复合材料杆塔的研制应用与展望

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1、复合材料杆塔的研制应用与展望北京玻钢院复合材料有限公司张雄军2012年5月31日目录1.前言2.应用形势分析3.研制应用现状4.需要解决的关键问题5.应用展望前言材料学科是基础研究学科，在国家的科技布局中占有举足轻重的地位，对各行各业有明显的支撑作用。新材料的应用主要依靠需求拉动和技术驱动前言资源节约型、环境友好型社会建设的总体要求；人民生活与电力、通讯、交通、市政等方面的关系越来越密切，对系统安全稳定运行的要求越来越高；输电线路走廊资源日趋紧张，在资源节约的技术上，提高线路输送能力有迫切需求；沿海、高污秽地区等特

2、殊地区对杆塔的使用维护、耐腐蚀性能的特殊要求；杆塔抵御冰灾、震灾、风灾等自然灾害和外力破坏的能力亟待提高。前言中国的开放程度越来越高，使我们有可能更快捷的获得国际上最先进的技术与产品，引进、消化吸收再创新的空间广阔。国家各级政府高度重视技术创新工作，搭建了良好的自主创新与集成创新平台，在此基础上，复合材料等新材料的应用研究已经取得了显著地进展；复合材料的制备技术与工艺技术已经具备了推动复合材料作为结构材料与功能材料在更大范围应用的基础条件。前言复合材料是非均质的各向异性材料，具有比强度高、比模量高、耐化学腐蚀、电性能

3、好、成型工艺优越、可设计性好等一系列优点。可以在极大范围内设计材料性能，是最终设计者的材料。复合材料的设计、研制、应用需要和本领域结合起来，进行专门的结构、材料及性能设计，不能进行简单的强度替代或刚度替代设计。本文主要介绍复合材料杆塔在输变电、市政、通讯及交通等领域的研制应用与展望。应用形势分析具有良好的绝缘性能，可以减少甚至不用绝缘子，从而节省输电线路走廊用地，且使杆塔底座的电磁场环境较好；抗腐蚀、抗老化性能好，使用年限长；强度安全系数高，在强风、断线、覆冰等载荷突变工况下不容易断裂，提高运行安全系数；比混凝土

4、杆、钢管杆、塔质量轻，可以大幅降低运输成本和施工人工成本；通过结构、连接等方面优化设计，可以使成本极具竞争力；构建可以加工成各种颜色，改善视觉效果；应用形势分析根据研究表明：和同尺寸规格的金属杆塔相比，复合材料杆塔对地场强和导线表面最大场强要小很多，这对减小输电线路的电能损失和无线电干扰具有积极意义。并且，优化后的复合材料杆塔比常规铁塔要低，横担要短。这可直接减小线路的走廊宽度，可以大幅降低整条线路的造价，具有良好的变革空间和应用前景。应用形势分析220kv输电线路采用复合材料横担，未采用传统悬垂绝缘子，显著降低走廊宽度应

5、用形势分析沿海地区一般都是生态环境优美、适合人类居住、有利于发展经济的“精华地区”。世界人口的60%居住在距海岸100km的沿海地区。目前在我国沿海地区，已经和正在形成一个“三主四次”的七大城市圈，它们主次相递，关联共生，由北向南分别是：辽东南城市圈（次）、首都城市圈（主）、山东半岛城市圈（次）、长三角城市圈（主）、台海城市圈（次）、珠三角城市圈（主）、北部湾城市圈（次）。全国已经开发利用的无居民海岛共计900多个，其中，农牧渔业用岛360多个、旅游娱乐用岛210多个、工业及交通运输用岛200多个、公共服务用岛130多个。应用

6、形势分析沿海地区的大气腐蚀主要是Cl离子沉积和S0污染，其中2NaCl是近海洋大气环境中金属表面主要的固体沉积物之一，具有很强的吸湿性，并能溶于金属表面的薄渡膜形成强腐蚀性的电介质．对金属腐蚀起着加速作用。S02作为大气中主要气体污染物之一，溶于水后会导致金属表面薄液膜酸化，引起材料腐蚀。应用形势分析应用形势分析应用形势分析应用形势分析梢径190mm、根径340、长度10.5m的10kv直线杆对比：材质重量价格挡距水泥杆11441290~159660钢杆437350070复合材料320325070杆梢径240mm、长度22.7

7、m的35kv直线杆对比：材质重量价格挡距水泥杆31914099100钢杆208717739200复合材料1043.2，其中复合材料16000260杆760+90，金属件：193.2应用形势分析研制应用现状国外研制状况美国Creativepultrusion、EbertComposites、Strongwell、Shakespear、Newmark等公司都研制开发了复合材料杆塔RS公司英国EPL公司南非BEKA公司的灯杆研制美国土木工程师学会已经制定了复合材料输电杆塔的应用标准研制应用现状Powertrusion公司研

8、制应用现状研制应用现状研制应用现状研制应用现状美国220KV复合材料格构式输电塔研制应用现状RS公司研制应用现状英国EPL公司研制应用现状南非研制应用现状目前在灯杆方面国内没有国标或行业标准，只有各企业的企标，在特殊产品有技术条件，如：高杆照明设施技术条件（CJ/T3076