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一种加强型输电杆塔

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2007/12/26 21:26:31   

 关键词:  电杆 输电 杆塔

一种加强型输电杆塔胡定超(成都电业局,四川成都610016)  摘 要:奥蒙德比奇发电站安装三基加强型试验杆塔,试验杆塔由70的玻纤和30的一种获得专利的聚脂材料制成。这些杆塔能保持稳定性,安装时节的劳动力,节约运行成本等。
  关键词:输电杆塔;复合材料;研制;应用
  输电杆塔一般由钢材组成,但钢构架未必是一种理想的材料。由于钢材是一种电导体,通常为了避免导体与钢部件接触,必须保持这些结构间的相对距离。例如,在风载增加时,导体的间距可能要求钢塔具有一个大的脚基,以保证要求的导体距离。在相邻钢塔间也必须具有足够的距离,以便在修建钢塔时有一定的相隔距离。
  从1992年起,美国在制定发展计划中提出了一项新的研究,由复合材料采用无螺栓装配构成杆塔。它正由EbertComposites公司与加利福尼亚两家公司事业公司——圣地亚哥煤气电力公司(SDGE)和南加利福尼亚爱迪生公司(SCE)一道开发。该计划最初是一个与美国电务研究所(ERPI)确定的专项合作研究协议,而现已达到示范阶段:在加利福尼亚奥克斯纳德的奥蒙德比奇发电站已安装三基这种杆塔,且合作者正在收集有关这些杆塔的运行资料。
  试验杆塔由70的玻纤和30的一种获得专利的聚脂材料制成。在以前,用该类材料建成的大型结构中曾出现过一些问题,因为这种复合材料的连接最初是用粘接或螺栓连接:传统的复合材料具有较低的剪切强度,它降低了连接的强度,尤其是粘合剂的使用不方便。Ebert公司的制造过程将一个称为拉挤成型的复合材料生产过程与计算机数控(CNC)加工结合起来进行组合加工。
  作为该计划的一部分,开发了一种浮点5坐标数控铣床,它对拉挤加工过程中的部件进行钻孔和切削,并利用韧化处理过的切口槽通过极高精度公差将这些部件连接起来,从而得到高强度的构件。1运行中的杆塔
  经过18个月的研制工会,于1994年初由EPROM对杆塔材料进行了机械强度试验,这些试验模拟了断线和大风等各种条件,随后还进行了电气试验和优化筛选。
  1996年3月在奥蒙德比奇一条现有的220kV线路上安装了三基实验杆塔。测试了三种不同接地条件:绝缘子接地;绝缘子基座粘接且不接地;绝缘子基座不粘接也不接地。该实验按“无使用维护(ZeroO&M”)方式进行。因而在这些构件和绝缘子上没有用水冲洗或采用其它维护措施。事实上,实验环境位于高盐污染地区的南加里福利亚海滨,因此要求经常用水冲洗绝缘子。
  这些杆塔直至2000年都能保持稳定的性能,但需要经常进行工况监测,包括对所选择的参数进行的峰值和平均值实时现场记录测量。需记录的参数如下:
  ①由三条中心线形成流出杆塔的总电流;
  ②单个绝缘子的电流(指6个接地绝缘子);
  ③气象条件。
  SCE于1996年11月发表的一份大气观察报告表明,这些杆塔在投运的最初七个月以后工作正常。干旱季节可能会使盐污染加剧,但最近雨水冲洗了杆塔表面,经仔细观察,没发现明显的放电痕迹,也没发现机械损伤和电气损伤,或者由气候变化或紫外线辐射引起的损伤。事实上,老化最快的杆塔部件是镀锌钢材的连接部分,它们已出现锈蚀,工况监测装置还没有检测到总局泄漏电流的增大。2与钢塔比较
  复合材料杆塔与钢塔在材料和基础工作上消耗相同的费用,可是SCE证实了新型杆塔的安装费却大大节省。用一个三人小组(即24h)就能在8h内装配、安装一座复合型杆塔;而组装和架设一座钢塔都要花费120~125人时。钢塔要求用螺栓和螺母紧固,这就增加了劳动力的费用,高精度的内锁定结构系统也比其它方式节约了时间,如用常规钢塔,其金属螺栓孔会产生安装误差,造成必需的现场重复装配。
  由于复合材料是不导电的物质,导线可以使塔基的电磁场强度降低。紧凑设计可使一基复合型杆塔的高度比同类型钢塔的高度降低2左右。由于复合材料的重量不及钢的二分之一,所以复合型杆塔的总重量约为钢塔的三分之一,这就减少了建造和运输费。更为重要的是,它开辟了用直升飞机吊装整个杆塔的可能性(对钢塔用直升飞机只能分体安装)。因为修筑公路和为杆塔安排通道是任何新线路建设费用中极其重要的部分,这就可能节约一笔可观的费用
  用复合材料制成的杆塔减小尺寸,且使杆塔底座的电磁场更低,也就可节省输电线路走廊用地的费用。紧凑型杆塔减小了线路走廊所需要的宽度,且在安装新线路中,补偿取得走廊用或购买必要土地所花费用很可能与购买和架设线路的费用相同。同样在对已架设有线路的地区,紧凑型杆塔可使线路走廊地面得到更充分的利用。
  紧凑型杆塔改善了新建输电线路的视觉效果,而且复合材料的应用可以提供其它明显的改进:生产工艺允许把构件加工成任何颜色,因而不必涂敷和刷新表面色彩就能达到与环境协调色彩。
  在杆塔使用年限期间(计划至少80年),Ebert公司指出复合型杆塔要求的维护将会是最少的。例如,冲洗是不必要的,且没有螺栓和螺母的检查和加固的要求。该材料具有抗大气腐蚀充有盐雾的环境的性能。Ebert公司指出,即使有损伤,如在恶劣天气时,训练有素的工程师能够修复现场的杆塔。3结论
  至今,SCE的经验已证实了复合型杆塔产生的好处,且该公司估计5年中的维护费用就可节约3500美元。
  下一步是在更宽的运行环境范围内测试杆塔。随着SCE实验成功,Ebert公司计划在1998年底前在美国及其他地方的好几个地点安装复合型杆塔。四川电力技术[1]

来源:中国电力资料网
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