电线杆裂缝精密检测及深化应用

骆祥明高栋寅

（国网浙江慈溪市供电公司315300）

摘要：裂缝是电杆最常见的缺陷或损伤现象。但因裂缝的成因、状态、发展以及在结构中的位置等的不同，对结构的危害性也有很大的区别。严重的裂缝可能危害结构的整体性和稳定性,对结构的安全运行产生很大影响。另一方面，也有些裂缝，如表面温度变化或干燥收缩引起的浅裂缝则无大的影响。电力企业目前对电线杆裂缝检测工具仅限于钢卷尺，检测仪器落后，精度为1mm,运行维护人员及技术人员往往不能精确确定横向裂缝宽度是否超过0.2mm，裂缝深度更是无法检测，导致判断是否更换电杆引起质疑。本文针对上述问题进行探究，寻求电线杆裂缝的精密检测技术用以解决裂缝问题带来的危害。

关键词：裂缝；更换电线杆；检测修补；砼

一、引言

根据大量的观测资料，电杆在运行中出现的裂缝，大多数在竣工后1-2年内已产生。如果这些裂缝处于稳定状态，其对结构的影响程度要小得多。此外，对于裂缝的修补，如裂缝充填（往裂缝中注入水泥砂浆或者环氧树脂等充填材料，以防内部钢筋锈蚀）和裂缝补强（裂缝表面粘贴钢板等）都需要在明确裂缝的状态、成因的基础上才能合理、有效地进行。因此，为了确定裂缝的状态、发展和成因，以及合理评价裂缝对电杆的影响，选择适当的修补方案和时机，掌握其深度与其长度、宽度都是非常重要的，采用合理的无损的检测方法也是非常必要的。

二、项目背景

在我国城市郊区及农村地区10kV配网系统中电线杆使用非常普遍，数量庞大，如慈溪地区配电网中高、低压电线杆上数量10万根左右，运行规程规定电线杆不得有纵向裂缝，横向裂缝宽度不得超过0.2mm,长度不应超过电杆周长的1/3，当超过上述指标时候，配电线路状态评价标准中扣40分，该线路即评为严重状态，需及时更换电杆。而因为种种原因电线杆会出现不同程度的裂痕，严重影响结构的安全运行。

综上所述，如何提供一种能够对电线杆裂缝进行精密检测，确定是否更换电线杆，确保电力线路安全运行，是现阶段该技术领域中亟待解决的问题。

三、裂缝产生原因

电杆裂缝分布情况，裂缝分布特征可大体归纳如下：

气候、环境不同，裂缝数量和程度不同；

工艺相同、生产日期不同，裂缝数量和程度不同；

砼内外分层严重、内表面光滑的，裂缝较多；

凡有外纵裂的电杆均有明显的脆性内力破坏特征的内纵裂，而且内外纵裂均起始于电杆端头及端部1m范围内；

部分电杆外表面出现与石子分布相关的龟裂和网状裂纹，敲开表面水泥砂浆约0.3～0.5mm便可见到光滑的卵石，说明砼内分层严重，这类电杆不仅有纵裂、斜裂，而且更多的是不规则的网状曲折贯通裂缝。

综合分析发现，凡有纵裂的电杆大都具有如下结构缺陷，砼强度偏低，砼内外分层严重，外表面砼出现龟裂或网裂，砼受外力作用而损伤。所以我们认为：裂缝的产生，一方面是由于原材料质量失控和工艺制度不当，砼在硬化过程中已产生了“原生裂缝”；另一方面是在制造和吊运过程中，由于工艺条件限制或操作不当，发生了挤压和碰撞。碰撞产生的微裂缝，由于砼和螺筋处于弹性阶段，而且裂缝很细，多数会立即闭合。这样，除少数内裂早期出现外，大部分微裂缝就成为“隐裂缝”存在于砼中。

砼中存在的“原生裂缝”和“隐裂缝”（以下统称微裂缝），在外力作用下，其缝端即产生应力集中，砼又属脆性材料，因此在远小于极限荷载的情况下，微裂缝便扩展和引发。所以，后期出现的大多数裂缝实质上就是在外力或环境条件作用下，原有微裂缝扩展和引发的结果。当然也不排除能使微裂缝扩展和引发的条件，同样也是裂缝产生的条件。因此，要避免或减少电杆后期出现裂缝，主要应从避免砼产生微裂缝的工艺条件入手。

四、裂缝处理方式

电线杆裂缝检测主要包括裂缝宽度、裂缝深度、裂缝长度三项参数检测。

1、电线杆裂缝长度检测：电网企业对裂缝长度参数精度要求不高，一般采用钢卷尺或者皮尺测量。

2、电线杆裂缝宽度检测：

（1）卷尺或裂缝宽度对比卡：简单，但只能用于粗测，测试精度低。

（2）裂缝显微镜：用具有一定放大倍数的显微镜直接观测裂缝宽度，读数精度一般为0.02mm--0.05mm，需要人工近距离调节焦距并读数和记录，有些还需另配光源，测试速度慢，测试工作的劳动强度大，而且有较大的人为读数误差。裂缝显微镜方法是目前裂缝测试的主要方法。

(3)图像显示人工判读的裂缝宽度测试仪器。近年内市场上有通过摄像头拍摄裂缝图像并放大显示在显示屏上，然后依据屏幕上的刻度尺，人工读取裂缝宽度的裂缝测试仪器。

(4)图像显示自动判读的裂缝宽度测试仪器，该类仪器的最大特点是对裂缝深度的自动判读，即通过摄像头拍摄裂缝图像并放大显示在显示屏上，然后对裂缝图像进行图像处理和识别，执行特定的算法程序自动判读出裂缝宽度，这类测量仪器具备了摄取裂缝图像并自动判读以及显示、记录和存储功能，测试实时快速准确，代表了裂缝宽度测量仪器的发展方向。

3、电杆裂缝深度检测方法分二类：

(1)基于超声波的检测方法。

(2)基于冲击弹性波的检测方法。

然而，由于电杆结构及裂缝的特殊性，使得裂缝深度的无损检测变得非常困难。同时，目前常用的裂缝深度的无损检测技术大多是从金属材料的裂缝深度检测中发展而来，在应用于混凝土结构中会遇到各种问题，使得测试结果常常较实际深度偏浅很多，因此难以在实际工程中推广应用。

针对上述问题，提出以下应对措施：

1、加强原材料质量控制和生产工艺管理。合缝跑浆的电杆宜开“V”形口并用环氧胶泥或环氧砂浆修补。

2、彻底改变高温快速温热养护制度。采用低恒温（普通水泥不超过65℃）、适当延长恒温时间、后期浸水泡养制度；对早强快硬、R型普通水泥和C3A含量大于6%的普通水泥，应通过试验建立蒸养制度；根据工艺条件、测试手段、材料性质分别建立砼强度相关曲线和质量控标准，以保证各阶段的砼强度。

3、强度工艺管理，严禁超层挤压，抛掷和碰撞。

五.总结

本项目主要是引入电线杆裂缝综合检测技术及先进检测仪器，精确检测电线杆裂缝宽度、裂缝深度、裂缝长度三项参数，确定裂缝的状态、发展和成因，以及合理评价裂缝对电杆的影响，选择适当的修补方案和改造时机，从而确定出现裂缝的电线杆是否需要更换，保障输电线的安全运行。

参考文献

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