小人、猫头、蟑螂……为什么输电塔长得像表情包?
有没有人跟我一样,坐车的乐趣之一,就是看窗外长得千奇百怪的输电杆塔?
它们有的像猫头,有的像小丑,有的像张牙舞爪的小人儿,整齐的排成一排,就像群聊接龙时的表情包。
乖乖站着的一排猫猫头:
底图丨图虫创意
王羲之见了这酒杯,不知会不会想起兰亭的“流觞曲水”:
底图丨图虫创意
早晨起来,做伸展运动的大头儿子和小头爸爸:
底图丨图虫创意
巨型蟑螂:
底图丨图虫创意
对于很多人来说,一定有个疑问:电线杆子,不能都修成“T”字型吗?这些奇形怪状的电线杆子,到底是人性的扭曲,还是工程师的浪漫?
杆子有原则
首先,它们不叫电线杆。一根杆子立起来的,叫杆,而这种具有复杂立体结构的,叫塔,通常会合起来叫做输电杆塔。
输电杆塔长成这样,自然是有自己的原则的。
稳定是第一!
首先,身为一个输电杆塔,你总得稳固吧?
你别看输电杆塔就几十米高,上面架的导线也细细的,实际上,它的承重需求比你想象得要高得多:
在架子上架设导线,本身就有一定的重力和张力;
刮大风时,杆子本身要受力,导线还会跟着风一起狂甩;
到了冬天,导线结冰时会增加额外的重量。
这里面,每一项对稳定性的要求都是很可观的,所以,随着用电需求的激增,我们现在看到的很多塔都是四脚着地,稳稳当当,一副敦实憨厚的样子。
够高才够大!
电线危险,尤其是高压输电线,都是裸露的金属线。要保证输电线下方有足够的安全距离,输电杆塔必须够高,把输电线撑到空中去。
对于表情包爱好者来说,够高的空间,也给了我们足够好的视线、足够大的想象力发挥空间。
省钱!
要让架子稳、电线高,那何不直接做成电线杆的形状,只要够高够粗就好了?
因为浪费钱!
从经济性考虑,用到的材料越少越好。也是因为如此,我们才会看到输电杆塔出现奇奇怪怪的绕线、布局,这很多都是出于节省材料的考虑,组成表情包不过是个意外的惊喜。
高效输电不浪费
至少在核聚变电站出现前,我们不能说电能是几乎免费的,再说输电线路的架设也是一笔不小的费用。
所以为了让有限线路输送更多的电能、同时减小电能在输送工程中的损耗,对输电导线的布局也提出了要求,相应的输电杆塔也会呈现出不同形状。
常见输电杆塔赏析
常见的输电杆塔外形非常多,我们来赏析一下常见的几种。
从简到繁
出门走到街上,最常见的就是“牛魔王要抱抱”型输电杆塔(干字型)了:中间的牛身子是塔身,而上面的牛角和张开的双臂叫做横担,用来挂避雷线和输电线。
图源:图虫创意
以“牛魔王要抱抱”为基础,还可以发展出更多的“表情包”。
比如人气很高的猫猫头(学名也叫猫头型)。
图源:图虫创意
猫猫头的脸中间、胡子两侧分别挂着输电线,排布接近等边三角形。
一方面,三相(簇)导线水平距离较近,输电通道上占地面积较小,也有利于利用电力上的“三相平衡”,从而提高输电效率和系统安全;
另一方面,这种水平距离近的布局,万一有一根线、一簇线断掉了,输电杆塔受到的不平衡力较小。
开车来到山里,你可能会看见很多酒杯一样的输电杆塔。
酒杯型输电杆塔也是“牛魔王”的变形之一。相比于“牛魔王”和“猫猫头”,酒杯塔三相线平行分布,高度更低一点,不仅防雷效果好,建塔所用的材料也更少,特别适合建在山区等交通不便的地方。
图源:图虫创意
在用地相对紧张,而输电需求大的地方,则更容易见到大型的输电杆塔。
为了节省土地占用、材料等,往往会在一座输电杆塔上,挂更多的输电回路,每座塔的体型也就更大、结构也就越复杂,路人的想象空间……也就更大了。
从正到歪
如果仅仅是这样,塔和塔的区别,无非是高度、“手臂”数量不同罢了。
但实际上,我们可以看到“手臂”长度不一的各种输电杆塔,比如上窄下宽的正伞型塔、下窄上宽的倒伞形塔、中间宽上下窄的鼓型塔……
这样一来,输电杆塔结冰脱落的时候,就算造成导线上下摆动,也不会造成短路。
除此之外,塔特殊的、不对称的形状,还和它们在整个输电线路中的位置有关:
输电线要穿过一条河或者一个峡谷,就需要特别高的跨越电塔,有时会直接架在上百米高的烟囱上;
立于山坡的边坡电塔,基础随山势起伏,像前后腿不一样长的兔子;
在线路转弯处,需要承受侧向张力,垂直线路方向特别加固、甚至不对称的转角杆塔;;
位于电站附近的线路终端,也会有能承受单侧张力的终端电塔,沿线路方向要特别设计;
为了保持电力平衡、通信通畅,每隔100多公里,还会有换位电塔——中间一个大塔,两边有俩小塔,看上去就像两名女仆在给贵族小姐拉紧胸衣束带。
“女仆与小姐”的换位电塔丨国家电网
其实,输电杆塔的外形,也不纯是实用主义的产物。
如果你去过西藏,可能遇见过这样的羊头输电杆塔。它的原型是盛产于喜马拉雅群山的岗巴羊。运气好的话,还可能见到像牦牛、山羊、转经筒等形状的输电杆塔呢。
西藏岗巴羊景观塔丨国网西藏电力有限公司
除此之外,全世界很多地方,电力系统工作人员还会把出于兴趣把输电杆塔做成特定的形状,比如米老鼠、机器人、各地吉祥物等等。
这回就真的是工程师的浪漫了。
作者:蓝巾
编辑:李小葵
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