阅读说明：本技术 一种带內环板的新型避雷针 (Novel lightning rod with inner ring plate ) 是由 方瑜 胡宇鹏 吴祖咸 俞辰颖 蔡志雄 金国胜 尹康 朱柯力 于明 陈贝 周盈 于 2021-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种带內环板的新型避雷针,包括上段钢管和下段钢管,上段钢管朝向下段钢管的端面设有上段法兰盘,上段法兰盘和上段钢管之间固定有多块上加劲板,上段钢管内固定有上内环板,上内环板与上加劲板的顶端平齐；下段钢管朝向上段钢管的端面设有下段法兰盘,下段法兰盘和下段钢管之间固定有多块下加劲板,下段钢管内固定有下内环板,下内环板与下加劲板的底端平齐。本发明的优点是：通过加装内环板提高钢管管壁面外刚度来改善应力集中,并同时增加了节点的平面外刚度,提高疲劳寿命,降低避雷针脆性断裂事故的发生。(The invention discloses a novel lightning rod with an inner ring plate, which comprises an upper section steel pipe and a lower section steel pipe, wherein an upper section flange plate is arranged on the end surface of the upper section steel pipe, which faces the lower section steel pipe, a plurality of upper stiffening plates are fixed between the upper section flange plate and the upper section steel pipe, an upper inner ring plate is fixed in the upper section steel pipe, and the upper inner ring plate is flush with the top end of the upper stiffening plate; the end face of the lower section steel pipe facing the upper section steel pipe is provided with a lower section flange plate, a plurality of lower stiffening plates are fixed between the lower section flange plate and the lower section steel pipe, a lower inner ring plate is fixed in the lower section steel pipe, and the lower inner ring plate is flush with the bottom end of the lower stiffening plate. The invention has the advantages that: the stress concentration is improved by additionally arranging the inner ring plate to improve the outer rigidity of the pipe wall surface of the steel pipe, the outer rigidity of the plane of the node is increased, the fatigue life is prolonged, and the occurrence of brittle fracture accidents of the lightning rod is reduced.)

一种带內环板的新型避雷针

技术领域

本发明涉及一种带內环板的新型避雷针。

背景技术

为避免雷电对变电站中重要电器元件造成损坏，影响电力系统的总体运行，实际变电站工程中需要安装避雷针来确保变电站内部电器设备的安全。单杆式钢管避雷针由于构造简单、节段易标准化、安装便捷等有点，在电力系统中得到了最广泛的应用。由于避雷针通常有几十米高，为便于运输和制作安装、单杆式钢管避雷针通常由多段圆钢管通过柔性或刚性法兰连接形成整体。实际工程中，为保证连接节点的刚性和承载性能，通常采用刚性法兰连接。

在实际应用中，单杆避雷针断裂的事故时有发生，主要破坏出现在法兰附近，而且都是脆性破坏，破坏现象主要包括法兰附近的钢管断裂，法兰螺栓断裂，法兰与钢管的焊缝断裂等。

刚性法兰连接单杆避雷针发生这类破坏主要原因是长期风荷载作用、腐蚀等因素，易出现法兰螺栓预紧力松弛，钢管与法兰连接处焊缝锈蚀，加劲肋与钢管连接处应力集中等现象，法兰连接处易引发生疲劳破坏的初始缺陷，从而导致避雷针出现脆性破坏而倒塌的后果。因此通过在加劲肋顶端位置管内设置内环板提高管壁面外刚度来改善节点的应力集中，从而提高疲劳寿命，避免避雷针发生脆性断裂，对于提升变电站工程安全具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带內环板的新型避雷针，能够有效解决现有避雷针在在加劲肋处应力集中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种带內环板的新型避雷针，包括上段钢管和下段钢管，上段钢管朝向下段钢管的端面设有上段法兰盘，上段法兰盘和上段钢管之间固定有多块上加劲板，上段钢管内固定有上内环板，上内环板与上加劲板的顶端平齐；

下段钢管朝向上段钢管的端面设有下段法兰盘，下段法兰盘和下段钢管之间固定有多块下加劲板，下段钢管内固定有下内环板，下内环板与下加劲板的底端平齐。

优选的，所述上加劲板与上段法兰盘和上段钢管之间均通过焊接固定连接，焊接的方式可以保证上加劲板能长期稳固的与上段法兰盘和上段钢管固定连接。

优选的，所述下加劲板与下段法兰盘和下段钢管之间均通过焊接固定连接，焊接的方式可以保证下加劲板能长期稳固的与下段法兰盘和下段钢管固定连接。

优选的，所述上加劲板和下加劲板形状相同且关于上段法兰盘和下段法兰盘接触面镜像设置，上加劲板的底端沿上段法兰盘径向设置且一直延伸到上段法兰盘的边缘，上加劲板的顶端与底端平行且顶端的长度小于底端的长度，尽量增大加劲板与对应法兰盘的接触面积，减少应力集中，同时加劲板的形状在保证足够支撑强度同时降低自身体积。

优选的，所述上内环板为圆环形，其外径与上段钢管的内径相等；下内环板也为圆环形，其外径与下段钢管的内径相等；让内环板能尽量贴紧钢管，避免应力集中。

优选的，所述上内环板通过焊接固定在上段钢管内壁上；所述下内环板通过焊接固定在下段钢管内壁上，焊接的方式可以保证内环板能长期稳固的与钢管固定连接。

优选的，上段法兰盘与下段法兰盘通过螺栓固定连接，便于上下段钢管的安装固定。

与现有技术相比，本发明的优点是：由于加劲肋上窄下宽，类似于梯形的几何特性，导致其刚度随高度递减，常在顶部区域出现应力集中，在上段钢管内与上加劲板平齐的位置加设上内环板，并且在下段钢管与下加劲板平齐的位置加设下内环板，从而解决避雷针的钢管在加劲板处应力集中的问题，通过加装内环板提高钢管管壁面外刚度来改善应力集中，并同时增加了节点的平面外刚度，提高疲劳寿命，降低避雷针脆性断裂事故的发生。

附图说明

图1为本发明一种带內环板的新型避雷针的剖视图；

图2为图1中A-A剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1、图2为本发明一种带內环板的新型避雷针的实施例，一种带內环板的新型避雷针，主要包括上段钢管1和下段钢管2，上段钢管1底面焊接有上段法兰盘3，在上段钢管1底部的外侧壁上均布有八块上加劲板5，上加劲板5成类直角梯形，上加劲板5竖直设置，底端与上段法兰盘3的顶面通过焊接方式固定连接，上加劲板5的另一条直角边也通过焊接方式与上段钢管1的侧壁固定连接，在上段钢管1内焊接有上内环板6，上内环板6成圆环形，中间为空心，上内环板6的外径与上段钢管1的内径相等，实际制造时可以做成间隙配合，以方便将上内环板6放入上段钢管1内，上内环板6的顶面与上加劲板5的顶面平齐，以抵消上加劲板5顶部对上段钢管1造成的应力。

下段钢管2的顶面焊接有下段法兰盘4，在下段钢管2的底部的外侧壁上也均布有八块下加劲板8，下加劲板8的结构与上加劲板5结构一致，下加劲板8较长的底边与下段法兰盘4的底面焊接，下加劲板8的另一条直角边与下段钢管2的侧壁焊接，在下段钢管2内焊接有下内环板9，下内环板9也为圆环形，中间空心为了方便焊接时固定下内环板9的位置，下内环板9的外径与下段钢管2的内径相等，实际制造时也可以做成间隙配合，下内环板9的底面与下加劲板8的底面平齐，以抵消下加劲板8底部对下段钢管2造成的应力。

上段法兰盘3在两个相邻的上加劲板5之间开有固定孔，下段法兰盘4也在相邻的下加劲板8之间开有固定孔，通过穿过上段法兰盘3的固定孔和下段法兰盘4的固定孔的螺栓7将上段钢管1和下段钢管2固定在一起。

由于加劲肋上窄下宽，类似于梯形的几何特性，导致其刚度随高度递减，常在顶部区域出现应力集中，在上段钢管1内与上加劲板5平齐的位置加设上内环板6，并且在下段钢管2与下加劲板8平齐的位置加设下内环板9，从而解决避雷针的钢管在加劲板处应力集中的问题，通过加装内环板提高钢管管壁面外刚度来改善应力集中，并同时增加了节点的平面外刚度，提高疲劳寿命，降低避雷针脆性断裂事故的发生。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。