桿塔可視化監控安裝平臺及其安裝方法的研究

原偉森

（國網山東省電力公司萊州市供電公司，山東 萊州 261400）

隨著“大云物移智鏈”的不斷發展，可視化監控、無人機等智能裝備在各行各業得到廣泛應用。可視化監控在電網企業設備運維中大規模普及，通過人工智能、數據分析等新技術實現通道隱患實時預警及現場環境一鍵抵達，大幅提升運維管理水平[1]。在可視化監控在安裝過程中，發現電力桿塔型號制式各異，無統一規范的安裝位置，安裝支架的選擇應該根據實際應用的場景、桿塔型號和監控設備的類型等因素進行考慮[2]，由專業技術人員進行配套設計和安裝。

1 桿塔可視化監控安裝背景

在桿塔上安裝可視化監控是一項技術難度較高的工作，安裝前應該盡可能地考慮防風、防震、防老化、防盜等因素，確保監控設備穩定運行。主要難點體現在4 個方面。

1.1 桿塔形狀尺寸各異

對于不同類型制式的桿塔，其結構形狀、徑向尺寸差異極大，而且管柱狀桿塔安裝附屬設施受限。以鋼管桿類為例，桿身為管柱狀，除爬梯外沒有合適的安裝固定點，僅能借助爬梯安裝，而監控太陽能板最佳朝向為朝南，大部分爬梯不在鋼管桿南側，安裝人員用鐵條、箍帶捆綁在鋼管桿南側，安裝不牢固，存在安全隱患，如圖1 所示。

圖1 捆綁安裝

1.2 惡劣天氣侵襲

可視化監控安裝在桿塔上，長期暴露在復雜環境中，如遇臺風、暴雨、暴雪、地震等自然災害的襲擊，很容易導致設備損壞。尤其是自然環境的風力會使監控設備長時間發生擺動、晃動，影響結構穩定性和監控系統的運行效果，甚至引發設備故障失效。

1.3 現場施工難度大

安裝可視化監控設備需要高空作業，而且需要在帶電運行的桿塔上安裝，因此需要有合適的工器具、工作方式及工人安全保護等方面的配合，以保證施工安全和效率。

1.4 設備成本及維護費用高

可視化監控造價昂貴，一旦損壞、掉落或者被盜，會給設備運維管理單位造成極大損失。

為提高可視化監控設備的監控質量和使用壽命，設計一種可視化監控安裝平臺，解決上述難點問題，以加快設備運維可視化管理在電力系統的落地普及應用。

2 桿塔可視化監控安裝平臺原理

桿塔可視化監控安裝平臺由塔身抱箍、延伸架、不銹鋼箍帶、太陽能板支架、監控支架組成，抱箍對合通過箍緊的方式將支架緊貼在桿塔外壁上，這種安裝方式不需要在桿塔上打孔或焊接，不會對桿塔本體結構和功能造成損害，如圖2 所示。

圖2 桿塔可視化監控安裝平臺示意圖

太陽能板須最大接受光照，不管線路走向如何，必須將可視化監控安裝于桿塔南側。太陽能板支架下端采用圓形套筒，可靈活旋轉確定最佳角度，上緊定位螺栓將太陽能板牢牢固定，監控支架上端也采用圓形套筒，確定好方向后上緊定位螺栓，將監控牢牢固定，監控的電源線可穿過中心套筒與太陽能板相連。把監控設備、太陽能板等配件依次固定在安裝平臺上，關鍵連接處采用防盜螺栓緊固，只能通過專用工具拆卸，其余部分均為一體焊接，如圖3 所示。

圖3 桿塔可視化監控安裝平臺安裝示意圖

塔身抱箍根據桿塔形狀及安裝位置的尺寸確定，一般為等邊多邊形和圓形2 種，要確保抱箍的尺寸與桿身匹配，延伸架尺寸根據太陽能板和監控的尺寸確定，一般長為30～40 cm、直徑為2.5 mm 不銹鋼管；針對臺風、暴雨、冰雪、地震等惡劣天氣，平臺各部分均采用高強度的型材、螺栓，并在延伸架下方采用雙斜撐三角架形狀，以提高耐風載荷和抗風等級；在底板增設左右2 處帶有長方穿孔的耳板，可穿入不銹鋼箍帶輔助抱箍將支架牢牢固定在桿身，消除受風振動、頻晃因素，提高抗震強度；平臺各部分進行熱鍍鋅處理，形成鋅層保護，有效抵御濕度、鹽霧和酸雨等環境的腐蝕。

3 桿塔可視化監控平臺的安裝方法

3.1 制作塔身抱箍

提前測量可視化監控安裝位置處的桿塔截面尺寸，根據桿塔形狀及測量的尺寸選擇配套抱箍，可視化監控最佳安裝高度與下層導線弧垂最低點水平線一致，即桿塔下層橫擔以下3 m 左右，大概位于鋼管桿結構高度3/4 處，確定好配套抱箍后，焊接箍體與其相連部分。

3.2 裝配可視化監控

將太陽能板安裝至太陽能板支架上，監控安裝至門型安裝架上，根據現場情況調整太陽能板及監控至最佳角度后，將防盜螺栓及鉚釘安裝牢固，裝配完成后接通電源完成調試。

3.3 連接抱箍及箍帶

將不銹鋼箍帶松開后穿入穿孔中，不銹鋼箍帶保持開口狀態，箍體保持分離狀態，制作2 根雙股的鋁條穿入箍體兩側安裝耳板螺栓穿孔中，用于后續輔助箍體兩邊箍體對合安裝。

3.4 登高安裝

作業人員攀登到桿塔安裝位置以上，桿塔錐形結構上細下粗，上端桿身較細，箍體可靈活轉動，便于調整安裝。用工具將箍體兩側輔助鋁條勾住，轉動調整箍體方向，使太陽能板位于正南，監控對準線路通道，將另外半邊箍體對合，穿入防盜螺栓擰緊固定。此時平臺與太陽能板、監控、桿塔等各連接處已不能分離，僅能使用配套的專用工具方可拆卸維修或更換。

3.5 固定緊固

箍體安裝完畢后可慢慢松落支架整體，使其自然滑落至安裝位置，利用手錘自上向下敲擊箍體，利用上細下粗的錐形結構使箍體緊密貼合塔身，使支架牢牢穩固在桿塔安裝位置，再收緊不銹鋼箍帶將支架緊固在桿塔上。

4 桿塔可視化監控安裝平臺成效

桿塔可視化監控安裝平臺技術成熟、裝配簡單、成本較低，安裝后堅固穩定、安全可靠，具有良好的力學穩定性，安裝后能夠確保可視化監控長期穩定運行，如圖4 所示。經結構力學性能測算，10 級風力作用在可視化監控及其安裝平臺的力值為F=P×S=80 N，向桿塔可視化監控安裝平臺各部件各方向施加80 N 的力并持續1 min，無結構變形及部件損壞。抱箍安裝方式適用于各種型號制式的桿塔，太陽能板角度、監控方向可靈活旋轉調節，可延伸適用于民用管狀立柱監控安裝，適用范圍極廣。

圖4 現場應用

桿塔可視化監控安裝平臺的應用消除了安全隱患，最大發揮可視化監控的效能。總的來說，可視化監控還處于更新迭代中[3]，桿塔安裝平臺也應不斷適應市場需求，提供更加高效、可靠、安全的安裝方式，以加快可視化技術在電力系統的落地普及。