不起眼的高壓電塔 (二)－冷再熱的手札

輸電線看似簡單，但箇中的奧秘只有圈內人才了解。有很多的設計，也是人類在發展的過程中，由失敗錯誤中慢慢的開發演進而來的。

那麼在高壓電塔上，我們還會看到什麼呢??

最明顯的莫過於是電線....用在高壓電輸送的電線叫『鋼心鋁導線』(Aluminum Conductor Steel Reinforced, ACSR)。

是否有其他的我不全然了解，但我們電廠的輸電系統用的就是這玩意了。這種線的結構主要是線材中心是鋼製的芯蕊，在鋼芯外部纏繞鋁線，通常是以鋁線成股並用螺旋的方式繞成，使用鋼心鋁線的主要目的在於鋼的強度較大，可以承受較高的拉力。因此配線時，電塔的跨距可以盡量加大。幾乎所有的拉力負荷都有輸電線的鋼芯承擔。而外部的鋁線主要則是用來傳輸電力的，一方面鋁的導電性較佳，第二則是鋁對熱的傳導能力較好，而且鋁材重量輕，在整體的佈置下對負荷的提升量最小。最後由於大直徑的導體輸送電力時，會產生『集膚效應』(Skin effect)，恰使得電流游走在導線的最外圍處，也就是電線外側的鋁導線處，使的輸電效率不因鋼芯受到影響。關於『鋼芯鋁導線』只要查維基百科就有更詳細的說明，不專業的我就不在這裡誤導大家了。

維基百科 – ACSR https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E9%8B%BC%E8%8A%AF%E9%8B%81%E7%BA%9C

除了導線，當我們進行遠距觀察時，還會發現輸電線中裝置著像架子的物體，他們是『間隔器』(Spacer)。如下圖相片中那些電線中叉叉的物體。間隔器主要用來防子輸電線因其他外力造成電線打架的，正經的說，是為了讓電線保持固定的間距，並且可防止風吹或晃動時導線與導線碰撞摩擦。間隔器會在固定的跨距進行安裝，依照"線數"而有不同的型式，如果是兩條輸電線的，間隔器就像一枝橫跨的棍子，如果是超高壓線路(四條電線的)，則長得像個叉叉一樣的框狀物體。

一般來說，34萬5千伏特的輸電線，單相線路都是四條鋼心鋁導線構成的，而導線的配置則以400 mm x 400 mm的間距居多，也就是4條電線各相隔40公分的距離。

34萬5千伏特(345KV)的導線間隔器

16萬1千伏特(161KV)的導線間隔器

光纖接地線(Optical fiber composite overhead Grounding Wire, OPGW)，這是裝在電塔上最細的兩條線，其實是遠看很細，但若以電力規格，他們的線材大概是160 mm²等級的!!!

光纖接地線最主要的功能為提供通訊，調度指令、語音通訊及時間訊號都可以藉由光纖進行傳輸，訊號不會lag而且又同步，而支撐光纖的載體是外部的鋼線，鋼線和塔構連結成了遭受雷擊時把雷擊的電力能量往大地疏導的路徑，所以這條光纖除了通訊外也有保護輸電線的接地功能。和鋼心鋁導線一樣維基百科有更詳細的OPGW介紹及說明，可以在哪裡取得更多正確的資訊。

維基百科 – OPGW https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%A4%87%E5%90%88%E5%85%89%E7%BA%9C%E5%9C%B0%E7%B7%9A

另外，輸電線多採三相三線配置，以兩迴路的線路而言，若右側相位由上而下是A→B→C 的順序，那另一側的相位則由上而下會是相反的配置，即C→B→A。根據專業的電機人員解釋，係為"磁場中和"之故，如果沒有做"磁場中和"則會引起三相不平衡的問題。對長距輸電系統，除了迴線間的磁場中和，在整條線路間更要設置"換線點"來改變回線中線位的相對位置。我們上一個文章中提到用來做線位改變的塔構就是為了這個目的存在的。

右側相位和左側相位會以反向配置..

遠遠看那個長得像串珠的玩意兒--- 礙子 (Insulator)

帶有高壓電的輸電線不僅不能接觸電塔，更要保持一定的安全距離。即使不接觸，只要距離太近，高壓電仍能使空氣游離化而產生電弧導致接地短路。"礙子"就是用來做絕緣以防止高壓電經電塔發生短路的裝置，低電壓電力系統的礙子有用樹脂和電木材料製作的，但用在高壓電系統的則使用陶瓷材料居多。礙子的設計很多樣，外型因使用的環境及系統需要亦有不同的規範，從尺寸、承受的拉力到標準和防霧型的礙子，種類很多，每種也都有不一樣的功能。有的礙子串會使用"色標"來標示出礙子數量(通常每五個會有一個色標)，這樣由遠距觀測時，只要數色標就可知道有幾個礙子了。如下圖礙子串中咖啡色的即是色標，每五個有一只。