猫头、牦牛……为什么输电杆塔长得像表情包

蓝巾

有没有人跟我一样，坐车的乐趣之一，就是看窗外长得千奇百怪的输电杆塔？它们有的像猫头，有的像小丑，有的像张牙舞爪的小人儿，整齐地排成一排，就像群聊接龙时的表情包。

俄罗斯加里宁格勒州，当地一座38米高的电力塔被设计成了2018年世界杯吉祥物扎比瓦卡的造型

很多人都会有个疑问：电线杆子，不能都修成“T”字型吗？这些奇形怪状的电线杆子，到底是人性的扭曲，还是工程师的浪漫？

首先，它们不叫电线杆。一根杆子立起来的，叫杆，而具有复杂立体结构的，叫塔，通常会合起来叫输电杆塔。输电杆塔长成这样，自然是有自己的原则的。

身为一个输电杆塔，总得稳固吧？

别看输电杆塔就几十米高，上面架的导线也细细的，实际上，它的承重需求比你想象的要高得多：在架子上架设导线，本身就有一定的重力和张力；刮大风时，杆子本身要受力，导线还会跟着风一起狂甩；到了冬天，导线结冰时会增加额外的重量。

这里面，每一项对稳定性的要求都是很可观的，所以，随着用电需求的激增，我们现在看到的很多塔都是四脚着地，稳稳当当，一副敦实憨厚的样子。

其实电线危险，尤其是高压输电线，都是裸露的金属线。要保证输电线下方有足够的安全距离，输电杆塔必须够高，把输电线撑到空中去。对于表情包爱好者来说，够高的空间，也给了我们足够好的视线、足够大的想象力发挥空间。

要让架子稳、电线高，那何不直接做成电线杆的形状，只要够高够粗就好了？因为浪费钱！从经济性考虑，用到的材料越少越好。也是因为如此，我们才会看到输电杆塔出现奇奇怪怪的绕线、布局，很多都是出于节省材料的考虑，组成表情包不过是个意外的惊喜。

至少在核聚变电站出现前，我们不能说电能是几乎免费的，再说输电线路的架设也是一笔不小的费用。所以为了让有限线路输送更多的电能，同时减小电能在输送工程中的损耗，对输电导线的布局也提出了要求，相应的输电杆塔也会呈现出不同形状。

出门走到街上，最常见的就是“牛魔王要抱抱”型输电杆塔（干字型）了：中间的牛身子是塔身，而上面的牛角和张开的双臂叫横担，用来挂避雷线和输电线。以“牛魔王要抱抱”为基础，还可以发展出更多的“表情包”，比如，人气很高的猫猫头（学名也叫猫头型）。

猫猫头的脸中间、胡子两侧分别挂着输电线，排布接近等边三角形。一方面，三相（簇）导线水平距离较近，输电通道上占地面积较小，也有利于利用电力上的“三相平衡”，从而提高输电效率和系统安全；另一方面，这种水平距离近的布局，万一有一根线、一簇线断掉了，输电杆塔受到的不平衡力较小。

西藏岗巴羊景观塔

牦牛塔

猫猫头（学名也叫猫头型）

酒杯一样的输电杆塔

开车来到山里，你可能会看见很多酒杯一样的输电杆塔。酒杯型输电杆塔也是“牛魔王”的变形之一。相比于“牛魔王”和“猫猫头”，酒杯型塔三相线平行分布，高度更低一点，不仅防雷效果好，建塔所用的材料也更少，特别适合建在山區等交通不便的地方。

在用地相对紧张，而输电需求大的地方，则更容易见到大型的输电杆塔。为了节省土地占用、材料等，往往会在一座输电杆塔上，挂更多的输电回路，每座塔的体型也就更大、结构也就更复杂，路人的想象空间也就更大了。

如果仅仅是这样，塔和塔的区别，无非是高度、“手臂”数量不同罢了。但实际上，我们可以看到“手臂”长度不一的各种输电杆塔，比如，上窄下宽的正伞型塔、下窄上宽的倒伞型塔、中间宽上下窄的鼓型塔……这样一来，输电杆塔结冰脱落的时候，就算造成导线上下摆动，也不会造成短路。

除此之外，塔特殊的、不对称的形状，还和它们在整个输电线路中的位置有关：输电线要穿过一条河或者一个峡谷，就需要特别高的跨越电塔，有时会直接架在上百米高的烟囱上；立于山坡的边坡电塔，基础随山势起伏，像前后腿不一样长的兔子；在线路转弯处，需要承受侧向张力，垂直线路方向特别加固，甚至不对称的转角杆塔。

其实，输电杆塔的外形，也不纯是实用主义的产物。如果你去过西藏，可能遇见过羊头输电杆塔，它的原型是盛产于喜马拉雅山的岗巴羊。运气好的话，还可能见到形状像牦牛、转经筒的输电杆塔呢！

除此之外，全世界很多地方，电力系统工作人员还会出于兴趣把输电杆塔做成特定的形状，比如，米老鼠、机器人、各地吉祥物等。这就真的是工程师的浪漫了。

孟德尔//摘自果壳微信公众号，本刊有删节，球球/制图