國內(nèi)外復(fù)合材料輸電桿應(yīng)用狀況分析

　　電桿、電塔結(jié)構(gòu)是輸電、通訊、鐵路、機(jī)場(chǎng)、市政等基礎(chǔ)設(shè)施中一類重要的特種支撐結(jié)構(gòu)物，其結(jié)構(gòu)性能直接影響線路的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。傳統(tǒng)輸電桿（包括木桿、水泥桿、鋼桿及鐵塔）在長期運(yùn)行中各種各樣的缺陷正逐步暴露出來。由于纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料（以下簡稱復(fù)合材料）具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、電絕緣、性能可設(shè)計(jì)等特點(diǎn)，是輸電桿及桿塔結(jié)構(gòu)材料較理想的選擇，開始受到國內(nèi)外電力行業(yè)的關(guān)注。國外復(fù)合材料電桿的研究起步較早，批量生產(chǎn)的電桿已在歐美地區(qū)得到應(yīng)用。美國由于其特殊的地理特點(diǎn)，復(fù)合材料電桿的研究開發(fā)和應(yīng)用最為成熟。
　　電桿材料應(yīng)用現(xiàn)狀
　　國內(nèi)外架空輸電線路中使用較為廣泛的桿塔主要有木質(zhì)桿、鋼管桿和鐵塔等幾類。占有世界大半電桿市場(chǎng)的美加地區(qū)，現(xiàn)有電桿采用的主要是木材，在美國只有俄勒岡州使用混凝土桿。混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土桿主要應(yīng)用于南美洲、歐洲、非洲、亞洲等森林資源較為貧乏的地區(qū)或發(fā)展中國家。鐵塔是世界各國超高壓輸電線路中常用的桿塔型式。
　　我國基本不再使用木質(zhì)桿，混凝土桿以前在35kv~110kv線路上大量使用，在新建及330kv以下線路運(yùn)輸和施工條件較好的平原和丘陵地區(qū)也得到一定應(yīng)用。鋼管桿和鋼管混凝土桿在近年城市電網(wǎng)建設(shè)和改造中應(yīng)用較多，而在220kv及以上的線路中，多采用格架式鐵塔。
　　1.傳統(tǒng)電桿存在的問題
　　傳統(tǒng)的輸電電桿塔普遍存在質(zhì)量大、易腐爛、銹蝕或開裂等缺陷，使用壽命較短，并且施工運(yùn)輸和運(yùn)行維護(hù)困難，容易出現(xiàn)各種安全隱患。歸納起來主要有以下幾個(gè)問題。
　　腐蝕
　　木桿受腐蝕因素影響，平均壽命為30年。木桿維修費(fèi)用為每桿每5年35美元，并且一旦腐蝕開始就會(huì)持續(xù)進(jìn)行直至失去強(qiáng)度。木桿的維護(hù)主要用雜芬油類的防腐劑，這種防腐劑被認(rèn)為是一種危險(xiǎn)的廢料，極大影響了環(huán)境。在美國，每1根電桿造成污染的環(huán)保復(fù)原費(fèi)用達(dá)1萬美元。
　　金屬電桿存在生銹腐蝕問題，腐蝕減少了服役期，增加了全壽命周期內(nèi)的維修成本。
　　安裝成本
　　傳統(tǒng)電桿的安裝費(fèi)用問題在于偏遠(yuǎn)地區(qū)缺少運(yùn)力和運(yùn)輸設(shè)備來搬運(yùn)沉重的鋼桿、木桿，水泥桿重量太大，造成運(yùn)輸與安裝費(fèi)用比其他材料更高一籌。有時(shí)為了安裝到位甚至還需要鋪設(shè)專門的道路來運(yùn)輸，這使得費(fèi)用進(jìn)一步提高。
　　事故與其他問題
　　長期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：不同電壓等級(jí)交、直流輸電線路皆存在雷擊事故和污閃事故，雷擊事故和污閃事故在每年的輸電線路跳閘事故中幾乎各占50%。大量的使用復(fù)合絕緣子仍不能徹底解決雷擊和污閃事故。
　　高寒地區(qū)混凝土桿常發(fā)生凍融循環(huán)破壞，而鐵塔常發(fā)生低溫冷脆破壞。鋼材還易被人為偷盜破壞。
　　2.其他改進(jìn)型電桿
　　除一般類型電桿外，還有以下一些改進(jìn)型電桿。
　　（1）無覆層耐侵蝕的鋼材。保持了鋼的優(yōu)點(diǎn)，且無須防腐蝕層。
　　（2）電弧爐回收鋼。一些鋼材的最初費(fèi)用可以通過這種回收來得到補(bǔ)償。鋼材的運(yùn)輸費(fèi)用仍然極其昂貴，特別是運(yùn)到邊遠(yuǎn)地區(qū)，電桿或鍍鋅或用密封劑涂覆，會(huì)增加維修費(fèi)用。
　　（3）鋼筋混凝土也是替代木材的一種材料。但水泥桿重量太大，造成運(yùn)輸與安裝費(fèi)用比其他材料都要高。
　　（4）玻纖混凝土桿具有和復(fù)合材料一樣的非電導(dǎo)性和無腐蝕性。復(fù)合材料電桿的纖維纏繞工藝還有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但由于應(yīng)用得少，目前在使用可靠性方面還存在疑問。
　　復(fù)合材料電桿的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
　　復(fù)合材料電桿及桿段的制造技術(shù)在國外已有50多年的歷史。復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)主要在集中在以下幾方面：
　　1.安裝、維護(hù)成本低