電力鐵塔…20多年來INMR見到的鐵塔超出了應有的數(shù)量。自創(chuàng)刊至今出版100期雜志以來,INMR走遍了60多個國家的電力線路,足跡踏遍炙熱的沙漠,穿過茂密的雨林,橫穿人口稠密的都市,翻越聳立的山脈,也途經星羅棋布的各種自然景觀,沿途拍攝了數(shù)百張輸電線路鐵塔的照片。
絕大部分鐵塔是格構式鋼塔,根據(jù)當?shù)毓こ探ㄖ膫鹘y(tǒng)和風格略有不同。但另類出類拔萃的鐵塔卻因具備極高的美學外觀、非同尋常的功能、或者真正獨一無二的設計、或者有幾例三者兼而有之而鶴立雞群。
借此第100期之際,沒有什么比帶領讀者踏上一次旅程,重溫一些我們認為是世界上獨具特色的鐵塔更具紀念意義。
中國上海附近的換位鐵塔
這一特別的500kV鐵塔位于江蘇省東部的南通和如皋兩市之間,之所以‘上榜’的原因與其說是塔的風格不如說是塔的功能。這基鐵塔建造為承受48個絕緣子串,每串由30個盤形傘盤組成,僅一基鐵塔支撐 著不可思議的近1500個瓷絕緣子片。如果這還不算是世界記錄,那什么是世界記錄?
澳大利亞雨林鐵塔
Powerlink公司275 kV Springmount-Woree線路,通往北部海濱城市Cairns,是電力公司解決環(huán)境與維護之間平衡問題的精彩實例。
顯然,對于穿過生態(tài)脆弱區(qū)熱帶雨林的雙回線路,獲得批準的一個前提條件是,在沒有任何植被管理介入的情況下,必須允許周圍土地的雨林再生長到原來的高度,這意味著鐵塔與鐵塔之間15公里的線路段中,途經可以生長到40米的樹木,鐵塔必須達到巨人般的85米,根據(jù)這一高度鐵塔要求的重量以及當?shù)氐娘L力因素,塔重約56噸。
此處的關鍵問題是,對幾乎未開墾的雨林心臟地帶,如何對鐵塔進行常規(guī)巡檢和維修。解決方法是在選定的塔上設置直升機降落平臺,從而允許工作人員快速從空中進出每個線路段,而從地面上是無法完成的。
穿過亞利桑那州沙漠的500 kV管狀Y型塔
500 kV Mead-Phoenix輸電系統(tǒng)項目1995年后期通電,該項目的一條250多英里長(400公里)線路從Nevada南部的Marketplace變電站到Phoenix Arizona(亞利桑那州鳳凰城)的一個開關站。很像是Nevada至Los Angeles的‘姊妹’項目,這條別具一格的線路由Salt River Project(SRP)運營,在線路設計和絕緣的選型中,特別考慮了一旦需要便能快速轉為直流,從而將輸電容量從1300MW擴大到2200MW。
該線路設計的另一個特點是兩段線路選擇了昂貴的管狀‘Y’形塔,一段是穿過兩條河流處,第二段是穿過脆弱的汽車試驗地面。第一段線路中,工程師是希望避免鐵塔被‘沖刷’的風險,即順流而下的木材和巖屑會侵蝕常規(guī)格構式鐵塔的基礎。試驗場地的線路段,業(yè)主不采用格構式鐵塔是為了防止有人爬上 鐵塔刺探工業(yè)情報。
結果證明,管狀‘Y’形塔優(yōu)美的外形與本地盛產的巨大樹形仙人掌渾然一體,構成了沙漠地帶的一道亮麗美景。
南非十字型塔的目的是成本最低性能最佳
70年代后期,隨著開始引入765 kV線路,南非研究了V型拉線塔的新家族,找出節(jié)省成本與傳統(tǒng)自立式鐵塔的對應關系。新鐵塔采用金屬繩以及之后設計的十字型繩,進一步優(yōu)化了懸掛導線的沉重橫擔。例如,1990年后期引入了三角形布局的緊湊型十字設計,用于200公里或更長的線路。盡管以單位塔為基礎的價格并不便宜,但由于該設計良好的電容電感特性,降低了運行成本。
近來,為了進一步降低765kV直線塔每根導線掛點的重量,從而節(jié)省費用,新一代十字型塔正在測試階段。例如,在 31.5米的高度,新塔的重量減輕約5000公斤,由于減輕了對拉線和塔基施加的重量,進一步節(jié)省了工程費用。
西班牙的巨塔已經變成了地標
南部海濱城市Cadiz是1492年哥倫布航海之旅的出發(fā)地。如果哥倫布的航海之旅推遲四個半世紀,他的船只將會駛過同樣具歷史意義的輸電塔。
50年代后期,158米高的雙子塔支撐著132 kV雙回路,穿過1公里多長的海灣,當時西班牙鋼鐵制造業(yè)限制了塔的建造,無意中建成了這樣的塔。塔由意大利人Alberto Toscano設計,空心錐形塔尖的塔基直徑20.7米,塔頂直徑6米,由分段鍍鋅鋼組成,用對角鋼梁連接。雖然為沒有恐高癥的人員在塔外增設了梯子,但塔內配置的螺旋式塔梯也可以攀登到橫擔。盡管體積龐大,正如其良好的運行性能一樣,塔形和內部通風結構的整體效果也同樣富有美感,這不禁使人聯(lián)想起了埃菲爾鐵塔。
價值被低估的美國都市鐵塔
當今,支撐架空線路的鐵塔是實際存在的藝術,但卻也是往往被人們視而不見的藝術。如此看來,穿 過亞利桑那州鳳凰城的Salt River Project(SRP)230kV Shrader線路便是鐵塔藝術被低估的典型例子。
12公里(7.7英里)單回線路段特別設定了都市線路不能太顯眼的高設計標準,SRP采用了視覺沖擊很低的1272kCM Bittern鋼芯軟鋁(ACSS) 單絞線取代了通常這一電壓等級采用的954kCM鋼芯鋁(ACSR)雙絞線。實際的優(yōu)勢是退火軟鋁線耐受更高的溫度,能承載的溫度和電流是完全硬化鋁導線的一倍。
同時,應用高強度的懸臂式硅橡膠支柱絕緣子避免了導線的下垂(芯棒 8.9cm),15°角上揚,最大負荷下 變形小于50%,與其他的橫擔和懸垂 串相比,允許有245米的(800英尺) 跨度以及更狹窄的線路走廊。
此外,縮小直徑后的預拱鋼塔上懸掛的69kV下行線具有以下特點:與上行線的導線相位正好相反,這不僅降低了凈的電磁場,而且因為相與相之間的間距可以更窄,所以節(jié)省了塔架和塔基的成本(此處的間距為4米,常 規(guī)的為5.3米)。
展覽會上的 丹麥鐵塔設計 是獨一無二的 上乘建筑
做為一個斯堪的納維亞的國家, 丹麥有著對設計的執(zhí)著追求,不足為奇,丹麥的輸電塔獨具特色。但是隨著格構式鐵塔不再受到追捧,已經考慮采用新的設計取而代之。這一理念促成了為一 條途經Jutland半島農場的80公里線路所選擇的一種桿塔類型。它由設計競賽中勝出的本地設計師 設計,并用造價昂貴的鐵塔仿效了典型的丹麥輸電桿塔的風格, 這就是將焊接的部件安裝在混凝 土塔柱上。
最好的鐵塔可以根本 沒有塔
無論輸電鐵塔的風格和外形如何,它們常被看作是多余增添的煩惱,特別是在自然美景被保護得完好無損的地方。坐落在南非開普敦城外的一處山頂便是 這樣的地方,從這里可以將海岸線的全景盡收眼底。
然而,兩條重要的輸電線路沿途必須攀登并穿越山頂?shù)竭_附近的一個水利發(fā)電站。
當?shù)毓こ處煵扇〉莫毺亟鉀Q方法取名‘隱身塔’, 即巧妙地將幾個間隔棒排列起來替代鐵塔,將相導線懸掛于山頂兩個凸出的巖石之間。相鄰塔的兩側均被隔開隱身,一側被隱蔽在山頂下方,而另一側被隱蔽在高聳的樹林中。