行走戶外，從城市到鄉間，高低錯落、形狀各異的輸電塔是一道獨特的風景線，也時常引發人們的好奇：爲什麼這些輸電塔長得如此不一樣？不同外觀形狀的輸電鐵塔又有哪些不同的功能?如何從輸電塔上判斷線路的輸送電壓等級？……

輸電塔將電力輸送到千家萬戶 （圖片來源：veer圖庫）

看完這篇文章，相信你也能成爲鑑別輸電塔的半個專家！

輸電塔的基本功能與組成

顧名思義，輸電塔是用來支撐輸電導線、避雷線及其附件的電力設施，是電力線路的重要組成部分。發電廠產生電能後，通過供電企業的輸電網供給各個電壓等級的變電站，再供給到工廠和千家萬戶。

電力系統示意圖（圖片來源：EIA 作者漢化）

從結構上看，輸電塔一般分爲三部分：塔頭、塔身、塔腿。

塔頭是塔架截面急劇變化處（也稱頸部）以上的部分，塔頭與塔腿間的桁架部分稱塔身，基礎上面的第一段塔架稱塔腿。後面在描述輸電塔形狀時，講到的“貓頭塔”“酒杯塔”等，主要就是以塔頭的形狀來區分的。

更細緻地說，輸電塔的主要組成部件包括：導線、架空地線（避雷線）、絕緣子、金具（線夾等）等。從這些組件中，我們能獲取輸電塔的很多信息，比如說線路的輸送電壓等級。

輸電塔的部分組成部件 （圖片來源：pexels 作者配字）

1. 導線

作爲傳導電流、輸送電能的元件，導線是輸電塔最重要的組成部分之一。輸電線路一般採用架空的裸導線，每一相的導線數與線路的輸送電壓相關。

概念介紹

電力線路中的“相”指相位，如三相交流電是三組幅值相等、頻率相等、初相位分別相差120°的交流電，是工業上常見的電源。居民生活一般使用電壓爲220V的單相電。

我們在高中物理中學過，電力系統採用高壓輸電來降低電能在長距離輸送中的損耗。國際上，輸電電壓爲35—220千伏（英文符號爲kV）稱爲高壓，330—1000kV爲超高壓，1000kV以上爲特高壓。

2023年7月2日，江蘇鳳城—梅里500千伏輸變電工程正式建成投運，是國內規模最大的新能源跨長江電力輸電通道（圖片來源：新華社）

對於電壓220kV及以上線路，由於輸送容量大，電磁學中的集膚效應會使得電流主要在導體外層通過。爲了減少電能損耗、電暈干擾，輸電線路的每一相會採用兩根及以上的導線，也由此節省了導線材料成本，減輕了輸電塔的載荷。一般來說，電壓等級越高，所需的分裂導線數量也越多，可從兩分裂到十分裂不等。

一般情況下，我國輸電線路的電壓等級與導線分裂數的關係如下表所示。根據線路電流的實際情況，線路電壓對應的分裂數會上調或下調一檔。如500kV的輸電線路現在多采用六分裂的導線，部分220kV的線路也會採用單分裂導線。

十分裂導線（圖片來源：央視新聞）

白鶴灘-江蘇±800千伏特高壓直流輸電工程安徽段，輸電線路使用六分裂導線（圖片來源：人民網）

因此，對於普通非電力專業的人來說，可以通過導線的分裂數量來初步判斷輸電塔的輸送電壓等級。

2. 絕緣子

絕緣子是一種用來支持和固定導線的絕緣組件，材質一般是玻璃陶瓷，外形呈盤狀。絕緣子將高壓輸電線與輸電塔之間隔離開來，避免導線與輸電塔接觸而導致電氣設備短路故障，從而保證電力系統的安全運行。

絕緣子（圖片來源：veer圖庫）

與導線的分裂數類似，絕緣子的個數同樣取決於輸電電壓等級，通常1片絕緣子可以承受10-15kV的電壓。

（表格中數據基於海拔1000米以下的情況。對於海拔更高或污染嚴重的地區，絕緣子數量需要繼續增加）

所以說，除了導線的分裂數，我們也可以通過觀察輸電塔上絕緣子的數量粗略判斷出輸電塔上輸送的線路電壓。

導線分裂數爲2，絕緣子數量爲21，綜合判斷輸電電壓爲220kV （圖片來源：veer圖庫）

3. 其他部件

輸電塔上還有些看似不起眼的組件，對輸電線的安全運行同樣起着重要的作用。如防震錘能減少導線因風力而引起的振動；防鳥刺能防止鳥類靠近和在電力鐵塔上築巢，避免鳥巢材料引發線路跳閘、鳥糞導致絕緣子髒污後引發短路故障；航空警示球給低空飛行的飛機提供視覺警示，防止發生直升機低空觸碰高壓線的情況等等。

鳥刺（圖片來源：武漢特高壓）

航空警示球（圖片來源：武漢特高壓）

‌輸電鐵塔的分類與形狀

依據用途、材料、形狀等特點，輸電塔可以分爲多種類型。比如按用途分爲直線塔、耐張塔、轉角塔、終端塔和特種塔；按材料分爲水泥杆和鐵塔，其中鐵塔又分爲型鋼塔和鋼管塔。

輸電塔根據輸送電壓需求，具有不同的外形 （圖片來源：steeltowerchn）

輸電塔的形狀多種多樣，可分爲上字型、三角型、幹字型、貓頭型、酒杯型、鼓型、羊角型、V字型、門型等多種類型。各個形狀的輸電線有着對應的功能和應用場景。

上字型和三角型輸電塔的塔頭分別類似“上”字和“Δ”字，在近距離輸電的場景下，常用於我國110kV及以下電壓等級的電力線路。

“上”字型

三角型

在中近距離的場景下，220kV及以上電壓等級的輸電塔一般爲幹字型，塔頭類似“幹”字。

“幹”字型

在遠距離輸電、高壓輸電的場景下，輸電塔的形狀一般爲貓頭型和酒杯型。

貓頭型，也有人俗稱“貓頭鷹”塔，輸電塔的塔頭像貓，最上部是2個貓耳朵，中間是胖胖的貓頭。酒杯型則是輸電塔的塔頭像酒杯，是貓頭塔的孿生兄弟。

貓頭型

酒杯型

還有一種輸電塔爲鼓型，塔頭連接線像圓鼓，主要用在中距離、高壓輸電場景，能夠同時輸送多條輸電線路。

鼓型

除了以上常見的類型，輸電塔的形狀還會根據實地情況和美觀需要發生變化，可以說是五花八門：

看完這些介紹，下次在路邊看到高大的輸電塔，你是不是能看出新的門道？最後用一道題目來考一考大家吧——下圖中的輸電塔是哪一種形狀？輸電電壓是多少？

圖片來源（答案：酒杯型，500kV）：veer圖庫

參考資料：

陳祥和，劉在國，肖琦主編，輸電杆塔及基礎設計(第二版)，中國電力出版社，2013-05-01

作者：老那、冰茶