配網工程打孔立桿架線多功能機械創新研究

摘要：打孔、立桿、架線等操作是配網工程中的必需環節。針對傳統單一功能機械化施工面臨的設備效率低問題和復雜環境下的施工需求，研究了一種集成打孔、立桿、架線等功能的機械設計，結合智能化控制技術，可以顯著提升施工效率。該多功能機械設計自動定位、傳感反饋和故障自診斷系統創新，在操作精準度上也得到優化，能適應多種地形與氣候環境。實際應用表明，設計的多功能機械設備在縮短施工周期、提升安全性方面效果顯著，從而推動配網工程施工向智能化方向邁進。

關鍵詞：配網工程 多功能機械 打孔、立桿和架線 地形適應

Research on Innovation of Multi-Functional Machinery for Drilling Pole Erection and Wire Erection in Distribution Network EngineeringWANG Yanfeng1" " ZHOU Peng2

1.State Grid He’nan Electric Power Company Zhoukou Power Supply Company， Zhoukou， He’nan Province，nbsp; 466000 China; 2. State Grid He’nan Electric Power Company， Zhengzhou， He’nan Province， 450052 China

Abstract： Drilling， pole erection， wire erection and other operations are necessary links in the distribution network project. In view of the low equipment efficiency and complex construction requirements faced by the traditional single-function mechanized construction， it studies a mechanical design that integrates the functions of drilling， pole erection， wire erection and so on. The design combined with intelligent control technology can significantly improve the construction efficiency. The multi-functional mechanical design features innovative automatic positioning， sensor feedback and fault self-diagnosis system， also optimizes in terms of operational accuracy. It can adapt to a variety of terrain and climate environments. The practical application of the designed multi-functional mechanical equipment shows that it has a remarkable effect in shortening the construction period and improving the safety， thereby promoting the construction of the distribution network project to the intelligent direction.Key Words： Distribution network engineering; Multi-functional machinery; Drilling， pole erection and wire erection; Terrain adaptation

配網工程是電力系統基礎設施建設的重要組成部分，承擔著電力傳輸的關鍵任務[1]。打孔、立桿和架線同時是工程施工必不可少的基礎性環節。然而，傳統的單一功能機械設備在地形復雜的山區應用時，由于施工環境的復雜多變，導致施工效率難以提高。隨著配網工程需求的不斷增長，現有的人工操作施工方式在效率上存在諸多局限，嚴重影響著施工進度的推進[2]。多功能機械將打孔、立桿、架線等多項功能集成于一體，結合智能控制技術，能為配網工程施工帶來了新的解決方案。

1 多功能機械系統的創新設計

1.1 功能集成設計

多功能機械結合打孔、立桿和架線操作的技術需求，以模塊化布局將其整合到一臺設備中。由于打孔操作是配網工程中電桿安裝的首要步驟，因此，設備前部配備了高功率鉆孔裝置，液壓驅動的鉆頭和調節裝置能夠適應多種地質條件。打孔模塊利用高壓液壓系統帶動鉆頭深入地面，同時配有地質傳感器實時監測土壤的硬度，根據反饋信息自動調整鉆孔力度。在完成打孔后，液壓升降裝置和角度傳感器的立桿模塊將電桿精確豎立到孔洞中，形成完整的立桿系統，確保電桿的垂直度[3]。根據施工要求快速調整立桿模塊的支架結構，允許電桿自動對準并豎立，過程中始終保持穩定。在完成立桿操作后，設備的架線模塊電纜放置臂和自動張力控制裝置立即投入工作。

1.2 智能化控制系統設計

多功能機械配備智能化控制系統，將傳感器實時監測施工的參數自動調整[4]。在打孔過程中，自動定位系統與傳感器結合精準地定位在施工點。

1.3 模塊化結構設計

設備的結構模塊化設計是將打孔鉆頭、立桿支架和架線裝置獨立成不同的模塊。打孔模塊可以實現精準鉆孔，其模塊化設計允許在打孔模塊中針對多種地面情況加入不同尺寸的鉆頭，并綜合考慮鉆頭的推進力和鉆孔阻力，式（2）的打孔阻力計算可以幫助計算鉆孔過程中的阻力大小，從而調整液壓系統的壓力[5]。

2" 多功能機械的關鍵性能設計

2.1 地形適應性能

多功能機械的底盤采用了高強度合金材料的加固設計，同時底盤具備抗扭結構，底盤設計成寬軌距形式增大了接地面積，增強其在不平整地面上的穩定性，設備具備的抗側傾能力防止在傾斜的地面上發生失衡[6]。為增強地形適應性，多功能機械具有高摩擦材料的越野輪胎，配備結合減震器的可調懸掛系統，可根據地形變化自動調整輪胎與地面的接觸角度。在復雜地形上操作打孔、立桿、架線時，液壓支撐系統的4個液壓支撐腿可以實現機械在地面的水平調節。當地面不平時，支撐系統的自動調平功能以傳感器實時監測設備的傾斜度，自動調整支撐腿的高度。最后，為適應山區的陡坡地形，多功能機械設計有較強的越障能力，以高功率電動系統在30°上的坡度上穩定行駛，同時跨越小的障礙物。多功能機械配備了智能地形適應系統，也進一步提高地形適應性，其多路傳感器實時監測設備的姿態，并預先檢測前方障礙物，結合人工智能算法對地形特征進行識別，提前進行調整設備姿態[7]。

2.2 氣候適應性能

在惡劣氣候條件下的配網工程多功能機械施工設計中，重點考慮了防風、防雨、抗震等特性。在高風速環境下，多功能機械加重底盤而重心降低，防止在強風環境下傾覆[8]。設備的液壓支撐腿根據風力自動調平功能，并配備風速傳感器，實時監測風速。其風力檢測系統表示為：當風速超過預設值時，系統會發出報警提示操作人員停止作業。在雨天施工時的防水性要求設備的電子系統外部采用高等級防水材料。在設備的底部設計的排水通道使雨水能夠迅速排出。在地震多發地區，以內置的加速度傳感器實時監測地面的振動數據，當檢測到異常震動時，會自動啟動減震模塊。針對高溫環境，設備的關鍵部件設計要求液壓系統的管道采用耐高溫材料，同時考慮低溫環境下液壓油的黏稠變化，設備同時配備加熱系統。

3" 應用案例分析

本文以貴州某地電力架空輸電線路的桿塔結構布置及拉線配置項目為例。由于項目在復雜地形條件下，因此，項目結構設計頂頭拉線、雙方拉線、正副吊線、跨越桿等多種組件，能夠有效分散線路的機械應力，提高整體結構的抗風、抗震能力。該建設項目如圖1所示。

為應對該項目的快速建設需求，設計的多功能集成架構將打孔、立桿和架線功能集成到一臺設備中。具體設備設計如下。底部安裝有強力的支撐底座，并配備可調節的穩定裝置，可在不平整的地面上調整設備姿態。設備的鉆孔模塊采用高功率鉆頭，能夠快速穿透復雜地質條件下的土壤。立桿模塊位于鉆孔模塊的上方，在完成鉆孔后立即進行立桿操作。架線模塊集成在設備的頂部，設有自動絞盤便于快速展開電纜。設備配有自動定位、傳感反饋、故障自診斷等智能化控制系統實時監測鉆孔、立桿和架線各個環節的參數，并對操作過程中的異常情況進行預警。設備的各個模塊均采用模塊化設計，使設備在不同工程需求下可以快速配置。相比于傳統施工方法，該多功能機械設備的建設實施效果如表1所示。

4" 結語

總體來說，多功能機械將打孔、立桿、架線功能集成于一體化設備，在配網工程中大幅提升了施工效率。此外，其模塊化設計、智能化控制系統與良好的地形和氣候適應性使該設備能夠適應各種復雜施工環境，并確保在惡劣氣候條件下的穩定性。最后，文章結合具體的施工應用案例展示了多功能機械在縮短工程工期、降低施工成本、提高施工質量方面的具體優勢。

參考文獻

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