[发明专利]薄壁离心GFRP管超高性能混凝土复合电杆及其成型工艺

说明书

薄壁离心GFRP管超高性能混凝土复合电杆及其成型工艺，属于电力系统输电线路架空装置技术领域，其为中空且轴向贯通的电杆，包括GFRP管层和超高性能混凝土层；所述GFRP管层套设于超高性能混凝土层外部，且超高性能混凝土层外壁离心贴合于GFRP管层内壁。薄壁离心GFRP管超高性能混凝土复合电杆具有质量轻，强度高，变形小，造价低、耐腐蚀，抗老化，电绝缘性好，无安全运行隐患，且易于装运和安装等优势，特别适用于雷害及污闪频繁、腐蚀严重、强风以及电杆运输和组立困难等地区的配网建设、改造和抢修工程。

技术领域

本发明属于电力系统输电线路架空装置技术领域，具体涉及为薄壁离心GFRP管超高性能混凝土复合电杆及其成型工艺。

背景技术

杆塔结构是输电、通讯、铁路、机场、市政等基础设施中一类重要的特种支撑结构物，其结构性能直接影响线路的安全性、可靠性和经济性。目前，国内架空输电线路中使用的电杆主要有环形混凝土电杆、钢管电杆和钢管混凝土电杆及复合材料电杆。环形混凝土电杆在35kV及以下输电线路中大量使用，在110kV线路运输和施工条件较好的平原和丘陵地区也得到一定应用。钢管和钢管混凝土电杆在近年来城区高电压等级的电网建设和改造中应用较多。而复合材料电杆仅在近些年才得到电力系统越来越多的关注并在一部分特殊区域的线路工程建设上开始试用。

环形混凝土电杆造价低廉、施工及安装技术成熟，在国内各电压等级的输电线路上被广泛采用。但该结构也存在一定的局限性：①混凝土为脆性材料，抗拉强度低，容易开裂，抵御自然灾害能力差；②混凝土单位密度承载力低，混凝土电杆自重较大，不利于运输、施工；③在自然环境下，混凝土内部钢筋易腐蚀，缩短使用寿命。此外，在遇到台风、冰灾、洪涝、地震等自然灾害时，常常会发生倒杆断线事故，造成停电、通信中断、道路断阻、停水等情况，需要快速开展灾后重建工作。特别是混凝土电杆的倒杆频率非常高，严重影响了电网运行安全及设备和人身安全。

复合材料电杆由于其重量轻、强度高、耐腐蚀、耐高低温、绝缘性能好、防雷、防污等优点，近年来在输电线路中受到国内外电力行业的青睐。但是复合材料电杆也存在一些不足：①复合材料各项异性，其抗压承载力较差；②复合材料刚度较小，其挠度不易控制，位移过大容易影响线路运行安全；③复合材料造价较高，单根电杆售价是普通混凝土电杆的5倍以上。

发明内容

本发明的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供薄壁离心GFRP管超高性能混凝土复合电杆。

本发明的另一目的在于提供上述复合电杆的成型工艺。

薄壁离心GFRP管超高性能混凝土复合电杆，其为中空且轴向贯通的电杆，包括GFRP管层和超高性能混凝土层；所述GFRP管层套设于超高性能混凝土层外部，且超高性能混凝土层外壁离心贴合于GFRP管层内壁。

作为一种优选，薄壁离心GFRP管超高性能混凝土复合电杆，为锥形杆，其半径由电杆本体顶部至电杆本体底部逐渐变大。

进一步，薄壁离心GFRP管超高性能混凝土复合电杆，其锥度为1/75，梢径为Φ150~Φ510mm，杆长6-27m。

作为另一种优选，薄壁离心GFRP管超高性能混凝土复合电杆，其为等径杆，其半径由电杆本体顶部至电杆本体底部均等同。

进一步，薄壁离心GFRP管超高性能混凝土复合电杆，其直径从Φ300~Φ550mm，杆长3-15m。

作为另一种优选，薄壁离心GFRP管超高性能混凝土复合电杆，其为台阶形杆，由至少2段的等径杆一体式同轴设置。

进一步，薄壁离心GFRP管超高性能混凝土复合电杆，其直径从Φ300~Φ550mm，杆长3-15m。

所述GFRP管层的壁厚为3-7mm；所述超高性能混凝土层的壁厚为25-30mm，强度等级C100 MPa及以上。