10 kV配电网用混凝土电杆质量检测及典型缺陷分析

章学兵，汪笃红，骆国防，赖江波

(1.国网上海市电力公司青浦供电公司，上海 201799；2.国网上海市电力公司电力科学研究院，上海 200437；3.国网新源新安江水力发电厂，浙江 杭州 311600)

当前城市架空线入地工程加快开展，但在郊区及某些特殊地区，架空线路仍然是电能输送到用户的主要方式[1-2]。架空线路支撑主要依靠混凝土电杆和钢管杆，混凝土电杆多适用于直线段，钢管杆多适用于转角、终端、耐张等特殊地段。城市远郊配电网中混凝土电杆与钢管杆的数量比约为8∶3，因此有必要加强对混凝土电杆质量的检测，以保证配电网的安全稳定运行。

对上海某公司2018—2020年间新建、改建及扩建配电网工程中的混凝土电杆进行入网质量抽检，然后对发现的典型缺陷进行分类汇总，结合相关标准，对典型缺陷进行判定，以保障混凝土电杆的入网质量。

1 混凝土电杆分类

混凝土电杆按外形分为锥形杆和等径杆，锥形杆又可分为普通锥形杆和法兰式锥形杆；按配筋方式分为钢筋混凝土电杆、预应力混凝土电杆和部分预应力混凝土电杆[3-4]。混凝土电杆分类如图1所示。

图1 混凝土电杆分类

2 混凝土电杆检测项目分类

根据GB/T 4623—2014《环形混凝土电杆》的要求，将混凝土电杆检测项目分为混凝土抗压强度、外观质量、尺寸偏差、保护层厚度和力学性能这5类。

2.1 混凝土抗压强度

混凝土抗压强度检测分为制样、试验、强度计算这3个步骤，检测流程如图2所示。试验过程应连续均匀加荷，混凝土立方体抗压强度计算结果应精确至0.1 MPa[1]。

图2 混凝土抗压强度检验流程

2.2 外观质量

外观质量检测项目分为7项，见表1。在检测过程中需固定好电杆，防止砸伤。

表1 外观质量检测项目分类

2.3 尺寸偏差

尺寸偏差检测项目分为8项，见表2。在检测过程中需防止砸伤，检测点位置和数量应符合标准要求。

表2 尺寸偏差检测项目分类

2.4 保护层厚度

保护层厚度检测分为试件取样和保护层厚度测量，检测流程如图3所示。在检测过程中需防止碎石溅伤或工具砸伤，检测点位置和数量应符合标准要求。

图3 保护层厚度检测流程

2.5 力学性能

力学性能检测项目分为抗裂、裂缝宽度、挠度和承载力检验、弯矩检验这4项。锥形杆采用悬臂式试验方法，等径杆采用简支式试验方法[1]。力学性能检测流程如图4所示。

图4 力学性能检测流程

在检测过程中需注意电杆坠落砸伤、电杆或钢丝绳断裂砸伤；试验过程中在各时间节点准确、及时地测量并记录残余裂缝宽度及挠度值；试验加荷值稳定后的允许偏差为±2%。

3 缺陷分布与分析

2018—2020年间共抽检混凝土电杆350基，问题电杆157基。

经统计，混凝土电杆外观质量问题数量占比超过95%，外观质量问题主要为漏浆、局部碰伤和露筋缺陷等。

3.1 典型缺陷分析

混凝土电杆外观质量缺陷中属于制造工艺造成的缺陷有漏浆、露筋等；属于运输安装过程中造成的缺陷有裂缝、局部碰伤、露筋等。

3.1.1 漏浆

漏浆缺陷产生部位主要为模边合缝处、钢板圈(或法兰盘)与杆身结合面和法兰盘杆根部，如图5所示。漏浆产生原因主要有：模板拼接不紧密，导致浆液流出，露出集料；模板强度不够，受压变形后跑模导致浆液流出；模板表面未浸水或未湿润，导致模板吸水，引起浆液流出。漏浆的危害是导致电杆结构强度不均匀，造成混凝土强度不达标。

图5 典型漏浆缺陷

3.1.2 露筋

露筋缺陷产生部位主要为杆根、杆顶、钢板圈与杆身结合部位，如图6所示。露筋产生原因主要有：外力破坏混凝土层导致露筋；钢筋骨架偏心；严重的合缝露筋。露筋的危害是加速钢筋锈蚀，降低电杆的抗弯性能，影响电杆结构强度。

图6 典型露筋缺陷

3.1.3 裂缝

裂缝缺陷产生的部位多集中于杆根，如图7所示。裂缝产生原因主要有：卸载过程中，杆根着地受冲击载荷造成裂缝；运输过程中，电杆安置方式不当，颠簸造成裂缝。裂缝的危害是引起钢筋生锈，降低电杆抗弯性能；裂缝还会引起体积膨胀，降低电杆强度。

图7 典型裂缝缺陷

3.1.4 局部碰伤

局部碰伤产生部位主要为杆根、杆身、杆顶，如图8所示。局部碰伤产生原因主要有：装卸、安装过程中受到外力破坏。局部碰伤的危害是会引起露筋、降低混凝土强度。

图8 典型局部碰伤缺陷

3.1.5 其他缺陷

其他类型缺陷主要有电杆顶部未封实、法兰盘防腐工艺不合格；法兰盘防腐工艺主要问题是采用喷漆代替热镀锌，镀锌层存在积锌、起皮缺陷；其他典型缺陷如图9所示。

图9 其他典型缺陷

顶部未封实会引起雨水渗入，降低混凝土强度；喷漆的防腐性能比热镀锌差，主要体现在厚度薄、不均匀、附着力差；积锌、起皮缺陷会降低镀锌层的附着力。

3.2 改进措施

3.2.1 设备制造阶段

将混凝土电杆质量抽检前移至设备制造阶段，加强生产工艺管控，对漏浆、露筋等制造过程中容易出现问题的环节做好如下预防措施。

(1)模板清洁、合模部位放密封条。

(2)更换变形的模板。

(3)提高混凝土的和易性。

(4)及时修补漏浆部位。

3.2.2 安装运输阶段

加强混凝土电杆装卸、运输过程中的保护，对特殊部位进行包裹，防止冲击载荷损伤电杆。

(1)运输过程中安置方式要得当，防止颠簸造成损伤。

(2)装卸过程中要做好缓冲措施。

(3)堆放过程中要平稳放置，较长电杆需设置多个支点。

4 结语

本文通过近3年内10 kV配电网用混凝土电杆的质量抽检工作，分析电杆出现的典型缺陷，结合缺陷产生原因及其影响，得到以下结论。

(1) 外观质量方面缺陷是混凝土电杆质量问题的主要方面。

(2) 漏浆、顶部未封实、法兰盘防腐工艺不合格是混凝土电杆制造过程中的主要缺陷类型。

(3) 裂缝、露筋、局部碰伤是混凝土电杆运输安装过程中的主要缺陷类型。

(4) 提升混凝土电杆质量需加强生产工艺管控、强化安装运输保护。