輸電線路鋼管桿夾持式標識牌支架的研究

周云童，徐銘蔚

（國網吉林省電力有限公司吉林供電公司，吉林吉林 132001）

0 引言

目前，隨著電網的快速發展，新建高壓線路進城持續增加，同時進行了大量原有城網的增容改造。傳統角鋼塔占地面積大、高壓電纜造價昂貴，而鋼管桿具備結構簡單、占地面積小、加工制造容易、施工方便等優勢，因此越來越多的城網建設采用了鋼管桿。在增容改造過程中，許多輸電線路面臨遷改、T 接，桿塔編號也隨之改變，并且存在部分老舊標識牌缺失或不明確的情況，需要及時更換新的標識牌，從而導致標識牌安裝、更補工作量加大。

輸電線路設備、禁止標識牌是輸電線路中每一基桿塔的識別標識、提示標識，起到區別不同桿塔、提示禁止攀登等作用。運檢人員巡視線路、檢修作業都需要依據標識牌來確認設備的位置和操作對象。標識牌缺失或不明確，將給輸電線路的運檢工作帶來很大的安全風險。標識牌安裝、更補工作屬于高處作業，常規工作地點距地面基準線2.5 m。相較于角鋼塔的標識牌安裝、更換工作，鋼管桿存在落腳點小、安裝位置受限、工作方法復雜等問題，操作費時、費力、效率低，并增加了作業的安全隱患。傳統鋼管桿標識牌安裝方式主要包括外側孔位安裝、鐵絲綁扎塔身、制作貼紙粘貼塔身等，但無論是哪種安裝方式，都未改變安全作業風險高、安裝復雜、效率低的弊端。采取貼紙粘貼、鐵絲綁扎塔身方式，還存在易受損、不符合目前國網設計規范等問題。

為有效解決目前鋼管桿安裝及更補標識牌工作中安全作業風險高、安裝復雜、效率低，以及標識牌易受損等問題，本文提出了鋼管桿標識牌加設夾持式支架的設計方案，安裝、更補標識牌工作時只需在地面組裝支架，并通過爬梯將支架固定到指定高度即可，有效克服了傳統標識牌安裝、更補工作方法中存在的弊端。

1 鋼管桿標識牌安裝方式分析

對吉林地區輸電線路鋼管桿進行調查研究，并查閱線上各地區鋼管桿資料，發現目前鋼管桿的標識牌安裝方式主要是通過桿身自帶的外側孔位以螺栓固定支架進行安裝（圖1a））。對于部分沒有預留外側孔位的鋼管桿，則通過貼紙粘貼塔身的方式進行標識牌安裝（圖1b））。制作貼紙粘貼塔身對安裝工藝有一定要求，同時由于標識牌長期暴露在野外，日曬雨淋，貼紙式標識牌容易褪色模糊，導致牌上的信息模糊不清，需要頻繁鏟除更換標識牌，增加了運維人員的工作量。

圖1 傳統鋼管桿標識牌安裝方式

針對鋼管桿標識牌組裝工作進行調查研究，標識牌安裝操作步驟并不復雜，但由于鋼管桿標識牌安裝過程中存在落腳點范圍小、安裝位置受限因素影響，導致安裝費時費力、效率低，同時也增加了作業安全風險。而借助梯子作為落腳點進行鋼管桿標識牌安裝，受限于安裝高度，又造成大量時間浪費在搬運、固定梯子等工作上。

2 夾持式標識牌支架的設計實現

2.1 原因分析

上述兩種傳統鋼管桿標識牌安裝方式都受限于標識牌支架與塔身的固定方式，導致作業人員需要登桿塔至一定高度后探身進行安裝。作業人員需要站在爬梯位置，距安裝位置周長約0.5 m。對于耐張鋼管桿，尤其是涉及轉角的鋼管桿，其桿身直徑較大，距安裝位置周長可達1.5 m，更增加了安全作業風險（圖2、圖3）。

圖2 鋼管桿上作業環境

圖3 原因分析

2.2 對策實施

2.2.1 桿號牌支架改進

將傳統的桿號牌支架更換為抽插式桿號牌支架。首先設計用于固定桿號牌的底座，在底座上留有供桿號牌插入的插槽，桿號牌可通過插槽方便地安裝和取下，如此就可以避免用螺母固定標識牌[1]。同時可以在抽插支架上方鉆孔并安裝防盜螺母卡住插槽，防止桿號牌出現人為因素造成的丟失。

抽插式桿號牌支架由可活動的上邊框、固定邊框、擋板、底部防積水邊框組成。其中上邊框采用防盜螺絲固定，可以實現以螺栓為轉軸的轉動功能。上邊框內設有用于桿號牌抽插的凹槽，另一端通過可打開結構進行連接，實現桿號牌的抽出和放入（圖4）。

圖4 抽插式桿號牌支架

2.2.2 固定方式改進

為實現作業人員在爬梯處不用探身便可進行標識牌安裝，以減少安全隱患，設計選用磁吸式固定、夾持式固定兩種鋼管桿標識牌安裝方式。其中磁吸式固定通過磁吸鋼管桿表面進行固定，夾持式固定通過在爬梯進行固定。

磁吸式固定的磁鐵吸力實測為89～120 N，夾持式固定的螺栓剪切力實測為150～300 N，金屬標識牌重量為500 g，所受重力約50 N，因此采用磁鐵式、夾持式兩種方式均能固定標識牌，并保持穩定。

但是磁吸式固定只能承受磁吸力范圍的垂直磁鐵的力，不能承受水平方向的力，因此風力會使磁鐵慢慢移位，最終導致其承受不住風力而脫落。而夾持式固定爬梯能夠承受5 kN 的力，風對螺栓剪切力幾乎沒有影響。

根據以上分析，決定采取夾持式標識牌支架作為最終設計方案（圖5）。夾持式標識牌架安裝原理是利用鋼管桿爬梯腳架進行固定安裝，在確保安裝后支架穩定性的同時，能夠有效減少作業人員工作量。

圖5 夾持式支架整體結構

具體安裝及更換步驟為：①將夾持式標識牌支架固定在鋼管桿爬梯上；②將U 形螺栓穿過支架設置好的螺絲孔以及爬梯梯梁；③將螺絲擰入U 形螺栓，U 形螺栓的安裝位置應在爬梯兩側，螺栓緊固處可加裝防松墊、彈簧墊確保緊固到位；④需要調整桿號牌時，可通過插槽方便地安裝和取下桿號牌，操作快捷。

3 應用效果

本文設計的鋼管桿夾持式標識牌支架，只需在地面將桿號牌好，然后爬梯固定。安裝操作步驟簡單，降低了標識牌安裝作業的安全風險。后續需要更補桿號牌時，僅需抽插支架即可完成更換工作，而不需要拆卸原有支架。固定支架、更補桿號牌時，作業人員在爬梯位置即可完成全部操作，不再需要探身工作，降低了操作難度和安全風險，取得了良好的應用效果。

4 結束語

夾持式標識牌支架投入使用后，有效提高了輸電線路鋼管桿安裝及更補標識牌工作的效率，同時降低了操作過程中的安全隱患。標識牌作為桿塔的“身份證”，目前作用僅用于顯示線路名稱、桿號識別等信息，隨著電力物聯網的提出，未來可以通過科技手段、賦予標識牌更強大、更多樣的功能，例如結合液體涂料、微型太陽能電池板賦予其夜間顯示功能；通過與感應器、高清攝像結合，實現語音報警提示；制作每基桿塔專屬的二維碼，實現桿塔信息現場隨時查，后臺全掌握的功能。