和安装效率。输送和安装效率。


技术研发人员：彭旭东 窦晓东 刘敬华 杜忠东 吴雄 孟刚 马文广 彭波 李健 何洋 何昌林
受保护的技术使用者：国网电力科学研究院有限公司 国家电网有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/9/20