THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG CỦA MẠNG LƯỚI ĐIỆN

1 | P a g e
Chơng 1
các yêu cầu kinh tế kỹ thuật khi thiết kế
Trên cơ sở đã biết trớc loại dây dẫn và tiết diện, mặt bằng và mặt cắt của
tuyến đờng dây với mọi chi tiết cần thiết, thiết kế đờng dây trên không là làm
các công việc sau: Chọn loại cột, vị trí cột, độ cao cột, cách bố trí dây dẫn trên
cột, độ võng căng dây, khoảng các giữa các pha, dây pha và dây chống sét nếu
có, khoảng cách giữa dây dẫn với đất và các phần không dẫn điện của cột sao
cho thoả mãn đợc các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật sau:
1.1. Yêu cầu kỹ thuật:
1. Các phần tử của đờng dây trên không là dây dẫn, dây chống sét và cột
không đợc h hỏng, làm cho đờng dây phải ngừng công tác trong các trạng thái
làm việc bình thờng và sự cố.
Dây dẫn có thể bị đứt khi bị tác động làm cho ứng suất trong dây vợt quá
khả năng chịu đựng của dây dẫn: Gió bão + trọng lợng riêng của dây, nhiệt độ
quá thấp làm dây co lại gây ứng suất lớn trong dây, dây bị rung động hoặc bị bật
làm dây đứt.
Cột có thể bị uốn hoặc bị néo do gió bão + trọng lợng dây + trọng lợng
cột và chuỗi sứ, ở cột néo, néo góc có lực kéo không cân bằng của dây. Khi sự cố
đứt dây cột bị lực kéo tác động.
Không thể đảm bảo tuyệt đối dây không bao giờ bị bị hỏng, cột không
bao giờ đổ vì làm nh vậy giá thành đờng dây sẽ rất đắt. Chỉ đảm bảo khả năng đó
xảy ra ở mức chấp nhận đợc. Điều này thể hiện ở các điều kiện tính toán: không
tính các cơn bão quá lớn và có xác suất xuất hiện quá nhỏ, hoặc nhiệt độ quá
2 | P a g e
thấp, và ở sự lựa chọn các hệ số an toàn, không thể chọn các hệ số này quá lớn.
Độ bền của đờng dây ở mức nào là bài toán kinh tế kỹ thuật.
2. Không đợc để sảy ra các tình huống làm ảnh hởg đến chế độ tải điện
của đờng dây. Ví dụ dây dẫn tiến đến gần nhau hoặc chạm nhau hoặc chạm vào
dây chống sét và các vật nối đất trong các trạng thái vận hành gây nên phóng
điện hay ngắn mạch.

3. Không đợc để ảnh hởng đến các hoạt động bình thờng của các công
trình ở dới hoặc lân cận đờng dây trên không, nh: giao thông bên dới đờng dây
( đờng sắt, bộ, sông,), đờng dây điện hay dây thông tin cắt chéo đờng dây hay
chạy song song với đờng dây.
Khoảng cách từ đờng dây trên không và đất nếu thấp quá sẽ gây không
an toàn cho giao thông dới đờng dây trên không. Nếu dây bị đứt sẽ gây nguy
hiểm cho giao thông và cho ngời.
Điện áp trên đờng dây trên không có thể cảm ứng sang các đờng dây
điện và thông tin nếu chúng đi gần nhau hoặc giao nhau với khoảng cách nhỏ.
Điện áp cảm ứng này nếu lớn sẽ ảnh hởng đến công tác của đờng dây này. Điện
áp cảm ứng từ đờng dây thiết kế sang đờng dây điện đi gần nó có thể đạt tới mức
nguy hiểm cho các đờng dây này.
4. Không đợc ảnh hởng đến an toàn điện của ngời và gia súc hoạt động d-
ới hoặc lân cận đờng dây trên không. Phải có khoảng cách an toàn giữa dây dẫn
và đất, giữa dây dẫn và các vật chung quanh đờng dây.
Điện trờng dới đờng dây 500kV ảnh hởng đến ngời và gia súc ở dới đ-
ờng dây, vì vậy phải có biện pháp hạn chế sự ảnh hởng này.
Bốn yêu cầu trên đây là các yêu cầu kỹ thuật, đợc xét đến trong các trạng
thái bình thờng và sự cố của đờng dây.
3 | P a g e
1.2.Yêu cầu kinh tế:
Yêu cầu về kinh tế đó là: Chi phí thấp nhất, trong đó có vốn đầu t và chi phí
vận hành. Có nhiều phơng án thực hiện đờng dây thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật
nêu trên, phải chọn phơng án tối u về mặt kinh tế từ các phơng án đảm bảo về
mặt kỹ thuật
Thờng thì một đờng dây, khi đã xác định loại cột và phụ kiện, có thể có nhiều
phơng án rải cột. Các phơng án này coi nh có chi phí vận hành nh nhau. Vậy ph-
ơng án kinh tế nhất là phơng án có vốn đầu t nhỏ nhất.
Nh vậy là có 2 bài toán kinh tế:
1- Bài toán tổng quát: xác định nguyên liệu, kích thớc cột và phụ kiện sao cho

đờng dây tối u về kinh tế. Ta biết rằng giá thành của cột phụ thuộc vào nguyên
liệu và độ cao cột. Nếu cột thấp thì giá rẻ nhng phải dùng nhiều cột, ngợc lại nếu
cột cao thì sẽ đắt hơn song chỉ phải dùng ít cột. Nh vậy sẽ có kích thớc cột tối u
làm cho đờng dây đạt hiệu quả kinh tế cao nhất. Bài toán này đợc giải quyết ở
cấp hệ thống điện, định ra các cột tiêu chuẩn và chỉ dẫn sử dụng cho các khu vực
khác nhau của hệ thống điện. Đối với phụ kiện cũng đợc chuẩn hoá nh vậy.
2- Bài toán riêng biệt cho từng đờng dây cụ thể. Bài toán này do kỹ s thiết kế
thực hiện. Họ cần phải tìm phơng án rải cột và tìm các giải pháp kỹ thuật sử lý
các tình huống cụ thể một cách hiệu quả nhất về kinh tế.
4 | P a g e
Chơng 2
Trình tự thiết kế đờng dây trên không
iệc truyền tải và phân phối điện năng ở nớc ta hiện nay chủ yếu sử dụng đ-
ờng dây trên không, do vậy thiết kế các tuyến đờng dây trên không là một
việc làm rất cấp thiết và quan trọng, cần phải tính toán sao cho phơng án đa ra
vừa đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật vừa tối u về kinh tế.
V
Điều kiện làm việc của đờng dây trên không luôn thay đổi do phụ thuộc vào
nhiều yếu tố (dòng công suất, điện áp, trọng lợng, sức căng, tác động của môi tr-
ờng.v.v ) nên ngoài việc tính toán lựa chọn theo yêu cầu kỹ thuật điện còn phải
tính toán kiểm tra phần cơ khí đờng dây nh cột, xà, sức căng, độ võng.v.v Việc
thiết kế và thi công phải đợc thực hiện hết sức chặt chẽ, chính xác ví ảnh hởng
trực tiếp tới điều kiện vận hành của mạng điện.
Quá trình tính toán thiết kế bao gồm các bớc sau:
1. Chuẩn bị mặt bằng và mặt cắt của tuyến đờng dây
2. Lựa chọn sứ cách điện
3. Lựa chọn cột
4. Tính tải trọng lên dây dẫn trong các trạng thái vận hành
5 | P a g e
5. Tính khoảng cột tính toán, l

tt
.
6. Chia cột:
- Căn cứ vào địa hình cho bởi mặt bằng và mặt cắt của tuyến đờng dây,
xác định vị trí các cột, loại cột, móng và độ cao của chúng sao cho đảm bảo
khoảng cách yêu cầu tối thiểu đối với đất và các công trình dới đờng dây và
các điều kiện an toàn khác. Sử dụng đờng cong mẫu để tính toán.
- Tính kiểm tra lại ứng suất, độ võng, độ lệch ngang của dây và chuỗi sứ,
khoảng cách an toàn giữa các dây dẫn trong các trạng thái khác nhau của điều
kiện nhiệt độ, khí hậu, môi trờng,
- Nếu địa hình bằng phẳng thì dùng một độ cao của cột và khoảng cách l
tt
,
nghĩa là các cột cách đều nhau một khoảng bằng l
tt
. Nếu điạ hình không bằng
phẳng thì độ cao cột và khoảng cột sẽ tuỳ theo địa hình.
7. Chọn giải pháp chống sét, tính toán dây chống sét.
8. Tính toán các khoảng vợt nếu có.
9. Kiểm tra độ lệch của chuỗi sứ.
10. Tính tạ chống rung.
11. Tính độ võng thi công: Tính độ võng trong các trạng thái thời tiết khi thi
công để thi công.
12. Tính kiểm tra cột: Tính lực tác động lên các cột trong trạng thái bình th-
ờng và sự cố
Trong đồ án thiết kế này, do hạn chế về mặt thời gian nên em chỉ thực hiện
các nội dung sau: 1,2,3,4,5,6,7,9,10, và 11.
2.1.Chuẩn bị số liệu về đờng dây và địa hình nơi đờng
dây đi qua:
2.1.1.Số liệu về đờng dây:

6 | P a g e
Cho biết loại dây dẫn và tiết diện dây dẫn: A hoặc AC hay các dây khác,
tiết diện định mức,loại dây chống sét.
Từ mã hiệu dây tra ra các thông số khác:
- Tiết diện dây F
d
và tiết diện dây chống sét F
cs
. Tiết diện dây AC là tổng
tiết diện phần nhôm và tiết diện phần thép.
F
d
= F
Al
+ F
Fe
(mm
2
)
- Đờng kính dây d
d
(mm)
- Trọng lợng riêng P
d
(daN/m)
- ứng suất giới hạn
,
dgh CSgh

, (daN/mm

2
)
- Môđun đàn hồi E và hệ số giãn nở nhiệt .
2.1.2. Công việc khảo sát:
Công việc do bộ phận khảo sát thực hiện. Để có thể thiết kế đờng dây phảI
vẽ bản đồ chi tiết mặt bằng và mặt cắt dọc tuyến đờng dây sẽ đi qua với tỷ lệ
xích: chiều cao 1cm = 5m (1:500), trên mặt bằng, chiều dài 1cm = 50m
(1:5000). Một số vị trí đặc biệt dùng tỷ lệ: 1cm = 2m (1:200) (cao) và
1cm = 20m (1:2000) (dài).
2.2. Lựa chọn các loại cột tiêu chuẩn sẽ sử dụng:
Cột là bộ phận quan trọng nhất của đờng dây, nó quyết định tính kinh tế của
đờng dây. Tuỳ theo tình hình cụ thể của đờng dây đợc thiết kế ngời thiết kế chọn
trong các cột tiêu chuẩn, các loại cột thích hợp cho đờng dây đợc thiết kế. Các
cột tiêu chuẩn có thể là cột bê tông cốt thép hay cột thép với các chủng loại và
độ cao khác nhau.
7 | P a g e
Sau khi đã chọn đợc cột, xác định đợc điểm treo dây thấp nhất của từng loại
cột, độ rộng xà, các đặc tính kỹ thuật cần thiết kiểm tra khi chia cột.
Lựa chọn cột và sứ cách điện phụ thuộc vào nhau, muốn chọn đợc sứ phải
biết đợc cột và đặc tính của cột để tính sứ. Ngợc lại phải biết sứ mới tính đợc độ
cao treo dây. Cho nên 2 mục chọn cột và sứ phải làm đồng thời và hiệu chỉnh lẫn
nhau.
2.3. Lựa chọn sứ cách điện và phụ kiện:
Nếu đờng dây đến 35kV thì dùng sứ đứng, đờng dây 110kV trở lên dùng sứ
treo.
Số bát sứ cho điện áp 110 500 kV ở độ cao 1000m so với mặt nớc biển tính
nh sau:
n =
max
.dxU

D
n : số bát sứ trong một chuỗi, là số nguyên lớn hơn gần nhất kết quả tính đợc.
d : suất đờng rò lựa chọn.
D : chiều dài đờng rò điện của bát sứ (theo catalog), cm.
Đối với DDK đến 110kV: chuỗi néo có nhiều hơn 1 bát sứ so với chuỗi đỡ.
2.4.Tính tải trọng cơ học tác động lên dây:
Tải trọng do trọng lợng dây P
d
Tỷ tải do trọng lợng cho dây dẫn g
d
và dây chống sét g
cs
đợc tính theo công
thức:
d
d
P
g
Fd
=
(daN/m.mm
2
)
cs
cs
cs
P
g
F
=

(daN/m.mm
2
)
8 | P a g e
áp lực gió tính theo công thức sau:
q
v
= q
o
.
sd.
k
Lực gió tác động lên 1 m dây dẫn đợc tính nh sau:
P
vd
= C
x
..q
v
.d.10
-3
Trong đó:
C
x
: Là hệ số khí động học của dây dẫn, nó phụ thuộc vào đờng kính dây.
: Là hệ số không đều của áp lực gió, phụ thuộc vào q
v
.
Tỷ tải tác động lên dây dẫn do bão là:
g

vB
= P
vd
/F
d
Tỷ tải tổng hợp là :
g
B
=
2 2
VB
g g+
(daN/m.mm
2
)
2.5. Phơng trình trạng thái của dây dẫn:
Khi ta treo dây lên 2 cột có khoảng cột l(m), với độ võng là f khi nhiệt độ môi
trờng là và tốc độ gió là v thì tại điểm treo dây thấp nhất trong dây dẫn sẽ sảy
ra ứng suất
bđ
ban đầu( ngay lúc treo dây song). Sau đó nhiệt độ thay đổi hoặc
tốc độ gió thay đổi, hoặc cả 2 đồng thời ứng suất cũng thay đổi. sẽ lớn hơn
hay nhỏ hơn
bđ
đồng thời độ võng f cũng thay đổi theo.
Ngời thiết kế phải tính ra độ võng ban đầu sao cho:
-
Trong mọi trờng hợp biến đổi của thời tiết thì không đợc vợt quá giá trị
cho phép
cp

, vì nh vậy sẽ làm hỏng dây dẫn.
-
Độ võng không đợc lớn quá, vì sẽ làm cho khoảng cách an toàn từ đờng
dây tới đất bị vi phạm.
9 | P a g e
Để làm đợc việc này ngời thiết kế phải biết đợc: Quy luật biến đổi của ứng
suất , độ võng f theo nhiệt độ và tốc độ gió thể hiện qua tỷ tải g và g
v.
Quy
luật biến đổi này chính là phơng trình trạng thái của dây dẫn:

( )
0
2
0
22
T0
0
2
222
T
.E.
24.
.E.lg

24.
l.E.g
=
Trong đó:
-

o
: ứng suất trong trạng thái xuất phát [kg/mm
2
].
-
g
o
: tỷ tải của dây dẫn trong trạng thái xuất phát [kg/m.mm
2
].
-

o
: nhiệt độ môi trờng trong trạng thái xuất phát [
o
C].
-
l : khoảng vợt của dây dẫn [m].
-
E : là môdun đàn hồi của dây dẫn [kg/mm
2
, hay N/mm
2
].
-
: ứng suất trong trạng đến [kg/mm
2
].
-

g
o
: tỷ tải của dây dẫn trong trạng thái đến [kg/m.mm
2
].
-

o
: nhiệt độ môi trờng trong trạng thái đến [
o
C].
-
: Hệ số dãn nở đẳng trị.
Nhờ phơng trình này mà ta có thể tính đợc ứng suất trong trạng thái có tỷ
tải g
T
và nhiệt độ đã biết xuất phát từ một trạng thái ban đầu (còn gọi là trạng
thái xuất phát hay trạng thái cơ sở) có tỷ tải g
o
,
o
và ứng suất
o
đã biết.
Nếu hai điểm treo dây không bằng nhau thì phơng trình trạng thái sẽ là:
( )
0
2
0
222

T0
0
2
2222
T
.E.
24.
cos E.lg

24.
cos.l.E.g


=


Đây là những phơng trình cơ bản để thiết kế đờng dây trên không.
10 | P a g e
Để giải phơng trình (1.1) ta đặt:
A =
).(E.
.24
l.E.g
0
o
2
0T
2
o

B =
2
222
T
24.
l.E.g
Ta có phơng trình trạng thái bậc 3 của nh sau:
A
B
2
=


Phơng trình trên đợc giải bằng phơng pháp gần đúng để tìm nghiệm .
2.6. Khoảng cột tới hạn của dây dẫn:
Để tính ứng suất trong dây dẫn ở các trạng thái khác nhau cần xuất phát từ
một trạng thái nào đó, trong đó tỷ tải g
to
,
o
, và ứng suất
o
đã biết trạng thái
này gọi là trạng thái ban đầu hay trạng thái xuất phát. Từ trạng thái xuất phát
nhờ phơng trình trạng thái ta tính đợc ứng suất các trạng thái khác khi biết tỷ tải
và nhiệt độ của chúng.
Để dây dẫn có thể làm việc đợc thì ứng suất trong các trạng thái phải nhỏ
hơn ứng suất cho phép

CP
của dây trong trạng thái tơng ứng. Nếu nh biết đợc
trạng thái có ứng suất vận hành lớn nhất, lấy trạng thái này làm trạng thái xuất
phát vơi =
cp
thì ứng suất tính đợc của tất cả các trạng thái khác sẽ thoả mãn
điều kiện nhỏ hơn ứng xuất cho phép.
Trong thực tế có 3 trạng thái trong đó cần đảm bảo ứng suất cho phép:
1-Trạng thái nhiệt độ thấp nhất.
2-Trạng thái bão.
11 | P a g e
3-Trạng thái nhiệt độ trung bình.
Trong đó 2 trạng thái 1 và 2 có thể xẩy ra ứng suất lớn nhất có thể làm đứt
dây, trạng thái 3 có ứng suất không lớn nh 2 trạng thái trên nhng vì trong trạng
thái này, để chống rung do gió ứng suất cho phép thấp hơn, nên cũng có nguy cơ
vợt ứng suất cho phép nh hai trạng thái trên. Nếu đảm bảo ứng suất trong các
trạng thái này thì cũng đảm bảo ứng suất cho phép trong tất cả các trạng thái còn
lại. Vậy cần phải lấy một trong 3 trạng thái này làm trạng thái xuất phát.
Vì thế cần phải giải quyết trớc tiên bài toán : Trạng thái nào trong 3 trạng
thái này có thể gây ra ứng suất vợt khung trong dây dẫn để chọn làm trạng thái
xuất phát, điều này phụ thuộc vào độ dài khoảng cột của đờng dây.
Sự diễn biến của ứng suất trong một trạng thái nhất định phụ thuộc vào
khoảng cột. Do đó chính khoảng cột là mốc giới để xác định xem ứng suất vợt
khung sẽ xảy ra trong trạng thái nào?.
Khi thiết kế đờng dây ta chọn đợc khoảng cột l(m). Ta cần biết với khoảng cột
này phải chọn trạng thái nào làm trạng thái xuất phát?. Muốn vậy trớc hết phải
xác định đợc khoảng cột tới hạn l
k
.
Khoảng cột tới hạn l

k
xác định cho từng cặp trạng thái trong 3 trạng thái ứng
suất, ta có 3 khoảng cột tới hạn :
l
1k
- khoảng cột tới hạn giữa trạng thái nhiệt độ trung bình và lạnh nhất.
l
2k
- khoảng cột tới hạn giữa trạng thái lạnh nhất và trạng thái bão.
l
3k
- khoảng cột tới hạn giữa trạng thái nhiệt độ trung bình và trạng thái
bão.
2.6.1.Khoảng cột tới hạn l
2k
:
l
2k
là khoảng cột tới hạn giữa trạng thái lạnh nhất và trạng thái bão, đây là
2 trạng thái có thể xảy ra ứng suất lớn nhất. Để đảm bảo ứng suất cho phép trong
12 | P a g e
2 trạng thái này ta có thể làm một trong 2 cách: đó là lấy trạng thái bão làm
trạng thái xuất phát, cho ứng suất trạng thái này =
cp
hoặc lấy trạng thái lạnh
nhất làm trạng thái xuất phát, cho ứng suất trạng thái này =
cp
.
Kết quả là ta tính đợc khoảng cột tới hạn l
2k

nh sau:
2
min0
B
2
minB
CPk2
gg
).(.24
.l


=
Trong đó:
-
g
B
2
= g
2
+g
2
VB
-
g
omin
2
= g
2
-

g là tỷ tải do trọng lợng dây; g
vB
là tỷ tải do gió.
Thay vào công thức trên ta đợc:
).(.24.
g
l
minB
VB
CP
k2


=
ứng với mỗi ứng suất lựa chọn một khoảng cột tới hạn, tuy nhiên ta chỉ quan
tâm đến ứng suất giới hạn của dây dẫn vì thiết kế đờng dây theo điều kiện ứng
suất giới hạn xảy ra ở trạng thái nhiệt độ thấp nhất hoặc bão cho hiệu quả kinh tế
cao nhất.
Sau khi tính đợc khoảng cột tới hạn ta lấy khoảng cột thực tế so với khoảng
cột tới hạn :
-
Nếu l > l
th
ứng suất lớn nhất trong dây dẫn sẽ xảy ra trong trạng thái bão,
vậy ta phải lấy trạng thái bão làm trạng thái xuất phát, lấy ứng suất = ứng
suất cho phép để tính toán.
13 | P a g e
-
Nếu l < l
th

thì ứng suất lớn nhất xảy ra trong trạng thái nhiệt độ thấp nhất
và ta lấy trạng thái này làm trạng thái xuất phát để tính toán, ứng suất xảy
ra trong chế độ này là ứng suất cho phép.
-
Nếu l = l
th
thì xuất phát từ trạng thái nào cũng đợc.
2.6.2.Khoảng cột tới hạn l
1k
và l
3k
.
Nếu nh không có hạn chế về ứng suất trong trạng thái nhiệt độ trung bình
năm( gọi tắt là trạng thái trung bình) thì chỉ cần tính l
2k
là đợc vì ứng suất trong
trạng thái trung bình nhỏ hơn trong trạng thái bão và lạnh nhất.
Tuy nhiên do ứng suất cho phép trong trạng thái trung bình nhỏ hơn các
trạng thái lạnh nhất và bão nên ứng suất thực tế trong trạng thái trung bình có thể
lớn hơn ứng suất cho phép trong trạng thái này
cptb
.
Trong trờng hợp khoảng cột thực tế l nằm trong khoảng (l
1k
, l
3k
) thì dùng
trạng thái nhiệt độ trung bình làm trạng thái xuất phát.
Công thức tính l
1k

nh sau:




















=
1
24
E
)().(e.
.
g
l
2

CPtb
CP
CPtbCPminTBCP
k1
Công thức tính l
3k
nh sau:










=
CPtb
2
tb
2
CP
2
B
2
CPtbCP
k3
gg
.E

).(24
l
Trong đó:
-

min
,

min
: nhiệt độ và ứng suất trong trạng thái nhiệt độ thấp nhất (5
o
C).
14 | P a g e
-

max
,

max
: nhiệt độ và ứng suất trong trạng thái nhiệt độ cao nhất (40
o
C).
-

tb
: Nhiệt độ trung bình năm.
-

cp
: ứng suất cho phép trong trạng thái lạnh nhất và bão.

-

cptb
: ứng suất cho phép trong trạng thái nhiệt độ trung bình năm.
-
g,g
vb
,g
B
: là tỷ tải do trọng lợng dây, do gió, và tỷ tải tổng hợp khi bão.
-
E: là hệ số đàn hồi.
-
:hệ số dãn nở do nhiệt. E, tra trong bảng số liệu dây dẫn.
-
g

min
= g
tb
= g = g
1
;
B
=
tb
.
2.7. Các phơng trình trạng thái:
Nếu lấy trạng thái nhiệt độ thấp nhất (lạnh nhất, 5
o

C) làm cơ sở:
( )
minmax
2
CP
22
CP
2
222
.E.
24.
.E.lg

24.
l.E.g
=
Nếu lấy trạng thái bão làm cơ sở:
( )
minmax
2
CP
22
B
CP
2
222
.E.
24.
.E.lg

24.
l.E.g
=
Nếu lấy trạng thái nhiệt độ trung bình năm làm cơ sở:
( )
minmax
2
CPtb
22
CPtb
2
222
.E.
24.
.E.lg

24.
l.E.g
=
2.8. khoảng cột tính toán l
tt
:
Khoảng cột tính toán là khoảng cột dài nhất khi đờng dây đi qua trên mặt
phẳng cho loại cột cơ sở đã chọn đảm bảo các điều kiện:
15 | P a g e
-
Độ cao từ điểm thấp nhất của dây dới cùng đến mặt đất đúng bằng độ cao
yêu cầu H
yc
trong trạng thái nóng nhất.

-
Trong trạng thái lạnh nhất, bão và nhiệt độ trung bình, ứng suất trong dây
nhỏ hơn ứng suất cho phép đối với dây dẫn ở trạng thái đó. Với mỗi loại
cột, đúng hơn là với mỗi độ cao treo dây chỉ có một khoảng cột dài nhất
duy nhất, ký hiệu là l
tt
.
-
2.8.1.Tính khoảng cột tới hạn l
1k
, l
2k
,l
3k
Tính theo các công thức (1.4.2 1.4.4).
).(.24.
g
l
minB
VB
CP
k2


=

=
1
24
E
)().(e.
.
g
l
2
CPtb
CP
CPtbCPminTBCP
k1

=
CPtb
2
tb
2
CP
2
B
2
CPtbCP
k3
gg
.E
).(24
l
2.8.2.Phơng pháp tính trực tiếp:
Cách tính này có thể lập trình cho máy tính. Ta có quan hệ giữa cho trạng
thái nóng nhất với tỷ tải g và độ võng cho phép
max yc
f h H=
:
2

max
.
8.
g l
f

=
G là tỷ tải do trọng lợng.
Lấy trạng thái xuất phát là trạng thái ký hiệu là 0, trạng thái tới là trạng thái
nóng nhất, ta có phơng trình trạng thái:
16 | P a g e
2 2
2 2
0
0 max 0
2 2
0
. .
. .
. .( )
24. 24.
g E l
g E l
E


=
trong đó g
0
và

0
là tỷ tải và nhiệt độ,
0
là ứng suất cho phép của trạng thái
xuất phát.
Thay theo công thức
2
max
.
8.
g l
f

=
vào công thức trên và thay l=l
tt
ta đợc:
A.l
4
tt
- B.l
2
tt
- C = 0
trong đó :
A =
2
0
max
.

8. 24
cptb
g
g E
f


+
ữ
ữ

B =
max
. ( )
cptb tb
E

+
C =
2
max
8. . / 3f E
Giải phơng trình trên ta có nghiệm :
tt
l
=
2
4
2
B B AC

A
+ +
Căn cứ vào các khoảng cột tới hạn tính đợc,chọn trạng thái xuất phát.
Trớc hết giải bài toán cho một trạng thái xuất phát,ta đợc l
,
tt
. So sánh l
,
tt
với
các khoảng cột tới hạn, nếu l
,
tt
ứng với khoảng cột tới hạn nào thì ta tính lại với
trạng thái xuất phát tơng ứng với l
K
đó.
2.9. đờng cong mẫu sablon:
Để thực hiện treo dây theo cùng một đờng cong căng dây, ngời ta dùng đờng
cong căng dây mẫu SABLON. Đó là đờng cong căng dây đợc tính cho ứng suất
sử dụng
sd
, ứng suất này đợc tính tơng ứng với một khoảng cột sử dụng l
sd
, sau
17 | P a g e
đó ta làm sao cho đờng cong này đợc áp dụng ở mọi khoảng cột, nghĩa là chọn vị
trí cột sao cho đờng cong căng dây mẫu luôn đợc bảo toàn. Làm nh vậy thì dù
cho các khoảng cột không bằng nhau, các cột có độ cao khác nhau nhng ứng
suất trong dây sẽ bằng nhau cho mọi khoảng cột.

SABLON là các đờng cong parabol song song với nhau, vẽ cho dây pha thấp
nhất và ở nhiệt độ cao nhất.
Công thức tính:
22
sd
42
100
x
.K
100
x
.
.2
10.g
.2
x.g
y






=

=

=
K=
sd
4
.2
10.g

Cho x=50, 60, , 400m rồi lập bảng tính:
Độ dài, x(m) 50 400
Độ cao, y(m)
Vẽ tối thiểu 3 đờng cong căng dây mẫu theo tỷ lệ xích tơng ứng với tỷ lệ của
bản đồ:
dọc: 1cm 5m
ngang: 1cm 50m
Do độ không chính xác khi vẽ mặt cắt theo tỷ lệ nhỏ, cần dự trữ 0,3-0,5m cho
khoảng cách đất: Khi vẽ đờng cong thứ 2 thì dịch xuống dới 0,3-0,5m. Khi vẽ đ-
ờng cong thứ 3 thì lấy bằng độ cao cột.
Đờng 1: Đờng cong căng dây.
Đờng 2: Lấy khoảng cách đất yêu cầu - đờng này phải tiếp xúc với mặt đất
hoặc cao hơn, không đợc cắt.
Đờng 3: Chân cột cách đờng 1 bằng độ cao treo dây
18 | P a g e
Đờng cong treo dây tính ở đây có ứng suất
sd
, nếu thay đổi độ cao của cột
nhng vẫn giữ nguyên dạng đờng cong treo dây này thì
sd

vẫn giữ nguyên giá trị.
Điều này rất quan trọng vì khi chia cột ngời ta muốn
sd
ở mọi khoảng cột là nh
nhau, dù khoảng cột có độ dài khác nhau. Muốn vậy phải giữ nguyên dạng đờng
cong treo dây này.
Khoảng cột sử dụng có thể lấy bằng: l
sd
= ( 0,8 0,9).l
tt
2.10. chia cột bằng sablon:
Sau khi xác định đợc đờng cong căng dây mẫu SABLON ta tiến hành rải
cột nh sau:
-
Xuất phát từ cột xuất tuyến (ở mặt cắt thiết kế này là cột néo tại vị trí G6) ta
đánh số thứ tự là 1.
-
Đặt SABLON sao cho đờng cong treo dây 1 đi qua điểm treo dây của cột 1 và
đờng cong số 3 đi qua điểm chân cột 1, sao cho điểm thấp nhất của đờng cong số
1
2
3
H
YC
+0.5m h
19 | P a g e
2 tiếp xúc với mặt đất hoặc điểm cao nhất của vật cản, trục vuông góc với mặt
phẳng đất tức là song song với cột 1. Điểm cắt mặt đất của đờng cong số 3 chính
là điểm chân cột 2, vẽ đờng thẳng đứng ta có cột số 2. Tiếp tục nh vậy ta xác
định đợc các cột số 3 và số 4.

Trong quá trình xác định vị trí cột kế tiếp ta phải lu ý: Vị trí phải có khả năng
thi công đợc, và phải đảm bảo khoảng cách yêu cầu của dây dẫn đến đất, đồng
thời cũng đảm bảo mọi điều kiện kỹ thuật của dây.
Nếu trong khoảng cột có vật cản cần phải giữ khoảng cách an toàn, ta phải xê
dịch SABLON theo chiều dọc sao cho đờng cong treo dây số 1 cách điểm cản
này độ cao an toàn đã biết, nếu không tìm đợc vị trí nh vậy ta phải xê dịch cột lại
gần vật cản. Nếu vẫn không đạt nghĩa là cột thấp quá, ta phải dùng cột cao hơn,
có thể chỉ cần nâng cao 1 trong 2 cột, hoặc phải nâng cả 2 cột.
Ngoài các phơng án vợt vật cản trên ta còn có thể dùng biện pháp khác đó là
hạ thấp độ cao vật cản, song trong phạm vi bản thiết kế ta không đề cập đến ph-
ơng án này.
Sau khi xác định đơc vị trí cột theo SABLON ta phải kiểm tra ngay trên bản
đồ xem vị trí đó có khả thi không, nếu có thì xác định vị trí chính thức vị trí cột,
nếu không phải xê dịch đến chỗ khả thi lân cận.
2.11. Kiểm trasau khi chọn xong cột thứ k +1:
2.11.1. Khoảng cột trọng lợng của cột k:
2
tdkT tdkP
TLTC
l l
l
+

tdkT
l
,
tdkP
l
là khoảng cột tơng đơng của khoảng cột trớc cột k và sau cột k (trái
và phải).

20 | P a g e
*
tdkT
l
tính nh sau :
- Nếu điểm treo dây ở cột k lớn hơn ở cột k-1 (h
k
> h
1k
) thì:
tdkT
l
=
,
tdk
l
=
max
1
max 1
2. .
.
h
l
g l




+

- Nếu điểm treo dây ở cột k nhỏ hơn ở cột k-1 thì :
tdkT
l
=
,
tdk
l
=
max
1
max 1
2. .
.
h
l
g l





*
tdkP
l
tính tơng tự với các công thức trên nhng thay
1
l
bằng
2
l

.
1
l
và
2
l
là khoảng cột trớc cột k và sau cột k
TLTC
l
là khoảng cột trọng lợng tiêu chuẩn cho theo cột.
2.11.2. Khoảng cột gió
G
l
của cột k:
1 2
2
GTC
l l
l
+

1
l
và
2
l
là khoảng cột trớc cột k và sau cột k
GTC
l
là khoảng cột gió tiêu chuẩn cho theo cột

Nếu kết quả không đạt thì phải :
- Xê dịch cột nếu có thể
- Sử dụng cột tiêu chuẩn khác có khả năng chịu tải cao hơn, cũng
có thể dự kiến thiết kế cột mới nếu điều này làm tăng hiệu quả kinh tế
của đờng dây.
2.12. Kiểm tra ứng suất trong dây dẫn:
2.12.1.Tính khoảng cột đại biểu:
21 | P a g e
Khoảng cột đại biểu là khoảng cột đặc trng của một khoảng néo, ứng suất
tính theo khoảng cột đại biểu là ứng suất xảy ra trong thực tế ở mọi khoảng cột.
Bởi vì ứng suất trong mọi khoảng cột trong một khoảng néo là luôn bằng nhau,
nếu nh chúng không bằng nhau thì sẽ gây ra lực làm lệch chuỗi sứ và chuỗi sứ sẽ
lệch đi đến vị trí sao cho các ứng suất này bằng nhau.
Khoảng cột đại biểu đợc tính nh sau: l
đb
=


n
1
i
n
1
3
i
l
l
(m).
Trong đó:
-

n: là số khoảng cột trong một khoảng néo.
-
i
l
: là độ dài khoảng cột thứ i.
2.13. Kiểm tra hiện tợng kéo ngợc chuỗi sứ cột đỡ trong
trạng tháI lạnh nhất:
Để kiểm tra hiện tợng kéo ngợc chuỗi sứ cột đỡ trong trạng thái lạnh nhất ta
tiến hành nh sau:
-
Xây dựng đờng cong căng dây khi lạnh nhất để kiểm tra.
-
Nếu điểm thấp nhất của đờng cong treo dây trong trạng thái lạnh
nhất cao hơn điểm treo dây của cột 2 thì có nghĩa là sứ bị kéo ngợc.
-
Nếu chuỗi sứ bị kéo ngợc theo kiểm tra thì phải tiến hành khắc
phục: Nh, bỏ cột 2 và dùng cột 1 và 3 có khả năng chịu tải cao hơn, hoặc dùng tạ
cân bằng, dùng cột néo, dùng cột cao hơn hoặc thấp hơn, thêm cột (ít dùng),
Cột 1 Cột 3
Cột 2
Đ ờng cong treo dây
trong trạng thái
lạnh nhất

1

2
22 | P a g e
2.14. Tính dây chống sét:
Xuất phát từ thông số thời tiết của trạng thái quá điện áp khí quyển: = 15

0
,
không có gió.
Trong trạng thái nàykhoảng cách giữa dây dẫn cao nhất và dây chống sét ở
điểm giữa khoảng cột phải đạt giá trị cho phép. Độ võng của dây chống sét trong
trạng thái quá điện áp khí quyển phải bằng hoặc nhỏ hơn:
,
cs d yc
f f h h= +
23 | P a g e
Trong đó:
f
d
: độ võng của dây dẫn cao nhất
h : khoảng cách thẳng đứng giữa điểm treo dây chống sét và dây dẫn
h
,
yc
: khoảng cách yêu cầu tối thiểu giữa dây chống sét và dây dẫn có giá
trị khi không có gió nh sau:
l=150m h
'
yc
=3,2m
= 200m = 4m
= 300m = 5,5m
= 400m = 7m
= 500m = 8,5m
Ta biết công thức tính độ võng của dây dẫn và dây chống sét nh sau:
f

d
= g
d
.l
2
/(8.
d
)
f
cs
= g
cs
.l
2
/(8.
cs
)
Trong đó:

d
,
cs
: ứng suất trong dây dẫn và dây chống sét trong trạng thái quá điện
áp khí quyển.
g
d
, g
cs
: tỷ tải của dây dẫn và dây chống sét do trọng lợng riêng.
Thay f

d
và f
cs
theo các công thức trên ta rút ra ứng suất trong dây chống sét:
' 2
/ 8.( ) /
cs
cs
d d yc
g
g h h l


=
+
ứng suất
cs
tính theo công thức trên thoả mãn điều kiện khoảng cách yêu
cầu giữa dây chống sét và dây dẫn cao nhất trong trạng thái qua điện áp khí
quyển.
Từ trạng thái xuất phát là trạng thái quá điện áp khí quyển với
cs
trên, ta
tính ra ứng suất trong các trạng thái bão, lạnh nhất và nhiệt độ trung bình, bằng
24 | P a g e
cách giảI phơng trình trạng thái tơng ứng. So sánh các giá trị ứng suất tính đợc
với các giá trị ứng suất cho phép trong các trạng thái tơng ứng, nếu các trạng thái
đều thoả mãn thì tính xong. Nếu có trạng thái nào không thoả mãn thì tìm cách
khắc phục. Có 2 cách khắc phục:
- Tăng tiết diện dây chống sét.

- Tăng độ cao treo dây chống sét.
2.15. Kiểm tra độ lệch của chuỗi sứ trên cột đỡ:
Trên hình vẽ (a) là trạng thái chuỗi sứ bị gió thổi lệch về phía cột, khoảng cách
từ chuỗi s đến cột có thể gây nguy hiểm trong trạng thái bão( điện áp vận hành)
và trong trờng hợp quá điện áp khí quyển.
Trên hình vẽ (b) là tình trạng chuỗi sứ và dây dẫn bị gió thổi ra phía ngoài,
khoảng cách giữa dây dẫn và vật cản xung quanh có thể đạt đến giá trị nguy
hiểm.
2.15.1.Kiểm tra độ lệch vào trong của chuỗi sứ:
a)
P
T
G+G /2
s
Q
v
a
xà
b)
xà
độ dài sứ
f (dây dẫn)
x
x
C a
Vật cản



25 | P a g e

- Góc lệch là do tổ hợp lực kéo xuống là trọng lợng dây G và 1/2 trọng lợng
chuỗi sứ G
s
(lấy 1/2 vì trọng lợng chuỗi sứ phân bố đều trên chiều dọc của chuỗi
sứ) và lực nằm ngang là áp lực gió Q
v
.
s
v
G.2/1G
Q.k
tg
+
=
Trong đó:
G = P
d
.l
TL
G
s
: là trọng lợng sứ đỡ.
Q
v
= P
v
.l
G
k : Hệ số hiệu chỉnh theo q
V

.
q
v
=40 daN/m
2
k=1
q
v
=55 daN/m
2
k=0,9
q
v
=80 daN/m
2
k=0,8
Các giá trị khác nội suy.
Độ lệch của chuỗi sứ vào trong trong chế độ điện áp vận hành lớn nhất là :
r = .sin
2.15.2.Kiểm tra độ lệch ra ngoài của chuỗi sứ:
Độ lệch chuỗi sứ ra ngoài của dây ở chính giữa khoảng cột đỡ : f
x
C
x
= (f
x
+ ).sin
2.16. tính tạ chống rung:
Để giảm tác hại của hiện tợng rung dây do gió ngoài biện pháp giảm ứng suất
cho phép trong dây dẫn trong trạng thái nhiệt độ trung bình năm, ở lới điện 35kV