龚 靖，张恩铭，祁西汉，陈 诚

(东北电力大学建筑工程学院，吉林省 吉林市132012)

新型FRP绝缘电杆结构优化设计

龚 靖，张恩铭，祁西汉，陈 诚

(东北电力大学建筑工程学院，吉林省 吉林市132012)

为适应输电线路的发展，利用电绝缘复合材料对110kV电杆进行结构设计并作优化。针对材料本身的刚性不足变形较大的特点，提出了不同截面类型并作对比分析，选取了性能较好的适合FRP电杆的新型三角肋圆形截面。利用有限元Ansys软件对电杆进行三维实体建模，借鉴输电线路典型设计原则和钢管类设计条件，采用同结构、变尺寸的方法对模型施加荷载。参考输电设计规范，归纳分析出最优的结构形式及尺寸，电杆高为17m，直径为350mm，壁厚为10mm。为确保电杆运行可靠性，数值模拟了电杆在不同荷载工况下最大强度及变形，验证最大运行应力为109MPa，杆顶位移8.06cm。研究结果表明，这种分析方法设计出的电杆安全可靠，为复合材料电力应用提供理论支持。

复合材料;FRP;结构优化;结构选型

1 引言

FRP是复合材料中的一种，是利用高强度纤维结合环氧类树脂的结合体。我国近年来纤维类材料发展迅速，到21世纪初已经可以制造出高强度、低重量、电绝缘、放腐蚀于一身的复合材料［1，2］。FRP分为多种不同的纤维材料如玻璃纤维 GFRP、芳纶纤维AFRP等［3］。此种材料在国外电力行业早有应用，如美国、日本及部分欧洲等发达国家和地区［4-6］。我国近年来才开始引进使用，但都集中在灯杆、输油管道等方面。由于材料刚性较差目前电力输送在35kV以下上线运行。……