一種用于培訓(xùn)的輸電線鐵塔模型及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于培訓(xùn)的輸電線鐵塔模型，包括自下而上依次安裝的塔腿、塔身和塔頭，所述塔頭的頂部?jī)蓚?cè)對(duì)稱設(shè)有地線支架，所述塔身的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有橫擔(dān)，所述地線支架和橫擔(dān)上分別設(shè)有地線掛點(diǎn)和導(dǎo)線掛點(diǎn)。本發(fā)明能夠真實(shí)反應(yīng)實(shí)際鐵塔架構(gòu)，大小合適、重量輕、方便搬運(yùn)攜帶，鐵塔模型的地線掛點(diǎn)和導(dǎo)線掛點(diǎn)采用不等比例制作，細(xì)節(jié)清晰，使得鐵塔模型在小巧的同時(shí)滿足了局部功能性需求；本模型具備模擬組塔教學(xué)功能，可重復(fù)拆裝；本模型具備懸掛導(dǎo)地線及其金具串能力，后期開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景廣闊；模型制作方法比較簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，可適用于所有通用設(shè)計(jì)鐵塔模塊，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用中隊(duì)各種塔型模型的需求。
【專利說(shuō)明】
一種用于培訓(xùn)的輸電線鐵塔模型及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于培訓(xùn)的輸電線鐵塔模型及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]輸電線路鐵塔是一種大型電力鋼材建筑，一般由角鋼構(gòu)建而成。由于其體積巨大，無(wú)法出現(xiàn)在常規(guī)辦公室中，在對(duì)輸電行業(yè)人員技能培訓(xùn)中，往往缺少比例大小合適、便于擺放和觀察的鐵塔模型。在輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要對(duì)鐵塔設(shè)計(jì)方案、鐵塔結(jié)構(gòu)形式、鐵塔掛點(diǎn)掛線方式和鐵塔電氣安全距離等要素進(jìn)行三維分析計(jì)算。目前，輸電線路模擬技術(shù)主要通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真軟件以三維圖像的形式來(lái)展示，而三維圖像的輸出介質(zhì)是二維顯示器或圖紙，人工觀察中容易產(chǎn)生一些視覺(jué)盲點(diǎn)，不夠直觀，但市場(chǎng)上缺少固定比例縮小的鐵塔模型。在輸電線路組塔施工方案和鐵塔運(yùn)檢方案的決策制定中，也缺少可拆裝、方便攜帶的輸電線路鐵塔模型。因此，為了提高電力線路設(shè)計(jì)、技能培訓(xùn)、安全施工運(yùn)檢等領(lǐng)域人員對(duì)線路鐵塔的直觀理解，有必要研發(fā)制造全系列輸電線路鐵塔模型。
[0003]目前，線路鐵塔的應(yīng)用模型還較少，現(xiàn)有的鐵塔模型一般采用的比例過(guò)小，模型尺寸小，一些局部細(xì)節(jié)難以顯現(xiàn)出來(lái);少數(shù)鐵塔模型采用的比例過(guò)大，模型尺寸大，室內(nèi)無(wú)法放置，難以攜帶，不借助工具難以一覽全貌?，F(xiàn)有的鐵塔模型大多不可拆卸或僅能局部拆卸，不能反映鐵塔連接特性;現(xiàn)有的鐵塔模型基本沒(méi)有對(duì)鐵塔金具掛點(diǎn)和地腳螺栓連接孔進(jìn)行仿制，不具備模擬掛線和模擬組塔功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了一種用于培訓(xùn)的輸電線鐵塔模型及其制作方法，本發(fā)明鐵塔模型整體按固定比例縮小，包括塔腿、塔身、塔頭、橫擔(dān)、地線支架等，能夠真實(shí)反應(yīng)實(shí)際鐵塔架構(gòu)，大小合適、重量輕、方便搬運(yùn)攜帶，鐵塔模型的地線掛點(diǎn)和導(dǎo)線掛點(diǎn)采用不等比例制作，細(xì)節(jié)清晰，使得鐵塔模型在小巧的同時(shí)滿足了局部功能性需求;本模型具備模擬組塔教學(xué)功能，可重復(fù)拆裝;本模型具備懸掛導(dǎo)地線及其金具串能力，后期開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景廣闊；模型制作方法比較簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，可適用于所有通用設(shè)計(jì)鐵塔模塊，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用中隊(duì)各種塔型模型的需求。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種用于培訓(xùn)的輸電線鐵塔模型，包括自下而上依次安裝的塔腿、塔身和塔頭，所述塔頭的頂部?jī)蓚?cè)對(duì)稱設(shè)有地線支架，所述塔身的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有橫擔(dān)，所述塔頭、塔身、塔腿、地線支架和橫擔(dān)的高度與實(shí)際輸電鐵塔相應(yīng)部分的比例為1: 15，對(duì)輸電線鐵塔按照一定比例縮小制作鐵塔教學(xué)模型，使鐵塔模型在塔頭、塔身和塔腿高度上滿足教學(xué)需求的情況下，鐵塔模型小型化，同時(shí)在橫擔(dān)、地線支架等功能性部件上，為了滿足教學(xué)需求和實(shí)際功能的演示需求，地線掛點(diǎn)和導(dǎo)線掛點(diǎn)采用與高度比例不同的縮放比例，使局部功能部件精細(xì)化，這樣在整個(gè)鐵塔教學(xué)模型上既滿足了教學(xué)小型化的要求，同時(shí)又滿足了局部功能清楚展示的需求。一般來(lái)說(shuō)本發(fā)明的輸電鐵塔模型可以對(duì)以下塔型進(jìn)行制作:耐張鐵塔(N)、直線鐵塔(Z)、終端鐵塔(D)、跨域鐵塔(K)、分支鐵塔(F)等。
[0007]所述塔頭、塔身和塔腿由角型鋁合金拼接而成，相鄰的角材之間通過(guò)螺栓固定。在按比例縮小的角材上進(jìn)行定位鉆孔，并采用螺栓固定，真實(shí)模擬輸電鐵塔的安裝過(guò)程，本發(fā)明中螺栓采用M2和M3兩種。
[0008]所述橫擔(dān)為尖嘴型橫擔(dān)，所述尖嘴型橫擔(dān)最后一個(gè)節(jié)間的上平面為直線形，所述橫擔(dān)的下平面為三角形。
[0009]任意兩個(gè)相鄰所述節(jié)間之間的截面為三角形。
[0010]所述橫擔(dān)、地線支架的末端設(shè)有導(dǎo)地線掛點(diǎn)，可以懸掛導(dǎo)線和地線。
[0011]—種用于培訓(xùn)的輸電線鐵塔模型的制作方法，包括以下步驟:
[0012]步驟一:準(zhǔn)備鐵塔模型使用的材料；
[0013]步驟二:根據(jù)輸電鐵塔設(shè)計(jì)圖，按比例制作鐵塔模型的各個(gè)部件；
[0014]步驟三:在部件上鉆孔，并按照所屬部位進(jìn)行相應(yīng)編號(hào)；
[0015]步驟四:進(jìn)行模塊化組裝，分別對(duì)鐵塔模型的塔腿、塔身和塔頭進(jìn)行搭建；
[0016]步驟五:將鐵塔模型自下而上依次組裝；
[0017]步驟六:對(duì)組裝好的鐵塔模型進(jìn)行后處理。
[0018]所述步驟一中所使用的材料按照其所處位置選取不同寬度。通常采用寬度分別為6mm，8mm，10mm，12mm，15mm的五種角型招合金，根據(jù)不同受力位置，選擇不同寬度。
[0019]所述材料規(guī)格如下:
[0020]模型主體部分:厚度Imm，寬度6_15mm鋁合金角材；
[0021]鐵塔節(jié)點(diǎn)板:厚度Imm鋁合金板片；
[0022]塔腳坂:厚度2mm鐵板，方便塔腳板與塔腳的焊接；
[0023]導(dǎo)、地線掛點(diǎn):厚度Imm不銹鋼板，保證在功能演示過(guò)程中的強(qiáng)度，防止掛點(diǎn)發(fā)生彎曲；
[0024]連接螺栓:M2和M3螺栓，采用小型號(hào)的螺栓，能夠避免各部件之間的干涉，同時(shí)保證模型的體積不增大。
[0025]所述步驟二中的比例采用不等比例，其中鐵塔模型角鋼比例為1:15，導(dǎo)、地線掛點(diǎn)比例為1:10，塔腳坂、鐵塔模型節(jié)點(diǎn)板比例在1:13至1:10之間，鐵塔模型整體采用不等比例，在滿足體積要求的情況寫(xiě)同時(shí)滿足功能需求。
[0026]所述后處理包括鐵塔的矯形、各部件位置的微調(diào)、清除劃痕、去除毛刺，對(duì)鐵塔模型的局部或者整體進(jìn)行噴漆防銹，組裝完成后對(duì)鐵塔模型表面的劃痕進(jìn)行清理，去除創(chuàng)配和加工過(guò)程中產(chǎn)生的毛刺，避免劃傷操作者，在鐵塔模型表面噴漆進(jìn)行防銹處理，既保持美觀，又延長(zhǎng)使用壽命。
[0027]本發(fā)明的有益效果為:
[0028](I)本發(fā)明鐵塔模型整體是按固定比例縮小的，包括塔腿、塔身、塔頭、橫擔(dān)、地線支架，能夠真實(shí)反應(yīng)實(shí)際鐵塔架構(gòu)，大小合適、重量輕，方便搬運(yùn)攜帶，同時(shí)鐵塔模型的地線掛點(diǎn)和導(dǎo)線掛點(diǎn)采用不等比例制作，這樣就使得鐵塔模型在保證小巧的前提下滿足了局部功能性的需求；
[0029](2)本發(fā)明塔腳坂采用特殊比例，使其適當(dāng)放大，既滿足正常平穩(wěn)放置，又能依靠螺栓固定在地面或其它位置;本發(fā)明可重復(fù)拆裝，具備模擬組塔演示功能。
[0030](3)本發(fā)明的鐵塔模型真實(shí)模擬了輸電鐵塔的形狀、構(gòu)造以及各部件的功用，真實(shí)的為學(xué)生展示了鐵塔各部分的細(xì)節(jié)，鐵塔模型的制作方法規(guī)范了鐵塔教學(xué)模型的制作和搭建過(guò)程，使學(xué)員在制作過(guò)程中體會(huì)、記憶真實(shí)鐵塔的搭建程序，在輸電鐵塔教學(xué)領(lǐng)域具有極大的推廣意義。
【附圖說(shuō)明】
[0031 ]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是本發(fā)明塔腿結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3A是本發(fā)明中間節(jié)點(diǎn)板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3B是本發(fā)明邊角節(jié)點(diǎn)板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3C是本發(fā)明塔腳板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4是本發(fā)明橫擔(dān)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖5是本發(fā)明各部分角鋼寬度選擇示意圖；
[0038]其中，1、塔腿，2、塔身，3、橫擔(dān)，4、塔頭，5、地線支架，6、中間節(jié)點(diǎn)板，7、邊節(jié)點(diǎn)板，8，塔腳板，9、第一節(jié)間，10、中間節(jié)間，11、末端節(jié)間。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0040]如圖1所示，一種用于培訓(xùn)的輸電線鐵塔模型，包括自下而上依次安裝的塔腿1、塔身2和塔頭4，所述塔頭4的頂部?jī)蓚?cè)對(duì)稱設(shè)有地線支架5，所述塔頭4靠下位置的兩側(cè)設(shè)有橫擔(dān)3，與實(shí)際輸電線鐵塔一致，所述塔頭4、塔身2、塔腿1、地線支架5和橫擔(dān)3的高度與實(shí)際輸電鐵塔相應(yīng)部分的比例為1:15，能夠真實(shí)反應(yīng)實(shí)際鐵塔架構(gòu)，大小合適、重量輕，方便搬運(yùn)攜帶;鐵塔模型在塔頭4、塔身2和塔腿I高度上滿足教學(xué)需求的情況下，鐵塔模型小型化，同時(shí)在橫擔(dān)3、地線支架5等功能性部件上，為了滿足教學(xué)需求和實(shí)際功能的演示需求，地線掛點(diǎn)和導(dǎo)線掛點(diǎn)采用與高度比例不同的縮放比例，使功能部件精細(xì)化，導(dǎo)線掛點(diǎn)、地線掛點(diǎn)采用1:10比例，使其適當(dāng)放大，具備懸掛模擬導(dǎo)線功能，整個(gè)鐵塔教學(xué)模型上既滿足教學(xué)小型化的要求，又滿足局部功能清楚展示的需求。一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的輸電鐵塔模型可以對(duì)以下塔型進(jìn)行制作:耐張鐵塔(N)、直線鐵塔(Z)、終端鐵塔(D)、跨域鐵塔(K)、分支鐵塔(F)等。
[0041]所述塔頭4、塔身2和塔腿I的角鋼模型由鋁合金角材加工而成，相鄰的鋁合金角材之間通過(guò)螺栓固定。在按比例縮小的角鋼模型上進(jìn)行定位鉆孔，并采用螺栓固定，真實(shí)模擬輸電鐵塔的安裝過(guò)程，本發(fā)明中螺栓采用M2和M3兩種。如圖2所示，所述塔腳底部焊接有塔腳板8，塔腳坂8采用特殊比例，使其適當(dāng)放大，用螺栓連接在塔腿I的底部，支撐能力滿足模擬組塔，減小與地面之間的壓強(qiáng)，如圖3C所示，所述塔腳板8為方形板片，四個(gè)角上設(shè)有固定孔，可以將鐵塔固定在地面上或其它位置。如圖3A和圖3B所示，所述塔腿I與塔身2之間由節(jié)點(diǎn)板連接，節(jié)點(diǎn)板也是局部特殊比例放大，保證螺栓的安裝空間，所述節(jié)點(diǎn)板分為中間節(jié)點(diǎn)板6和邊節(jié)點(diǎn)板7，中間節(jié)點(diǎn)板6用于兩個(gè)塔腿I之間的連接，其板面上設(shè)有一排橫向固定孔和對(duì)稱呈“八”字設(shè)置的斜向固定孔;邊節(jié)點(diǎn)板7位于塔腿I的四個(gè)角上，用于連接塔腿I和塔身2，設(shè)有一排橫向固定孔和與橫向固定孔呈一定角度的斜向固定孔。
[0042]如圖4所示，所述橫擔(dān)3為尖嘴型橫擔(dān)3，所述尖嘴型橫擔(dān)3最后一個(gè)節(jié)間的上平面為直線形，所述橫擔(dān)3的下平面為三角形。在本申請(qǐng)中橫擔(dān)3節(jié)間數(shù)為4，即在第一節(jié)間9與末端節(jié)間11之間還有兩個(gè)中間節(jié)間10，尖嘴型橫擔(dān)3的下平面為三角形，上平面由直線型主材構(gòu)成，任意兩個(gè)相鄰所述節(jié)間之間的截面也為三角形。所述橫擔(dān)3的末端設(shè)有絕緣子串或?qū)Ь€，即絕緣子串或?qū)Ь€位于末端節(jié)間11上。
[0043]本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N鐵塔模型加工方法，能夠?qū)⑷魏舞F塔圖紙轉(zhuǎn)化為模型，有助于鐵塔研發(fā)設(shè)計(jì)，通過(guò)消除平面圖紙的視覺(jué)盲點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行改良，有效減小設(shè)計(jì)成本，提高設(shè)計(jì)效率。一種用于培訓(xùn)的輸電線鐵塔模型的制作方法，包括以下步驟:
[0044]步驟一:準(zhǔn)備鐵塔模型使用的材料；
[0045]步驟二:根據(jù)輸電鐵塔設(shè)計(jì)圖，按比例制作鐵塔模型的各個(gè)部件；
[0046]步驟三:在部件上鉆孔，并按照所屬部位進(jìn)行相應(yīng)編號(hào)；
[0047]步驟四:進(jìn)行模塊化組裝，分別對(duì)鐵塔模型的塔腿1、塔身2和塔頭4進(jìn)行搭建；
[0048]步驟五:將鐵塔模型自下而上依次組裝；
[0049]步驟六:對(duì)組裝好的鐵塔模型進(jìn)行后處理。
[0050]所述步驟一中所使用的材料按照其所處位置選取不同寬度。通常采用寬度分別為6mm,8mm, 10mm，12mm，15mm的五種招合金角材，根據(jù)不同受力位置，選擇不同寬度，具體如圖5所示，鐵塔模型編號(hào)①②③④⑤處分別對(duì)應(yīng)使用寬度為6mm，8mm，10mm，12mm，15mm的角鋼。
[0051]所述材料規(guī)格如下:模型主體部分:厚度1mm，寬度6-15mm招合金角材;鐵塔節(jié)點(diǎn)板:厚度Imm鋁合金板片;塔腳坂:厚度2_鐵板，方便塔腳板與塔腳的焊接;導(dǎo)、地線掛點(diǎn):厚度Imm不銹鋼板，保證在功能演示過(guò)程中的強(qiáng)度，防止掛點(diǎn)發(fā)生彎曲；連接螺栓:M2和M3螺栓，采用小型號(hào)的螺栓，能夠避免各部件之間的干涉，同時(shí)保證模型的體積不增大。
[0052]所述步驟二中的比例采用不等比例，其中鐵塔模型角鋼比例為1:15，導(dǎo)、地線掛點(diǎn)比例為1:10，塔腳坂、鐵塔模型節(jié)點(diǎn)板比例在1:13至1:10之間，鐵塔模型整體采用不等比例，在滿足體積要求的情況寫(xiě)同時(shí)滿足功能需求。
[0053]所述后處理包括鐵塔的矯形、各部件位置的微調(diào)、清除劃痕、去除毛刺，對(duì)鐵塔模型各部件位置進(jìn)行微調(diào)，使之處于相應(yīng)的位置，通過(guò)對(duì)鐵塔模型的矯形保證其外觀，對(duì)鐵塔模型的局部或者整體進(jìn)行噴漆防銹，組裝完成后對(duì)鐵塔模型表面的劃痕進(jìn)行清理，去除創(chuàng)配和加工過(guò)程中產(chǎn)生的毛刺，避免劃傷操作者，在鐵塔模型表面噴漆進(jìn)行防銹處理，既保持美觀，又延長(zhǎng)使用壽命。
[0054]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于培訓(xùn)的輸電線鐵塔模型，其特征是:包括自下而上依次安裝的塔腿、塔身和塔頭，所述塔頭的頂部?jī)蓚?cè)對(duì)稱設(shè)有地線支架，所述塔身的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有橫擔(dān)，所述地線支架和橫擔(dān)上分別設(shè)有地線掛點(diǎn)和導(dǎo)線掛點(diǎn)，所述塔頭、塔身和塔腿由鋁合金角料制作的角鋼模型拼接而成，相鄰的角鋼模型之間通過(guò)螺栓固定，地線掛點(diǎn)和導(dǎo)線掛點(diǎn)采用不等比例制作。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于培訓(xùn)的輸電線鐵塔模型，其特征是:所述塔頭、塔身、塔腿、地線支架和橫擔(dān)的高度與實(shí)際輸電鐵塔相應(yīng)部分的比例為1:15，所述地線掛點(diǎn)和導(dǎo)線掛點(diǎn)的高度與實(shí)際輸電鐵塔相應(yīng)部分的比例為I: 10。3.如權(quán)利要求1所述的一種用于培訓(xùn)的輸電線鐵塔模型，其特征是:所述橫擔(dān)為尖嘴型橫擔(dān)，所述最后一個(gè)節(jié)間的上平面為直線形，所述橫擔(dān)的下平面為三角形。4.如權(quán)利要求3所述的一種用于培訓(xùn)的輸電線鐵塔模型，其特征是:任意兩個(gè)相鄰所述節(jié)間之間的截面為三角形。5.如權(quán)利要求4所述的一種用于培訓(xùn)的輸電線鐵塔模型，其特征是，所述橫擔(dān)的末端設(shè)有設(shè)有導(dǎo)地線掛點(diǎn)，可以懸掛導(dǎo)線和地線。6.—種如權(quán)利要求1所述的用于培訓(xùn)的輸電鐵塔模型的制作方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟一:準(zhǔn)備鐵塔模型使用的材料； 步驟二:根據(jù)輸電鐵塔設(shè)計(jì)圖，按比例制作鐵塔模型的各個(gè)部件； 步驟三:在部件上鉆孔，并按照所屬部位進(jìn)行相應(yīng)編號(hào)； 步驟四:進(jìn)行模塊化組裝，分別對(duì)鐵塔模型的塔腿、塔身和塔頭進(jìn)行搭建； 步驟五:將鐵塔模型自下而上依次組裝； 步驟六:對(duì)組裝好的鐵塔模型進(jìn)行后處理。7.如權(quán)利要求6所述的用于培訓(xùn)的輸電鐵塔模型的制作方法，其特征是:所述步驟一中所使用的材料按照其所處位置選取不同寬度。8.如權(quán)利要求7所述的用于培訓(xùn)的輸電鐵塔模型的制作方法，其特征是:所述材料規(guī)格如下:鐵塔角鋼模型:厚度1mm，寬度6-15mm招合金角材;鐵塔節(jié)點(diǎn)板:厚度Imm招合金板片；塔腳坂:厚度2mm鐵板;導(dǎo)、地線掛點(diǎn):厚度Imm不銹鋼板;連接螺栓:M2和M3螺栓。9.如權(quán)利要求6所述的用于培訓(xùn)的輸電鐵塔模型的制作方法，其特征是:所述步驟二中的比例采用不等比例，其中鐵塔角鋼比例為1:15，導(dǎo)、地線掛點(diǎn)比例為1:10，塔腳坂、鐵塔節(jié)點(diǎn)板比例在1:13至1:10之間。10.如權(quán)利要求6所述的用于培訓(xùn)的輸電鐵塔模型的制作方法，其特征是:所述后處理包括鐵塔的矯形、各部件位置的微調(diào)、清除劃痕、去除毛刺，對(duì)鐵塔模型的局部或者整體進(jìn)行噴漆防銹。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK105913756SQ201610377666
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】李光肖, 張平, 胡雪峰, 任貽興, 郗騁, 翟春生, 李繼強(qiáng), 肖云東, 王琳, 胡兆國(guó), 何召慧, 王曉曄, 張軍濤
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)寧供電公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司