一种输电线路铁塔加固调节装置

技术领域

本发明属于铁塔加固技术领域，更具体地说，是涉及一种输电线路铁塔加固调节装置。

背景技术

随着科学技术和用电需求的快速发展与增加，输电线路能否安全稳定运行成为了首要任务，而其中起到关键性作用的是输电塔的稳定性。由于电网技术的发展，电压等级变得越来越高，回路数越来越多，要求输电杆塔的承载力也就愈加升高。然而在现有的输电线路中，有些角钢塔由于使用年限比较久远，早就已经无法满足目前国家的规范要求，此类承载能力较低，受外界影响时容易发生杆塔倾斜甚至倒塔，造成线路非计划停运的几率较高，严重影响供电可靠性，从而对社会造成巨大的经济损失；还有一些输电塔在风荷载或覆冰荷载的情况下导致整体承载力过大，整体发生偏斜，对输电网络的安全有效运行产生严重影响，所以有必要对一些由于外部因素导致承载力不足从而发生倾斜甚至倒塔现象进行有效的加固补强。因此，研究输电线路铁塔的加固技术措施对输电线路安全稳定运行具有重要意义。

目前对输电线路铁塔进行加固改造有许多方法，但仍有一些不足之处。例如：一方面是在铁塔主材上进行打孔，在角钢内侧和外侧使用钢板进行加固，二者用螺栓进行连接，这种方法施工难度大，而且因为要在主材上面进行打孔，易使角钢的性能发生改变，对输电线路铁塔的原有受力结构产生破坏；另一方面是在铁塔主材上焊接副主材，这种方法比第一种方法的操作难度还要大，如果在焊接过程中掌控不好焊接的质量，会直接降低主材的强度，起到事倍功半的效果。

综上所述，如何在尽可能保证输电线路铁塔主材的力学性能不发生改变的情况下，来对输电铁塔进行加固显得更加重要，同时也需要一些新颖有效的加固方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输电线路铁塔加固调节装置，旨在解决现有的输电线路铁塔容易发生倾斜甚至倒塔现象的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种输电线路铁塔加固调节装置，包括：底板、支撑柱、弹性套管、支撑架、第一拉线、第二拉线、压力传感器、控制器和驱动装置；所述底板位于铁塔的下方，所述支撑柱固定安装在所述底板上，所述弹性套管套装在所述支撑柱上，所述支撑架套装在所述弹性套管的外侧，所述弹性套管和所述支撑架的底端均与所述底板固定连接，所述压力传感器安装在所述支撑架的上端且靠近所述弹性套管的一侧，所述控制器和所述驱动装置安装在所述弹性套管的内部，所述驱动装置通过所述第一拉线与铁塔塔腿连接，所述第二拉线位于所述第一拉线的上方且与所述弹性套管和铁塔塔腿固定连接；所述压力传感器受到所述弹性套管的压力后，将压力信号传输给所述控制器，所述控制器根据接收到的信号，控制所述驱动装置带动所述第一拉线进行拉线操作。

在一种可能的实现方式中，所述弹性套管的下端设有法兰盘，所述法兰盘与所述底板通过紧固螺栓连接。

在一种可能的实现方式中，所述支撑架包括：上支撑环、下支撑环、连接板和支撑挡板；所述上支撑环和所述下支撑环套装在所述弹性套管的外侧，所述下支撑环与所述底板固定连接，所述连接板用于连接所述上支撑环和所述下支撑环；所述支撑挡板固定安装在所述上支撑环的顶面，所述压力传感器安装在所述支撑挡板的内壁上。

在一种可能的实现方式中，所述下支撑环的内径大于等于所述弹性套管的外径尺寸，所述下支撑环和所述弹性套管之间填充有耐候胶。

在一种可能的实现方式中，所述压力传感器包括防腐蚀应变片。

在一种可能的实现方式中，所述底板由钢筋混凝土预制而成，所述支撑柱为实心圆柱体铸铁，所述支撑柱预制在所述底板的中心并贯穿所述底板。

在一种可能的实现方式中，所述弹性套管的上端外壁开设有环形凹槽，所述环形凹槽内敷设有用于固定所述第二拉线的绳索。

在一种可能的实现方式中，所述驱动装置包括驱动电机、传动杆和绞盘；所述驱动电机驱动所述传动杆绕轴转动，所述传动杆与所述绞盘通过齿轮传动；所述第一拉线的一端缠绕在所述绞盘上，另一端与铁塔塔腿固定连接；所述驱动电机通过所述传动杆带动所述绞盘绕轴转动，从而实现对所述第一拉线的拉线操作。

在一种可能的实现方式中，一种输电线路铁塔加固调节装置还包括铁塔塔腿加固结构，所述铁塔塔腿加固结构包括外夹板、内夹板和连接螺栓，所述外夹板和所述内夹板分别位于铁塔塔腿的外侧和内侧，所述外夹板和所述内夹板的两端设有用于安装所述连接螺栓的安装过孔，所述安装过孔均位于输电铁塔角钢的外侧。

在一种可能的实现方式中，所述外夹板和所述内夹板均采用镀锌钢板。

本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，本发明的一种输电线路铁塔加固调节装置，在输电线铁塔中心桩的位置处安装底板，在底板上固定安装支撑柱，在支撑柱上由内向外依次套装弹性套管和支撑架，该弹性套管的弹性较大，在承受一定限度的作用力后会发生变形，作用力消失后会恢复至员状态，通过在支撑架上安装要传感器，使得该支撑架具备压力信号采集功能，在弹性套管的内部安装有控制器和驱动装置等构件。弹性套管上开设有用于第一拉线穿过的通孔，驱动装置通过第一拉线与铁塔塔腿固定连接，弹性套管通过第二拉线与铁塔塔腿固定连接。当铁塔在外部因素(如风荷载或覆冰荷载等)作用下发生一定角度的倾斜时，弹性套管在第二拉线的拉伸下也会发生微小倾斜，从而使弹性套管触碰到支撑架上的压力传感器，压力传感器受到压力后将采集到的压力信号进行前期处理之后传输给控制器(又称中央控制器)，控制器会根据接收到的信号对铁塔倾斜变形的大小作出判断并发布执行命令，从而控制驱动装置工作，驱动装置会带动对应位置的第一拉线进行拉线操作，从而达到对铁塔进行加固的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种输电线路铁塔加固调节装置的剖视结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的支撑架的立体结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的支撑架与支撑柱的剖视结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的弹性套管的局部结构示意图；

图5为本发明实施例二提供的弹性套管的局部结构示意图；

图6为本发明实施例二提供的铁塔塔腿加固结构的立体结构示意图；

图7为本发明实施例二提供的绞盘的排布图；

图8为本发明实施例二提供的驱动装置的结构示意图；

图9为本发明实施例二提供的支撑挡板与上支撑环的连接结构示意图。

图中：1、底板；2、支撑柱；3、弹性套管；301、第一拉线；302、第二拉线；303、法兰盘；304、耐候胶；4、支撑架；401、上支撑环；402、下支撑环；403、连接板；404、支撑挡板；405、插槽；406、弹性顶销；407、顶销本体；408、压缩弹簧；409、容纳槽；410、堵塞；411、限位环；412、弹性垫；413、环形凹槽；414、绳索；415、柔性衬套；5、压力传感器；6、控制器；7、驱动装置；701、驱动电机；702、传动杆；703、绞盘；8、铁塔塔腿；9、铁塔塔腿加固结构；901、外夹板；902、内夹板；903、连接螺栓；904、弯钩。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，现对本发明提供的一种输电线路铁塔加固调节装置进行说明。所述一种输电线路铁塔加固调节装置，包括：底板1、支撑柱2、弹性套管3、支撑架4、第一拉线301、第二拉线302、压力传感器5、控制器6和驱动装置7；底板1位于铁塔的下方，支撑柱2固定安装在底板1上，弹性套管3套装在支撑柱2上，支撑架4套装在弹性套管3的外侧，弹性套管3和支撑架4的底端均与底板1固定连接，压力传感器5安装在支撑架4的上端且靠近弹性套管3的一侧，控制器6和驱动装置7安装在弹性套管3的内部，驱动装置7通过第一拉线301与铁塔塔腿8连接，第二拉线302位于第一拉线301的上方且与弹性套管3和铁塔塔腿8固定连接；压力传感器5受到弹性套管3的压力后，将压力信号传输给控制器6，控制器6根据接收到的信号，控制驱动装置7带动第一拉线301进行拉线操作。

本实施例提供的一种输电线路铁塔加固调节装置，与现有技术相比，在输电线铁塔中心桩的位置处安装底板1，在底板1上固定安装支撑柱2，在支撑柱2上由内向外依次套装弹性套管3和支撑架4，该弹性套管3的弹性较大，在承受一定限度的作用力后会发生变形，作用力消失后会恢复至员状态，通过在支撑架4上安装要传感器，使得该支撑架4具备压力信号采集功能，在弹性套管3的内部安装有控制器6和驱动装置7等构件。驱动装置7通过第一拉线301与铁塔塔腿8固定连接，弹性套管3通过第二拉线302与铁塔塔腿8固定连接。当铁塔在外部因素(如风荷载或覆冰荷载等)作用下发生一定角度的倾斜时，弹性套管3在第二拉线302的拉伸下也会发生微小倾斜，从而使弹性套管3触碰到支撑架4上的压力传感器5，压力传感器5受到压力后将采集到的压力信号进行前期处理之后传输给控制器6(又称中央控制器6)，控制器6会根据接收到的信号对铁塔倾斜变形的大小作出判断并发布执行命令，从而控制驱动装置7工作，驱动装置7会带动对应位置的第一拉线301进行拉线操作，从而达到对铁塔进行加固的目的。

在铁塔塔腿8或者铁塔其他可能存在发生倾斜破坏的部位也会放置一些无线传感器，当在风荷载或覆冰荷载过大时，无线传感器在接收到信号后会将倾斜信号发送至控制器6，控制器6中有专门的一个模块用来接收无线传感器的信号数据并进行解码分析，控制器6会先根据倾斜程度的大小以及距离该输电线路铁塔加固调节装置的远近进行分析，如果可以通过输电线路铁塔加固调节装置进行修正时，则控制器6会对驱动装置7发出控执行信号，然后对第一拉线301进行拉线(收缩)操作，当塔倾斜变形超过调节极限时，控制器6会将警报信号发送至终端，提醒运维人员进行检查和修复，安装的无线传感器上面会有编号，编号对应的是施工设计时节点板的编号，当铁塔发生倾斜变形超过控制范围时，控制器6发出的报警信号会直接显示对应无线传感器的编号，方便检修人员查找问题所在，大大缩短了以往通过人力逐个排查所浪费的时间，具有一定时效性。

控制器6具有执行操作、控制时效件、处理数据等功能，控制器6将收到的信号数据进行解码、统计、分析，最后形成命令发送出去。本申请所采用的控制器6的型号为柯蒂斯1236-6401。

在一些实施例中，请参阅图1，弹性套管3的下端设有法兰盘303，法兰盘303与底板1通过紧固螺栓连接。本实施例中，弹性套管3通过法兰盘303与底板1使用紧固螺栓进行连接，紧固螺栓为高强度螺栓。支撑架4安装在弹性套管3的底部。支撑架4与弹性套管3通过法兰盘303与底板1使用紧固螺栓进行连接。弹性套管3为圆柱体，其内部设有用于安装支撑柱2的安装孔，该安装孔可以是通孔也可以是盲孔。支撑柱2凸出底板1的高度小于弹性套管3的高度，从而保证降低弹性套管3的变形抗力，保证支撑架4上的压力传感器5能够准确感应弹性套管3所施加的压力。铁塔塔腿8的数量通常为四根，所以每根铁塔塔腿8上均安装有至少一根第一拉线301和一根第二拉线302。本申请中的第一拉线301和第二拉线302的数量分别为四根，铁塔在没有外界因素影响的情况下，第一拉线301处于微绷状态，第二拉线302处于绷紧状态，从而达到受力平衡的效果。

在一些实施例中，请参阅图2，支撑架4包括：上支撑环401、下支撑环402、连接板403和支撑挡板404；上支撑环401和下支撑环402套装在弹性套管3的外侧，下支撑环402与底板1固定连接，连接板403用于连接上支撑环401和下支撑环402；支撑挡板404固定安装在上支撑环401的顶面，压力传感器5安装在支撑挡板404的内壁上。本实施例中，上支撑环401和下支撑环402同轴设置，且上支撑环401和下支撑环402的内轮廓大于等于弹性套管3的外径。连接板403的数量为多个，沿下支撑环402的周向均匀布置。本申请中的连接板403的数量为四个，连接板403与上支撑环401和下支撑环402构成框架结构，从而降低了支撑架4的自身重量，同时提高了整体的结构强度。连接板403采用2.5cm厚的钢板。在下支撑环402上设有螺栓过孔，该螺栓过孔位于相邻两个连接板403之间，下支撑环402上的螺栓过孔与法兰盘303上的螺栓过孔相对应。上支撑环401与下支撑环402之间距离大于紧固螺栓的长度尺寸，从而保证紧固螺栓能够从下支撑环402上拆卸下来。下支撑环402和上支撑环401与连接板403通过焊接的方式固定连接。支撑挡板404焊接固定在上支撑环401的上表面，支撑挡板404的横截面为扇形，即支撑挡板404的内轮廓和外轮廓均为圆弧，支撑挡板404内轮廓的半径自上而下一次增大，并且支撑挡板404内轮廓的最小值大于弹性套管3的外径。压力传感器5安装在支撑挡板404内壁的顶端，压力传感器5的感应面凸出支撑挡板404的内壁并抵靠在弹性套管3的外壁上。

在一些实施例中，请参阅图9，上支撑环401的顶面开设有与支撑挡板404插接配合的插槽405，上支撑环401的侧壁上安装有弹性顶销406，支撑挡板404上对应设有与弹性顶销406卡接配合的限位凹槽。弹性顶销406包括顶销本体407和压缩弹簧408。上支撑环401的外壁上开设有用于安装弹性顶销406的容纳槽409，容纳槽409的内壁上设有与顶销本体407滑动配合的导向孔，顶销本体407的一端穿过导向孔并与限位凹槽卡接配合，顶销本体407具有沿其自身长度方向运动的自由度。容纳槽409的开口端安装有堵塞410，压缩弹簧408位于顶销本体407和堵塞410之间，从而对顶销本体407施加朝向插槽405一侧的作用力。顶销本体407上安装有限位环411，限位环411位于容纳槽409内，且限位环411的外径尺寸大于导向孔的孔径，限位环411用于将顶销本体407限位在容纳槽409内。压缩弹簧408的一端套装在顶销本体407上并抵接在限位环411上，另一端抵接在堵塞410的内壁上。顶销本体407的外周面上设有与限位环411配合安装的外螺纹。

在一些实施例中，请参阅图3，下支撑环402的内径大于等于弹性套管3的外径尺寸，下支撑环402和弹性套管3之间填充有耐候胶304。本实施例中，本申请中的上支撑环401和下支撑环402的内径大于弹性套管3的外径，从而方便了将支撑架4套装在弹性套管3的外侧。支撑架4一方面为压力传感器5提供了支撑，另一方面还对弹性套管3起到了加固作用，从而保证弹性套管3的下部与底板1保持相对稳定。在下支撑环402与弹性套管3的间隙处喷射缝隙填补密封用的耐候胶304，防止因空气、雨水等一些具有腐蚀性的物质对弹性套管3进行破坏，以此来保证弹性套管3的稳定性。为了进一步提升弹性套管3的稳定性，也可以在上支撑环401和弹性套管3的间隙处填充耐候胶304。

在一些实施例中，请参阅图2，压力传感器5包括防腐蚀应变片。本实施例中，支撑挡板404的数量为四个，与第二拉线302的位置相对应。四个支撑挡板404的内侧安装有防腐蚀应变片，防腐蚀应变片只能感知压力信号，无法接受温度信号，防止因天气、人为等因温度变化产生影响。在支撑挡板404的内侧还安装有一层弹性垫412，弹簧垫起到一定的缓冲作用，由于铁塔在实际运行过程中会有一定的摇摆幅度，所以设置一层弹簧垫作为缓冲，其中防腐蚀应变片用来接收因铁塔发生一定角度倾斜而造成的变形所产生的信号。

压力传感器5还包括力敏传感器，力敏传感器是将应力、压力等力学量转换成电信号的转换器件。力敏传感器可以安装在支撑挡板404上，也可以安装在弹性套管3的内部。力敏传感器主要进行信号采集。当铁塔整体发生变形(调节极限角度内)时，由于第一拉线301处于微绷状态，第二拉线302处于绷紧状态，铁塔偏斜一定的角度，第二拉线302会使弹性套管3上部发生偏斜而触碰到某一个方向的防腐蚀应变片第一时间感知到，迅速将信号传送至力敏传感器，力敏传感器会将信号进行采集整理并进行预处理，之后信号被发送至控制器6，控制器6根据变形的大小决定控制第一拉线301的拉伸(收缩)长短，给铁塔塔腿8施加与变形相反方向的作用力，使铁塔恢复倾斜前的状态，进行有效的稳固支撑。

在一些实施例中，请参阅图1，底板1由钢筋混凝土预制而成，支撑柱2为实心圆柱体铸铁，支撑柱2预制在底板1的中心并贯穿底板1。本实施例中，底板1为钢筋混凝土预制板，内设配筋率较高，增强底板1的强度和刚度。在铁塔中心桩位置(铁塔的正下方)处采用钢筋混凝土材料预制底板1，在预制底板1的同时在其中心位置加入支撑柱2(支撑柱2为实心圆柱体铸铁)一同浇注而成，使支撑柱2与底板1更好的结合在一起，用来增大整体结构的强度和稳定性。底板1埋设在地下，仅留出50mm的高度露出地面用来安装其他所需固定的装置即可。

在一些实施例中，请参阅图4，弹性套管3的上端外壁开设有环形凹槽413，环形凹槽413内敷设有用于固定第二拉线302的绳索414。本实施例中，弹性套管3的上部设有环形凹槽413，该环形凹槽413内缠绕并固定有至少一根钢丝绳，第二拉线302为防水防晒尼龙绳，其主要作用是将铁塔的变形传递给压力传感器5。四根防腐蚀尼龙绳通过钢丝绳固定在弹性套管3上。第一拉线301和第二拉线302固定安装在铁塔塔腿8的同一位置上，由于第二拉线302位于第一拉线301的上方，所以第二拉线302的长度小于第一拉线301的长度。

在一些实施例中，请参阅图5，弹性套管3上开设有用于第一拉线301穿过的通孔，在该通孔内安装有柔性衬套415，柔性衬套415为柔性材质，例如聚氨酯或者橡胶。聚氨酯和橡胶为柔性材质，且具有良好的耐磨性。柔性衬套415包裹住第一拉线301，防止第一拉线301与弹性套管3发生直接摩擦，延长拉线的使用寿命。第二拉线302采用Ф8mm的钢丝绳，其特点是具有一定的柔韧性和强度，在进行修正铁塔倾斜时能够承受住拉力不易被拉断。

在一些实施例中，请参阅图7和图8，驱动装置7包括驱动电机701、传动杆702和绞盘703；驱动电机701驱动传动杆702绕轴转动，传动杆702与绞盘703通过齿轮传动；第一拉线301的一端缠绕在绞盘703上，另一端与铁塔塔腿8固定连接；驱动电机701通过传动杆702带动绞盘703绕轴转动，从而实现对第一拉线301的拉线操作。本实施例中，驱动电机701和绞盘703的数量均为四个，与第一拉线301的数量相对应，驱动电机701的输出轴与传动杆702固定连接，绞盘703与传动杆702通过齿轮传动，最终实现对第一拉线301的拉线操作。驱动电机701控制对应的绞盘703正转或者反转。控制器6根据对接收到的信号进行分析处理，从而控制对应的驱动电机701工作(正转或者反转)，使对应的第一拉线301伸长或者缩短。需要说明的是，也可以采用其他任何形式的机械传动结构来实现对多个绞盘703的驱动。

在一些实施例中，请参阅图6，一种输电线路铁塔加固调节装置还包括铁塔塔腿加固结构9，铁塔塔腿加固结构9包括外夹板901、内夹板902和连接螺栓903，外夹板901和内夹板902分别位于铁塔塔腿8的外侧和内侧，外夹板901和内夹板902的两端设有用于安装连接螺栓903的安装过孔，安装过孔均位于输电铁塔角钢的外侧。本实施例中，铁塔塔腿加固结构9用于对铁塔塔腿8进行加固，同时还兼顾第一拉线301、第二拉线302固定的作用。铁塔塔腿8由角钢构成，外夹板901的外轮廓为圆弧，内轮廓与角钢相匹配。外夹板901和内夹板902分别位于角钢的内外两侧，外夹板901和内夹板902通过连接螺栓903固定连接。弯钩904焊接在外夹板901的外壁上，第一拉线301和第二拉线302均套在该弯钩904上，有效防止第一拉线301和第二拉线302在拉力作用下发生位移，而且第一拉线301和第二拉线302对外夹板901的拉力使该铁塔塔腿加固结构9不会相对铁塔塔腿8发生松动。内夹板902的数量为两个，位于外夹板901的上下两端。

在一些实施例中，外夹板901和内夹板902均采用镀锌钢板。本实施例中，镀锌钢板具有良好的耐腐蚀性能，防锈能力强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。