[发明专利]轻型复合材料杆塔的制造工艺、芯模及轻型复合材料杆塔

说明书

本发明公开了一种轻型复合材料杆塔的制造工艺、芯模及轻型复合材料杆塔，通过采用中空的芯模以及其内侧的蒸汽管道通入蒸汽，实现对复合材料抢修杆在生产过程中进行内加热，并通过边缠绕边固化的方法进行抢修杆生产制造，本发明抢修杆内结构层、中防护层以及外防护层的结构设计可以很好的保证抢修杆的强度、寿命以及使用效果，并对生产过程中的工艺参数比如缠绕角度、铺层厚度、铺层层数、缠绕张力、缠绕切点等进行研究，保证抢修杆的质量，该方法生产抢修杆效率高，强度大，便于运输、安装以及维修，可以对电力故障进行快速响应，避免重大损失。该轻型复合材料杆塔具有高强度的同时，具有良好的抗紫外线以及抗腐蚀性能。

技术领域

本发明涉属于电力抢修设备生产技术领域，尤其是轻型复合材料杆塔。

背景技术

全国范围内已经形成了除西北地区以外以500KV为骨干的电网结构，实现了区域内及区域间电网互联。随着我国国民经济的迅速发展，国家对电力工业提出了更高的要求。特别是在环境恶化、资源短缺和能源危机下，电力装备的轻量化技术成为电力工业的发展趋势，对轻量化材料提出了更高的要求。

我国国土幅员辽阔，线路经过地区不仅地质构造复杂，气象也相当复杂，较 容易发生冰冻、台风、山体滑坡和泥石流等自然灾害，这些自然灾害容易造成线 路倒塔、断杆等事故。江浙沪地区，尤其是宁波地貌以山地、丘陵为主，属于北 亚热带季风气候区，所处纬度常受冷暖气团交汇影响，加之倚山靠海，特定的地 理位置和自然环境使得天气多变，差异明显，灾害性天气相对频繁，常发生的泥 石流、台风、沿海腐蚀、冻雨暴雪等现象严重破坏电杆塔，影响电网的安全稳定 运行，带来严重的经济损失。灾害后导致断杆、电力中断等事故时，常规的应急 抢修多采用金属杆塔，金属结构应急抢修杆塔存在体积大、重量大、运输安装困 难等问题，严重拖延电力线路抢修速度，造成灾后二次经济损失。近年来，倒塔、断杆事故频繁发生，如2000年吉林省德惠市10座500KV高压输电铁塔因遭龙卷 风、暴雨侵袭发生倒塔；2005年青海省贵德县某山上330KV龙硝兰线路130号塔 因大风发生倒塔；同年湖南电网多条输电线路因覆冰发生倒塔；尤其是2008年1 月至2月，我国南方部分地区遭遇50年一遇的严重低温雨雪冰冻灾害，给电网 造成了巨大的灾难。湖南、贵州、江西、浙江、福建等省市的覆冰倒塔、断线事 故，输变电设备受损严重，如图1所示。据统计，国家电网公司系统仅2018年 由于覆冰造成高压线路倒塔17.2万基，受损1.2万基，低压线路倒塔、断杆51.9 万基，受损15.3万基，变电站停运884座，造成直接经济损失达15.2亿美元， 电能销售损失达7.4亿美元，恢复重建投资需56.8亿美元。由此可见，自然灾 害的普遍性和严重性给电力工业抢修时效性及抢修装备的轻量化技术带来了极 大的发展机遇。

配网输电发生倒塔、断杆事故时，如按原设计标准抢修电路耗时较长，给电 力系统的安全稳定运行和电力供应带来严重影响和威胁，造成严重的经济损失， 也给人民生活、生产和社会活动带来巨大影响。在这种情况下，首要任务是以最 快的速度撑起输电线，立即恢复供电，将损失和影响降到最低成为电力部门当务 之急。

目前国内外架空输电线中使用的电杆主要是钢杆和混凝土杆。传统电杆存在 质量大、易腐烂、锈蚀或开裂等缺陷，使用寿命较短，并且施工运输和运行维护 困难，容易造成线路倒塔、断线等事故。随着材料科技的发展，树脂与纤维复合 材料在材料和生产技术上的不断进步，具有轻质高强、抗冲击、耐疲劳损伤、可 设计性强等优点的复合材料已成为各行各业轻量化技术的主流趋势。轻便化配网 复合材料抢修杆塔质量约为木质杆的1/3，混凝土杆的1/10，钢质杆的1/2，可 大幅降低运输和施工安装成本，尤其是在人难以到达的山林和偏远地区，能大幅 缩减故障抢修时间，即时恢复送电，可显著提高灾后配网线路应急抢及时性，同 时复合材料抢修杆和横担具有防污、防腐蚀、耐老化性能好等特点，已成为国内 外电杆杆塔和横担技术的主要发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供轻型复合材料杆塔的制造工艺及芯模，以解决现有技 术中抢修杆重量较重，不便于运输以及维护，不能针对电力故障进行快速响应， 造成损失过大的问题。