本实用新型专利技术公开了一种负压风帽发电加热抗冻拔中空电杆，涉及输电线路塔杆技术领域。一种负压风帽发电加热抗冻拔中空电杆，其包括中空预制桩、风帽发电组件以及发热组件；发热组件设置在中空预制桩内，中空预制桩上开设有多个进风孔，使得中空预制桩中形成自下而上气流；风帽发电组件包括负压风帽、发电机和转动轴，发电机通过支架设置在中空预制桩中，转动轴的顶端与负压风帽连接，转动轴的底端与发电机的输入端连接；发电机与发热组件电连接。本实用新型专利技术的负压风帽转动使发电机不断发电，传输至下部加热板产生稳定的热量，加热中空预制桩周围土体，从而从本质上解决了杆体的冻拔问题。题。题。
【技术实现步骤摘要】
一种负压风帽发电加热抗冻拔中空电杆
[0001]本技术涉及输电线路塔杆
，具体涉及一种负压风帽发电加热抗冻拔中空电杆。
技术介绍
[0002]季节性冻土对于工程灾害的作用主要来自于其物理性质的带来的负面影响，最直接的原因是其温度场的变化，温度场变化引起冻融循环，使土体发生冻胀，融沉，对于工程建设造成持续性影响，在不断累积下最终演变为工程的冻害。季节冻土地区大规模的输电线路的实际工程问题在当下已经在被越来越关注，确保冻土与线路塔杆的整体稳定性是十分重要的问题，而冻拔是指在季节冻土区，冬季土体冻结膨胀时，冻土内的塔杆由于切向冻胀力的作用使它们抬起，致使失去固定效果；夏季土体融化时，土体不会回落到原来位置，导致塔杆上拔，经过长期的冻融循环使塔杆被不断抬升，最终导致失稳倒塌，而给工程带来重大损失。
[0003]为解决此问题，现有的塔杆或桩基础的抗冻拔的措施主要有几种形式，一是加长桩的长度，以此来缓解冻拔现象，但是此类方法在实际工程应用中效果并不明显，而且加深桩的长度，对于冻土地区来说也会增加施工的难度；二是扩大底部面积，来增加抗冻拔力；扩大底部面积可以通过增加外部附加结构或增大异形桩的方式来实现，但是异形桩施工生产工艺不够成熟，而附加结构在生产时机械结构复杂制造施工成本高，不适合流水线施工，稳定性未知；三是通过加热的方式来防止周围土体冻结；而加热的方式是在根源上解决，使土体解冻，不会再产生冻拔力，这种方法的显著缺点是大多采用太阳能发电板提供电力，而太阳能发电板在使用过程中容易破损或被风沙灰尘覆盖而失去发电功能。
[0004]如专利202110084331.8设计了一种防冻拔支撑腿，给抗冻拔提供了一种思路，但其缺点是结构复杂，制造成本高，抗冻拔时需接通电源，只能在有电源供给的地区使用。专利202111454493.2通过在塔杆底部设计一种类似雨伞骨架的装置，在安装时处于收紧状态，当出现冻拔时骨架向外扩张提供抗拔力，其缺点是土体冻结后强度会明显增大，伞骨架扩张无法穿透周围土体，进而无法提供足够的抗拔力。专利CN212534055U通过安装太阳能发电板提供电力，在桩体埋入段安装电加热板防止冬季桩周土体冻结，进而抵抗冻拔，其缺点是太阳能发电板对使用环境要求较高，灰尘、风沙在板表面积聚很容易使其丧失发电功能。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于提供一种负压风帽发电加热抗冻拔中空电杆，以解决现有的塔杆机械机构复杂施工难度大，或发电过程太阳能发电板在使用过程中容易破损或被风沙灰尘覆盖而失去发电功能的问题。
[0006]本技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0007]一种负压风帽发电加热抗冻拔中空电杆，其包括中空预制桩、风帽发电组件以及
向中空预制桩周围土体供热的发热组件；风帽发电组件设置在中空预制桩的顶部，发热组件设置在中空预制桩内，中空预制桩上开设有多个进风孔，使得中空预制桩中形成自下而上气流；风帽发电组件包括负压风帽、发电机和转动轴，负压风帽设置在中空预制桩的顶部，发电机通过支架设置在中空预制桩中，转动轴的顶端与负压风帽连接，转动轴的底端与发电机的输入端连接；发电机与发热组件电连接。
[0008]采用上述技术方案的有益效果为：根据调查施工地区的地质与气象条件，确定冻土活动层的位置，以此来确定中空预制桩的埋深深度以及桩体截面尺寸和发热组件的安装深度，根据设计图纸按照需求放线，实用测量仪器精确定位中空预制桩位置，按照设计的冻层深度和桩径开挖桩孔，安放中空预制桩；将负压风帽安装在中空预制桩的顶部，安装转动轴，将发电机与发热组件连接，并进行调试。负压风帽具有不通电，无噪音的特点，其作用主要体现在两方面，其一是利用“遮挡”的方式将杆体顶部藏在负压风帽挡风板内，达到防雨的效果；其二是利用“伯努利”风速大压力小流体的原理，负压风帽外部大气压力高于内部所产生的压力，一方面内外形成的气压差，能够使经过负压风帽的风能产生抽力，更加的利于排气；另一方面内外形成的气压差，推动风力发电机的旋转工作；以上两方面共同作用，共同促进,再利用烟囱效应使负压风帽进一步的加速转动，利用发电机对发热组件供电，产生稳定的热量，将杆体周围的土体加热到不再冻结。针对太阳能电池板在西北地区使用过程中容易破损或被风沙灰尘覆盖而失去发电功能的特性，利用烟囱效应和负压原理，将太阳能发电转换为利用负压风帽转动而带来的发电。发电机不断发电，传输至下部加热板产生稳定的热量，加热杆体周围土体，从而从本质上解决了杆体的冻拔问题，且实用性强，更换维修方便简单，对于环境影响小，不耗费额外的电力资源。
[0009]进一步地，发热组件包括加热板和保温层，加热板的一侧与中空预制桩的内壁连接，加热板的另一侧设置有保温层，发电机与加热板电连接。
[0010]采用上述技术方案的有益效果为：在土体埋深部分的桩体内部，加热板内侧紧贴安装保温板，加热板持续加热使热量更加集中的向周围土体供热，本技术方案将通过气流上升和负压风帽转动两者结合，从而带动发电机不断发电，通过线路传输到下部的加热板加热，产生稳定的热量，将中空预制桩体周围的土体加热到不再冻结，从而在根源上解决了杆体的冻拔问题。
[0011]进一步地，中空预制桩中设置有用于支撑保温层的伞骨架。
[0012]进一步地，伞骨架包括架体、滑块以及竖直设置的支撑杆，滑块套设在支撑杆并通过紧固件与支撑杆连接，架体包括安装端和调节端，安装端与支撑杆的顶部连接，调节端与滑块连接。
[0013]采用上述技术方案的有益效果为：伞骨架结合栏杆机构原理，在设定的范围内按照设定动作运动，各杆的长度，滑动的位置，距离等均可用计算或试验得出，达到对于加热板和保温板的支撑的要求。
[0014]进一步地，进风孔呈梯形，进风孔开设在中空预制桩距地面1
‑
1.5m处。
[0015]采用上述技术方案的有益效果为：利用中空预制桩的中空结构以及中空预制桩的一定高度，使中空预制桩的内部形成自底部到顶端的一个自然的气压差，气压差可引起中空预制桩内部有向上的空气流动，通过进风孔，空气进入中空预制桩内部，且无论外部气流环境如何变化，中空预制桩内部自下而上的空气流动不会停止。
[0016]进一步地，中空预制桩为锥形的混凝土预制桩体。
[0017]进一步地，还包括温度检测组件，温度检测组件包括测温仪和温度传感器，测温仪设置在中空预制桩外，温度传感器设置在中空预制桩的底部，测温仪通过导线与温度传感器连接。
[0018]采用上述技术方案的有益效果为：安装温度传感器，通过导线延伸出地面，测温仪利用传感器测温，来检查设施安装成功，观察工作情况，通过温度传感器检查发热组件是否工作，若温度升高，说明可以升温。
[0019]本技术具有以下有益效果：
[0020](1)本技术针对太阳能电池板在西北地区使用过程中容易破损或被风沙灰尘覆盖而失去发电功能的特性，利用烟囱效应和负压原理，将太阳能发电转换为利用负压风帽转动而带来的发电。发电机不断发电，传输至下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种负压风帽发电加热抗冻拔中空电杆，其特征在于，包括：中空预制桩(1)、风帽发电组件(2)以及向中空预制桩(1)周围土体供热的发热组件(3)；所述风帽发电组件(2)设置在所述中空预制桩(1)的顶部，所述发热组件(3)设置在所述中空预制桩(1)内，所述中空预制桩(1)上开设有多个进风孔(4)，使得所述中空预制桩(1)中形成自下而上气流；所述风帽发电组件(2)包括负压风帽(201)、发电机(202)和转动轴(203)，所述负压风帽(201)设置在所述中空预制桩(1)的顶部，所述发电机(202)通过支架(7)设置在所述中空预制桩(1)中，所述转动轴(203)的顶端与所述负压风帽(201)连接，所述转动轴(203)的底端与所述发电机(202)的输入端连接；所述发电机(202)与发热组件(3)电连接。2.根据权利要求1所述的负压风帽发电加热抗冻拔中空电杆，其特征在于，所述发热组件(3)包括加热板(301)和保温层(302)，所述加热板(301)的一侧与所述中空预制桩(1)的内壁连接，所述加热板(301)的另一侧设置有所述保温层(302)，所述发电机(202)与所述加热板(301)电连接。3.根据权利要求2所述的负压风帽发电加...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘博洋，何鹏飞，杨静宁，庄策，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：
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