我國(guó)我國(guó)水泥電桿的發(fā)展趨勢(shì)
(彭潤(rùn)生 廣東省電力線路器材廠，廣東 廣州 510450)
摘 要：我國(guó)生產(chǎn)水泥電桿有近80年的歷史，前40年水泥電桿得到了快速發(fā)展，但在近40年出現(xiàn)了下滑的趨勢(shì)。制約我國(guó)水泥電桿發(fā)展的主要因素有：基礎(chǔ)工業(yè)水平低、輸電線路等級(jí)低、公路和運(yùn)輸工具落后、人們的思想觀念陳舊等。改革開放20多年來(lái)，基礎(chǔ)工業(yè)如水泥和鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，超高壓輸電線路如110 kV，220 kV和500 kV輸電線路的普及，公路等級(jí)的提高和超長(zhǎng)運(yùn)輸車輛的出現(xiàn)，以及人們的觀念意識(shí)的轉(zhuǎn)變等等，為水泥電桿的發(fā)展提供了契機(jī)。按照目前的發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)的水泥電桿將會(huì)朝著超長(zhǎng)度、高強(qiáng)度和裝飾型兩個(gè)方向發(fā)展。超長(zhǎng)高強(qiáng)水泥電桿不僅很大程度上消除了現(xiàn)有的水泥電桿在長(zhǎng)度和強(qiáng)度上的不足，而且與鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿相比具有壽命長(zhǎng)、維護(hù)費(fèi)用和造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)；裝飾型水泥電桿能對(duì)周圍環(huán)境起到裝飾美化的作用。
關(guān)鍵詞：輸電線路；桿塔；水泥桿；發(fā)展
1我國(guó)水泥電桿的發(fā)展歷程
我國(guó)的輸電線路桿塔的發(fā)展，從木質(zhì)電桿到水泥電桿，再到鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿，已經(jīng)有了一百多年的歷史，其中，從1924年我國(guó)生產(chǎn)出第1條方型實(shí)心水泥電桿至今，我國(guó)的水泥電桿也有近80年的歷史。近80年來(lái)，我國(guó)水泥電桿的發(fā)展一直長(zhǎng)盛不衰，特別是前40年，經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期。
從1924年到1964年的40年間，我國(guó)水泥電桿一共經(jīng)歷了5種桿型的發(fā)展(見表1)，平均每8年就有一種新的桿型出現(xiàn)，這相對(duì)于當(dāng)時(shí)的歷史條件來(lái)說(shuō)，水泥電桿的發(fā)展是比較快的。但在近40年來(lái)，我國(guó)幾乎沒(méi)有一種可被普遍認(rèn)同的新桿型出現(xiàn)，水泥電桿的發(fā)展出現(xiàn)了下滑的趨勢(shì)。
2對(duì)我國(guó)水泥電桿發(fā)展的再認(rèn)識(shí)
2.1對(duì)我國(guó)水泥電桿發(fā)展的認(rèn)識(shí)誤區(qū)
有人用產(chǎn)品市場(chǎng)壽命的理論對(duì)我國(guó)水泥電桿的發(fā)展歷史進(jìn)行分析，認(rèn)為：我國(guó)水泥電桿發(fā)展的前30年是朝陽(yáng)期，中間10年是成熟期，后40年是衰退夕陽(yáng)期。按照這一理論，我國(guó)的水泥電桿已經(jīng)發(fā)展到了盡頭，不可能再有大的發(fā)展了，而且很快就會(huì)被鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿所淘汰。對(duì)我國(guó)水泥電桿的發(fā)展發(fā)出了一種悲觀的論調(diào)。情況真是如此嗎？筆者認(rèn)為，我國(guó)的水泥電桿正處于發(fā)展成熟期，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期內(nèi)，隨著水泥電桿的不斷發(fā)展，它不但不會(huì)被鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿所淘汰，相反，還會(huì)取代相當(dāng)一部分的鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿。
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那么，為什么有人會(huì)對(duì)水泥電桿的發(fā)展發(fā)出悲觀的論調(diào)呢？筆者認(rèn)為主要有以下兩個(gè)原因：
a) 沒(méi)有意識(shí)到我國(guó)的水泥電桿還存在很大的發(fā)展空間；
b) 沒(méi)有認(rèn)識(shí)到我國(guó)的水泥電桿目前之所以停滯不前，并不是水泥電桿本身發(fā)展到了盡頭，而是外部諸多因素暫時(shí)制約了水泥電桿的發(fā)展。
表2將我國(guó)的水泥電桿在強(qiáng)度與長(zhǎng)度上與日本的水泥電桿作個(gè)比較，它說(shuō)明我國(guó)的水泥電桿的等級(jí)水平是比較低的，還存在很大的發(fā)展空間。
2.2制約我國(guó)水泥電桿發(fā)展的因素
我國(guó)水泥電桿的發(fā)展受到許多因素的制約，主要有以下幾個(gè)因素：
a) 我國(guó)低水平的基礎(chǔ)工業(yè)制約了水泥電桿的發(fā)展。水泥電桿的發(fā)展很大程度上依賴于水泥工業(yè)和鋼鐵工業(yè)，由于我國(guó)的水泥工業(yè)和鋼鐵工業(yè)落后，制約了水泥電桿的發(fā)展。這是最主要的原因。
b) 我國(guó)的輸電線路的等級(jí)低，滯緩了水泥電桿的發(fā)展。前些年我國(guó)的高壓輸電線路是以10kV，35 kV 和66 kV高壓輸電線路為主，這些等級(jí)的輸電線路對(duì)線路器材的要求相對(duì)較低，用現(xiàn)有的低等級(jí)的水泥電桿就可滿足線路的要求。
c) 我國(guó)低等級(jí)的公路和落后的運(yùn)輸車輛，限制了水泥電桿的發(fā)展。水泥電桿作為一種產(chǎn)品，從制造工廠到使用工地，中間有一個(gè)運(yùn)輸過(guò)程，而且絕大多數(shù)都是公路運(yùn)輸，由于前些年我國(guó)的公路等級(jí)低，運(yùn)輸車輛的貨卡長(zhǎng)度短，難以運(yùn)輸超長(zhǎng)的水泥電桿。
d) 人們的傳統(tǒng)觀念束縛了水泥電桿的發(fā)展。過(guò)去有種觀念認(rèn)為，我國(guó)地大物博，有用不完的土地資源，所有的線路都采用低等級(jí)的水泥電桿，通過(guò)拉攀線方法來(lái)滿足線路的要求，占用了沿線大片的土地。這種觀念的盛行束縛了我國(guó)水泥電桿在強(qiáng)度方面的發(fā)展。另一種傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為，作為水泥制品的水泥電桿，始終不如鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿耐用。
2.3當(dāng)前我國(guó)水泥電桿的發(fā)展條件
我國(guó)改革開放20多年，基礎(chǔ)工業(yè)取得了翻天覆地的變化，水泥工業(yè)和鋼鐵工業(yè)有了較大的發(fā)展，特別是高標(biāo)號(hào)的水泥及其各種添加劑，如減水劑、減氣劑甚至水泥纖維的應(yīng)用，高強(qiáng)度鋼筋的出現(xiàn)，為水泥電桿的發(fā)展提供了基礎(chǔ)條件。
超高壓輸電線路如110 kV，220 kV和500 kV輸電線路的普及，對(duì)水泥電桿提出了新的要求，為水泥電桿的發(fā)展提供了市場(chǎng)，從而推動(dòng)水泥電桿的發(fā)展。
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近幾年的公路等級(jí)的提高和超長(zhǎng)貨卡運(yùn)輸車輛的出現(xiàn)，大大地改善了運(yùn)輸條件，為運(yùn)輸超長(zhǎng)電桿排除了障礙，從而為水泥電桿發(fā)展鋪平了道路。
另外，近幾年人們的觀念也發(fā)生很大的轉(zhuǎn)變，開始意識(shí)到我們土地資源的匱乏，并且業(yè)內(nèi)人士已逐漸認(rèn)識(shí)到，在許多方面水泥電桿并不比鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿遜色。這些觀念的轉(zhuǎn)變，使水泥電桿的發(fā)展擺脫了傳統(tǒng)觀念的束縛。
3我國(guó)水泥電桿的發(fā)展方向
外部因素的轉(zhuǎn)變，為水泥電桿的發(fā)展提供了契機(jī)，那么我國(guó)的水泥電桿將會(huì)朝著哪個(gè)方向發(fā)展呢？按照目前的發(fā)展趨勢(shì)，筆者認(rèn)為，我國(guó)的水泥電桿將會(huì)朝著提高長(zhǎng)度和強(qiáng)度、美觀大方兩個(gè)方向發(fā)展。
3.1超長(zhǎng)高強(qiáng)水泥電桿
近幾年，鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿快速發(fā)展，對(duì)水泥電桿造成了較大的沖擊。與目前的水泥電桿相比，鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿在長(zhǎng)度和強(qiáng)度等方面有較大的優(yōu)勢(shì)，因此，它們的適用范圍遠(yuǎn)大于目前的水泥電桿。在這樣的條件下，水泥電桿要發(fā)展就必須克服自身的缺點(diǎn)，提高長(zhǎng)度和強(qiáng)度，因此，研制和開發(fā)超長(zhǎng)高強(qiáng)水泥電桿將成為必然。
所謂超長(zhǎng)高強(qiáng)水泥電桿，就是與目前的水泥電桿相比，在長(zhǎng)度和強(qiáng)度兩方面都有較大提高的水泥電桿。超長(zhǎng)高強(qiáng)水泥電桿很大程度上消除了現(xiàn)有的水泥電桿在長(zhǎng)度和強(qiáng)度方面的不足，而且水泥電桿本身與鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿相比具有許多優(yōu)點(diǎn)，因此水泥電桿可以繼續(xù)發(fā)展而不至于被淘汰。
3.1.1壽命方面
鋼結(jié)構(gòu)件目前主要有兩種防銹方式：熱浸鍍鋅和噴涂。這兩種防銹方式最大的弱點(diǎn)是防銹層抗腐蝕能力差。防銹壽命的長(zhǎng)短在很大的程度上取決于它所處環(huán)境的大氣質(zhì)量。研究表明：在重工業(yè)區(qū)，由于大氣污染較大，空氣含有大量的二氧化碳和二氧化硫，這些酸性物質(zhì)很容易對(duì)防銹層進(jìn)行腐蝕，所以在這些地區(qū)，熱浸鍍鋅防腐層和噴涂防腐層一般在10年左右就會(huì)被完全破壞；而在一些空氣質(zhì)量較好的農(nóng)村山區(qū)，熱浸鍍鋅防腐層的壽命大概也只有20年，噴涂防腐層的壽命更短，只有15年左右。這些防腐層被完全破壞后，大約15年本身的鋼結(jié)構(gòu)體就會(huì)被腐蝕報(bào)廢。由此我們可以推算出熱浸鍍鋅和噴涂鋼結(jié)構(gòu)鐵塔(包括輸電鋼管桿)的壽命(見表3)。
從表3可見，水泥電桿與鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿相比，在壽命方面更有優(yōu)勢(shì)。廣東省第1條110 kV超高壓輸電線路“流廣線”，采用了南京電力線路器材廠生產(chǎn)的直徑300 mm、長(zhǎng)度6m的水泥電桿，從1957年建成投產(chǎn)至今，已有45年的歷史，目前這些水泥電桿的狀況依然良好，這是水泥電桿壽命長(zhǎng)的有力證明。
3.1.2運(yùn)行維護(hù)方面
不管是熱浸鍍鋅還是噴涂的鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿，它們的防銹層不可避免會(huì)存在缺陷，尤其在電焊聯(lián)接處這些缺陷更難以避免；另外，在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中不可避免地會(huì)造成防銹層破損，加上防腐層本身在空氣中會(huì)不斷地被腐蝕。因此，鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿都需要定期地進(jìn)行維護(hù)，而且這種維護(hù)比較頻繁，尤其是在一些交通不便的山區(qū)，維護(hù)相當(dāng)不便。由于水泥電桿本身不受大氣的腐蝕，所以它完全不需定期維護(hù)，節(jié)約了大量的維護(hù)費(fèi)用。
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3.1.3造價(jià)方面
早些時(shí)候，廣東省電力線路器材廠在研制開發(fā)梢徑190 mm、長(zhǎng)度18 m、標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)荷載6.86kN的超長(zhǎng)高強(qiáng)水泥電桿的過(guò)程中，為了證明這種電桿可以不拉攀線作為直線桿直接應(yīng)用于110 kV單回路高壓輸電線路，研制人員特地模擬一個(gè)110 kV單回路高壓輸電線路的設(shè)計(jì)條件，在不拉攀線的條件下，對(duì)這種超長(zhǎng)高強(qiáng)水泥電桿進(jìn)行了試驗(yàn)，線路的水平檔距可達(dá)60 m。如果采用鋼結(jié)構(gòu)鐵塔或輸電鋼管桿，線路的水平檔距可以拉大到180 m左右 。從水平檔距的意義上說(shuō)，可以用4基這種超長(zhǎng)高強(qiáng)水泥電桿代替1基輸電鋼管桿(或鋼結(jié)構(gòu)鐵塔)。
如果采用輸電鋼管桿，質(zhì)量約3.0 t，以時(shí)價(jià)8 500元/t計(jì)算，1基輸電鋼管桿的價(jià)格為25 500元。如果采用鋼結(jié)構(gòu)鐵塔，質(zhì)量約3.5 t，以時(shí)價(jià)7 000元/t計(jì)算，1基鋼結(jié)構(gòu)鐵塔的價(jià)格為24 500元。梢徑190 mm、長(zhǎng)度18 m、標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)荷載6.86 kN的超長(zhǎng)高強(qiáng)水泥電桿的市場(chǎng)價(jià)大約是4 500元/條，4條該級(jí)別高強(qiáng)水泥電桿的總價(jià)格為18 000元。所以，總體來(lái)說(shuō)，超長(zhǎng)高強(qiáng)水泥電桿比輸電鋼管桿或鋼結(jié)構(gòu)鐵塔的價(jià)格都要便宜。
3.2裝飾型水泥電桿
隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境的要求越來(lái)越高，特別在城市中心和風(fēng)景名勝區(qū)，目前的普通水泥電桿不可避免地會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成一定的影響。為了滿足人們對(duì)環(huán)境的要求，水泥電桿必須改變自身笨重、粗糙的形象，才不至于被淘汰。因此，裝飾型水泥電桿將會(huì)成為水泥電桿發(fā)展的另一方向。將來(lái)的水泥電桿不但應(yīng)該具備架設(shè)輸電導(dǎo)線的功能，更重要的是應(yīng)該對(duì)周圍的環(huán)境起到裝飾美化的作用。20世紀(jì)80年代中期，日本、韓國(guó)等一些水泥電桿比較發(fā)達(dá)的國(guó)家，就已生產(chǎn)出彩色拋光型水泥電桿和仿樹桿型水泥電桿，這兩種電桿均屬于裝飾型水泥電桿，被廣泛地應(yīng)用于城市中心和風(fēng)景名勝區(qū)，對(duì)周圍的環(huán)境起到了美化的作用。從這里我們可以得到一個(gè)啟發(fā)，隨著人們對(duì)環(huán)境的日益重視，如何對(duì)輸電線路進(jìn)行美化將會(huì)成為今后一個(gè)重要的研究課題。
4結(jié)束語(yǔ)
水泥電桿與鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿相比，在許多方面存在著優(yōu)勢(shì)。隨著水泥電桿的不斷發(fā)展，水泥電桿的適應(yīng)范圍將會(huì)不斷地得到擴(kuò)大。筆者堅(jiān)信：在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，水泥電桿不但不會(huì)被鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼桿所淘汰，相反，水泥電桿將會(huì)作為一種主流線路器材，取代相當(dāng)一部分的鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿?？梢哉f(shuō)，水泥電桿正步入了一個(gè)快速發(fā)展的黃金時(shí)期。
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