一种防风拉阔地锚的研制

陈 荣，温 煜，刘腾宇，杨建勇，梁金喜，冯 浩，何海兵

（广东电网有限责任公司茂名供电局，广东 茂名 525000）

配电架空线路防风拉线装置主要作用保持电杆稳定性，是保护电力设备不受台风灾害影响的重要装置。其安装方法是与架空线路垂直，一端安装在电杆末端、一端安装在地下，成“人”字型左右布置，从而起到稳定电杆及免除两侧受台风吹断倒杆的事故出现。而目前配电架空线路防风拉线一端装在地下的装置分别由厂家预制的水泥地锚成品及热镀锌的铁制拉棒等构成。其中水泥地锚成品长度与宽度一般为 80 cm × 40 cm 规格、铁制拉棒一般为长度250 cm，在安装时铁制拉棒须预留50～70 cm，则在安装施工时须挖掘不小于 80 cm × 40 cm × 180 cm地锚坑以埋设地下部分的装置。那么这种情况存在以下问题：（1）采用人力开挖则造成施工工作量大、施工耗时长，工作效率低下，地质坚硬的情况下甚至3人1天才能完成一组防风拉线地锚的挖掘；（2）采用钩机开挖则常常损害农作物、损坏田地，对环境造成较大影响，而且牵涉到损害赔偿，前期与群众的协商沟通等均耗时较长，投入的人力物力均较大；（3）厂家预制的水泥地锚成品体型大、质量重，运输困难、尤其是车辆无法到达的安装地点搬运更难，甚至出现砸伤或者刮伤工作人员的情况。综上所述，现有地锚安装施工时均存在施工难度大、耗时长，对环境有破坏、投入的人力物力均较大，容易造成人员伤害等较多的缺点。为了解决以上存在的问题，本文研制了一种防风拉阔地锚的装置。

1 设计原理

本文研制的防风拉阔地锚采用圆形镀锌铁管形状，通过使用铁锤直接镐击入地下，然后通过拉力将镐击入地下部分的破壁铁钩拉阔撑开插入泥土中，从而起到地锚拉力、稳定电杆的作用，具有体积小、重量轻、安装方便、不占用土地、不破坏环境，能有效解决传统地锚存在的问题。该设计主要由3部分组成，分别是钻地铁管、拉力铁杆、破壁铁钩，均采用热镀锌铁金属。设计图如图1所示。

图1 防风拉阔地锚设计图

1.1 钻地铁管

钻地铁管使用管口直径110 mm规格、长2.5 m铁管的材料，其中在上端管口外沿周围加焊接一圈铁管，宽度为200 mm，为加强管口承受铁锤镐击时的变形硬度。在管口内深度150 mm处焊接有一个管卡，管卡上配套有一个能上下活动、左右旋转的、带有190 mm内螺纹的螺母与铁管内径等大的上层承力铁块，为调整拉力铁杆向上力使用。在铁管下方离管口1.5 m位置开始分别切割横向环形开口3 个，长 × 宽为 110 mm × 15 mm，每个环形开口间距离为200 mm、3个环形开口之间互为角度120°，为破壁铁钩装入钻地铁管内连接拉力铁杆使用。在钻地铁管下端设计成尖锐的圆锥钻头，高度40 mm，与管体焊接在一起，并在圆锥尖端及侧面留有小孔，其目的是方便钻入地下及排除管内的水。在管体与圆锥钻头焊接的平面内层加焊一个与管内径一样大的圆形下层承力铁板，中间开有直径195 mm的圆孔及周边分别开有漏水口，目的是固定拉力铁杆下端承力，保证拉力铁杆有受力时下端不移位。

1.2 拉力铁杆

拉力铁杆使用19规格的热镀锌圆铁加工制成，长度2.0 m，套入到钻地铁管内与之配套使用。在拉力铁杆的上端是一个圆形拉环，为与拉线金具连接使用。圆形拉环往下设计成螺丝形状，螺丝长度1.0 m，拉力铁杆整体能通过上层承力铁块螺母并能与之配套使用，通过彼此间的螺纹扭动上层承力铁块能将拉力铁杆向上拉起可调。拉力铁杆中端设计3个铁钩卡扣，根据3个破壁铁钩在管内的位置而定，其作用是当拉力铁杆向上拉起时能卡紧并拉阔破壁铁钩，同时将破壁铁钩拉开插入泥土。拉力铁杆下端通过下层承力铁板，深度30 mm伸缩可调，起到拉力铁杆下端承力作用。

1.3 破壁铁钩

破壁铁钩设计为半月片形状，外露管外的半月形宽度100 mm、长度80 mm。通过环形开口套入到钻地管内，管内长度约为115 mm、以破壁铁钩拉阔45°角后在管内刚好碰到管体内壁为宜，伸入管内的铁钩开有卡口，能有力牢牢卡住拉力铁杆，不影响拉力铁杆向上拉力时不与破壁铁钩甩扣，从而造成破壁铁钩无法拉阔、无法工作。

2 预期成效

2.1 整体配置

本装置由管状壳体、拉杆、拉钩、扩张机构、螺母以及拉环组成 ，装配完成后，焊接为整体。整体装配效果图2所示。主体结构采用了直径110 mm、厚10 mm的钢管，管口加厚5 mm，便于承受锤击冲击，管尾焊接60°的锥头，采用Q235A材质，表面做镀锌处理，达到防锈要求；拉钩伸出管体约30 mm，与主体轴心成45°角度，拉钩受力面向上10°倾斜，以增大拉钩的承受力度；拉杆为直径24 mm的圆钢，头部切割有螺纹，与螺母进行配合，锁紧螺母时，可将拉杆向上提升；拉杆上可以安装拉环，方便与拉线连接。

图2 防风拉阔地锚装配效果图

2.2 拉钩扩张操作方法

先将拉环卸下，用套筒扳手顺时针驱动螺母，拉钩通过铰链与拉杆连接，拉杆因有防转槽卡在柱体上，不会跟随驱动螺母旋转，从而实现直线向上运动，带动铰链外转，铰链推动拉钩向外扩张；当铰链达到极限位置，与防反转块相撞，螺母不能再驱动，阻止铰链继续运动，防止铰链运动过限，使得拉钩被拉回；反方向旋转螺母，即可将拉钩退回原位。

2.3 预期使用效果

本文设计的防风拉阔地锚已获得国家发明专利授权[5]，具有相当的可行性。实物正在制作中，预期效果是通过钻地铁管入到地下，然后通过拉力铁杆向上的拉力将破壁铁钩拉阔，从而使到破壁铁钩插入到泥土中起到受力作用，保护电杆的稳定性。在使用过程中，不占用土地，无须人工挖地锚坑，原需3人1天的工作由2人1 h可完成，省时省力，无论在人力还是物力上均大大有了节省。此外，由于质量较轻，体积较小，无论是在安装使用、材料运输等均较为便利，减少了在搬运安装时易发生砸伤工作人员的风险。

图3 防风拉阔地锚结构图

3 结束语

本文所研制的防风拉阔地锚特点是通过套筒扳手，驱动六角螺母后，拉杆可以做直线运动，从而带动铰链运动；利用铰链机构，驱动拉钩向外扩张或向内退回，并设置有极限位置防止运动超出极限位置；拉杆与拉杆通过铰链连接，可以防止拉钩脱出，拉钩伸出后，与水平面呈向上30°，能有效增强抓地力。

本装置具备结构简单、安装方便、易于调节的优点，预计在实际使用中能比传统地锚大幅减少工作量，有效提升工作效率，同时为作业人员在一定成程度上规避风险。