10 kV配電網用混凝土電桿質量檢測及典型缺陷分析

章學兵，汪篤紅，駱國防，賴江波

(1.國網上海市電力公司青浦供電公司，上海 201799；2.國網上海市電力公司電力科學研究院，上海 200437；3.國網新源新安江水力發電廠，浙江 杭州 311600)

當前城市架空線入地工程加快開展，但在郊區及某些特殊地區，架空線路仍然是電能輸送到用戶的主要方式[1-2]。架空線路支撐主要依靠混凝土電桿和鋼管桿，混凝土電桿多適用于直線段，鋼管桿多適用于轉角、終端、耐張等特殊地段。城市遠郊配電網中混凝土電桿與鋼管桿的數量比約為8∶3，因此有必要加強對混凝土電桿質量的檢測，以保證配電網的安全穩定運行。

對上海某公司2018—2020年間新建、改建及擴建配電網工程中的混凝土電桿進行入網質量抽檢，然后對發現的典型缺陷進行分類匯總，結合相關標準，對典型缺陷進行判定，以保障混凝土電桿的入網質量。

1 混凝土電桿分類

混凝土電桿按外形分為錐形桿和等徑桿，錐形桿又可分為普通錐形桿和法蘭式錐形桿；按配筋方式分為鋼筋混凝土電桿、預應力混凝土電桿和部分預應力混凝土電桿[3-4]。混凝土電桿分類如圖1所示。

圖1 混凝土電桿分類

2 混凝土電桿檢測項目分類

根據GB/T 4623—2014《環形混凝土電桿》的要求，將混凝土電桿檢測項目分為混凝土抗壓強度、外觀質量、尺寸偏差、保護層厚度和力學性能這5類。

2.1 混凝土抗壓強度

混凝土抗壓強度檢測分為制樣、試驗、強度計算這3個步驟，檢測流程如圖2所示。試驗過程應連續均勻加荷，混凝土立方體抗壓強度計算結果應精確至0.1 MPa[1]。

圖2 混凝土抗壓強度檢驗流程

2.2 外觀質量

外觀質量檢測項目分為7項，見表1。在檢測過程中需固定好電桿，防止砸傷。

表1 外觀質量檢測項目分類

2.3 尺寸偏差

尺寸偏差檢測項目分為8項，見表2。在檢測過程中需防止砸傷，檢測點位置和數量應符合標準要求。

表2 尺寸偏差檢測項目分類

2.4 保護層厚度

保護層厚度檢測分為試件取樣和保護層厚度測量，檢測流程如圖3所示。在檢測過程中需防止碎石濺傷或工具砸傷，檢測點位置和數量應符合標準要求。

圖3 保護層厚度檢測流程

2.5 力學性能

力學性能檢測項目分為抗裂、裂縫寬度、撓度和承載力檢驗、彎矩檢驗這4項。錐形桿采用懸臂式試驗方法，等徑桿采用簡支式試驗方法[1]。力學性能檢測流程如圖4所示。

圖4 力學性能檢測流程

在檢測過程中需注意電桿墜落砸傷、電桿或鋼絲繩斷裂砸傷；試驗過程中在各時間節點準確、及時地測量并記錄殘余裂縫寬度及撓度值；試驗加荷值穩定后的允許偏差為±2%。

3 缺陷分布與分析

2018—2020年間共抽檢混凝土電桿350基，問題電桿157基。

經統計，混凝土電桿外觀質量問題數量占比超過95%，外觀質量問題主要為漏漿、局部碰傷和露筋缺陷等。

3.1 典型缺陷分析

混凝土電桿外觀質量缺陷中屬于制造工藝造成的缺陷有漏漿、露筋等；屬于運輸安裝過程中造成的缺陷有裂縫、局部碰傷、露筋等。

3.1.1 漏漿

漏漿缺陷產生部位主要為模邊合縫處、鋼板圈(或法蘭盤)與桿身結合面和法蘭盤桿根部，如圖5所示。漏漿產生原因主要有：模板拼接不緊密，導致漿液流出，露出集料；模板強度不夠，受壓變形后跑模導致漿液流出；模板表面未浸水或未濕潤，導致模板吸水，引起漿液流出。漏漿的危害是導致電桿結構強度不均勻，造成混凝土強度不達標。

圖5 典型漏漿缺陷

3.1.2 露筋

露筋缺陷產生部位主要為桿根、桿頂、鋼板圈與桿身結合部位，如圖6所示。露筋產生原因主要有：外力破壞混凝土層導致露筋；鋼筋骨架偏心；嚴重的合縫露筋。露筋的危害是加速鋼筋銹蝕，降低電桿的抗彎性能，影響電桿結構強度。

圖6 典型露筋缺陷

3.1.3 裂縫

裂縫缺陷產生的部位多集中于桿根，如圖7所示。裂縫產生原因主要有：卸載過程中，桿根著地受沖擊載荷造成裂縫；運輸過程中，電桿安置方式不當，顛簸造成裂縫。裂縫的危害是引起鋼筋生銹，降低電桿抗彎性能；裂縫還會引起體積膨脹，降低電桿強度。

圖7 典型裂縫缺陷

3.1.4 局部碰傷

局部碰傷產生部位主要為桿根、桿身、桿頂，如圖8所示。局部碰傷產生原因主要有：裝卸、安裝過程中受到外力破壞。局部碰傷的危害是會引起露筋、降低混凝土強度。

圖8 典型局部碰傷缺陷

3.1.5 其他缺陷

其他類型缺陷主要有電桿頂部未封實、法蘭盤防腐工藝不合格；法蘭盤防腐工藝主要問題是采用噴漆代替熱鍍鋅，鍍鋅層存在積鋅、起皮缺陷；其他典型缺陷如圖9所示。

圖9 其他典型缺陷

頂部未封實會引起雨水滲入，降低混凝土強度；噴漆的防腐性能比熱鍍鋅差，主要體現在厚度薄、不均勻、附著力差；積鋅、起皮缺陷會降低鍍鋅層的附著力。

3.2 改進措施

3.2.1 設備制造階段

將混凝土電桿質量抽檢前移至設備制造階段，加強生產工藝管控，對漏漿、露筋等制造過程中容易出現問題的環節做好如下預防措施。

(1)模板清潔、合模部位放密封條。

(2)更換變形的模板。

(3)提高混凝土的和易性。

(4)及時修補漏漿部位。

3.2.2 安裝運輸階段

加強混凝土電桿裝卸、運輸過程中的保護，對特殊部位進行包裹，防止沖擊載荷損傷電桿。

(1)運輸過程中安置方式要得當，防止顛簸造成損傷。

(2)裝卸過程中要做好緩沖措施。

(3)堆放過程中要平穩放置，較長電桿需設置多個支點。

4 結語

本文通過近3年內10 kV配電網用混凝土電桿的質量抽檢工作，分析電桿出現的典型缺陷，結合缺陷產生原因及其影響，得到以下結論。

(1) 外觀質量方面缺陷是混凝土電桿質量問題的主要方面。

(2) 漏漿、頂部未封實、法蘭盤防腐工藝不合格是混凝土電桿制造過程中的主要缺陷類型。

(3) 裂縫、露筋、局部碰傷是混凝土電桿運輸安裝過程中的主要缺陷類型。

(4) 提升混凝土電桿質量需加強生產工藝管控、強化安裝運輸保護。