大家一定很常看見掛著電線的電塔和電線桿，為了輸送電力，電力公司不是使用地下化電纜，就是使用架空線路來完成電力輸送的使命。對電力來說，這些輸電線路宛如他們的高速公路一般。從家裡的電線到路邊的電線桿再大到高壓電塔，他們一致的任務，都是安全穩定地輸送電力。平時在我們眼前晃過的電力輸送設備，我們是否曾感到好奇呢？
前一陣子，和平電廠的電塔因『妮莎颱風』侵襲造成倒塌，時間恰落在夏日用電尖峰階段，台灣因『備轉容量率』不足，瀕臨限電邊緣，電力調度由如走鋼索一般，令人心驚。
這件事揭露出原來那些默默無名的鋼構其實扮演著非常重要的角色。
接下來就略述一下電塔的種種吧!!
我們先從結構說起，在台灣電塔大部分有四隻腳。(大型的電塔應該都是四枝吧，比較小的則可能是單塔基的哦..)。在最底部有混凝土的塔基，然後利用角鋼或十字鋼，以桁架結構建造而成。為了站立得穩定，底部的鋼構跨距會較大，好讓底部成為一個穩固的基礎，同時因為底部的鋼結構所承載的垂直重量及受到的彎曲力矩也較大，因此所使用的鋼材是整個電塔中翼緣及板厚最大的地方。塔構一直向上延伸，鋼構會逐漸變小，鋼材厚度也會漸漸變薄。在足夠克服彎曲力矩及沒有結構安全的風險下，塔構會盡量輕量化，為了鉤掛電線及保持安全距離，在電塔上方利用鋼構建造出跨臂(Cross Arm)。因為是三相的交流電，所以會有三組跨臂，而且通常也會採取對稱設置。
如下相片，所以我們最常看到的是這種三相項二迴線的塔構。在某些地方也可以看見三相四迴線的電塔，因此他就有12枝跨臂。
塔構的最上方還有一組較小的跨臂，一般有兩個掛點。那是『光纖接地線』專用的。
電塔一般使用鍍鋅的結構用鋼材建造(比如說JIS SS540這種)，除了強度可廣泛符合需求外，鋼材外的鍍鋅層則可提供較佳的耐候性。而在特定的航空管制區時，電塔便依據航空法規的要求，塗上紅白相間的警示塗裝(如下圖)。
在塔構的一隻腳上會裝有防墜裝置使用的連結軌，這是專為給登塔維護的工作人員使用的，他們可以把防墜器嵌入連結軌中然後爬上桿梯上塔，連結軌在各跨臂處有做延伸以使工作人員可到達電塔的任意處。防墜器只允許向上，不能往下，因此若人員攀爬過程摔落，就會被防墜器扯住。你一定會好奇，那工作人員豈只能向上不能往下?? 若要往下爬時，必需採取特定的姿勢以便拉開防墜裝置的鎖定機構，這樣才能下塔。小弟我曾上過塔，爬上去有點累，重點是上塔後往下看的感覺，實在會令人腳軟。塔下幾十公尺的人跟螞蟻大小相當，在塔上陣風吹拂，你會發現單靠一條安全帶繫在鋼構上多沒安全感，但她卻是你唯一的防墜裝置。
通常電塔的四枝大腳下方，都會有阻隔網(如下相片)。主要是防止閒雜人等任意登塔，畢竟送電中的電線任意接近是非常危險的。不過對會爬樹的野生動物來說就難以發揮功能了，唯一有嚇阻力的大概只有讓動物們渾身不對勁的高壓電磁場吧!! 以前聽過同事說過，爬上電塔接近有電的電纜，手上寒毛直豎，這高壓電所產生的磁場真可謂令人毛骨悚然啊!!
那麼塔基呢…塔基基本上採用混凝土建造，特別的是，因為高壓電塔高度通常介於數十米間，所以要提供足夠的穩定度及強度，塔基自然深度也深。常見的有20米左右的深度，至於塔基深度主要還是端視所在地的地質及塔構力學等而有不同的深度設計。值得一談的是，電塔在總體建造看起來雖然簡單，但其實工程相當艱鉅。由於人們需避開電磁的影響，或者電力輸送需跨越千山萬水，因此，這些電塔不是建在窮山僻壤，不嘛..就是深山野嶺之中。尤其是在群山之中的電塔，要挖掘的地基及建造塔構是何等不易，負責建造的工程人員除了要長時間住宿在山上的施工地點外，還得面對山中各種生物帶來的威脅，毒蛇、野蜂、猛禽及野獸等，一不小心可能就成了台灣黑熊的點心...~~。
除了施工的人員外，生活及工程物資的運輸也是一大難題，車輛可以到得了的算是最幸福的，艱難一點的，是車走到了盡頭還得靠人力或越野型的搬運工具進行施工。真正有挑戰的是車輛及人員難以到達之處，有時就得建立索道作為運輸，若車輛及索道都不能者，有時就會出動工程直升機作為主要運輸以求縮短工期。難以置信的是，這些電塔的地基竟全靠人力挖掘，因為在深山之中，怪手派不上用場，可以想像嗎?? 20多米的深洞都是用人力挖的喔!!
上圖，在山中的電塔，工程人員利用直升機巡檢時取得的相片..
最後再介紹兩種不一樣的塔構。輸電線的設計中，能直線輸送是理想，但在真實的環境中礙於太多的因素是不可能的。也就是說輸電線路會依照地形或障礙需轉彎，在轉向點的電塔因為承受的水平和垂直負載較大，所以結構及掛線的部位會不同，這種電塔我們稱『張力塔』(Tension Tower)(如下第一張圖)。另一種，不用承載額外的水平和垂直負荷，單純只承受輸電線因重力而產生的拉力，這種則管他叫『懸吊塔』(Suspension Tower)(如下第二張圖所示)。可以把他想像晾衣服時，因晾衣繩懸垂(弛度)太大，我們在中央加一根立柱撐起來一樣。
還有一種是用來做線位轉換的塔構，因為實在罕見，就沒有多加敘述以免誤導他人。
『張力塔』(Tension Tower) -- 在跨臂處的礙子串與下圖『懸吊塔』(Suspension Tower)的不一樣
『懸吊塔』(Suspension Tower) -- 礙子只需吊住輸電線
留言列表
