一种基于FRP材料的新型输电杆塔研究

针对当前输电杆塔存在的诸多问题,提出了用FRP材料制作杆塔的思想。介绍了国内外FRP材料及其在电力建设中应用的情况,设计了适用于110kV输电线路的FRP材料杆塔。根据导线排列方式,该杆塔可分为上字型和门型杆塔两种。以上字型杆塔为例,设计了FRP杆塔的结构和尺寸,分析了该杆塔的机械力学性能,对可能出现的破坏形式进行了校验。采用场域分解的方法将三维无界场域分解成有界子区域,利用AnSoft软件,建立了常规杆塔和FRP杆塔三维仿真模型,分析了两种杆塔的对地1m处场强和导线表面最大场强。仿真结果表明FRP杆塔的导线表面最大场强要远小于对应钢管杆的值。对杆塔尺寸进行了多种改变,分析了相应情况下"上"字型FRP杆塔的机械性能和电气性能,得到了电杆最小截面宽度为37.6cm,最小壁厚为3.06cm,建议杆塔呼高为11m,下横担宽度为4m。     

新型绝缘输电杆塔的发展及展望

介绍了当前国内外对FRP材料杆塔的研究和应用现状,分析了FRP材料应用于制造输电杆塔的优缺点。根据FRP材料特点,阐述了FRP杆塔的设计思路。探讨了电杆结构和连接方式,建议FRP杆塔用于110 kV及以下电压等级。列举了应进行的FRP电杆老化试验参数,建议从单独材料试件和整体杆塔性能两个方面进行老化试验。     

110kV纤维增强复合塑料材质电杆的结构设计探讨

提出了应用纤维增强复合塑料(FRP)材质的新型电绝缘材料输电杆。针对材料的特性,采用克里姆型外形结构,在传统环形截面内设置加劲肋,以加强其截面刚度,使得FRP材料在输电杆塔上的应用范围可以从35 kV提升至110 kV。根据杆塔设计规范,提出适合克里姆杆型的档距取值范围,并对电杆径厚比进行优化选择,给出较适合的尺寸。研究结果表明,所选材料和截面尺寸,满足电杆应力及挠度的要求。     

钢管电杆用于110kV线路的经济性分祈

钢管电杆是一种新型杆塔,具有特定的优点,尤其适合在线路走廊窄狭的地区采用。呼和浩特城市110kV环网在东一北 Ⅱ回线路直线段采用了钢管电杆,这在我区是首次。本文介绍该线路的杆塔选型。分析对比了钢管电杆与其它杆塔的技术经济指标,并论述了设计上的一些特点。     

城市电力架空线路塔型的选择

我国现阶段城市电力架空线路常用的有四种杆塔形式 :角钢铁塔、钢管杆、薄壁钢管混凝土杆、钢筋混凝土杆（预应力钢筋混凝土电杆）。由于要求不打拉线 ,后三种肯定要用锥型形式 ,现就具体的工程对各种杆塔进行经济技术比较 ,假设 :某工程最大风速Ｖ＝２５ｍ／ｓ ,使用档距Ｌ＝１００ｍ ,平均杆塔高１４ｍ ,双回路１０ｋＶ线、导线最大使用应力［δ］＝７８．４ＭＰａ。工程实践证明 ,起控制作用的是杆塔的弯矩。一、耐张杆塔的选用通过几种钢芯铝绞线在３０°、６０°、９０°转角时根部弯矩的计算 ,可以看出使用钢筋混凝土电杆无论如何达不…     

薄壁离心钢管混凝土结构的试验研究

用于高电压杆塔的薄壁离心钢管混凝土结构系介于纯钢管和离心钢筋混凝土电杆之间的新型复合结构,它充分发挥了钢和混凝土两种材料的优点,又避免在各自单独使用下的弱点。介绍了试验研究及应用的情况     

ADSS光缆悬挂点探讨

结合实际工程经验 ,利用杆塔场强图 ,针对 2 2 0kV输电线路中导线在杆塔的布置情况和换位方式 ,对ADSS光缆在几种典型杆塔和导线排列形式下的悬挂点进行了选择探讨。     

同塔四回输电线路的结构比较及电磁环境的探讨

以110kV和220kV同塔四回杆塔为例,探讨同塔多回输电线路的设计方案。列出了可能的各种导线排列方式,计算并比较线路对地场强、导线表面场强和无线电干扰水平。分析表明,导线排列方式对线路下地面场强值比较敏感。通过计算比较,提出最合理的同塔四回塔型和导线布置方式。     

220 kV同塔双回钻跨一体线路带电作业人体体表场强分析北大核心CSCD

钻跨塔是为解决输电线路中出现的连续钻跨问题的一种新型杆塔,为保证钻跨塔上带电作业人员的人身安全,文中对钻跨塔带电作业人员体表场强进行了研究。文中以220 kV同塔双回钻跨一体输电线路为研究对象,建立了人体和输电线路的仿真模型。考虑钻跨一体杆塔的钻越导线、跨越导线、沿塔身的垂直导线对电场分布的影响,同时考虑不同典型带电作业位置处人体不同姿势对人体体表场强的影响,对典型带电作业位置处的人体体表场强进行了计算。计算结果表明:等电位处作业时人体体表场强最大值为1270 kV/m;由于存在沿塔身的垂直布线,地电位处人体表面场强最大值也高达738 kV/m。等电位和地电位处的工作人员均需穿戴屏蔽效率为40 dB的屏蔽服。计算结果对带电作业人员的电场防护具有一定的指导意义。     

模拟电荷法计算特高压架空线路3维工频电场

为研究杆塔及导线弧垂对架空线路周围工频电场分布的影响,并检验2维计算模型的合理性与适用性,首先基于模拟电荷法建立考虑杆塔及导线弧垂的3维架空线路工频电场计算模型(它以线电荷单元为模拟电荷布置在各导线和杆塔铁棒轴线上,解析计算线电荷单元的电位系数,并叠加得到总体电位系数矩阵,从而可解得各节点的线电荷),然后据此计算了特高压线路相导线表面及地面上1m高平面内的3维工频电场。结果表明,地面上1m处平面内场强分布受弧垂影响很大,3维模型比2维模型更全面、准确地反映了这种不均匀分布状况;各相导线表面场强最大值在杆塔附近均有微弱变化,但并不显著;地面上1m处场强在杆塔附近增大,但在远离杆塔的区域基本不受杆塔影响。     

纤维增强复合材料在35 kV 输电杆塔中的应用研究

为开展复合材料在35 kV 输电杆塔中的应用研究,结合山东某35 kV 试点工程,通过杆塔真型试验及ANSYS有限元分析,从杆塔选型、材料选择、结构设计、节点优化等方面探讨35 kV 复合材料杆塔的设计方法。研究显示,该设计方法对35 kV全复合材料杆塔安全可靠,为工程应用提供了技术参考。     

复合材料在输电杆塔中的应用研究

简要介绍了复合材料在输电杆塔的应用及特点,介绍了复合材料构件的连接型式,并对角钢塔、上字型复合横担塔和酒杯复合材料塔进行了技术经济对比分析。结果表明,复合材料塔在输电杆塔中具有的优势可推广应用。     

纤维增强树脂基复合材料输电杆塔材料选型

纤维增强树脂基复合材料是输电杆塔结构较理想的材料.通过对纤维增强树脂基复合材料纤维、树脂、加工工艺、产品形式等方面的广泛调研,对比分析了各种纤维、树脂的基本力学性能及优缺点,从力学性能和成本角度探讨了各种复合材料型材在输电杆塔工程中的应用可行性,最后推荐了适合输电杆塔结构采用的复合材料原材料及成品形式.     

特高压直流线路复合材料转动横担设计

结合目前国内FRP复合材料杆塔的现状,依托灵州—绍兴±800 kV特高压直流输电线路工程,提出FRP复合材料转动横担的受力机理、设计方案,并通过塔线耦合模型进行仿真分析。分析结果表明：FRP复合材料转动横担通过在纵向不平衡张力作用下,发生转动,释放纵向不平衡张力,减小了横担及塔身的受力,可有效减轻塔重和基础混凝土用量,具有良好的经济效益和社会效益。     

玻璃钢复合材料轴压构杆稳定性分析

纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer, FRP)是建造输电杆塔结构的理想材料之一。介绍了FRP轴压构件的弹性屈曲理论,并根据试件的极限承载力试验值得到了试件的等效初弯曲率,以此来考虑初弯曲、残余应力和端部套管等因素的综合影响。在此基础上推导出了FRP轴压杆件的临界应力和稳定系数的计算公式,并研究了径厚比和老化对FRP轴压构件稳定系数的影响。     

Charging characteristics of construction materials of spacecraft irradiated by an electron beam

Composite materials like carbon fiber‐reinforced plastics (CFRP) or fiber‐reinforced plastics (FRP) are used for construction materials of spacecraft. When FRP are used for construction materials of spacecraft, germanium (Ge)‐sputtered FRP is used because of its thermal control ability. In an orbit at high altitude, charging of polymer materials can hinder measurements on spacecraft. To investigate the charging of these kinds of materials in a vacuum, electron beams were used to irradiate test pieces of FRP, Ge‐sputtered FRP, and CFRP. The experiments were conducted in a high‐vacuum chamber with an electron beam gun. The results show that the absolute surface potential of Ge‐sputtered FRP remains lower than that of FRP. The irradiation of negatively charged Ge‐sputtered FRP decreases the surface potential. Ge‐sputtered FRP with a thicker layer of Ge shows a similar and pronounced tendency. Irradiation with higher current density also causes more rapid decrease of the potential. The results for CFRP also show low values of the saturated surface potential. These characteristics are different from those of simple polymer test pieces such as fluoroethylenepropylene (FEP) film. Although the penetration depth of electrons is confined to the Ge layer, the surface potential of Ge‐sputtered FRP is lower than the potential expected for single materials. The mechanism of this phenomenon seems to be related to secondary electron emission. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 127(2): 1–7, 1999     

110 kV输电线路不挂绝缘子复合材料绝缘横担的研制与应用

随着电网建设的发展,深化纤维增强聚合物（fiber reinforced polymer,FRP）复合材料在输电线路上的应用与研究十分必要。在前期绝缘横担研究的基础上,完成了110 kV不挂绝缘子复合材料绝缘横担的设计和制造工作,并实现安全挂网运行。测试结果证明,该横担改变了传统横担需要悬挂绝缘子的特点,降低了风偏闪络的风险;改善了硅橡胶伞裙绝缘横担不可走人,易受虫鸟侵蚀的缺点;同时又不像瓷绝缘横担那样容易脆裂受损。因此,这种新型复合横担更具研究前景。     

基于光纤复合架空地线通信的输电线路在线巡视系统

研发基于光纤复合架空地线（optical fiber composite overhead ground wire,OPGW）通信的输电线路在线巡视系统。该系统按照电力部门输电巡维类标准化作业指导书的要求,基于各个杆塔的可视监控、红外成像等功能和光纤通信的信息集成,实现可替代人工巡视的输电线路在线巡视。该系统由杆塔终端系统、后台监控主机系统以及光纤通信系统组成。为保证每杆塔终端采集的可见光视频图像、红外图像等海量监测数据的可靠实时传输,系统结合OPGW光单元的接续引下新技术并基于以太网无源光网络实现每杆塔终端与后台主机系统的光纤通信。该系统作为线路巡视的新手段,可满足电力生产部门对输电线路及其设备日常巡视和安全预警的要求。     

Interfacial phenomena in composite high voltage insulation

This paper deals with two different types of composite insulating materials for HV outdoor insulation technology. For outdoor applications fiberglass reinforced polymer (FRP) is used mainly in transmission line insulators (composite long rods), and as power apparatus housings (composite hollow core insulators). During the last decade mineral filled polymer (MFP) was found to be very suitable for outdoor insulation in the medium and HV ranges. To meet the outdoor demands, long-term stability and durability against environmental stresses are necessary. Composite insulation consists of more than one dielectric component, and linking at least two different kinds of materials leads to interface problems. These regions always appear as weak material structures that can be attacked by various aging mechanisms. The long-term performance and aging resistance are determined by the interface quality. One can distinguish four principal kinds of interface: microscopic, e.g. those between fillers and matrix components; macroscopic, e.g. those between glass fiber rod and polymeric shielding material; internal, in the insulation bulk; and external, solid surface against a liquid or gaseous phase. Today the use of composite insulating materials in HV technology is state of the art. They offer a wide range of superior properties for indoor as well as for outdoor applications. Further improvements should focus on the hydrophobicity and on the long term resistance of the external interface and the stability of the internal interface