nghiên cứu áp dụng dây dẫn nhôm lõi composite trong thiết kế đường dây tải điện trên không ở việt nam

MỤC LỤC
Mục lục
Lời mở đầu
Chương 1: Tổng quan thiết kế đường dây tải điện trên không và
cơ sở lý thuyết của cơ lý đường
dây
1.1.Tổng quan thiết kế đường dây tải điện trên không
1.1.1. Các yêu cầu cần có đối với đường dây trên
không
1.1.2. Các bước tiến hành thiết kế đường dây
1.1.3. Các vấn đề cần lưu ý trong thiết kế đường dây tải điện trên
không
1.1.4. Kết luận
1.2. Cơ sở lý thuyết của cơ lý đường dây
1.2.1. Thông số vật lý và thông số tính toán của dây dẫn
1.2.2. các chế độ tính toán của đường dây trên không
1.2.3. Thành lập phương trình trạng thái của dây dẫn
1.2.4. Phương trình trạng thái của dây
dẫn
1.2.5. Khoảng cột tới hạn của dây dẫn
1.2.6. Các lực tác động lên cột của đường dây trên
không
Chương 2: Giới thiệu về dây dẫn công nghệ mới – Dây dẫn nhôm
lõi composite
2.1. Sơ lược về công ty
2.2. Giải pháp của CTC
2.3. Tính đa dạng của Composite
2.4. Giới thiệu về dây dẫn nhôm lõi Composite (ACCC Linnet) và
công nghệ của
nó
1

3
6
6
6
7
7
9
10
10
14
16
22
25
27
35
35
35
36
37
42
42
42
43
Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
1
Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
2
LI M U
1. S cn thit ca ti
Trong h thng in li in úng vai trũ rt quan trng, nú m nhn

chc nng truyn ti v phõn phi in nng t ngun n cỏc ph ti, bao
gm cỏc ng dõy truyn ti, phõn phi Cú nhiu tiờu chớ ỏnh giỏ li
in, nhng c bn cú 4 tiờu chớ sau:
- m bo cung cp in cho cỏc nhu cu ph ti, m bo cht
lng.
- Cung cp in liờn tc v an ton.
- Gim tn tht trong truyn ti, phõn phi, gim giỏ thnh xõy dng.
- Hn ch n mc thp nht nh hng ca li in i vi mụi
trng sinh thỏi, cnh quan.
Hin nay nc ta phn ln ng dõy truyn ti in l ng dõy
trờn khụng. Vic thit k ng dõy ti in trờn khụng l s phi hp ca
nhiu loi cu kin, vt liu: dõy dn, cỏch in, ct, múng
Vic tớnh toỏn trong lỳc thit k ng dõy s nh hng trc tip n
iu kin vn hnh sau ny ca h thng in v cỏc mt: bo m liờn tc
cung cp in, an ton cho ngi, cho cỏc ngnh cụng nghip khỏc nh giao
thụng vn ti, bu in, quc phũng
ng dõy c vn hnh an ton, cht lng in nng tt cn
phi m bo y cỏc yu t nh: kh nng chuyờn ti cụng sut ca
ng dõy, kh nng chu lc ca ct, khong cỏch an ton ca dõy dn,
khong cỏch gia cỏc pha m bo
Trong cỏc yu t trờn dõy dn úng mt vai trũ ht sc quan trng, nú
quyt nh n kh nng mang ti ca ng dõy v kt cu xõy dng cho
ng dõy.
Học viên: Đỗ Đức Tân Lớp cao học HTĐ 2003-2005
3
Vì vây, luận văn cao học với đề tài “Nghiên cứu áp dụng dây dẫn
nhôm lõi composite trong thiết kế đường dây tải điện trên không ở Việt
Nam” sẽ phần nào giải quyết được các yếu tố trên.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Đề tài nhằm nghiên cứu áp dụng dây dẫn công nghệ mới: dây dẫn

nhôm lõi composite, nêu lên được sự ưu việt của nó trong thiết kế đường dây
tải điện trên không về các mặt: tăng khả năng tải điện của đường dây, giảm độ
võng và tăng khoảng cách của khoảng cột so với việc dùng dây nhôm lõi thép
thông thường.
3. Đối tượng và phạm vi của đề tài
Đề tài này nghiên cứu đưa dây dẫn nhôm lõi composite vào việc thiết
kế đường dây tải điện trên không ở Việt Nam.
Đề tài có thể áp dụng trực tiếp vào các công trình thực tế .
Luận văn bao gồm phần lý thuyết về cơ lý đường dây và tính toán cụ
thể về cơ lý đường dây cho một công trình thực tế.
4. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Hiện nay hầu hết các công trình đường dây tải điện trên không ở Việt
Nam sử dụng dây dẫn nhôm lõi thép. Khả năng truyền tải công suất của dây
nhôm lõi thép không nhiều nhưng trọng lượng bản thân lại lớn do đó rất tốn
kém về kết cấu xây dựng, không kinh tế khi xây dựng một đường dây tải điện
với công suất chuyên tải lớn.
Là một kỹ sư thiết kế đường dây tải điện còn trẻ, với mục đích tập hợp
các tài liệu về công nghệ chế tạo dây dẫn và cơ lý đường dây của các thế hệ đi
trước cũng như với sự nỗ lực nghiên cứu của bản thân, tác giả luận văn rất
mong luận văn sẽ đóng góp vào việc phát triển hệ thống lưới điện ở Việt
Nam.
5. Kết cấu của đề tài
Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
4
Tên đề tài: “Nghiên cứu áp dụng dây dẫn nhôm lõi composite trong
thiết kế đường dây tải điện trên không ở Việt Nam”.
Luận văn được lập bao gồm 5 chương chia rõ làm hai phần: Lý thuyết
và thực hành. Nội dung của các chương thể hiện rõ ràng, dễ xem.
Nội dung cụ thể của luận văn như sau:
Chương 1: Tổng quan về thiết kế đường dây tải điện trên không và

cơ sở lý thuyết của cơ lý đường dây.
Chương 2: Giới thiệu về dây dẫn công nghệ mới – dây dẫn nhôm lõi
composite.
Chương 3: Phương pháp tímh và chương trình tính toán
Chương 4: Áp dụng lý thuyết tính toán cho đường dây 110kV
hai mạch Bắc Ninh - Đông Anh cải tạo thay dây dẫn.
Chương 5: Kết quả và kết luận.
Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
5
CHNG 1
TNG QUAN THIT K NG DY TI IN TRấN KHễNG V
C S Lí THUYT CA C Lí NG DY
1.1. TNG QUAN THIT K NG DY TI IN TRấN KHễNG.
1.1.1. Cỏc yờu cu cn cú i vi thit k ng dõy trờn khụng
thit k c mt cụng trỡnh ng dõy trờn khụng, m bo c
ng dõy vn hnh an ton, ngi thit k phi thit k ng dõy m bo
c y cỏc yu t sau:
1. La chn dõy dn m bo kh nng mang ti ca ng dõy.
2. m bo kh nng chu lc ca dõy dn: Dõy dn phi c cng
dõy m bo c ng sut lc cho phộp trong cỏc ch c bit ca
ng dõy nh:
+ Ch bóo: giú ln, ti trng ngoi tỏc ng dõy dn ln.
+ Ch lnh: nhit thp, dõy dn co li, ng sut lc trong dõy dn ln.
+ Ch nhit trung bỡnh: ch vn hnh thng xuyờn ca dõy
dn, ng sut trong dõy dn phi m bo nh hn ng sut cho phộp ca ch
ny.
3. m bo kh nng chu lc ca ct: ct phi chu c tỏc dng ca
cỏc lc nh lc cng ca dõy dn, lc tỏc dng ca giú vo dõy v ct.
4. m bo khong cỏch an ton theo quy phm t ng dõy n t
hoc cỏc phng tin qua li trong mi ch , c th hn l ch nhit

núng nht. Tớnh toỏn khong cỏch an ton phi ỳng theo quy phm m
bo c tớnh k thut kinh t ca cụng trỡnh. Nu khong cỏch an ton ln
thỡ s phi nõng chiu cao ca ct, gõy tn kộm v kinh t. Nu khong cỏch
ny nh gõy ra mt an ton cho ngi v phng tin trong quỏ trỡnh võn
hnh ng dõy.
Học viên: Đỗ Đức Tân Lớp cao học HTĐ 2003-2005
6
5. m bo khong cỏch pha trờn ng dõy sao cho m bo cỏc yờu
cu v k thut kinh t. Nu khong cỏch pha ln s gõy tn kộm v kinh t
do phi tng chiu di x, nu khong cỏch pha nh s khụng t c yờu
cu v an ton. Vic tớnh toỏn khong cỏch pha ph thuc vo 2 yu t: in
ỏp ca ng dõy v vừng ca dõy dn.
1.1.2. Cỏc bc tin hnh thit k ng dõy
Thit k ng dõy bao gm cỏc bc sau:
- Thu thp y s liu v ph ti in hin ti, cú d bỏo nhu cu
ph ti trong tng lai. Tớnh toỏn ch li in khu vc la chn tit
din dõy dn v loi dõy dn cho phự hp.
- Kho sỏt tuyn ng dõy: th hin tuyn ng dõy lờn mt bng v
mt ct dc. Mt bng v mt ct thng c th hin theo mt t l nht
nh cho phự hp vi cụng vic thit k, quỏ trỡnh thi cụng v thun tin lu
tr h s trong quỏ trỡnh vn hnh ng dõy.
- La chn dõy chng sột
- La chn cỏch in v ph kin cho phự hp.
- Chn s ct ca tuyn ng dõy.
- Tớnh toỏn chn ct, chn múng: chn ct sao cho lc tiờu chun ch
to ca ct ú phi m bo c cỏc lc tỏc dng lờn ct.
- Tớnh toỏn khong cỏch pha ph thuc vo in ỏp ng dõy v
vừng, cụng sut v an ton c hc.
- a cỏc v trớ ct, chiu cao ct v vừng ca dõy dn lờn mt
ct dc.

- Búc tỏch khi lng ca ng dõy bao gm ct, múng, x, dõy dn
ra khi lng a vo tớnh toỏn vn u t ca cụng trỡnh.
Học viên: Đỗ Đức Tân Lớp cao học HTĐ 2003-2005
7
1.1.3. Cỏc vn cn lu ý trong thit k ng dõy ti in trờn khụng.
1. Chn dõy dn.
- Vt liu dõy dn trc tiờn phi cú tớnh dn in cao, iu kin
lm vic ca ng dõy trờn khụng cng yờu cu i vi dõy cú bn c
hc cao, trng lng nh.
- Tr s ng sut trong dõy dn ph thuc vo tr s lc kộo bờn
ngoi. Lc ny ph thuc vo ti trng c hc tỏc dng lờn dõy k c
trng lng bn thõn dõy v ph thuc vo nhit .
- ng sut trong dõy dn c tớnh toỏn tuõn theo phng trỡnh
trng thỏi ca dõy dn. ng sut ph thuc vo chiu di khong ct v
ch ca ng dõy ti thi im tớnh toỏn. C th nh sau:
- Mi mt khng nộo (gm mt hay nhiu khong ct) khỏc nhau s cú
mt ng sut khỏc nhau.
- ng sut ca dõy dn khỏc nhau trong ch giú bóo, ch nhit
lnh v ch nhit trung bỡnh.
Tuy nhiờn theo ch to ca dõy dn, mi mt loi dõy dn cú mt lc
gii hn v tit din mt ct riờng ca chỳng. Chớnh hai thụng s ny s quyt
nh ng sut ti a trong tng ch , nu vt quỏ ng sut ny dõy dn s
gp nguy him trong tng ch vn hnh ca ng dõy.
2. vừng ca dõy dn.
vừng l khong cỏch gia im thp nht ca dõy dn so vi ng
ni hai im treo dõy. õy l mt thụng s rt quan trng ca ng dõy. T
giỏ tr ca vừng ó bit, ta cú th tớnh toỏn bit c:
+ Khong cỏch t im thp nht ca dõy dn (nu bit c chiu cao
ca hai im dõy dn) n t.
Học viên: Đỗ Đức Tân Lớp cao học HTĐ 2003-2005

8
+ Nu cha bit c chiu cao ca hai im treo dõy, t vừng ó
bit cng thờm cao an ton trong quy phm ta s tớnh c chiu cao ct
cn thit m bo an on cho con ngi v ng dõy.
+ Kim tra khong cỏch pha gia cỏc pha ca dõy dn theo cụng thc
f.5,0
U
110
1D ++=
õy:
+ D l khong cỏch pha (m)
+ f: vừng ca dõy dn (m)
+ U: in ỏp ca ng dõy (kV)
(Cụng thc tớnh khong cỏch pha c ly theo quy phm trang b in
11 - TCN 19: 1984)
Bit c khong cỏch pha, ta s tớnh c chiu di ca x, cng nh
cỏc khong cỏch treo s cho phự hp.
vừng f trong cụng thc tớnh khong cỏch pha trờn cú liờn quan
n khong ct theo cụng thc sau:
f =
.8
l.g
2
(C th c trỡnh by trong chng 2 ca Lun vn).
õy: l giỏ tr ca ng sut dõy dn
l: Khong cỏch gia hai im treo dõy
Do vy õy tớnh toỏn c chớnh xỏc vừng, ta ng thi cng phi
tớnh c giỏ tr ca ng sut dõy dn .
1.1.4. Kt lun
Nh vy trong quỏ trỡnh thit k ng dõy trờn khụng ta phi thit k

dõy dn in treo trờn ct vi cỏc yờu cu: truyn ti cụng sut ln, an ton v
cú vừng c th trờn cỏc khong ct, cỏc ng sut trong dõy dn khụng
c vt quỏ cỏc ng sut gii hn ca chỳng.
Mc ớch ca lun vn cao hc vi ti: Nghiờn cu ỏp dng
dõy dn nhụm lừi composite trong thit k ng dõy ti in trờn khụng
Học viên: Đỗ Đức Tân Lớp cao học HTĐ 2003-2005
9
ở Việt Nam” nhằm nâng cao khả năng tải điện của đường dây, vận hành
có độ tin cậy cao.
1.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CƠ LÝ ĐƯỜNG DÂY.
1.2.1. Thông số vật lý và thông số tính toán của dây dẫn.
1.2.1.1. Thông số cơ bản cho tính toán đường dây trên không
- Tiết diện dây dẫn: S [mm
2
]
- Đường kính của dây dẫn: d [m]
- Khối lượng đơn vị của dây dẫn: P [kg/m] hay [daN/m]
- Lực đứt dây hay giới hạn bền của dây dẫn: T
đ
[daN]
- Mô đun đàn hồi của dây dẫn: E [kg/mm
2
]
- Hệ số nở dài của dây dẫn: α (1/
0
C)
-
Á
p lực gió tác động vào dây dẫn: Q (daN/m
2

)
+ Giá trị của Q được tính theo tiêu chuẩn tải trọng và tác dụng TCVN
2737-1995.
+ Q = W
0
.k.γ (giá trị Q ở đây đã được tính để đảm bảo điều 1.6 của tiêu
chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995).
Ở đây:
- W
0
là giá trị của áp lực gió lấytheo phân vùng ở phụ lục D và E của
tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995.
- k là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực giói theo độ cao và dạng
địa hình lấy theo bảng 2.1 (trích: tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN
2737-1995).
+ Độ cao ở đây được tính là độ cao của trọng tâm quy đổi của tất cả các
dây (dây dẫn và dây chống sét) (theo điều II.5.17 đến II.5.21 quy phạm trang
bị điện 11 TCN 19: 1984) được tính theo công thức:
h
qđ
= h
tb
-
.
3
2
f
Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
10
Trong đó: h

tb
: Độ cao trung bình mắc dây dẫn và dây chống sét vào
cách điện.
f: Độ võng dây dẫn, quy ước lấy giá trị lớn nhất (khi nhiệt độ cao nhất),
m
Đối với các khoảng vượt có một khoảng cột h
qđ
được tính như sau:
h
tb
=
f.
3
2
2
hh
21
−
+
h
1
, h
2
: độ cao điểm mắc dây tính từ mặt đất hoặc tính từ mặt nước bình
thường (nếu khu vực có nước).
Đối với khoảng vượt bao gồm nhiều khoảng cột, độ cao trọng tâm quy
đổi của dây dẫn và dây chống sét phải tính chung cho cả khoảng vượt (giới
hạn bằng 2 cột néo hãm) theo công thức:
h
qđ

=
n21
nqdn22qd11qd
1 11
1.h 1.h1.h
+++
+++
Trong đó:
h
qd1
, h
qd2
…, h
qdn
là độ cao trọng tâm quy đổi các khoảng cột.
1
1
, 1
2
,….,1
n
cấu thành khoảng cách đó.
Bảng 1.1. Hệ số k tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và
dạng địa hình.
Dạng địa hình
Độ cao, m
A B C
3 1 0,8 0,47
5 1,07 0,88 0,54
10 1,18 1,00 0,66

15 1,24 1,08 0,74
20 1,29 1,13 0,80
30 1,37 1,22 0,89
40 1,43 1,28 0,97
50 1,47 1,34 1,03
60 1,51 1,38 1,08
80 1,57 1,45 1,18
Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
11
100 1,62 1,51 1,25
- γ là hệ số điều chỉnh tải trọng gió với thời gian sử dụng giả định của
công trình là khác nhau, tuân theo bảng 2.2.
Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
12
Bng 1.2: H s iu chnh ti trng giú
vi thi gian s dng gi nh ca cụng trỡnh
Thi gian s dng gi nh, nm 5 10 20 30 40 50
H s iu chnh ti trng giú 0,61 0,72 0,83 0,91 0,96 1
* H s khớ ng hc ca dõy dn, xem xột theo c dõy: C
x
+ d > 20 mm, C
x
= 1,1
+ d < 20 mm, C
x
= 1,2
* H s iu chnh theo cp ti trng tỏc ng (h s khụng iu ho
gia giú v dõy) C
y
1

Khi Q
27 daN/m
2
0,85 40 daN/m
2
C
y
= 0,77 50 daN/m
2
0,73 60 daN/m
2
0,71 70 daN/m
2
0,70
Khi Q
76 daN/m
2
* ng sut ca dõy dn: dõy dn: [daN/m
2
]
1.2.1.2. Thụng s tớnh toỏn ca dõy dn:
1. Ti trng n v ca dõy dn
g
1
= P/S [daN/m
2
]
P: khi lng 1m dõy dn [daN/m].
S: Tit din dõy dn [mm
2

].
2. Ti trng n v do giú tỏc dng lờn dõy dón
g
2
= C
y
.C
x
.Q.d.10
-3
/S [daN/m.mm
2
]
C
y
: H s iu chnh theo cp ti trng
C
x
: H s khớ ng hc ca dõy dn (H s xem xột theo c dõy)
Q: p lc giú tỏc ng lờn dõy dn (daN/m
2
)
d: ng kớnh ca dõy (mm)
10
-3
: h s quy i n v ng kớnh mm thnh m
Học viên: Đỗ Đức Tân Lớp cao học HTĐ 2003-2005
13
3. Ti trng n v tng hp khi cú giú
g

3
=
]daN/m.mm[gg
22
3
2
1
+
4. Ti trng n v tỏc dng lờn dõy dn khi cú quỏ in ỏp khớ quyn
g
4
= C
x
.C
y
0,1.Q.d.10
-3
/S [daN/m.mm
2
]
5. Ti trng n v tng hp tỏc ng lờn dõy dn khi cú quỏ in ỏp khớ
quyn.
g
5
=
2
4
2
1
gg +

6. ng sut ca dõy dn: lc tỏc dng lờn 1mm
2
dõy dn


= T

/S [daN/mm
2
]: ng sut t ca dõy dn
Theo mc II.5.32 ca quy phm trang b in 11 TCN 19: 1984 quy
nh v ng sut cho phộp ln nht ca dõy dn l dõy nhụm lừi thộp nh sau:
+ Khi ti trng ngoi ln nht v khi nhit thp nht ng sut cho
phộp tớnh theo % ng lc kộo t ca dõy dn l 40%.
+ Khi nhit trung bỡnh hng nm ng sut cho phộp tớnh theo % ng
lc kộo t ca dõy dn l 25%.
Nh vy:
+ Ti ch bóo (ch ti trng ngoi ln nht) v ch nhit
thp nht, giỏ tr ng sut cho phộp ln nht l
max

max
= 0,4..

[daN/mm
2
]: ng sut ln nht ca dõy dn
+ Ti ch nhit trung bỡnh hng nm giỏ tr ng sut cho phộp l
tb

tb
: 0,25

[daN/mm
2
]: ng sut trung bỡnh ca dõy dn
1.2.2. Cỏc ch tớnh toỏn ca ng dõy trờn khụng
1.2.2.1. Cỏc ch lm vic ca ng dõy trờn khụng
1. Trng thỏi nhit thp nht (lnh nht):
+ Ti trng tỏc ng lờn dõy trong trng thỏi nhit thp nht l ti
trng riờng ca dõy dn g
1
= P/S. (1.1)
Học viên: Đỗ Đức Tân Lớp cao học HTĐ 2003-2005
14
+ Nhiệt độ môi trường xung quanh: t
0
C = 5
0
C.
+ Áp lực gió: Q = 0.
2. Trạng thái bão: Trạng thái dây dẫn chịu tải trọng lớn nhất
+ Tải trọng tác động lên dây trong trạng thái bão là tải trọng tổng hợp
của gió và dây:
g
3
=
2
2
2

1
gg +
(1.2)
g
2
= C
x
.C
y.
.Q
max
.d.10
-3
/S (1.3)
+ Áp lực gió Q = Q
max
+ Nhiệt độ môi trường xung quanh: t
0
C = 25
0
C
3. Trạng thái nhiệt độ không khí trung bình
Trạng thái làm việc lâu dài của dây dẫn. Dây dẫn chịu sự rung động
thường xuyên của gió gây mỏi dây.
+ Tải trọng tác động lên dây trong trạng thái nhiệt độ không khí trung
bình là tải trọng riêng của dây dẫn g
1
= P/S.
+ Áp lực gió Q = 0
+ Nhiệt độ môi trường xung quanh : t

0
C = 25
0
C
4. Trạng thái nhiệt độ không khí cao nhất
Trạng thái nhiệt độ cao, dây dẫn bị võng xuống nhiều nhất, nên trạng
thái này còn được gọi là trạng thái độ võng lớn nhất.
+ Tải trọng tác động lên dây trong trạng thái nhiệt độ không khí trung
bình là tải trọng riêng của dây dẫn g
1
= P/S, áp lực gió Q = 0.
+ Nhiệt độ môi trường xung quanh: t
0
C = 40
0
C.
5. Trạng thái quá điện áp khí quyển (trạng thái giông sét)
+ Tải trọng tác động lên dây dẫn trong trạng thái quá điện áp khí
quyển là tải trọng tổng hợp của dây dẫn với tải trọng trong chế độ quá
điện áp khí quyển.
Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
15
g
5
=
2
4
2
1
gg

+
(1.4)
g
4
=
S
10.d).Q.1,0(C.C
3
maxyx

(1.5)
+ p lc giú Q = 0,1. Q
max
(1.6)
+ Nhit mụi trng xung quanh: t
0
C = 20
0
C.
Bng 1.3: Tng hp thụng s cỏc trng thỏi lm vic ca dõy dn
TT Trng thỏi lm vic ca dõy dn
iu kin tớnh toỏn
Ti trng n
v tỏc ng lờn
Nhit
(
o
C)
p lc giú
(daN/m

2
)
1 Nhit khụng khớ thp nht 5 0 g
1
2
Trng thỏi bóo
25 Q
max
g
3
3 Nhit khụng khớ trung bỡnh 25 0 g
1
4 Nhit khụng khớ cao nht 40 0 g
1
5
Trng thỏi quỏ in ỏp khớ
quyn
20
0,1Q
max
(6,25)
g
5
1.2.2.2. Trng thỏi s c
Mt dõy hoc 2 dõy b t kt hp vi nhit , tc giú. Trong trng
thỏi s c, ngoi tỏc ng nh trong ch bỡnh thng, dõy dn b kộo v
mt phớa lm tng vừng ca dõy t trong khong ct bờn cnh, lm lch
chui s. Ct, x b kộo v b un. Tớnh toỏn trong ch s c theo iu
II.5.25 quy phm trang b in 11 TCN 19:1984.
1.2.2.3. Trng thỏi khi thi cụng ng dõy

Trng thỏi khi thi cụng ng dõy l trng thỏi ng dõy ang thi
cụng, bao gm cỏc cụng on: lm múng, dng ct, kộo dõy dn, treo
dõy lờn ct.
Trng thỏi khi thi cụng khụng cú trng thỏi bóo
Học viên: Đỗ Đức Tân Lớp cao học HTĐ 2003-2005
16
1.2.3. Thành lập phương trình trạng thái của dây dẫn
1.2.3.1. Các lực cơ bản tác dụng lên dây dẫn
Xét dây dẫn treo trên hai điểm A, B (Hình vẽ), chịu tác động của trọng
lượng riêng của dây và gió thổi tác động vuông góc với dây dẫn.
Tác động của gió lên dây là: P
2
= g
2
.S (1.7)
Tại thời điểm không có gió dây chịu tác động do trọng lượng của dây
là: P
1
= g
1
. S. (1.8)
Tại thời điểm có gió, dây chịu tác động của tổng hợp lực do gió và
trọng lượng của dây là: P
3
= g
3
.S (1.9).
1.2.3.2. Phương trình treo dây giữa hai điểm có độ cao bằng nhau.
Xét một đoạn dây dẫn có chiều dài L treo trên hai điểm treo dây A, B
có độ cao bằng nhau, A và B cách nhau một khoảng 1, được bố trí trên hệ trục

toạ độ xOy, O là điểm có độ võng thấp nhất (Hình 1.2)
Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
17
1. Thành lập phương trình treo dây
Hình 1.2. Bố trí hai điểm treo dây bằng nhau
Ta có biểu thức trong trường hợp tổng quát là:
σ
=
σ
==α=
x.g
S.
x.S.g
T
P
tg
dx
dy
(1.10)
Ở đây để tạm thời giảm đi sự phức tạp của bài toán giá trị σ được coi
như là một số đã biết do giá trị này sẽ được tính cụ thể tại một giá trị khoảng
cột cụ thể trong chương trình tính toán ở chương III của luận văn.
22
dydxdL +=
(1.11)
Trong đó:
+P: Lực tác dụng lên dây dẫn (tuỳ trường hợp có thể là P
1
, P
3

, P
5
).
+ g: Tải trọng đơn vị tác dụng lên dây dẫn (tuỳ trường hợp có thể là g
1
,
g
3
, g
5
).
+ S: Tiết diện dây dẫn.
+ T: Lực căng , T = σ. S.
+ σ: Ứng suất của dây dẫn tại vị trí độ võng thấp nhất.
+ α: Góc tạo bởi giữa lực tác dụng lên dây dẫn (P) và lực căng dây T.
+ x: Là biến của chiều dài dây có giá trị chạy từ 0 ÷ 1/2.
Cho x chạy từ 0 đến 1/2 ta được giá trị của y và chiều dài dây L là
Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
18
σ
=
σ
=
σ
=
∫
.8
l.g
0
2/1

.2
x.g
dx
x.g
y
22
2/1
0
(1.12)
∫ ∫∫∫
σ
+=
σ
+=+==
2/1
0
2/1
0
2
22
2/1
0
2
2
22
2
2/1
22
dx.
xg

1.2dx
x.g
dx.2dydx.2dL.2L
khai triển Macloranh với hàm dưới dấu tích phân ta được:
u
!3
2
2
1
.1
2
1
2
1
u
!2
1
2
1
2
1
u
2
1
1)u1(
x.g
1
322/1
2
22







−






−
+






−
++=−=
σ
+
2
22
x.g
u
σ

=
Ở đây:

x.g
.
48
3x.g
.
8
1x.g
.
2
1
1
x.g
1
8
88
4
44
2
22
2
22
σ
+
σ
−
σ
+=

σ
+
Ta xét với đường dây 110KV với các khoảng vượt không lớn ta xét
hàm trên đến bậc 2.
∫
σ
+=








σ
+=








σ
+=
2/1
0
2

32
2
32
2
22
24
l.g
1
0
2/1
.6
x.g
x.2dx.
.2
x.g
1.2L
l.3
f.8
1
24
l.g
1L
2
2
32
+=
σ
+=
(1.13)
Phương trình (1.13) chính là phương trình treo dây tại giữa hai điểm

treo dây có độ cao bằng nhau.
Kết quả tại công thức (2.12) chính là độ võng của dây dẫn tại trường
hợp hai điểm treo dây cao bằng nhau cách nhau một khoảng cột có chiều dài l.
2. Tính độ võng của dây tại điểm bất kỳ
* Tính độ võng của dây dẫn tại điểm bất kỳ E cách cột B khoảng x,
cách gốc toạ độ là (1/2 - x) (Hình 1.2)
Do điểm E nằm trên đường cong dây dẫn, tuân theo quy luật của công
thức (1.12), nên điểm E ta có y
x
có giá trị là:
Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
19
σ
−
σ
+
σ
=
σ






−
=
.2
x.l.g
.2

x.g
.8
l.g
.2
x
2
1
.g
Y
22
x
0
2
E
(1.14)
EBE
yhf −=
(1.15)
σ
=
.8
l.g
h
2
B
(1.16)
Thay (1.14), (1.16) vào (1.15) ta được:
σ
−
σ

=−=
.2
x.g
.2
x.l.g
yhf
2
EBE
(1.17)
1.2.3.3. Phương trình treo dây giữa hai điểm có độ cao không bằng nhau
(Hình 1.3)
Hình 1.3. Bố trí 2 điểm treo dây có độ cao không bằng nhau.
1. Thành lập phương trình treo dây.
Ta có: Theo công thức (1.12) ta có:
σ
==
.2
a.g
hY
2
AA
(1.18)
Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
20
σ
==
.2
b.g
hY
2

BB
(1.19)
B = l - a (1.20)
Độ lệch giữa hai điểm treo dây A, B là
h
∆
)ab(
.2
g
tg.1hh
22
A
−
σ
=θ==∆
(1.21)
Thay (1.20) vào (1.21) ta được:
)a21(
.2
l.g
h −
σ
=∆
(1.22)
Biến đổi (1.22) và (1.20) ta có:
g
.
l
h
1

l
a
σ∆
−=
(1.23)
g
.
l
h
2
1
b
σ∆
+=
(1.24)
Theo (1.19) và (1.20) ta có:
2
h
g
.
l
h
.8
l.g
.2
a.g
y
2
222
A

∆
−
σ∆
+
σ
=
σ
=
(1.25)
Trên hình 1.3 ta có tam giác ADB, sử dụng hệ thức tỉ lệ trong tam giác
ta được:
g
.
l
h
l
h
.
g.l
.h
2
1
l
h.b
d
l
b
h
d
2

2
σ∆
=
∆








σ∆
+=
∆
=⇒=
∆
(1.27)
Độ võng thấp nhất của dây dẫn f là:
σ
=−=
.8
l.g
dyf
2
B
(1.28)
* Độ võng ở chính giữa khoảng cột là:
CBc
y

2
h
hf −
∆
−=
(1.29)
Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
21
g
.
1
h
a
2
1
x
C
σ∆
=−=
(1.30)
Từ (2.12) và (2.19) ta có:
g.l.2
.h
.2
x.g
Y
2
2
2
C

C
σ∆
=
σ
=
(1.31)
Từ (1.26), (1.29), (1.31) ta có:
g.l.2
.h
.8
l.g
f
2
22
C
σ∆
+
σ
=
(1.32)
Tính chiều dài dây dẫn L: (Hình 1.4)
Hình 1.4: Tính chiều dài dây dẫn L
Theo (1.23) và (1.24) và (1.13) ta có được các công thức sau:
g
.
1
h.2
1a.2l
1
σ∆

−==
(1.33)
Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
22
g
.
1
h.2
1b.2l
2
σ∆
−==
(1.34)
2
3
1
2
11
.24
l.g
lL
σ
+=
(1.35)
2
3
2
2
22
.24

l.g
lL
σ
+=
(1.36)
l.2
h
.24
l.g
1)ll(
.48
g
2
ll
2
LL
L
2
2
32
3
1
3
1
2
2
2121
∆
+
σ

+=+
σ
+
+
=
+
=
(1.37)
Phương trình (1.37) chính là phương trình treo dây giữa hai điểm treo
dây có độ cao không bằng nhau.
2. Tính khoảng cách tới đất tại điểm bất kỳ.
* Tính khoảng cách tới đất tại điểm E bất kỳ (thuộc dây dẫn) trong
khoảng cột, có khoảng cách cột B (cột có chiều cao cột cao hơn) là x, cách
trục Oy một khoảng (b-x), khoảng cách tới trục Oy là y
E
(hình 1.3).
efyy
EBE
−−=
(1.37a)
E=x.tg
l
h
.x
∆
=θ
(1.37b)
Áp dụng công thức (1.12) ta được
l
x.h

.2
x.l.g
2
h
.2
x.g
g.l.2
.h
.8
l.g
.2
)xb.(g
y
2
2
222
E
∆
−
σ
−
∆
+
σ
+
σ∆
+
σ
=
σ

−
=
(1.37c)
Từ (2.37a, b, c), (2.19) và (2.25) biến đổi ta được.
σ
−
σ∆
+
σ
=−−=
.2
x.g
g.l.2
.h
.2
x.l.g
eyyf
2
2
2
EBE
(1.37d)
1.2.4. Phương trình trạng thái của dây dẫn.
Phương trình trạng thái của dây dẫn chính là quy luật biến đổi của ứng
suất trong dây dẫn
σ
, độ võng của dây dẫn f theo nhiệt độ môi trường t
0
C và
tải trọng gió Q tác dụng lên dây dẫn.

Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
23
Xột dõy dn cú khong ct l (m) cú hai trng thỏi hai nhit v mụi
trng khỏc nhau:
Trng thỏi th nht: Trng thỏi ban u hay trng thỏi c s ca dõy
dn, õy l trng thỏi ó bit ton b cỏc yu t ca ng dõy bao gm: ng
sut trong dõy dn
CS

, vừng ca dõy dn f
CS
, nhit mụi trng
Ct
0
CS

v ti trng n v tng hp g
CS
tỏc dng lờn dõy dn.
Trng thỏi th hai: Trng thỏi tip theo ca dõy dn, õy l trng thỏi ta
cha bit hay trng thỏi cn phi tớnh toỏn c cỏc yu t ca ng dõy,
bao gm: ng sut trong dõy dn
TT

, vừng ca dõn dn
TT
f
, nhit mụi
trng
Ct

0
TT
v ti trng n v tng hp
TT
g
tỏc dng lờn dõy dn.
1.2.4.1. Dõy dn treo trờn hai khong ct cú chiu cao bng nhau.
Theo (1.13) ta ln lt cú cỏc cụng thc ca trng thỏi th nht v trng
thỏi th hai nh sau:
2
CS
32
.CS
2
CS
CS
.24
1g
1
1.3
f.8
1L

+=+=
(1.38)
2
TT
32
TT
2

TT
TT
.24
1.g
1
1.3
f.8
1L

+=+=
(1.39)
L
cs
, L
TT
: Chiu di dõy dn ti trng thỏi c s v trng thỏi tớnh toỏn.
Vic thay i trng thỏi ca dõy dn n vic thay i chiu di ca dõy
mt on
L
. Thay i chiu di do 2 nguyờn nhõn sau:
+ Thay i do nhit dn n chiu di ca dõy thay i.
+ Thay i do ti trng bờn ngoi tỏc ng vo dõy dn thay i dõy
dn lm ng sut trong dõy thay i dn n chiu di ca dõy thay i.


+==



== LL

1.3
f.8
1.3
f.8
.24
l.g
.24
l.g
LLL
t
2
CS
2
TT
2
CS
32
CS
2
TT
32
TT
CSTT
(1.40)
Học viên: Đỗ Đức Tân Lớp cao học HTĐ 2003-2005
24
Phần thay đổi do nhiệt độ là
t
L∆
, Phần thay đổi do ứng suất là

σ
L∆
. Giá
trị cụ thể của hai giá trị trên như sau:
[ ]
CSCSTTCSt
Ltt(1LL −−α+=∆
(1.41)
CSCSTTCS
L(
E
1
1LL −






σ−σ+=∆
σ
(1.42)
Khi nhiệt độ và ứng suất đồng thời biến đổi, thay (2.41), (2.42), (2.38),
(1.39) vào (1.40)
Bỏ qua các thành phần
)tt.(.
1.3
f.8
TTCS
2

cs
−α
và
).(
E
1
.
1.3
f.8
CSTT
2
cs
σ−σ
vì
quá nhỏ ta được:
)(
E
1
)tt.(.1L
CSTTCSTT
σ−σ+−α=∆
(1.43)
Từ (2.43), (2.40) biến đổi ta được phương trình:
)tt.(E.
.24
l.E.g
.24
l.E.g
CSTT
2

cs
22
TT
CS
2
TT
22
TT
TT
−α−
σ
−σ=
σ
−σ
(1.44)
Phương trình (1.44) chính là phương trình trạng thái của dây dẫn. Từ
phương trình trạng thái này ta có thể tính được ứng suất dây dẫn của trạng
thái chưa biết đầy đủ (trạng thái cần phải tính toán) theo một trạng thái ban
đầu đã biết (trạng thái cơ sở)
1.2.4.2. Dây dẫn treo trên hai khoảng cột có chiều cao không bằng nhau.
Thay các biểu thức (1.22), (1.37), (1.41), (1.42), (1.38), (1.39) và (1.40)
Bỏ qua các thành phần
)tt(.
1.3
f.8
TTCS
2
CS
−α
và

)(
E
1
.
1.3
f.8
CSTT
2
CS
σ−σ
vì quá
nhỏ ta được:









θ
+σ−σ+









θ
+−α=∆
2
tg
1).(
E
1
2
tg
1)tt.(.1L
2
CSTT
2
CSTT
(1.45)
Từ (4.25) , (2.40) biến đổi ta được phương trình:
Häc viªn: §ç §øc T©n Líp cao häc HT§ 2003-2005–
25