[发明专利]一种防止输电塔因承重过载而倒塌的装置

说明书

技术领域

本发明属于高压输送电技术领域，具体涉及一种安装于输电塔与输电线之间，防止输电塔因承重过载而倒塌的装置。

背景技术

输电线路塔线体系是远距离电力供应的基础设施。在一些地区的某种气象条件下，输电塔与输电导线所构成的塔线体系会发生覆冰。覆冰的重量增加了塔线体系的负荷，覆冰还会引起塔线体系舞动及振动，使得塔与塔之间的张力发生低频风荷载下的不平衡，引发塔线体系某些部件发生断裂，严重者由于承载的重量大于塔身的设计值而发生整塔倒塌，造成整条输电线路输电中断。鉴于输电线路大多选址建设于人迹罕至的偏僻地带，抢修重建非常困难，一次设备破坏就会造成相当长时间的供电中断，给国民经济造成巨大损失，给人民生活带来巨大困难。2008年年初中国南方地区发生空前的大范围严重冰雪天气时就发生了大批线塔倒塌，造成严重灾害。

在现有输电线路中，输电塔与输电导线之间只有绝缘子和线夹等电力金具刚性连接，在建设输电塔时根据设计要求选取建造材料，没有在输电塔承重过载时对输电塔实施主动保护的结构与技术。当在条件恶劣地区建设输电塔时，只能靠提高设计标准，选用更坚固的建造材料来保证输电塔不致因覆冰造成的承重过载而倒塌。而提高设计标准会大幅增加输电塔的建设成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种配加于输电线路的装置，平时不影响输电线路运转功能，一旦在输电导线张力超过输电塔安全指数时，能自动解除或部分解除输电塔负荷，避免输电塔因承重过载而发生倒塌。

本发明防止输电塔在承重过载时倒塌的装置，安装在输电塔绝缘子串和悬垂线夹之间，其结构包括牵拉杆、延伸绳索和包裹它们的桶形外壳。其中，牵拉杆以导电材料制作，上端通过连接件与输电塔绝缘子串下端固定连接，下端通过连接件与悬垂线夹固定连接；延伸绳索在桶形外壳的腔内缠绕于牵拉杆上或盘绕于桶腔内，延伸绳索的两端头固定于牵拉杆的两端部；包裹牵拉杆和延伸绳索的桶形外壳密封包裹牵拉杆的主体部分和全部延伸绳索，保护它们不受锈蚀。

所述牵拉杆为圆柱形或方柱形或其它适宜的柱形，在输电运行中承受输电塔与输电线之间的牵引张力。牵拉杆折断的张力标准应当小于致使输电塔倒塌的重力值。即，当输电塔承重过载接近于倒塌时，牵拉杆首先折断，使输电线坠地，解除或部分解除输电塔负荷，避免输电塔倒塌。

为保证牵拉杆适时折断的功能，可在杆体设置缩径处。缩径处的直径小于牵拉杆主体的直径，当牵拉杆纵向张力过大时，牵拉杆首先从缩径处折断。牵拉杆杆体上所设置的缩径处一般设置一处，设置于牵拉杆的中部。鉴于延伸绳索在牵拉杆上缠绕的密度和状态、牵拉杆和延伸绳索可能发生的锈斑、外界附着物等因素可能影响牵拉杆适时折断，也可以在牵拉杆杆体上设置多个缩径处，以保证在输电塔承重过载时牵拉杆适时折断。

使牵拉杆折断，或使牵拉杆缩径处折断的张力标准根据对输电塔的保护需要而设定。一种设计计算方法是，根据所牵拉的输电导线的抗拉强度进行设计，优选范围为输电线破断力值的60％-80％，列技术公式为：Tp＝(60％-80％)RTS。其中，T为牵拉杆缩径处的计算拉断力；p表示峰值；RTS表示输电导线的计算拉断力。其意义在于，按目前输电设备设计标准，输电导线平时运行所承受的张力约为17-25％RTS。当发生输电线覆冰并且覆冰越来越厚时，输电线张力逐渐增大，当张力达到60％-80％RTS时，牵拉杆受力达到其杆体或缩径处的应力，牵拉杆折断。

牵拉杆和其两端的连接件采用高强度金属类导电材料制作，以保持它们与输电线等电位。其中，牵拉杆优选冷拔钢杆材料制作。

所述延伸绳索均匀缠绕于牵拉杆上或盘绕于桶形外壳的腔内，其缠绕或盘绕方式应利于在牵拉杆折断时顺利脱落、伸展。延伸绳索的长度与输电塔所挂输电线高度成正比，延伸绳索适宜的长度为相当于输电塔挂线点离地高度的70％--90％。延伸绳索长度还应根据输电塔所处的地势、地形进行调整。当两塔之间是平坦地带时延伸绳索长度需要较短，当两塔之间地面有起伏时延伸绳索长度需要较长，如果恰遇两塔之间是一山谷时延伸绳索长度需要特别加长。按目前国内外输电塔、线的实际情况，将延伸绳索设计为6--80米可满足大多数情况的需要。

延伸绳索采用高强度导电材料或绝缘材料制作，优选绝缘材料制作，进一步优选采用抗拉强度大的聚乙烯材料制作。