e堂课导线是怎么被架上铁塔的

上堂课我们说到电线是怎么跨越山川湖海的。《e堂课

电线是怎么跨越山川湖海的?》

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抬头望去,山川间、海面上……那连接在巍巍铁塔之间的银色导线,看起来流畅而优美。

但,还是有很多同学问:导线这么长、这么笨重,供电员工是怎么把它架上那高高的铁塔的呢?

本期,小e就给大家捋一捋导线是用什么工具和方法架到铁塔上的,讨论这个技术问题之前,我们先聊一聊这塔上的导线。

此导线非彼导线

提到导线,很多同学会忍不住看一眼手边的花式充电线!

但是我们的大电网的输电可不是靠它,这种绝缘皮包裹着的脆弱细线注定顶不住户外风吹日晒的摧残。输电线路采用一种更为坚挺的材料来充当我们电网的“大动脉”。

现在铁塔上最常用的就是钢芯铝绞线:它是单层或多层铝股线绞合在镀锌钢芯线外的加强型导线。中间是钢线提高电线的坚韧性能,四周缠绕的铝线主要是传输电流。

根据不同的输电需求,采用导线的直径也会有所不同。一般情况下,考虑到未来用电负荷的增长,在能保证经济性的同时,尽可能使用截面积更大的导线,以减少电能损耗。

为什么要用大直径的导线呢?

交流电在传输过程中会产生电磁场,使电流大部分都在导线表面流动,导体中间几乎没有电流,把导体弄成管状可以节约材料减轻重量,也就是我们所说的“集肤效应”。

上面这一段听不懂没关系,但如果高中物理课上你没睡觉的话,你一定听老师讲过:导线越粗,导线表面电场强度就越低,电晕就越小。电晕是对电能的损耗,所以我们当然希望把导线弄粗些,降低表面场强及电晕。

初中物理老师讲过,任何材料都有电阻,而电阻会产生损耗。电阻与导线的截面积成反比,因此理论上我们需要导线尽可能地粗。

(如果已经将中学物理还给老师的同学可以尝试将一段导线想象成一截自来水管道,通过导线电流自然成了管道中的水流,管道越粗,对于水流的阻碍也就越小,同样时间内的水流量也就越大)

但是导线并不是越粗越好,越粗也就意味着越重,导线的增重会让运输和安装的困难直线上升。在这种需求下,聪明的电力人想到了用多根导线来等效代替粗导线的方法,分裂导线应运而生。

常见的高压铁塔上都采用双分裂、四分裂、六分裂等形式架设导线,从而减轻每一根导线的重量。

那么一根导线到底有多重呢?

以一般常见的截面积为mm2导线为例,1公里的导线重量约为1吨,当架设在冰雪地区时,会采用更粗的钢芯来提高强度。而应用于特高压电网的钢芯铝绞线,计算重量更是能达到.3kg/km,粗细和一名成年男性的手腕相当。

这么重的导线是怎么到铁塔上的?

为了把这么重的导线架到几十米高的铁塔上,电力人想出了个巧妙的方法:

在两基铁塔之间拉一根牵引绳,通过牵引绳将电力导线从一基铁塔带到另一基铁塔上。

在上世纪七八十年代,施工机械还不常见,供电员工只能通过人力、骡马等完成运送牵引绳的任务。

这样的方法成本较低,但是必须要施工人员徒步穿越,造成封航停运、停电作业等情况发生。而且作业强度大、工作效率低、存在诸多不安全因素。随着科技的发展,这种方法正在慢慢被取代。

为了更高效便捷地把导线牵引到铁塔上,电力人大开脑洞。

比如通过一些飞行道具,先带着牵引绳跨越山海,到达铁塔上,然后通过牵引绳带着更粗更结实的牵引绳来到铁塔上,最后通过这个更结实的牵引绳将电力导线拉到铁塔上。

那么,有什么道具呢?

射箭、小型火箭

这种方式减少了地形的限制,可以在复杂地形作业,有效降低了施工架线对周围环境的影响。但是其缺陷也很明显:射程近,不适合大跨距使用。

动力伞

这是一种飞行距离较长,荷载较大的方法。在图中就可以看出其受地形限制小,可以在复杂地形作业,提高了工作效率。

但是飞翔一直都不是一个简单的事情,起飞降落需要合适的场地;操作的人员需要较高的专业素养、配套的专业设备、工器具和绳索都是大问题。重中之重,是其施工过程中受风力影响较大。

遥控飞艇

这种方法瞬间高大上起来!飞行距离较长,抗风性好,荷载较大是它的优点。不用说,这个憨憨的大家伙很稳重,具有垂直升降、空中定点悬停、低空低速等特性,满足线路施工在特殊条件下的要求。因为是无人飞艇,所以人员伤害事故的问题就被完美解决啦!

但是小伙伴们看图也知道它成本较高,经济效益差。体型的庞大导致施工人员在山区、沟壑、林区工作时视线会受到影响,只能分区段进行展放,不能连续施工。

新的问题又出现了,大家伙的身体安全稳定性保障程度不高,需要专业的维修人员和配套的专业设备。

无人机

这个“小蜜蜂”很好地继承了前者的优点:能垂直起降,可以自由悬停,牵引导引绳受地形限制小,可以在复杂地形作业,且不载人不会发生人员伤害事故。

纤细的身影可以让它起飞降落所需要的场地很小,在地质环境恶劣的施工环境中进行作业也完全没问题。简单的操作缩短了工作人员的训练周期,节约了人才培养成本。

但是电池的能量密度小,一直是用电池作为能量来源的无人机无法绕开的问题,小巧的身躯限制了它的载重量,更加大了风力对它的影响。

直升机

让无人机长大,再在驾驶舱里塞个驾驶员,变身直升飞机。

直升机继承了无人机垂直起降,可以自由悬停,牵引导引绳受地形限制小,可以在复杂地形作业的特征。同时,它的飞行距离更长,抗风性更好,荷载更大,很好地弥补了无人机的短板。

但是,对比“轻便小巧”的无人机,直升机多了个驾驶员,不仅提高了培训成本,还需要一块宽阔的升降场地,当然还有维修,保养等成本也比无人机更高。

有了这些“神器”,导线被顺利牵引到铁塔上,供电员工爬到铁塔上,将导线通过绝缘子和金具固定在铁塔上。这就是一根导线被架上铁塔的完整“故事”!

好啦,今天的e堂课就到这里了,下课~

-END-

供稿

温州·文成公司

(刘畅徐浩杰庄英泽)

编辑

王晓邓通

校对

项丹

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