[發明專利]一種抗60m/s以上強風的納米復合桿塔的制造方法

有效

• 申請號: 201510438897.0
• 申請日: 2015-07-23
• 公開（公告）號: CN104963541B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 孫仲齊;黃李煙;胡廣生;張流坤;陳關甫
• 申請（專利權）人: 孫仲齊
• 主分類號: E04H12/02
• 分類號: E04H12/02;C08L63/00;C08L75/04;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/36;C08K7/14;C08K3/22;C08K7/04;C08K7/10
• 代理公司: 西安創知專利事務所61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于復合桿塔制造技術領域，具體涉及一種抗60m/s以上強風的納米復合桿塔的制造方法。

背景技術

高壓輸電線路桿塔一般采用導電的鋼材制成，不絕緣，易引起雷擊和霧閃、濕閃等閃絡事件，并容易造成跳閘事故，且成本較高，重量大，運輸和安裝都不方便，在偏遠山區或交通不便的地方顯得尤為不便。

復合桿塔具有絕緣、抗閃、耐雷擊的特點，例如對復合材料110k電桿具有雙地線且接地電阻不大于30Ω，其耐雷水平可達100kA以上，此類電桿頗適合我國沿海多雷地區和潮濕地帶。但一般的復合材料難以抗雷雨交加時的強風。

目前，我國對輸電線路桿塔的風力規定為：內陸地區一般按照25m/s風速設計，沿海臺風地帶按照35m/s風速設計。然而，近年來有些地區風速有急劇增加的趨勢。例如，2015年4月4日，四川省武勝縣發生38.5m/s風速的13級強風，造成嚴重損失。2013年～2014年登陸臺風(威馬遜)竟然達到60m/s，在海南地區造成嚴重損失。因此，急需一種能夠抗60m/s以上強風的高壓輸電線路桿塔。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種抗60m/s以上強風的納米復合桿塔的制造方法。該方法通過向樹脂中加入納米材料和增強材料，提高了樹脂的力學性能，通過控制復合材料中玻璃纖維的體積，提高了復合材料的力學性能，制造的復合桿段的拉伸強度達0.6GPa～1.0GPa，彎曲強度達1.0GPa～1.5GPa，經結構計算，可抗強風達60m/s以上；采用復合材料制造法蘭式抱箍，并在復合桿段與法蘭式抱箍連接的部位和法蘭式抱箍內側涂覆無水硫酸鈣晶須粘結的樹脂，利用無水硫酸鈣晶須粘接樹脂與玻璃纖維的作用，能夠使復合桿段之間牢固連接，從而進一步增強輸電桿塔的力學性能，達到抗強風的目的。采用該方法制造的復合桿塔具有憎水、抗紫外光、耐酸堿和抗冷熱等性能，壽命可達40年，可用作110kV～220kV輸電桿塔。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種抗60m/s以上強風的納米復合桿塔的制造方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、制備復合材料：

步驟101、向經分散處理的納米材料中加入增強材料和硅烷偶聯劑，攪拌均勻得到混合粉體，將所述混合粉體加入樹脂中攪拌均勻，得到浸漬液；所述納米材料為納米SiO₂或納米Al₂O₃；所述增強材料為晶須或微米級硅微粉，增強材料的質量為樹脂質量的15％～18％，分散處理前的納米材料的質量為樹脂質量的3％～5％，硅烷偶聯劑的質量為分散處理前的納米材料質量的3％～5％；所述樹脂為環氧樹脂或聚氨酯樹脂；

步驟102、將玻璃纖維置于步驟101中所述浸漬液中浸漬，得到復合材料；所述復合材料中玻璃纖維的體積百分含量為60％～65％；

步驟二、制備輸電桿塔的復合桿段：將步驟102中所述復合材料沿軸向鋪設于模具上，待鋪設厚度達到所需厚度時停止鋪設；然后將鋪設有復合材料的模具置于固化爐中，在溫度為80℃～100℃的條件下固化2h～3h，脫模后得到復合桿段；

步驟三、制備法蘭式抱箍：采用模壓成型法將步驟102中所述復合材料制成與步驟二中所述復合桿段的端部相配合的法蘭式抱箍，模壓成型的溫度為80℃～100℃；

步驟四、裝配復合桿段和法蘭式抱箍：趁熱在步驟二中所述復合桿段與法蘭式抱箍連接的部位和法蘭式抱箍內側均涂覆納米材料增強的樹脂，將涂覆后的法蘭式抱箍與復合桿段裝配，擰緊法蘭式抱箍的螺栓，冷卻后得到裝配有法蘭式抱箍的復合桿段；所述納米材料增強的樹脂為采用無水硫酸鈣晶須粘結的環氧樹脂或采用無水硫酸鈣晶須粘結的聚氨酯樹脂，納米材料增強的樹脂中無水硫酸鈣晶須的質量百分含量為1％～2％；

步驟五、將若干個步驟四中裝配有法蘭式抱箍的復合桿段依次連接，其中相鄰兩個復合桿段端部的法蘭式抱箍通過螺栓相連接，得到抗強風的復合桿塔。

上述的一種抗60m/s以上強風的納米復合桿塔的制造方法，其特征在于，步驟101中所述晶須為碳化硅晶須、氧化鋁晶須、氮化硅晶須、硅酸鋁晶須、硼酸鋁晶須和氧化鎂晶須中的一種或幾種。

上述的一種抗60m/s以上強風的納米復合桿塔的制造方法，其特征在于，步驟101中所述硅烷偶聯劑為KH-550硅烷偶聯劑。

上述的一種抗60m/s以上強風的納米復合桿塔的制造方法，其特征在于，步驟101中所述分散處理的方法為機械振搗法、超聲振動法、離子輻照法或超分散劑分散法。