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环保电力复合材料杆塔制造及应用关键技术

成果类型:: 发明专利,实用新型专利,新技术

发布时间: 2022-11-11 12:23:44

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”高端装备制造产业科技服务团| 陈丽红 | 2022-11-14 14:42:37
复合材料杆塔是使用玻纤增强树脂复合材料制备的电力杆塔,具有重量轻(密度不到钢材1/3)、承载力大、耐腐蚀和绝缘等技术优势,但在耐老化技术、轻量化复合材料节点连接设计、防雷接地、工程应用技术与标准等关键问题研究上存在不足,产品不具备工程化推广应用条件。项目针对以上关键技术进行系统研究,形成了涵盖材料、设计、制造与应用的一整套环保复合材料杆塔生产技术,并建设了一批试点工程,编制了技术标准或规范,推动了产品的市场应用。
项目从材料性能、产品结构设计、制备技术和工程应用技术四个方面开展研究工作,形成聚氨酯复合材料综合性能、复合材料杆塔轻量化结构设计、先进复合材料成型技术、复合材料杆塔耐老化评估方法及线路防污秽、防风偏应用技术等研究成果,在这些成果基础上,提炼出复合材料杆塔绝缘配合及防雷接地技术、耐候聚氨酯复合材料技术、复合材料节点连接技术、变截面小角度缠绕技术和复合材料杆塔多因素加速老化评估方法等关键技术(如图1所示),从而为解决绿色复合材料杆塔的设计、制备和应用关键技术瓶颈提供了成套技术解决方案,并通过建设应用工程和评估挂网运行效果来检验项目研究成果,编制技术标准。

项目在我国典型地形或气候环境区域建成包含单杆、门型和桁架结构的10-220kV复合材料杆塔应用工程超过20个, 安全运行至今,未出现一例闪络或其他运行故障,充分体现了聚氨酯复合材料杆塔的可靠性、技术优势和良好的社会经济效益与推广价值。随着配网产品技术标准的发布,应用呈现加速推进态势,其中配网复合材料横担在我国得到了总量超过5万支的较大规模应用,配网复合材料电杆及高压复合材料杆塔相关产品开始大面积推广及应用,其中配网产品在全国15个省份已实现规模化推广应用,应用前景十分可观。

项目由国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司联合国网辽宁省电力有限公司丹东供电公司,全球能源互联网研究院有限公司,国网山东省电力公司共同完成。国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司是南瑞集团有限公司旗下智能化电气设备领军企业,业务范围涵盖智能电网运维产品与服务、电力新材料、节能与工程服务、智能电气设备四大领域,是专业从事智能电网输变电相关产品研发、设计、制造和工程服务的高新技术企业。

复合材料杆塔综合成本优势突出,其质量轻、耐腐蚀等特点可降低线路建设的运输、安装及维护成本,延长其使用寿命;应用上,复合材料杆塔线路的年均综合成本相比钢管塔与角钢塔可降低15%以上,减少线路在运行检修方面的成本,提高线路绝缘水平和电网抗灾能力。更为重要的是复合材料杆塔的应用大量降低电网系统的钢材用量,打造低碳环保型绿色输电线路的建设。钢铁的冶炼过程能耗高、污染重,且需要消耗大量煤炭、水资源。复合材料杆塔的应用对于建设绿色环保型输电线路意义重大。

建议以技术合作的方式与相关企业共同推进成果推广应用。