Nghiên cứu đánh giá tác động môi trường đối với cách điện composite đường dây 110kv trên địa bàn tỉnh thái bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VŨ MINH NGỌC

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG
ĐỐI VỚI CÁCH ĐIỆN COMPOSITE ĐƯỜNG DÂY 110KV
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Nguyễn Đình Thắng

Hà Nội - năm 2014


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn: “Nghiên cứu đánh giá tác động môi trường đối
với cách điện composite đường dây 110kV trên địa bàn tỉnh Thái Bình” là công
trình nghiên cứu riêng của tôi. Các kết quả đã nêu trong luận văn là trung thực và
chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tài liệu tham khảo và
các nội dung trích dẫn đảm bảo sự đúng đắn, chính xác, trung thực và có nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 23 tháng 9 năm 2014
Tác giả luận văn

Vũ Minh Ngọc


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN

NHỮNG TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁCH ĐIỆN ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
TRÊN KHÔNG .........................................................................................................3
1.1. Giới thiệu chung về cách điện đường dây tải điện trên không. .................3
1.2. Phân loại cách điện đường dây tải điện trên không. ...................................4
1.2.1. Điện môi bằng sứ ......................................................................................4
1.2.2 Điện môi bằng thủy tinh ............................................................................6
1.2.3. Điện môi bằng composite .........................................................................8
1.3. Tổng quan về cách điện composite ...............................................................8
1.3.1. Giới thiệu chung .......................................................................................8
1.3.2. Cấu tạo của cách điện composite ...........................................................11
1.3.3. Ưu, nhược điểm của cách điện composite .............................................13
1.3.4. So sánh cách điện composite với cách điện truyền thống...................15
CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG ĐỐI VỚI CÁCH ĐIỆN
COMPOSITE ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG ....................................................17
2.1. Cơ sở lựa chọn cách điện đường dây trên không trong vùng nhiễm bẩn
khí quyển ..............................................................................................................17
2.1.1. Cơ chế phóng điện trên cách điện ..........................................................17
2.1.1.1 Trường hợp cách điện một phần tử ....................................................17
2.1.1.2 Trường hợp cách điện nhiều phần tử .................................................17
2.1.2. Quá trình phóng điện trên cách điện bị nhiễm bẩn và ướt. .................21
2.1.3. Cơ sở lựa chọn cách điện đường dây trên không trong vùng nhiễm bẩn
khí quyển ...........................................................................................................22
2.1.3.1 Cơ sở tổng quát ..................................................................................22
2.1.3.2. Đặc tính phóng điện của cách điện...................................................22


2.1.3.3. Đặc tính lớp nhiễm bẩn cách điện ....................................................23

2.1.3.4. Đặc tính nguồn nhiễm bẩn ................................................................24
2.2. Tác động của các yếu tố môi trường khác nhau đến sự suy giảm đặc tính
của cách điện composite ......................................................................................26
2.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ .........................................................................26
2.2.2. Ảnh hưởng của nhiễm bẩn nặng ...........................................................26
2.2.3. Ảnh hưởng của độ ẩm ............................................................................27
2.2.4. Ảnh hưởng khi tính dẫn điện tăng ........................................................27
2.2.5. Ảnh hưởng của các thông số hỗn hợp ...................................................27
2.3. Các dạng phá hủy có thể xảy ra đối với cách điện composite ..................28
2.3.1. Các dạng phá hủy của cách điện composite ........................................28
2.3.2. Các phương pháp kiểm tra khiếm khuyết của cách điện composite. ...32
2.3.2.1. Kiểm tra bằng trực quan ...................................................................32
2.3.2.2. Kiểm tra bằng hồng ngoại ................................................................33
2.4. Tiêu chuẩn thử nghiệm với chuỗi cách điện composite [4]. .....................34
2.4.1. Thử nghiệm về vật liệu (Design test) .....................................................34
2.4.2. Thử nghiệm phân loại (Type test) ..........................................................35
2.4.3. Thử nghiệm xuất xưởng định kỳ (Routine test) ....................................36
2.4.4. Thử mẫu (Sampling test) ........................................................................36
2.5. Các phương pháp phân tích lão hóa vật liệu [4] ........................................37
2.5.1. Đo dòng rò ...............................................................................................37
2.5.2. Đo tính kỵ nước ......................................................................................38
2.5.3. Quang phổ hồng ngoại trong biến đổi Fourier (FTIR) ........................39
2.5.4. Kỹ thuật sử dụng tia X và quang phổ học .............................................40
2.5.5. Quét quang phổ điện tử (SEM) ..............................................................40
2.5.6. Đo hệ số tổn thất góc Tanδ .....................................................................41
2.5.7. Phương pháp đo phân bố điện trường ...................................................41
2.6. Các thực nghiệm đánh giá tác động môi trường lên cách điện composite.
...............................................................................................................................42

2.6.1. Đánh giá tác động của mưa đến đặc tính lão hóa của cách điện
composite ...........................................................................................................42
2.6.1.1. Cách điện thử nghiệm .......................................................................42
2.6.1.2. Phương pháp thử nghiệm ..................................................................43
2.6.1.3. Kết quả thí nghiệm ............................................................................44
2.6.1.4. Kết luận .............................................................................................47
2.6.2. Đánh giá sự phát triển của phóng điện bề mặt cách điện khác nhau tại
vùng ven biển [10] .............................................................................................47
2.6.2.1. Cách điện thử nghiệm .......................................................................47
2.6.2.2. Phương pháp thử nghiệm ..................................................................48
2.6.2.3. Quan sát hiện tượng phóng điện. ......................................................48
2.6.2.4. Quan sát sự thay đổi bề mặt cách điện .............................................50
2.6.2.5. Kết luận .............................................................................................52
2.7. Ảnh hưởng của dòng rò đến sự lão hóa của cách điện composite ..........52
2.7.1. Mức dòng rò cho phép của cách điện. ...................................................52
2.7.2. Ảnh hưởng của dòng rò đến sự lão hóa của cách điện composite. ......53
2.7.3. Mối quan hệ giữa dòng rò và các yếu tố ................................................53
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG ĐỐI
VỚI CÁCH ĐIỆN COMPOSITE ĐƯỜNG DÂY 110KV TRÊN ĐỊA BÀN
TỈNH THÁI BÌNH ..................................................................................................56
3.1. Đặc điểm địa hình, khí hậu khu vực Thái Bình .........................................56
3.1.1. Đặc điểm địa hình ..............................................................................56
3.1.2. Đặc điểm khí hậu ...............................................................................58
3.2. Ảnh hưởng của môi trường đối với cách điện đường dây 110kV ............59
3.2.1. Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ..........................................................59
3.2.2. Ảnh hưởng của môi trường ô nhiễm tự nhiên ......................................59
3.2.3. Ảnh hưởng của môi trường ô nhiễm công nghiệp ................................60
3.3. Tình hình sử dụng cách điện đường dây 110kV Thái Bình .....................61
3.3.1. Sơ đồ lưới điện 110kV khu vực Thái Bình ..................................61
3.3.2. Tình hình sử dụng cách điện trên đường dây 110kV Thái Bình. ........61

3.3.3. Đánh giá tình hình sự cố cách điện đường dây 110kV ........................63
3.4. Hiện trạng sử dụng cách điện composite trên đường dây 110kV. ...........66
3.4.1. Hiện trạng sử dụng cách điện composite trong hệ thống điện Việt
Nam. ..................................................................................................................66
3.4.2. Hiện trạng sử dụng cách điện composite trên lưới điện 110kV do Công
ty Lưới điện cao thế miền Bắc quản lý ............................................................66
3.4.3. Hiện trạng sử dụng cách điện composite trên đường dây
110kV khu vực Thái Bình ...........................................................................69
3.4.3.1. Đường dây 110kV 172E3.3 - 171A36 (Long Bối – Tiền Hải). .........69
3.4.3.2. Đoạn đường dây 110kV nhánh rẽ vào Nhà máy thép đặc biệt Shengly
........................................................................................................................70
3.5. Đánh giá về tác động môi trường đối với cách điện composite đường dây
110kV khu vực Thái Bình ...................................................................................73
3.6. Những khiếm khuyết cần lưu ý trong vận hành và kiểm tra cách điện
composite đường dây 110kV...............................................................................76
3.7. Những lưu ý trong quá trình bảo dưỡng, kiểm tra, lắp đặt cách điện
composite đường dây 110kV...............................................................................79
3.7.1. Bảo quản cách điện composite tại kho ..................................................79
3.7.2. Kiểm tra định kỳ cách điện compoite .....................................................80
3.7.3. Vệ sinh cách điện composite ..................................................................81
3.7.4. Thay thế cách điện composite ................................................................81
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................82
1. Kết luận ............................................................................................................82
2. Kiến nghị ..........................................................................................................83
2.1. Đối với đường dây đang vận hành ............................................................84
2.2. Đối với dự án đầu tư xây dựng đường dây mới........................................84
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................85
PHỤ LỤC .................................................................................................................87

NHỮNG TỪ VIẾT TẮT
PDMS:

Polydimethylsiloxane

EPDM:

Ethylene Propylene Diene Monomer

LMWs:

Low molecular weight: Trọng lượng phân tử thấp.

SiR:

Silicone Rubber: Cao su silicone

FRP:

Fiber Reinforced Polymer: Polymer gia cường bằng sợi thủy tinh.

EPR

Ethylene Propylene Rubber

HTV:

High - Temperature Vulcanized: Lưu hoá ở nhiệt độ cao.

RTV:

Room - Temperature Vulcanized: Lưu hoá ở nhiệt độ phòng.

HCs:

Hydrophobicity Classes: Nhóm kỵ nước

UV:

Ultraviolet: Tia cực tím

FTIR:

Fourier Transform Infrared Spectroscopy: Quang phổ hồng ngoại biến

đổi Fourier
XPS:

Electronic Spectroscopy of X-rays: Quang phổ học điện tử tia X.

SEM:

Scaning Electron Microscopy: Quét quang phổ điện tử.

SAIDI:

System Average Interruption Duration Index : Chỉ số thời gian mất

điện trung bình của hệ thống: Thời gian (phút hoặc giờ) mất điện trung bình của
một khách hàng (trong một khu vực) trong một năm
SAIFI:

System Average Interruption Frequency Index: Chỉ số tần suất mất

điện trung bình của hệ thống - Số lần mất điện trung bình của một khách hàng
(trong một khu vực) trong một năm.
MAIFI:

Momentary Average Interruption Frequency Index: Chỉ số tần suất

mất điện thoáng qua trung bình của hệ thống: Số lần mất điện thoáng qua trung bình
của một khách hàng (trong một khu vực) trong một năm.


DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
HÌNH
Hình 1.2.1: Cách điện sứ treo......................................................................................6
Hình 1.3.1: Công thức cấu tạo silicone polymer.......................................................10
Hình 1.3.2: Sơ đồ cấu tạo cách điện composite ........................................................11
Hình 2.1.1: Phân bổ điện áp trên 1 phần tử cách điện. .............................................17
Hình 2.1.2. Quá trình phóng điện dọc theo chuỗi cách điện. ....................................18
Hình 2.1.3: Sơ đồ thay thế của chuỗi cách điện. .......................................................18
Hình 2.1.4. Phân bổ điện áp trên chuỗi cách điện gồm 5 bát. ...................................20
Hình 2.3.1. Hiện tượng cacbon hóa hoặc ăn mòn vật liệu ........................................29
Hình 2.3.2. Hình ảnh lớp đứt gãy của lõi thủy tinh ..................................................30
Hình 2.3.3. Hư hỏng phần tiếp giáp với phụ kiện đầu cuối bằng kim loại. ..............30
Hình 2.3.4. Hình thành vết nứt do phóng điện. ........................................................31
Hình 2.3.5. Các hư hỏng về cơ đối với lõi. ...............................................................31

Hình 2.3.6. Hư hỏng do phóng điện của lõi thủy tinh và do hồ quang điện .............31
Hình 2.3.7. Kiểm tra cách điện sử dụng gương phóng đại. ......................................32
Hình 2.3.9. Hình ảnh thu được từ camera hồng ngoại. .............................................34
Hình 2.4.1. Kiểm tra chất lượng của lõi. ...................................................................35
Hình 2.4.2. Thử nghiệm cao su silicone....................................................................35
Hình 2.4.3. Thử nghiệm chịu điện áp cao và chịu tải của lõi cách điện. ..................36
Hình 2.4.4. Kiểm tra độ bám dính của cao su silicone. ............................................36
Hình 2.5.1. Phân loại tính thấm nước bề mặt từ HC 1-6. .........................................38
Hình 2.5.2. Cơ cấu của đồng hồ đo FTIR .................................................................39
Hình 2.5.3. Dụng cụ đo SEM đặc trưng ....................................................................41
Hình 2.6.1. Cách điện composite với tán sứ có góc nghiêng 300 (trái), ...................43
Hình 2.6.2. Hệ thống thử nghiệm lão hóa: IC – cao su cách điện silicone, PC – máy
tính, V – đồng hồ Vônmet, OS – bộ điều khiển KTS, R – điện trở, ZP – bảo vệ quá
áp. ..............................................................................................................................44


Hình 2.6.3. Cách điện 6c10 vào ngày thứ 6 thử nghiệm ...........................................45
Hình 2.6.5. Đồ thị dòng rò của cách điện 6c10 sau ngày thứ 7. Điện áp thử 24kV. 45
Hình 2.6.6. Cách điện composite sau thời gian thử nghiệm trong phòng mưa nhân
tạo. .............................................................................................................................46
Hình 2.6.7. Đồ thị dòng rò của cách điện 6c30 sau 65 ngày thử nghiệm .................46
Hình 2.6.8. Các chất cách điện thử nghiệm ..............................................................48
Hình 2.6.9. Các dạng phóng điện bề mặt trên cách điện...........................................49
Bảng 2.6.2. Tóm tắt các bề mặt cách điện quan sát hoạt động phóng điện. .............49
Hình 2.6.10. Thay đổi bề mặt vào cuối giai đoạn thử nghiệm ..................................51
Bảng 2.6.3. Những thay đổi trên chất cách điện trong thời gian thử nghiệm ...........51
Hình 3.2.1. Cách điện thủy tinh bị nhiễm bẩn gây phóng điện bề mặt. ....................60
Hình 3.2.2. Ty sứ cách điện thủy tinh bị han mọt do môi trường. ............................60
Hình 3.2.3. Ảnh hưởng của môi trường đến cách điện đường dây ...........................61
Hình 3.3.1. Cách điện thủy tinh bị phóng điện tại vị trí 26 đường dây Long Bối –

Tiền Hải ngày 31/01/2014 .........................................................................................65
Hình 3.4.1. Cách điện composite được thay thế trên đường dây 110kV nhánh rẽ Nhà
máy thép Shengly Việt Nam. ....................................................................................71
Hình 3.4.2. Lớp vỏ phần tiếp giáp giữa lõi và phụ kiện đầu cuối bị thủng ..............73
Hình 3.4.3. Bề mặt cách điện bị bạc mầu. ................................................................74
Hình 3.6.1. Tạo vết đen trên bề mặt cách điện..........................................................77
Hình 3.6.2. Vết rạn do phóng điện hồ quang ............................................................77
Hình 3.6.3. Xói mòn của vật liệu polyme, độ nhám cao ..........................................77
Hình 3.6.4. Hư hỏng tiếp xúc với lõi thủy tinh gia cường .......................................78
Hình 3.6.5. Hư hỏng do phóng điện gây ra bởi dòng điện cao hoặc phóng điện bề
mặt. ............................................................................................................................78
Hình 3.6.7. Tạo lỗ thủng - vật liệu polymer bị vỡ do xảy ra do các thông số điện
môi. ............................................................................................................................78
Hình 3.6.8. Bị cắt, tách, xé của vỏ slilicone. ............................................................78
Hình 3.6.9. Tán cách điện xói mòn hoặc lột do hư hại chất bám dính ....................78


BẢNG
Bảng 1.3.1. So sánh chuỗi sứ cách điện truyền thống và chuỗi cách điện composite
về định tính ................................................................................................................15
Bảng 1.3.2. So sánh chuỗi sứ cách điện composite và gốm sứ về trọng lượng và
khoảng cách phóng điện cầu khô ..............................................................................16
Bảng 1.3.3. So sánh cách điện composite và gốm sứ cùng số lượng bát cách điện
(12 bát) thì chiều dài phóng điện cầu khô của composite là ngắn hơn cách điện gốm
sứ ...............................................................................................................................16
Bảng 2.6.1. Thông số kỹ thuật của mẫu vật cách điện thử nghiệm. .........................43
Bảng 3.1. Đặc điểm địa hình các đường dây 110kV Thái Bình đi qua. ...................57
Bảng 3.2. Hệ số độ bền cách điện so với mặt nước biển. .........................................58
Bảng 3.3. Thống kê chủng loại và số lượng cách điện đường dây 110kV ...............62
Bảng 3.3. Thống kê sự cố vỡ cách điện từ năm 2009 đến 2013 ...............................64

Bảng 3.4.1. Bảng thống kê suất sự cố đường dây 110kV. ........................................68
Bảng 3.4.2. Tính suất sự cố của NGC trong năm 2013 ............................................68
Bảng 3.4.3. Thống kê cách điện composite trên lưới điện 110kV Thái Bình ...........73


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong thời gian gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế là sự ra đời của
các khu công nghiệp, các nhà máy, khu chế xuất làm môi trường ô nhiễm, bụi bẩn,
khí hậu biến đối làm ảnh hưởng không nhỏ đến sự vận hành an toàn, ổn định của
lưới điện nói chung và đường dây 110kV nói riêng.
Lưới điện 110kV cho đến thời điểm này đa phần vẫn sử dụng cách điện thủy
tinh và đã xẩy ra rất nhiều vụ sự cố lưới điện 110kV có liên quan đến cách điện.
Một trong những nguyên nhân chính là do cách điện bị bám bụi bẩn, do môi trường
ô nhiễm đã làm giảm tính cách điện dẫn đến phóng điện bề mặt gây sự cố.
Để khắc phục tình trạng cách điện composite đã được đưa vào thay thế cho
cách điện truyền thống, đặc biệt trong vùng nhiễm bẩn nặng.
Tuy nhiên, việc sử dụng cách điện composite dưới tác động của điều kiện khí
hậu nhiệt đới nóng ẩm, môi trường nhiễm bẩn thì chưa có đánh giá chi tiết. Các
nghiên cứu về tuổi thọ, quá trình lão hoá và khả năng phục hồi của vật liệu cách
điện composite còn dựa trên các thử nghiệm và kinh nghiệm trong vận hành. Cho
đến nay những tính chất và đặc tính của cách điện composite đã mang lại một số ưu
điểm về kỹ thuật và kinh tế, như đã giảm thiểu suất sự cố và tổn thất điện năng, giá
thành rẻ hơn so với sử dụng cách điện truyền thống có cùng đặc tính kỹ thuật.
Để có thể triển khai sử dụng loại cách điện này một cách rộng rãi, cần có
những nghiên cứu đánh giá tác động của môi trường đối với cách điện composite đã
được lắp đặt vận hành trong điều kiện khí hậu, môi trường thực tế.
Xuất phát từ mục tiêu trên tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu đánh giá tác động
môi trường đối với cách điện composite đường dây 110kV trên địa bàn tỉnh Thái
Bình”.

1


2. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu
Nội dung luận văn tập trung nghiên cứu đánh giá những tác động môi trường
nhiễm mặn, nhiễm bẩn, độ ẩm, ánh sáng đến quá trình vận hành cách điện
composite đường dây 110kV trên địa bàn tỉnh Thái Bình.
3. Phương pháp nghiên cứu
- Dựa vào lý thuyết về lựa chọn cách điện đường dây trên không, các nghiên
cứu thử nghiệm đánh giá tác động môi trường đối với cách điện composite của các
nước trên thế giới có điều kiện khí hậu gần tương đương với điều kiện khí hậu tỉnh
Thái Bình.
- Dựa vào các nghiên cứu thực tế, kinh nghiệm trong quá trình vận hành cách
điện composite đường dây 110kV khu vực phía Bắc và trên địa bàn tỉnh Thái Bình.
4. Cấu trúc luận văn
Luận văn bao gồm các phần sau:
Phần mở đầu.
Chương 1: Tổng quan về cách điện đường dây tải điện trên không.
Chương 2: Ảnh hưởng môi trường đối với cách điện composite.
Chương 3: Phân tích đánh giá tác động môi trường đối với của cách điện
composite đường dây 110kV trên địa bàn tỉnh Thái Bình.
Kết luận và kiến nghị.
Trong quá trình nghiên cứu với sự cố gắng nỗ lực của bản thân, sự hướng dẫn
tận tình và động viên của PGS. TS. Nguyễn Đình Thắng đã giúp tôi vượt qua nhiều
khó khăn để hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng xin cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Đình Thắng và các Thầy, Cô giảng dạy
bộ môn Hệ thống điện trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã truyền dạy những kiến
thức quý báu, những kiến thức này rất hữu ích và giúp tôi nhiều khi thực hiện
nghiên cứu.

Tôi rất mong nhận được sự bổ sung, góp ý hoàn thiện nội dung của các thầy
cô, các chuyên gia, bạn bè đồng nghiệp để nâng cao tính khả dụng của luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn.

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁCH ĐIỆN ĐƯỜNG DÂY
TẢI ĐIỆN TRÊN KHÔNG
1.1. Giới thiệu chung về cách điện đường dây tải điện trên không.
Các dây dẫn của đường dây trên không phải cách điện với nhau (giữa các
pha) và cách điện đối với đất (cách điện giữa pha với đất). Để thực hiện sự cách
điện đó, dây dẫn được đặt hoặc treo trên cột bắng các cách điện sứ, thủy tinh hoặc
cách điện composite còn ở trong khoảng vượt dựa vào cách điện của không khí. Khi
xuất hiện quá điện áp khí quyển hoặc quá điện áp nội bộ dẫn đến các phóng điện
trên cách điện của đường dây và nguyên nhân gây nên sự cố chạm đất, ngắn mạch
tại cột điện. Tại các cột điện, phóng điện thường xảy ra men theo các bề mặt cách
điện hoặc chọc thủng khoảng không khí giữa dây dẫn tới các bộ phận kim loại của
cột.
Để hạn chế hoặc loại trừ các phóng điện nói trên, cần phải nâng cao mức
cách điện của đường dây như tăng số cách điện trong chuỗi hoặc tăng khoảng cách
không khí. Tuy nhiên việc tăng cường cách điện sẽ làm tăng giá thành xây dựng
đường dây do phải tăng kích thước cột điện và tăng số cách điện trong chuỗi. Hiện
nay ngoài biện pháp tăng cường cách điện còn có các biện pháp như dùng thiết bị
chống sét để hạn chế trị số quá điện áp hoặc các thiết bị tự động có khả năng loại trừ
sự cố nhanh chóng đảm bảo cung cấp điện liên tục.
Việc lựa chọn cách điện của đường dây trên không thường xuất phát từ các
yếu tố sau đây :
* Cách điện của đường dây phải chịu được tác dụng của đa số các loại quá
điện áp nội bộ trừ một vài loại có biên độ quá lớn nhưng xác suất hiện bé.

* Đối với các đường dây điện áp khác nhau dựa theo kết quả tính toán và thí
nghiệm đã quy định được trị số quá điện áp nội bộ tính toán và trên cơ sở đó tiến
hành lựa chọn cách điện của dây dẫn.
* Đối với yêu cầu của quá điện áp khí quyển phải giải quyết sao cho hợp lý
về kinh tế và kỹ thuật.

3


+ Ở các đường dây điện áp 110kV trở lên, yêu cầu này được thỏa mãn dễ
dàng
vì cách điện đường dây khi chọn theo yêu cầu của quá điện áp nội bộ đã có
được mức cách điện xung kích rất cao, chỉ cần có các biện pháp bảo vệ chống sét
tương đối đơn giản là đủ đảm bảo cho đường dây, có mức chịu sét cao.
+ Ngược lại với các đường dây 35kV và điện áp thấp hơn để thỏa mãn yêu
cầu của quá điện áp khí quyển cách điện phải tăng rất cao và như vậy rất tốn kém.
Bởi vậy cách điện của đường dây chỉ cần chọn tới mức cần thiết hợp lý kết hợp với
một số biện pháp khác để hạn chế số lần sự cố do sét gây nên như cải thiện nối đất
cột điện, dùng cuộn dập hồ quang ...[2].

1.2. Phân loại cách điện đường dây tải điện trên không.
Cách điện đường dây gồm điện môi, vật liệu kim loại (làm mũ và chân) và
vật liệu gắn kết giữa điện môi và bộ phận kim loại. Điện môi sử dụng để chế tạo
cách điện đường dây tải điện trên không phải có độ bền cách điện cao, không hút
ẩm, không biến tính dưới tác động của khí hậu và phải có độ bền cơ giới cao. Chúng
ta thường sử dụng những loại điện môi sau:
* Điện môi bằng sứ: Sứ thường được chế tạo từ những loại đất sét đặc biệt là
cao lanh. Sứ cách điện có độ bền cơ học cao, góc tổn hao điện môi nhỏ, cường độ
cách điện trong trường đồng nhất với độ dày của mẫu sứ 1,5mm có thể đạt tới 30 40kV/mm.
* Điện môi bằng thủy tinh: Thủy tinh là một chất vô cơ không định hình và

là hệ phức tạp của nhiều loại ôxít khác nhau. Thủy tinh có độ bền điện rất lớn, có
thể chịu điện áp một chiều trong điện trường đồng nhất tới 50kV/mm.
* Điện môi bằng composite: Composite chịu xung lực cơ khí tốt, không cho
nước bám bề mặt, trọng lượng nhẹ, cường độ cách điện trong trường đồng nhất đạt
28kV/mm.
1.2.1. Điện môi bằng sứ
Sứ là vật liệu kỹ thuật, có độ bền cơ học, độ bền điện, độ bền hóa học và
nhiệt cao, cường độ cách điện của sứ trong điện trường đồng nhất (với mẫu sứ dầy
4


1,5mm) có thể đạt 30 - 40kV/mm. Tuy nhiên khi độ dầy sứ tăng thì cường độ cách
điện giảm và trong điện trường đồng nhất thì có thể giảm hơn nữa. Sứ có thể làm
việc rất tốt khi bị nén còn khi bị uốn hoặc kéo thì kém hơn, độ bền cơ giới của các
mẫu sứ có đường kính 2 - 3mm đạt 44kg/cm2 khi nén, 7kg/cm2 khi uốn nhưng chỉ
còn 3kg/cm2 khi kéo. Trong chế tạo độ dầy của sứ thường không quá 30 - 40cm (trừ
trường hợp sứ thanh) vì nếu dày quá sẽ không tránh được các bọt khí bên trong làm
ảnh hưởng đến đặc tính cách điện. Độ bền cơ giới của sứ còn phụ thuộc vào kết cấu
của bộ phận kim loại và cách gắn bó nó với sứ và bao giờ cũng giảm khi tiết diện
tăng.
Sứ cách điện thường có thành phần nguyên liệu gồm có 18 - 35% phenspat,
38 - 53% đất sét (kaolin và đất sét chịu lửa), 18 - 37% thạch anh. Thành phần hóa
học của sứ cách điện gồm có 62 - 77% SiO2, 19 - 26%Al203 0,1- 0,55% Fe203, 0,10,45% TiO2, 0,2- 0,75% CaO, 0,02- 0,03% MgO và 3,5- 6,5% K2O + Na2O.
Thông số kỹ thuật của điện môi sứ :
- Trọng lượng riêng: 2,3 - 2,5g/cm3
- Hệ số dãn nở dài (trong khoảng 20 - 1000C): 3,8.106 1/0C.
- Độ dẫn nhiệt: 1,0 - 1,2kcal/mg0C
- Điện trở suất khối: 1013 - 1014 .cm
- Điện trở suất mặt: 1013 - 1014 
- Tang của góc tổn hao điện môi (ở 50Hz): 0,022 - 0,04

- Độ bền điện: 30 - 40kV/mm.
- Sứ cách điện chịu được tác dụng nóng lạnh đột ngột với biên độ thay đổi
nhiệt độ là 1500C.
Bên ngoài sứ cách điện được tráng một lớp men mỏng, lớp này có tác dụng
ngăn không cho hơi ẩm thẩm thấu vào bên trong của sứ nên làm giảm được độ háo
nước của sứ, nhờ vậy sứ cách điện chịu được nước và có thể làm việc ngoài trời,
chịu được mưa và các chất lắng khác trong khí quyển. Men sứ có thể giảm được
dòng rò điện trên bề mặt và tăng điện áp phóng điện bề mặt của sứ, việc tráng men
còn loại bỏ được các vết nứt nhỏ trên bề mặt sứ.

5


Hình 1.2.1: Cách điện sứ treo
Sứ cách điện thường có chiều dày lớn và cường độ điện cao nên khó có thể
xảy ra phóng điện chọc thủng mà thường diễn ra phóng điện trên bề mặt của sứ. Do
phần lớn bề mặt sứ bị ướt nên khi có mưa, điện áp phóng điện ướt của sứ thường
nhỏ hơn 30 - 40% so với điện áp phóng điện khô [1].
1.2.2 Điện môi bằng thủy tinh
Điện môi bằng thủy tinh được dùng rất rộng rãi, đặc biệt từ cấp điện áp 6kV
trở lên, chúng có cường độ cách điện cao, độ bền cơ giới lớn và chịu được sự tác
động của môi trường khí quyển. Thành phần của thủy tinh ngoài những ôxít tạo
thành thủy tinh (SiO2, B2O3) còn có các loại ôxít khác như: Na2O, K2O, CaO, BaO,
PbO…
Các đặc tính của thủy tinh biến đổi trong phạm vi rộng, chúng phụ thuộc vào
thành phần cấu tạo và chế độ nhiệt luyện hay công nghệ gia công thủy tinh. Khối
lượng của thủy tinh biến động trong khoảng 2 - 8,1g/cm2, độ bền nén của thủy tinh
 = 6000 - 21000kg/cm3, độ bền kéo của thủy tinh  = 100-300kg/cm2, trong điều
kiện bình thường thủy tinh rất giòn, dễ bị vỡ khi chịu tải trọng động. Thủy tinh có
nhiệt độ nóng chảy không ổn định, điện dẫn bề mặt ngoài phụ thuộc nhiều vào tình

trạng bề mặt, nó tăng lên khi mặt ngoài của thủy tinh bị nhiễm bẩn. Khi độ ẩm của
môi trường xung quanh tăng thì điện dẫn mặt ngoài cũng tăng. Cường độ điện
trường đánh thủng của thủy tinh ít phụ thuộc vào thành phần cấu tạo, mà phụ thuộc
chủ yếu vào lượng bọt khí có trong thủy tinh. Thủy tinh có độ bền điện rất lớn, có
thể chịu điện áp một chiều trong điện trường đồng nhất tới 50kV/mm. Cách điện
thủy tinh có những ưu việt hơn cách điện sứ nhờ công nghệ sản xuất hiện đại, như

6


trong chế tạo dùng phương pháp tôi nóng ở nhiệt độ cao (7800C) sau đó được thổi
bằng không khí lạnh nhờ đó nâng được độ bền cơ giới của cách điện thủy tinh lên
cao.
Thông số kỹ thuật của điện môi thủy tinh:
- Cường độ cách điện: 50kV/mm.
- Hằng số điện môi tương đối  = 5,5 - 10.
- tg ở 200C = 2 - 3%
- Điện trở suất khối ở 200C, 50Hz: 4,5.1013cm
- Điện trở suất mặt: 4.1014 
- Độ bền nén của thủy tinh: 6000 - 21000 kg/cm2
- Độ bền kéo của thủy tinh: 100 - 300 kg/cm2
- Độ bền uốn của thủy tinh: 600 kg/cm2
Cách điện thủy tinh thường có kết cấu dạng đĩa, có mũ và thanh kim loại
được chế tạo bằng gang và được gắn vào điện môi.

Hình 1.2.2: Cách điện thủy tinh
Việc ghép các đĩa thành chuỗi được tiến hành bằng cách cho các thanh kim
loại của đĩa này khớp vào mũ các đĩa khác và dùng chốt hãm. Kích thước và hình
dạng của đĩa ảnh hưởng rất lớn đến đặc tính điện, phải đảm bảo không cho phóng
điện chọc thủng xảy ra trước khi có phóng điện mặt ngoài bằng cách giữ tỷ lệ giữa

điện áp phóng điện chọc thủng và điện áp phóng điện khô (mặt ngoài) không bé hơn
trị số 1,5. Thường trị số phóng điện khô khoảng 75kV do đó để có điện áp phóng
điện chọc thủng lớn gấp rưỡi thì chiều dầy của lớp đầu cách điện phải từ 25 - 30mm

7


trở lên, mặt trên của đĩa nghiêng một góc khoảng 5 - 100 để thoát nước còn bên
dưới có gờ để tăng chiều dài rò điện và trị số điện áp phóng điện ướt [1].
Cách điện thủy tinh có những ưu điểm nổi bật so với cách điện bằng sứ như
sau:
- Cách điện thủy tinh có giá thành rẻ hơn nhiều so với cách điện của sứ cùng
chủng loại.
- Cách điện thủy tinh dễ bị vỡ tan khi bị hư hỏng nên các sự cố về cách điện
dễ dàng được phát hiện, thuận lợi cho người vận hành.
- Dùng thủy tinh làm điện môi cho phép cơ giới hóa và tự động hóa toàn bộ
quá trình sản xuất do đó đem lại hiệu quả kinh tế cao.
1.2.3. Điện môi bằng composite
Vật liệu chế tạo cách điện composite có rất nhiều loại khác nhau như: cao su
silicon (Silicon Rubber - SiR), Ethylene Propylene Rubber (EPR), Ethylene
Propylene Diene Monomer (EPDM), Ethylene Propylene Monomer (EPM), hay hỗn
hợp EPR và cao su silicon (Silicone Rubber).

Hình 1.2.3. Hình ảnh cách điện composite
Phần tiếp theo của chương sẽ tổng hợp các nghiên cứu, đánh giá về vật liệu
cách điện composite.

1.3. Tổng quan về cách điện composite
1.3.1. Giới thiệu chung
Trong lĩnh vực truyền tải và phân phối điện, cách điện composite sử dụng

chủ yếu làm cách điện treo, cách điện néo đường dây trên không, cách điện đỡ thiết
bị. Trong giai đoạn hiện nay việc xây dựng các đường dây truyền tải và phân phối
vào sâu các thành phố và khu đô thị dân cư đông đúc vô cùng khó khăn trong việc

8


giải quyết hành lang tuyến, giải pháp sử dụng các xà nhựa polyme để giảm chiều
rộng hành lang tuyến đã được nhiều nước trên thế giới áp dụng.
Vật liệu composite là vật liệu tổ hợp từ hai hoặc nhiều loại vật liệu khác
nhau. Vật liệu mới được tạo thành có tính chất ưu việt hơn nhiều so với từng loại
vật liệu thành phần riêng rẽ.
Về mặt cấu tạo, vật liệu composite bao gồm một hay nhiều pha gián đoạn
phân bố đều trên một pha nền liên tục. Nếu vật liệu có nhiều pha gián đoạn ta gọi là
composite hỗn tạp. Pha gián đoạn thường có tính chất trội hơn pha liên tục. Pha liên
tục gọi là nền (matrix). Pha gián đoạn gọi là cốt hay vật liệu gia cường (reinforced).
Tùy theo bản chất của vật liệu nền người ta có thể chia vật liệu Composite
thành các loại khác nhau:
- Vật liệu Composite nền polymer: PMC
- Vật liệu Composite nền vô cơ ceramic: CMC
- Vật liệu Composite nền kim loại: MMC
Trong phần này ta chỉ đề cập đến loại PMC vì đây là loại composite được
nghiên cứu và ứng dụng nhiều nhất trong công nghệ vật liệu composite nói chung
và trong ngành điện nói riêng.
Vật liệu phổ biến nhất trong các loại vật liệu composite PMC là Fiber
Reinforced Polymer (FRP). Đây là loại composite thuộc chất dẻo nhiệt rắn
(thermosetting plastic), bao gồm hai thành phần chủ yếu là polymer và các loại sợi
gia cường.
- Polymer: polyeste, vinyleste, epoxy…
- Các loại sợi: sợi thủy tinh, sợi cacbon, aramid (kevlar), polyeste…

- Các chất xúc tác, chất xúc tiến, phụ gia…với tỷ lệ trọng lượng tuy rất nhỏ
nhưng không thể thiếu.
Vật liệu chế tạo cách điện composite có rất nhiều loại khác nhau như: cao su
silicone - Silicone Rubber (SiR), Ethylene Propylene Rubber (EPR), Ethylene
Propylene Diene Monomer (EPDM), Ethylene Propylene Monomer (EPM), hay hỗn
hợp EPR và cao su silicone EPDM và EPM có tính chất chống ăn mòn, chống vết
nứt, lực xé cao cũng như khả năng chịu mài mòn tốt. Tuy nhiên khả năng chịu tia
9


cực tím cũng như khả năng chống lão hoá kém nên cách điện composite bằng vật
liệu EPDM hoặc EPM thường sử dụng cho các thiết bị trong nhà và có cấp điện áp
từ 35kV trở xuống. Cao su silicone có tính kháng nhiễm bẩn cao vì thuộc loại vật
liệu polymer có tính chống bám nước mạnh nhất, ngoài ra khả năng chịu tia cực tím
và khả năng chống lão hoá của cao su silicone cũng rất cao; cách điện bằng silicone
rubber hoặc các hợp chất của silicone rubber được sử dụng nhiều cho các cách điện
ngoài trời đặc biệt là các đường dây truyền tải cao áp và siêu cao áp [4].
Tuy nhiên hiện nay người ta thường chế tạo bằng cao su silicone, đây là chất
dẻo tổng hợp hữu cơ có công thức hóa học liên kết chuỗi giữa Si và O và từ nguyên
tử Si lại có liên kết tia với CH3, các tia này tạo thành một lớp “lông” trên bề mặt có
tác dụng đẩy nước ra ngoài (giống như mặt lá khoai).

Hình 1.3.1: Công thức cấu tạo silicone polymer.
Loại cách điện silicone này chịu được tia tử ngoại của nắng tốt, chống được
sự lão hóa và thay đổi đặc tính cách điện, không bị biến màu, khi đốt cao su silicone
sinh ra bột tro màu trắng.
Một đặc điểm quan trọng của cách điện composite là khả năng chống bám
nước, là khả năng tạo thành các giọt nước riêng biệt trên bề mặt khi vật liệu bị nước
bám vào trong các điều kiện thời tiết ẩm như sương mù, sương muối và mưa. Nhờ
khả năng này, thay vì trên bề mặt cách điện tạo thành lớp màng nước ẩm dẫn điện

thì các giọt nước riêng rẽ sẽ đọng lại, dòng rò điện sẽ nhỏ, nhờ vậy có thể tránh
được hiện tượng phóng điện bề mặt. Mặt khác, khi có các hạt sương con bám vào
sau đó chúng co cụm lại dần thành các giọt sương có trọng lượng lớn hơn, nó sẽ tập
trung bụi bẩn bám trên bề mặt cách điện và trôi theo chiều nghiêng của cách điện,

10


bụi bẩn sẽ trôi theo. Cách điện được được rửa triệt để bụi bẩn trên bề mặt sau mỗi
trận mưa. Đây là một trong những ưu điểm của cách điện composite (sứ và thuỷ tinh
cách điện không có tính chất này).
1.3.2. Cấu tạo của cách điện composite
Cấu tạo cách điện composite gồm 3 phần chính: lõi cách điện là các thanh
polymer gia cường làm bằng sợi thuỷ tinh được kết dính bằng êpoxi, tán lá cách
điện làm bằng polymer tổng hợp và các khớp nối bằng thép mạ kẽm nhúng nóng
được ép chặt vào lõi.
Dưới góc độ kỹ thuật, vật liệu composite là tổ hợp của 2 hoặc nhiều vật liệu thành
phần có bản chất hoàn toàn khác nhau. Một trong các vật liệu thành phần làm nhiệm vụ
liên kết được gọi là chất liên kết hay nền (matrix). Còn vật liệu thành phần chính thứ hai có
chức năng chính là truyền tải và chịu tải (điện áp, nhiệt độ ...) được gọi là cốt hay chất tăng
cường. Nhiệm vụ đầu tiên của chất tăng cường là phát huy đặc tính riêng của mình, đó là
tính bền và tính cứng, khả năng chịu được điện áp, cách điện, chịu nhiệt cao, chịu mài
mòn.v.v. Các tính chất tổ hợp và trội của vật liệu composite hoàn toàn khác với các tính
chất của vật liệu thành phần khi để riêng rẽ tuy rằng trong vật liệu composite các tính

chất riêng của từng vật liệu thành phần không hoàn toàn bị mất đi.

Hình 1.3.2: Sơ đồ cấu tạo cách điện composite
Các thành phần bao gồm:
- Lõi cách điện là các thanh polymer gia cường làm bằng sợi thuỷ tinh

(FRP: Fiberglass Reinforce Polymer) kết dính bằng epoxy để tăng thêm độ bền cơ
học.
- Các đầu cực kim loại thì được làm bằng hợp kim nhôm hoặc sắt đúc mềm

11


mạ kẽm nhúng nóng để làm tăng thêm độ bền cơ đồng thời chống lại sự ăn mòn.
Hình dạng của chúng cũng rất quan trọng vì để hạn chế khả năng tạo ra phóng
điện corona là nguyên nhân làm vật liệu polyme trở nên giòn và có thể bị vỡ, độ
ẩm sẽ thẩm thấu vào bên trong thanh gia cường bằng sợi thuỷ tinh phá hỏng cách
điện của lõi. Như thiết kế hiện nay, đầu cực kim loại kết hợp với một chất bịt kín
bằng silicone và đều được ép vào thanh gia cường.
- Vỏ cách điện được làm bằng vật liệu polymer là thành phần cách điện
chính tạo chiều dài cách điện thích hợp với độ dài dòng rò tương ứng với từng cấp
điện áp và chủng loại cách điện. Vỏ được ép chặt vào lõi để đảm bảo độ bền cơ
học.
- Lớp phủ chống lại tác động của thời tiết có một yêu cầu về độ lớn khe hở
và được sử dụng với các loại vật liệu khác nhau, hình dạng, đường kính, độ dày và
khoảng cách khác nhau. Vật liệu tạo ra lớp phủ chống lại tác động của thời tiết của
cách điện cao áp có thể bao gồm: dimetylpolysiloxane EPDM, EPR, EPM, hợp
chất của EPDM và silicone, etylen vinyl acetate (EVA), cycloaliphatic và nhựa
epoxy [4]. Đối với các cách điện điện áp thấp đặt ngoài trời hoặc cách điện trong
nhà thì dùng thêm polietilen mật độ cao (HDPE), polytetrafluor-etilen (PTFE),
polyurethene (PUR), polyolefin elastomer và các vật liệu khác.
Đối với vật liệu composite hiện đại và mới, ngày nay vật liệu nền thường là
vật liệu kim loại, polymer, thủy tinh và gốm sứ. Đối với các chi tiết và kết cấu làm
việc trong môi trường điện áp và nhiệt độ cao, việc chọn vật liệu nền là kim loại,
polymer, thủy tinh và gốm sứ là điều cần thiết. Chất tăng cường có thể ở dạng hạt,
dạng sợi, dạng dây mảnh hoặc ở dạng vải dệt, chúng được sắp xếp và bố trí theo

phương tác dụng của lực. Thông thường vật liệu tăng cường là pha gián đoạn và
nền là pha liên tục. Dạng đơn giản nhất của vật liệu composite chỉ bao gồm từ 2
vật liệu thành phần. Tuy nhiên trong ứng dụng thực tế, khi cần thiết ta thường cho
thêm chất phụ gia, ví dụ như chất tăng cường bám dính, chất độn, chất màu, chất
đóng rắn, chất làm mềm. v.v. Vật liệu nền có 3 nhiệm vụ sau:
+ Tạo ra hình dáng và giữ được hình dáng của chi tiết và kết cấu.
+ Giữ cho sợi ổn định trong lòng vật liệu composite, bảo vệ sợi trước sự tác
12


dụng bên ngoài của môi trường.
+ Phân bố đều ứng suất và truyền lực cho chất tăng cường.
Mặc dù hầu như toàn bộ độ bền và độ cứng do chất tăng cường quyết định
nhưng vật liệu nền cũng có thể gây ra phá hủy cho vật liệu composite nếu ứng suất
quá lớn xuất hiện ở các hướng không được tăng cường bằng vật liệu cốt. Trong
việc thiết kế các kết cấu và chi tiết nếu dùng vật liệu composite ta có một ưu điểm
lớn là có thể lựa chọn tự do kết cấu của các lớp, qua đó ta có thể thực hiện được
mức độ trực hướng và dị hướng của vật liệu composite theo ý muốn chủ quan, có
nghĩa là có thể điều khiển theo ý muốn hướng của sợi theo hướng tác dụng của
ngoại lực hay đường đi của lực trong kết cấu. Qua đó ta có thể điều khiển được độ
cứng và độ bền theo từng vị trí của chi tiết cũng như kết cấu. Vì vậy, các kết cấu
cũng như chi tiết có thể được thiết kế có hình thù, kích thước, bề dày ở từng vùng,
từng chỗ phù hợp với độ bền, độ cứng, độ biến dạng.
1.3.3. Ưu, nhược điểm của cách điện composite
* Ưu điểm:
Cách điện composite có những ưu điểm vượt trội so với cách điện sứ và cách
điện thủy tinh như sau :
- Không cho nước bám vào bề mặt, vì vậy chống bụi ô nhiễm bám rất tốt, trị
số phóng điện bề mặt hầu như không đổi trong suốt quá trình vận hành, ngay cả
trong môi trường bụi ô nhiễm.

- Trọng lượng, kích thước nhỏ và nhẹ hơn kích thước cách điện sứ và thủy
tinh cùng cấp điện áp nên dễ dàng vận chuyển và bảo quản, giảm được kích thước
cả xà, lắp đặt và thay thế.
- Cách điện composite chịu xung lực cơ khí tốt, trong khi cách điện sứ và
thủy tinh có thể bị xung lực cơ khí. Đây là loại cách điện rất thích hợp đi gần nơi
khai thác đá bằng cách nổ mìn.
- Tính chất điện môi tốt (góc tổn hao nhỏ, điện trở suất lớn), tính chất cơ học
rất tốt, khả năng chịu nhiệt, chịu mài mòn, kích thước và hình dáng đa dạng.

13


- Cách điện composite chống lại các tác động phá hoại, có khả năng tốt hơn
trong các môi trường ô nhiễm nặng và trong điều kiện ẩm ướt, đồng thời chúng có
thể chịu được điện áp tương đương hoặc tốt hơn so với cách điện sứ và thuỷ tinh,
đặc biệt là không bị sứt mẻ khi vận chuyển cũng như lắp đặt, do đó cách điện
composite ngày càng được sử dụng nhiều trên hệ thống điện, thay thế dần các cách
điện cổ truyền bằng vật liệu thuỷ tinh hoặc gốm. Tuy nhiên, do cách điện composite
là vật liệu mới, thời gian đưa vào sử dụng ngắn nên chưa thể đánh giá chính xác
được về tuổi thọ cũng như độ tin cậy của cách điện.
Do trọng lượng nhẹ của cách điện composite nên kinh tế hơn khi thiết kế cột
hoặc có thể nâng cấp điện áp của hệ thống hiện có mà không cần thay đổi kích
thước cột. Có thể xây dựng các cột cao hơn là một trong các giải pháp xử lý tình
trạng vi phạm hành lang lưới điện cao áp và cũng làm giảm đi sự phá hoại do tác
động của con người như ném đá, bắn đạn làm vỡ cách điện.
- Cách điện composite có khả năng tốt hơn nhiều so với cách điện sứ khi lắp
đặt ngoài trời trong các điều kiện bị ô nhiễm nặng nề, có thể chịu đựng điện áp
tương đương hoặc cao hơn so với cách điện sứ và thuỷ tinh.
- Tiết kiệm được chi phí nhân công lắp đặt và giảm chi phí bảo trì và chi phí
vệ sinh cách điện.

* Nhược điểm:
Ngoài những ưu điểm trên, cách điện composite còn có những nhược điểm so
với cách điện thủy tinh và sứ như sau :
- Cách điện dạng thanh composite có lõi bằng sợi thủy tinh đúc không chịu
được lực xoắn và uốn, khi xoắn hoặc uốn có thể bị nứt dọc lõi, còn khi treo thì cách
điện composite phải đảm bảo chúng không bị uốn khi lắp đặt cũng như trong quá
trình vận hành.
- Tác dụng tự làm sạch bề mặt của cách điện composite không phát huy tác
dụng tại những vùng không có mưa hoặc ít mưa.
- Dễ diễn ra những thay đổi hoá học trên bề mặt do thời tiết hoặc do phóng
điện cầu khô, khi bị ăn mòn và tạo thành vết, rãnh sâu tạo thành đường dẫn gây
phóng điện bề mặt là nguyên nhân chính dẫn đến phá hỏng cách điện,
14


- Tuổi thọ trung bình của cách điện cũng chưa thể đánh giá chính xác, chưa
biết được độ tin cậy lâu dài, cũng chưa xác định được những lỗi có thể xẩy ra.
1.3.4. So sánh cách điện composite với cách điện truyền thống.
Kiểu

Composite

Gốm sứ

Thuỷ tinh

Ưu điểm

Nhược điểm

- Trọng lượng nhẹ và
dễ vận chuyển.
- Tiết kiệm chi phí.
- Hoạt động tốt trong
môi trường nhiễm bẩn
- Tính linh hoạt trong
thiết kế.
- Không ưa nước.

- Nhạy cảm với phóng
điện bởi đánh thủng
cách điện
- Hư hại bởi tác động
vầng quang
- Khó khăn về phát
hiện hư hỏng.
- Giảm về khoảng
cách phóng điện cầu
khô.
- Bề mặt trơ.
- Nặng và cồng kềnh.
- Tính năng được xác Khiếm khuyến
định và ổn định.
không hiện rõ.
- Hiệu chỉnh độ dài.
- Trò vui cho bắn
- Tuổi thọ dài (>80 sung.
năm)
- Dễ vỡ.
- Hư hỏng dễ được

phát hiện.
- Hỏng một bát sứ
không phải tháo cả
chuỗi.
- Tính năng được xác - Nặng và cồng kềnh
định
- Trò vui cho bắn
- Tuổi thọ dài (>80
súng
năm)
- Dễ vỡ
- Dễ dàng xác định hư
hỏng từng bát sứ
- Hiệu chỉnh độ dài.

Phát sinh
- Lão hoá.
- Dễ xảy ra hư hại
do vận chuyển.
- Cần các vòng
chống
arcing/corona.
- Đặc tính nhiễm
bẩn thay đổi theo
thời gian
- Nứt gẫy.
- Ăn mòn chốt.
- Tăng lớp bám xi
măng.
- Các hư hỏng tầng

trụ đỡ.

- Hư hỏng
- Khiếm khuyết bề
mặt

Bảng 1.3.1. So sánh chuỗi sứ cách điện truyền thống và chuỗi cách điện
composite về định tính

15