組合式低壓臨時電桿研制

黃練棟，黃寶樂，周文昌

（廣東電網(wǎng)有限責任公司江門臺山供電局，廣東 臺山 529200）

混凝土電桿廣泛應用于架空輸電線路、配電線路、通訊線路上，尤其在架空配電線路上使用的混凝土電桿更是具有特殊的地位與重要性，因為它關系到整條配電線路的安全運行以及人民的用電質(zhì)量。隨著近年臺風強度逐年提高，低壓配電線路混凝土電桿大面積受損的概率不斷攀升；同時隨著人民生活水平的提高，城鄉(xiāng)拆屋改造低壓配電線路加插臨時混凝土電桿需求量激增，通過傳統(tǒng)的搬運、拆卸、組立低壓混凝土電桿來滿足臨時架線需求，浪費大量人力資源，不利于生產(chǎn)實際。針對以上問題，開展組合式低壓臨時電桿研制，設計組合式低壓臨時電桿，優(yōu)化處理工藝，在不用挖坑養(yǎng)基情況下，于自然土壤快速組立電桿，既提高工作效率，又降低安全風險，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

1 項目背景

近年臺風等級越來越高，例如2017 年臺風“天鴿”和2018 年臺風“山竹”，風速往往超出低壓線路可承受風速的設計標準，造成大面積斷、倒低壓電桿。如全部采用重新新立低壓混凝土電桿進行修復，短時內(nèi)需要投入大量的人力資源，且低壓混凝土電桿供應往往跟不上，最終影響復電時間。

隨著人民生活水平不斷提高，農(nóng)村居民拆屋建房需搬遷低壓線工程量大增，往往舊屋址低壓線因失去原房屋支撐，而需組立新低壓混凝土電桿作為低壓導線的臨時支撐，待房屋修建后又需將低壓混凝土電桿拆除，將低壓電線遷回由新屋由街碼支承。由于低壓混凝土電桿重量重，需要多個人才能進行人力立桿或采用機械立桿，且由于近5 年一些電力公司帶電作業(yè)部配電線路帶電組立電桿項目作業(yè)次數(shù)逐年增多，在帶電組立電桿前必須使用多功能立桿車把待立電桿緩緩吊起至一定高度，讓作業(yè)人員對電桿桿梢做好絕緣遮蔽措施。在作業(yè)人員對電桿桿梢做絕緣遮蔽措施期間，電桿的全部重量由多功能立桿車絕緣吊繩來承擔，存在因多功能立桿車絕緣吊繩斷裂或機械失靈等因素，導致電桿倒桿砸傷作業(yè)人員的作業(yè)風險，經(jīng)濟及安全效益不高。

2 項目技術方案與實施

2.1 實用新型內(nèi)容

根部桿底部鉆頭主體采用鋼合金材料制作，直徑大小30mm，葉片直徑大小200mm，長度1300mm，其中200mm 承插口，配手硅膠省力手柄或電機聯(lián)結卡扣（具有正反轉功能），螺旋葉片鉆頭采用鎢鋼合金制作，保障攻土強度，長度50mm（圖1）。

圖1 根部桿底部鉆頭和硅膠省力手柄

電桿桿身采用鋁合金和復合材料制作，材質(zhì)輕巧結實，分為三段申縮，其中第一、二段為鋁合金材料，第三段為復合材料。第一段直徑為50mm，長度為1700mm，第二段直徑為40mm，長度為1500mm，第三段直徑為30mm，長度為1500mm，端部預留2個長孔，長孔長為50mm，孔距為150mm，用于安裝導線支承架，桿身強度彎矩值不小于20kN·m。電桿根部與電桿桿身采用插入式加螺栓固定結構。電桿桿身插入電桿根部上端，插入深度為350mm，電桿桿身有凸起，電桿基座有凹槽，拼接后以限制電桿桿身轉動。

導線支承架采用復合材料制作，長度為250mm，背面有2 個卡固，距離為150mm，可承受1000V 電壓。在保證絕緣強調(diào)的前提下，支承架可根據(jù)不同用途設計成直線、耐張、轉角、跨越支架等多種結構，以滿足生產(chǎn)實際需求[1-3]。

2.2 項目實施

下文將參考附圖并結合實施案例，來詳細說明本發(fā)明。

組合式低壓臨時電桿，由臨時電桿基座、電桿桿身和導線支承架3 部分組成，臨時電桿基座由頂端聯(lián)結裝置和根部組成，頂端配置大扭矩力臂搖桿或電機聯(lián)結結構，根部為斜式葉片，呈螺旋布置，可通過手動或機械帶動輕松扎入土壤，本基座結構摒棄了傳統(tǒng)立桿的理念，直接將挖坑工件作為電桿結構部分，鉆坑一次性到位，避免了泥土回填造成的土樣松動情況，降低穩(wěn)固性。同時基座可根據(jù)市場已成熟的鉆孔機產(chǎn)品靈活設計配套使用，通過電動機帶動，大幅度降低了立桿作業(yè)強度。

電桿根部與電桿桿身采用插入式加螺栓固定結構。電桿桿身插入電桿根部上端，用螺栓固定，插入深度為350mm，電桿桿身有凸起，電桿基座有凹槽，拼接后以限制電桿桿身轉動。桿身為伸縮結構，立桿時為收疊態(tài)長度僅1.8m，兩人可輕松立起固定，再從基面伸長到特定高度后用螺栓限位，操作靈活能滿足不同支撐高度需求。

導線支承架連接于電桿桿身端部，將導線放入導線支承架上，申長電桿桿身到合適高度，緊固好申縮螺栓，安裝完成，拆除時順序反之。支承架能承受電壓1000V 絕緣能力，作為電桿的主絕緣。

組合式低壓臨時電桿可廣泛應用在臨時需要支承低壓導線的位置，例如由于外辦破壞造成電桿倒桿或房屋拆除失去支撐情景。由于能在保證電桿結構強度的同時大幅度減輕重量，具有安裝的便捷性，應用靈活，通過改進支承架結構，還可以作交叉跨越帶電低壓線的臨時跨越架等多方面應用。

盡管已經(jīng)描述了本新型電桿的實施例，對于本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，可以理解在不脫離本本實例原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變型改進，在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

2.3 安全性分析

桿塔是架空配電線路中重要的組成部分，而本設計中的組合式低壓臨時電桿具有結構簡單、造價低等特點，在城鄉(xiāng)配網(wǎng)中可以大量使用。電桿若出現(xiàn)傾倒，會通過電線傳遞拉力導致附近電桿產(chǎn)生串倒，這將對供電區(qū)域局部甚至整個配電線路產(chǎn)生影響，對居民生產(chǎn)生活造成嚴重的影響。電桿的埋深不足、惡劣氣象條件，以及降雨引起土質(zhì)變化等都是引發(fā)混凝土電桿出現(xiàn)倒桿現(xiàn)象的主要原因。

研究人員對本設計中的臨時電桿的受力及抗傾覆能力開展了大量研究試驗。研究人員通過對比預制裝配式塔桅結構的ABAQUS 的數(shù)值仿真結果和模型試驗結果，驗證了數(shù)值仿真方法的可靠性。研究人員針對不同工況下組合式低壓臨時電桿的受力進行了詳細的理論分析。研究人員建立了組合式低壓臨時電桿——基礎體系及地面土體的ABAQUS 模型，并對其穩(wěn)定性進行了研究。研究人員對組合式低壓臨時電桿進行了理論和試驗分析，揭示了電桿的受力機理、破壞過程和抗彎承載能力。研究人員通過仿真分析得出了在不同氣象條件下組合式低壓臨時電桿的可靠性，并基于此設計組合式低壓臨時電桿，優(yōu)化處理工藝，在不用挖坑養(yǎng)基情況下，于自然土壤快速組立電桿，既提高工作效率，又降低安全風險[4-6]。

3 項目效果應用分析

（1）在自然土下新立該電桿不用挖坑養(yǎng)基。組合式低壓臨時電桿組立時，將電桿根部插入自然土壤，在電桿基座上端裝上搖桿順時針轉動將根部轉入自然土層，作為基礎，省時省力，適合應急搶修，縮短復電時間。

（2）組合式設計便于運輸，2 人可安裝。組合式散件及伸縮結構大幅縮小實施例的空間體積，適合電力工程運輸，新型材質(zhì)輕巧結實，配以螺栓結構安裝方便。

（3）可批量儲備循環(huán)利用，能滿足應急供應。作為臨時電桿，可用作應急物資一次性投資批量儲備，重復利用，生產(chǎn)成本低。組合式的部件，調(diào)配便捷，能滿足多點同時供應，在臺風災后大規(guī)模倒桿時可得到充分應用。

4 結語

近年來，電桿安裝人員的工作環(huán)境有了很大的變化，由于系統(tǒng)的老化，帶電線路的電桿更換有所增加，電桿所載的電壓也大幅提高，新型鋼質(zhì)電桿的普及，這些原因都使電桿安裝人員重新關注作業(yè)方法。組合式低壓臨時電桿，采用電桿基座、電桿桿身和導線支承架分離，因此運輸方便、安裝快速，造價低，適用性好，經(jīng)濟效益高，可在低壓線路應急搶修復電、拆屋遷線時應用，既方便又安全，同時減少立桿工作量，大大縮短復電時間，應用前景廣闊。相信組合式低壓臨時電桿推廣后將會有效降低低壓運維工作量，為基層工人減負。