我國我國水泥電桿的發(fā)展趨勢
(彭潤生 廣東省電力線路器材廠，廣東 廣州 510450)
摘 要：我國生產(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。制約我國水泥電桿發(fā)展的主要因素有：基礎工業(yè)水平低、輸電線路等級低、公路和運輸工具落后、人們的思想觀念陳舊等。改革開放20多年來，基礎工業(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，公路等級的提高和超長運輸車輛的出現(xiàn)，以及人們的觀念意識的轉(zhuǎn)變等等，為水泥電桿的發(fā)展提供了契機。按照目前的發(fā)展趨勢，我國的水泥電桿將會朝著超長度、高強度和裝飾型兩個方向發(fā)展。超長高強水泥電桿不僅很大程度上消除了現(xiàn)有的水泥電桿在長度和強度上的不足，而且與鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿相比具有壽命長、維護費用和造價低等優(yōu)點；裝飾型水泥電桿能對周圍環(huán)境起到裝飾美化的作用。
關鍵詞：輸電線路；桿塔；水泥桿；發(fā)展
1我國水泥電桿的發(fā)展歷程
我國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年我國生產(chǎn)出第1條方型實心水泥電桿至今，我國的水泥電桿也有近80年的歷史。近80年來，我國水泥電桿的發(fā)展一直長盛不衰，特別是前40年，經(jīng)歷了一個快速發(fā)展的時期。
從1924年到1964年的40年間，我國水泥電桿一共經(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)，這相對于當時的歷史條件來說，水泥電桿的發(fā)展是比較快的。但在近40年來，我國幾乎沒有一種可被普遍認同的新桿型出現(xiàn)，水泥電桿的發(fā)展出現(xiàn)了下滑的趨勢。
2對我國水泥電桿發(fā)展的再認識
2.1對我國水泥電桿發(fā)展的認識誤區(qū)
有人用產(chǎn)品市場壽命的理論對我國水泥電桿的發(fā)展歷史進行分析，認為：我國水泥電桿發(fā)展的前30年是朝陽期，中間10年是成熟期，后40年是衰退夕陽期。按照這一理論，我國的水泥電桿已經(jīng)發(fā)展到了盡頭，不可能再有大的發(fā)展了，而且很快就會被鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿所淘汰。對我國水泥電桿的發(fā)展發(fā)出了一種悲觀的論調(diào)。情況真是如此嗎？筆者認為，我國的水泥電桿正處于發(fā)展成熟期，在今后相當長的一個時期內(nèi)，隨著水泥電桿的不斷發(fā)展，它不但不會被鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿所淘汰，相反，還會取代相當一部分的鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿。
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那么，為什么有人會對水泥電桿的發(fā)展發(fā)出悲觀的論調(diào)呢？筆者認為主要有以下兩個原因：
a) 沒有意識到我國的水泥電桿還存在很大的發(fā)展空間；
b) 沒有認識到我國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制約了水泥電桿的發(fā)展。
表2將我國的水泥電桿在強度與長度上與日本的水泥電桿作個比較，它說明我國的水泥電桿的等級水平是比較低的，還存在很大的發(fā)展空間。
2.2制約我國水泥電桿發(fā)展的因素
我國水泥電桿的發(fā)展受到許多因素的制約，主要有以下幾個因素：
a) 我國低水平的基礎工業(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) 我國的輸電線路的等級低，滯緩了水泥電桿的發(fā)展。前些年我國的高壓輸電線路是以10kV，35 kV 和66 kV高壓輸電線路為主，這些等級的輸電線路對線路器材的要求相對較低，用現(xiàn)有的低等級的水泥電桿就可滿足線路的要求。
c) 我國低等級的公路和落后的運輸車輛，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，中間有一個運輸過程，而且絕大多數(shù)都是公路運輸，由于前些年我國的公路等級低，運輸車輛的貨卡長度短，難以運輸超長的水泥電桿。
d) 人們的傳統(tǒng)觀念束縛了水泥電桿的發(fā)展。過去有種觀念認為，我國地大物博，有用不完的土地資源，所有的線路都采用低等級的水泥電桿，通過拉攀線方法來滿足線路的要求，占用了沿線大片的土地。這種觀念的盛行束縛了我國水泥電桿在強度方面的發(fā)展。另一種傳統(tǒng)的觀念認為，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當前我國水泥電桿的發(fā)展條件
我國改革開放20多年，基礎工業(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，特別是高標號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用，高強度鋼筋的出現(xiàn)，為水泥電桿的發(fā)展提供了基礎條件。
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，從而推動水泥電桿的發(fā)展。
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近幾年的公路等級的提高和超長貨卡運輸車輛的出現(xiàn)，大大地改善了運輸條件，為運輸超長電桿排除了障礙，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，開始意識到我們土地資源的匱乏，并且業(yè)內(nèi)人士已逐漸認識到，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，那么我國的水泥電桿將會朝著哪個方向發(fā)展呢？按照目前的發(fā)展趨勢，筆者認為，我國的水泥電桿將會朝著提高長度和強度、美觀大方兩個方向發(fā)展。
3.1超長高強水泥電桿
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度和強度等方面有較大的優(yōu)勢，因此，它們的適用范圍遠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，提高長度和強度，因此，研制和開發(fā)超長高強水泥電桿將成為必然。
所謂超長高強水泥電桿，就是與目前的水泥電桿相比，在長度和強度兩方面都有較大提高的水泥電桿。超長高強水泥電桿很大程度上消除了現(xiàn)有的水泥電桿在長度和強度方面的不足，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，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是防銹層抗腐蝕能力差。防銹壽命的長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)很容易對防銹層進行腐蝕，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)體就會被腐蝕報廢。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。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的有力證明。
3.1.2運行維護方面
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，在運輸和安裝過程中不可避免地會造成防銹層破損，加上防腐層本身在空氣中會不斷地被腐蝕。因此，鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿都需要定期地進行維護，而且這種維護比較頻繁，尤其是在一些交通不便的山區(qū)，維護相當不便。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，節(jié)約了大量的維護費用。
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3.1.3造價方面
早些時候，廣東省電力線路器材廠在研制開發(fā)梢徑190 mm、長度18 m、標準檢驗荷載6.86kN的超長高強水泥電桿的過程中，為了證明這種電桿可以不拉攀線作為直線桿直接應用于110 kV單回路高壓輸電線路，研制人員特地模擬一個110 kV單回路高壓輸電線路的設計條件，在不拉攀線的條件下，對這種超長高強水泥電桿進行了試驗，線路的水平檔距可達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，可以用4基這種超長高強水泥電桿代替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，以時價8 500元/t計算，1基輸電鋼管桿的價格為25 500元。如果采用鋼結(jié)構(gòu)鐵塔，質(zhì)量約3.5 t，以時價7 000元/t計算，1基鋼結(jié)構(gòu)鐵塔的價格為24 500元。梢徑190 mm、長度18 m、標準檢驗荷載6.86 kN的超長高強水泥電桿的市場價大約是4 500元/條，4條該級別高強水泥電桿的總價格為18 000元。所以，總體來說，超長高強水泥電桿比輸電鋼管桿或鋼結(jié)構(gòu)鐵塔的價格都要便宜。
3.2裝飾型水泥電桿
隨著社會的發(fā)展，人們對環(huán)境的要求越來越高，特別在城市中心和風景名勝區(qū)，目前的普通水泥電桿不可避免地會對周圍的環(huán)境造成一定的影響。為了滿足人們對環(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成為水泥電桿發(fā)展的另一方向。將來的水泥電桿不但應該具備架設輸電導線的功能，更重要的是應該對周圍的環(huán)境起到裝飾美化的作用。20世紀80年代中期，日本、韓國等一些水泥電桿比較發(fā)達的國家，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，被廣泛地應用于城市中心和風景名勝區(qū)，對周圍的環(huán)境起到了美化的作用。從這里我們可以得到一個啟發(fā)，隨著人們對環(huán)境的日益重視，如何對輸電線路進行美化將會成為今后一個重要的研究課題。
4結(jié)束語
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。隨著水泥電桿的不斷發(fā)展，水泥電桿的適應范圍將會不斷地得到擴大。筆者堅信：在未來相當長的時期內(nèi)，水泥電桿不但不會被鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼桿所淘汰，相反，水泥電桿將會作為一種主流線路器材，取代相當一部分的鋼結(jié)構(gòu)鐵塔和輸電鋼管桿?？梢哉f，水泥電桿正步入了一個快速發(fā)展的黃金時期。
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