ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ KHÍ ĐƯỜNG DÂY

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Khoa Điện

----o0o----

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. TÊN ĐỀ TÀI:
“TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ KHÍ ĐƯỜNG DÂY”.
Giáo viên hướng dẫn

: PGS.TS LÊ KIM HÙNG

Sinh viên thực hiện

: TRẦN QUYẾT THẮNG

Lớp

: 06D2

Ngành

: ĐIỆN HỆ THỐNG

II. NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỒ ÁN
A. Phần thuyết minh:
Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không.
Chương 2: Các tiêu chuẩn thiết kế và cơ sở tính toán.
Chương 3: Trình tự thiết kế đường dây.
B. Phần lập trình:
Chương 4: Ứng dụng phần mềm MATLAB trong việc tính toán cơ khí đường
dây.
III. BẢN VẼ:
IV. THỜI GIAN
- Ngày giao nhiệm vụ

:

Ngày 20 tháng 2 năm 2011

- Ngày hoàn thành nhiệm vụ

:

Ngày 30 tháng 5 năm 2011


Ngày

tháng

năm 2011

Ngày

tháng

năm 2011

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

GIÁO VIÊN DUYỆT

ký tên

ký tên

Ngày

tháng

năm 2011

Ngày

tháng

năm 2011

THÔNG QUA BỘ MÔN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Chủ nhiệm khoa

ký tên

ký tên


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN TRÊN KHÔNG
1.1. Tổng quan về đường dây tải điện
Để truyền tải điện năng từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ cần phải có đường dây
truyền tải, có thể dùng các loại đường dây như đường dây trên không, đường dây cáp
ngầm….Đường dây cáp ngầm được chế tạo chắc chắn bao gồm nhiều lớp cách điện,
bên ngoài có lớp thép để chống va đập. Cáp ngầm được chôn dưới đất hoặc trong
mương cáp để có thể vừa đảm bảo mĩ quan vừa tránh bị ảnh hưởng trực tiếp của thời
tiết như mưa, bão, nắng nóng… Cáp ngầm chỉ được dùng ở những nơi đặc biệt như :
đầu các xuất tuyến trạm trung gian, các nút giao thông quan trọng, những nơi đòi hỏi
tính mĩ quan đô thị cao.
Đường dây trên không có thể dùng dây trần đi trên các sứ cách điện, hoặc dây bọc
treo trên các phụ kiện cách điện, dây bọc
gồm có dây bọc đơn và cáp vặn xoắn.
Đường dây hạ áp 0,4 KV treo ba dây pha,
một dây trung tính, có thể có thêm dây
pha dùng cho chiếu sáng. Đường dây

Hình 1.1

trung áp treo ba dây pha trên một cột. Các

đường dây có thể vận hành theo phương
thức trung tính cách đất đối với đường
dây 35KV trở lại đường dây 22KV hoặc
trung tính trực tiếp nối đất đối với cấp
điện áp 110KV trở lên.
Hiện nay truyền tải điện bằng đường
dây trên không là phương pháp thông
dụng và hiệu quả nhất, bởi vì chi phí
thấp, thuận tiện trong thi công và vận
hành, dễ sữa chữa, công nghệ chế tạo các
vật liệu cho đường dây này đơn giản……

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Hình 1.1.Đường dây cao thế

Trang: 1


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không

1.2. Một số khái niệm cơ bản về đường dây trên không
1.2.1. Cấu tạo chung
Đường dây trên không bao gồm dãy các cột điện, trên đó có các xà và dây dẫn được
treo vào các xà qua sứ cách điện. Cột điện được chôn xuống đất bằng các móng vững
chắc, làm nhiệm vụ đỡ dây ở trên cao so với mặt đất, do đó gọi là đường dây trên
không. Trên cột còn có thể treo dây chống sét để sét không đánh trực tiếp vào dây
dẫn. Đường dây 110kV trở lên treo trên toàn bộ tuyến, đường dây trung áp chỉ treo

khoảng 1-2 km từ trạm trở ra. Ngoài ra còn có các thiết bị khoá néo, khoá đỡ, tạ chống
rung…

Hình 1.2. Một số phụ kiện đường dây trên không

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 2


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên khơng
 Dây dẫn (cũng như dây chống sét ) được cố định bằng cách điện trên cột. Điểm
mắc dây vào cách điện gọi là điểm treo dây.

f cs:Độ võng dây
chống sét

cột vượt

f d:Độ võng dây
dẫn

CN

dây chống sét

CN

móng

dây dẫn(dây pha)

CĐ

CĐ

CĐ

CN

khoảng cột l

khoảng cách
đến đất

khoảng cột néo

đường dây cần vượt

khoảng néo

CN

CĐ
khoảng cột vượt

CN: Cột néo

CĐ: Cột đỡ

Hình 1.3. Mơ hình đường dây trên khơng.
 Khoảng cách giữa hai điểm treo dây kề nhau gọi là khoảng cột (đó cũng là
khoảng cách giữa hai cột liên tiếp ).
 Trên đường dây, dây dẫn được buộc chặt vào cách điện ở vị trí gọi là cột néo.
 Giữa hai cột néo liên tiếp là các cột trung gian.
 Khoảng cách giữa hai cột néo liên tiếp gọi là khoảng néo. Khoảng néo bao gồm
nhiều khoảng cột thường.
 Điểm dây thấp nhất gọi là điểm võng.
 Khi độ treo dây hai bên bằng nhau, khoảng cách từ độ cao treo dây đến điểm
võng gọi là độ võng f.
 Khi đường dây vượt qua chướng ngại như đường dây điện, đường dây thơng tin
hay sơng rộng thì ta có khoảng vượt. Khoảng vượt có thể có một hoặc nhiều khoảng
cột.
1.2.2. Dây dẫn
Dùng để dẫn điện từ nguồn đến nơi tiêu thụ.
a) Vật liệu
 Dây dẫn điện được làm bằng :
- Đồng – M : chủ yếu dùng cho các trường hợp đặc biệt như dây qua vùng nước biển,
khu vực nhà máy hố chất.
- Nhơm – A : dùng cho mạng hạ áp và đường dây cáp ngầm.

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 3

Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không
Bảng 1.1. Dây nhôm
F định mức Tiết diện thực tế

Đường kính

Trọng lượng

Ứng suất phá hoại

(mm2)

(mm2)

d (mm)

riêng(kG/km)

σgh(mm2)

A16

15.9

5.1

0.043

17.2

A25

24.9

6.4

0.068

16.5

A35

34.3

7.5

0.094

16.4

A50

49.5

9.0

0.135

15.7

A70

69.2

10.7

0.189

14.6

A95

92.3

12.3

0.252

14.1

A120

117.0

14.0

0.321

16.8

Nhôm có lõi thép – AC, ACO, AAAC, ACSR. Khi tính toán dây AC thì F là tiết
diện thực tế F = FAl + FFe, với FAl là tiết diện phần nhôm, FFe là tiết diện phần sắt. Một
số dây AC có cùng tiết diện phần nhôm nhưng phần thép khác nhau như AC150/19,
AC150/24, AC150/34, khi tính toán sẽ có tiết diện thực tế F nhau. Tiết diện phần thép
tăng lên thì sẽ tăng giá thành dây dẫn, cấu trúc cột phức tạp.
Bảng 1.2. Dây nhôm lõi thép
Ứng

Tiết diện định mức (mm2)
Tỷ lệ

Loại Dây
Nhôm

Thép

FA/FC

Tổng

Đường

Đường

Trọng

suất phá

kính

kính lõi

lượng

hoại

dây

thép

riêng,

σgh

(mm)

(mm)

(kG/m)

(mm2)

AC-10/1.8

10.60

1.77

12.37

5.99

4.5

1.5

0.043

33

AC-16/2.7

16.10

2.69

18.79

5.99

5.6

1.9

0.065

33.1

AC-25/4,2

24.90

4.15

29.05

6.00

6.9

2.3

0.100

32

AC-35/6,2

36.90

6.15

43.05

6.00

8.4

2.8

0.148

31.4

AC-50/8

48.20

8.04

56.24

6.00

9.6

3.2

0.195

29.6

AC-70/11

68.00

11.30

79.30

6.02

11.4

3.8

0.276

29.6

AC-70/72

-

-

-

0.97

15.4

-

0.755

34.7

AC-95/16

95.40

15.90

111.30

6.00

13.5

4.5

0.385

29.1

AC-120/19

118.00

18.80

136.80

6.28

15.2

5.5

0.471

30.4

AC-150/24

149.00

24.20

173.20

6.16

17.1

6.3

0.559

30.2

AC-185/29

181.25

29.07

210.32

6.24

18.8

6.9

0.726

28.4

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 4


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không
AC-240/39

235.94

38.59

274.53

6.11

21.6

8.0

0.952

28.6

AC-300/39

301.00

38.60

339.60

7.80

-

-

1.132

26.3

AC-300/48

294.72

47.82

342.54

6.16

24.1

8.9

1.186

28.5

AC-300/66

288.00

65.80

353.80

4.38

-

-

1.313

34.5

AC-300/204

298.00

204.0

502.00

1.46

-

-

2.428

54.6

AC-400/64

390.00

63.50

453.50

6.14

27.7

10.2

1.572

27.6

- Thép – ΠC , TK : dùng làm dây chống sét, nếu ở nơi có mật độ phụ tải thấp có thể
dùng làm dây dẫn.
Bảng 1.3. Dây thép
Ứng suất phá

F định mức

Tiết diện thực tế

Đường kính

Trọng lượng

(mm2)

(mm2)

d (mm)

riêng(kG/km)

25

24.6

5.6

194.3

62

35

37.2

7.8

295.7

62

50

49.8

9.7

396.0

62

70

78.9

11.5

631.6

62

95

94

12.6

754.8

62

hoại
σgh(mm2)

Dây ПC

Dây thép TK ПC

Lựckéo đứt,DaN

34TK

33.82

7.6

0.291

4255

39TK

38.46

8.1

0.330

4840

43TK

43.30

8.6

0.373

5465

50TK

48.64

9.1

0.418

6120

60TK

60.01

10.0

0.515

7560

70TK

72.56

11.0

0.623

7830

 Dây chống sét làm bằng thép hay nhôm lõi thép.
b) Cấu tạo
- Dây đơn chỉ có một sợi duy nhất,(Hình 1.4 a) thường là dây thép có đường kính
4mm dùng cho đường dây hạ áp. Nếu là đường dây vào nhà thì cho phép đường kính

3mm.
- Dây vặn xoắn đồng nhất : nhiều sợ nhỏ vặn xoắn lại với nhau, dây vặn xoắn có thể là
dây đồng nhôm hay thép.(Hình 1.4.b)
SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 5


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không
- Dây vặn xoắn nhôm lõi thép : để tăng độ bền người ta làm thêm lõi thép ở giữa, các
sơi nhôm ở bên ngoài. .(Hình 1.4.c)
- Dây vặn xoắn nhôm lõi thép có thêm các sợi phụ bằng chất cách điện để tăng bán
kính dùng cho điện áp 220 kV trở lên.
- Dây rỗng dùng trong các trạm biến áp 220 kV trở lên.(Hình 1.4.d)

Hình 1.4. Mặt cắt ngang một số loại dây dẫn

Hình 1.5. Một số hình ảnh thực tế

1.2.3. Cột,khái niệm và phân loại
a) Phân loại theo vật liệu làm cột
 Cột bê tông li tâm
Cột bê tông ly tâm được sản xuất theo tiêu chuẩn TCVN 5846-1994.

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 6


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không
Bảng 1.4. TCVN 5846-1994 qui định về kết cấu và kích thước các loại cột điện bêtông cốt
thép li tâm
Ký hiệu cột

Chiều dài cột ( m)

Đường kính ngoài đáy cột
(mm)

10A
10B

10

323

12

350

14

377

16

403

18

430

20

456

10C
12A
12B
12C
14A
14B
14C
16B
16C
18B
18C
20B
20C
20D

Kết cấu cột :
- Cột có hai mặt tròn với độ côn 1.33 ±0.07.
- Theo chiều dài, cột bê tông ly tâm được phân làm hai loại :
+ Loại đúc liền dùng cho cột có chiều dài dưới 14m
+ Loại đúc nối hai đoạn bằng bích hoặc măng xông, dùng cho cột có chiều cao trên

14m.Mỗi đoạn của cột coi như một cột, tuân thủ theo các qui định, tiêu chuẩn đối với
một cột.
 Cột bê tông ly tâm tiền áp (BTTA) :
Để nâng cao tuổi thọ cột và lực chịu cần sử dụng cột BTLT dự ứng lực (tiền áp)
-Vật liệu sản xuất cột bê tông dự ứng lực :
+Bê tông : đối với cột bê tông dự ứng lực mác bê tông từ M400 đến M500. Vữa
dùng để lấp kín các khe thi công, các mối nối cấu kiện lắp ghép và làm lớp bảo vệ cốt

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 7


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không
thép, bảo vệ néo thép, phải có mác từ M200 trở lên. Vữa dùng bơm vào các ống rãnh
của thép phải có mác không dưới M300 và phải dễ chảy, ít bị co ngót.
+Cốt thép : Cột BTTA dùng cốt thép cường độ cao (Ra = 4500kg/cm2)
- Bố trí cốt thép trong cấu kiện :
Tại đầu cột cần phải đặt các lưới thép để chống ứng suất cục bộ phát sinh. Trong
cột BTCT dự ứng lực cần phải lưu ý bố trí khoảng giữa cốt thép và lớp bê tông bảo vệ
thép.
-Đặc tính cột bê tông dự ứng lực :
Cột bê tông dự ứng lực có khả năng chống nứt cao. Từ đó làm tăng độ cứng, vươn
được nhịp lớn và chống thấp tốt. Dùng cột BTCT dự ứng lực sẽ không xuất hiện các
khe nứt trong bê tông hoặc hạn chế sự phát triển chiều rộng các khe nứt đó khi chịu tải
trọng sử dụng.
Cột bê tông dự ứng lực tiết kiệm thép do việc sử dụng thép cường độ cao.
Cột bê tông dự ứng lực nhờ có tính chống nứt và độ cứng tốt nên tính chống mỏi

của kết cấu được nâng cao khi làm việc với tải trọng lặp lại. Sở dĩ như vậy là do giảm
được sự chênh lệch tương đối giữa ứng suất cực đại và cực tiểu cốt thép. Vì thế đối với
những cột bê tông dự ứng lực quá dài cần phải lắp ghép thành hai giai đoạn đó là cách
nối rất tốt giữa các đoạn riêng lẻ.
 Cột bê tông cốt thép vuông (BTCT) :
Cột BTCT vuông được sản xuất và sử dụng ở các địa phương, ở các xưởng nhỏ,
hoặc là sản phẩm kèm theo ở các nhà máy bê tông lớn hoặc sản xuất trên công trường
xây dựng đường dây. Phạm vi sử dụng cột BTV ngày càng thu hẹp vì các thông số kỹ
thuật, chất lượng và mỹ thuật công nghiệp không phù hợp.
Chỉ sử dụng cho xây dựng một số đường dây phân phối điện 22kV nhánh rẽ, tuyến
ngắn, cung cấp điện tạm hoặc vốn đầu tư hạn chế và đường dây hạ áp.
 Cột gỗ :
Gồm cột tiêu chuẩn và cột phi tiêu chuẩn
-Cột tiêu chuẩn :
Cột gỗ tiêu chuẩn là cột gỗ tẩm dầu và xử lý lý hoá để đảm bảo chống mọt, chịu tác
động môi trường, cho phép cột làm việc được 10-20 năm.
-Cột gỗ phi tiêu chuẩn :

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 8


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không
Cột gỗ phi tiêu chuẩn là cột điện làm bằng nhiều loại gỗ với chất lượng và chiều
cao cột không được tiêu chuẩn hoá. Cột gỗ loại này chủ yếu để xây dựng các đường
trục và nhánh hạ thế ở nông thôn, miền núi. Chất lượng các loại cột gỗ phi tiêu chuẩn
rất thấp, và không nên khuyến khích phát triển.

 Cột tháp sắt :
Cột thép khung – TK (hay cột tháp sét – TS) là cột thép được thiết kế chế tạo theo
kết cấu khung, lắp ghép từ các thanh. Các thanh được sản xuất ở xưởng gia công cơ
khí.
Cột TS có ưu điểm là chịu lực lớn, móng chịu lực, thoả mãn đòi hỏi đường dây tải
nặng (mạng kép, phân pha, cỡ dây lớn, khoảng cột lớn). Việc chế tạo và lắp đặt đơn
giản.
Cột TS có nhược điểm là khối lượng cột lớn, làm tăng giá xây dựng đường dây.
Mặt khác, cột chiếm không gian lớn, không có lợi khi đi ở vùng đô thị đông dân.
Cột TS chủ yếu đáp ứng việc xây dựng các đường dây tải điện 220kV, 500kV và
các đường dây 110kV cỡ lớn, mạng kép.
Cột điện được làm bằng gỗ, bê tông cốt thép và cột thép. Hiện nay chủ yếu dùng
loại bê tông cốt thép và cột thép.
b).Phân loại theo nhiệm vụ của cột
 Cột néo và néo góc : Cột náo giữ chắc đầu dây nối vào cột qua chuỗi sứ néo;
cột néo góc dùng khi đường dây đổi hướng.
 Cột đỡ và đỡ góc (còn gọi là cột trung gian) : Làm nhiệm vụ đỡ dây dẫn bằng
chuỗi sứ đỡ. Cột đỡ cũng chia ra cột đỡ thẳng và cột đỡ góc. Khi đường dây đổi
hướng, nếu góc đổi hưóng từ 10 đến 200 thì dùng cột đỡ góc, nếu góc lớn hơn thì dùng
cột néo góc. Nếu dùng cột đỡ góc thì thường treo thêm tạ cân bằng để chuỗi sứ không
bị lệch quá.
 Cột vượt : Là cột cao hoặc rất cao sử dụng khi đường dây qua chướng ngại cao
hoặc rộng như : đường dây điện, đường dây thông tin, sông rộng… Cột vượt có thể là
cột néo hay đỡ.
 Ngoài ra còn có các loại cột khác : cột chuyển vị các dây pha (cột đảo pha) và
cột để nối các nhánh rẽ (cột rẽ). Cũng có các cột đặc biệt trên đố đặt dao cách ly, tụ
bù…

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 9


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không

Hình 1.6.a.Cột néo và néo góc

Hình 1.6.b.Cột đỡ

Hình 1.6.c.Cột nhánh rẽ

Hình 1.6.d.Cột vượt sông

Hình 1.6.Một số loại cột của đường dây trên không

c).Phân loại theo cách bố trí dây trên cột
SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 10


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không
Cấu tạo chung của cột thép gồm:
1-Thân cột
2-Xà
3-Chóp cột

4-Móng

3
2

1

4

Hình 1.7. Cấu tạo chung của cột thép

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 11


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không

Hình 1.8. Một số dạng bố trí dây dẫn trên cột.
1.2.4. Sứ cách điện và phụ kiện (insulator)
Cách điện có thể là cách điện treo hoặc cách điện đỡ, tuỳ thuộc cấp điện áp định
mức của đường dây. Sứ cách điện đứng dành cho đường dây trung áp trở xuống, mỗi
dây pha được đặt trên một sứ đỡ được cắm trên các cọc đỡ đặt trên xà. Cách điện treo
dùng cho đường dây từ trung áp đến siêu cao áp, gồm các bát sứ nối tiếp nhau thành
chuỗi. Dây dẫn được gắn với chuỗi sứ bằng khoá dây, có hai loại là khoá néo và khoá
đỡ.

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 12


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không

Hình 1.9.a. Sứ đứng

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 13


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không

Hình 1.9.b. Sứ treo

Hình 1.9. Mặt cắt và hình ảnh một số loại sứ
Một số loại sứ cách điện treo thuỷ tinh của Nga và các nước khác (theo Lưới điện và
Hệ thống điện - Trần Bách).

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 14

Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không
Bảng 1.5 : Sứ treo
Kích thước, mm
Loại sứ

Đường
Cao

kính
ngoài

Lực

kéo

Đường

phá hoại,

kính ty sứ

daN.103

Chiều
dài

Trọng lượng,

đường rò kG
điện, cm

ПC-120A

146

260

16

12

34

5.41

ПC-120Б

146

255

16

12

32

4.43

ПCБ-120A

146

300

16

12

41.0

7.02

127-146

255

16

7

30.3

3.49-3.56

ПCГ-70A

127

270

16

7

41

5.2

ПC-120Б

170

280

20

16

36.8

7.8

ПC-120B

146-170

280

20

16

37.0

6.58-6.43

ПCГ-16

166

345

20

16

49.5

11

127-146

255

16

7

32.0

3.5

U70N-146/Z(F)

146

255

16.9

7

32.0

3.7

U80N-146/Z(F)

146

280

16.9

8

44.5

5.3

U120BL

170

255

16.9

12

33.0

-

ПC-70Д

U70BS(t. â)

t. â : Tây Âu; cb : chống bụi; F : Pháp, còn lại của Nga.
Một số loại sứ đứng của Nga.
Bảng 1.6 : Một số loại sứ đứng của Nga
Loại sứ

Kích thước
Cao, mm

Lực

Đường kính,mm

kéo

phá Trọng lượng, kG

hoại, daN

ШФ-6A

94

126

1400

0.97

ШФ-6Б

122

225

1400

3.20

ШЖБ-10

122

225

1400

3.20

ШCC-10

110

150

1400

1.35

ШФ-35Б

285

310

1500

11.0

ШЖБ-35

285

310

1500

11.0

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 15


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không

Hình 1.10. Cấu tạo một số chuỗi sứ, chuỗi néo.
1.2.5. Thiết bị chống rung
Khi gió thổi vuông góc hoặc dưới một góc nào đó vào dây dẫn thì phía khuất gió
sinh ra các dòng khí xoáy (hình 1.11.a). Hiện tượng này làm cho tốc độ gió phía dưới
nhỏ hơn phía trên, tạo ra lực đẩy lên phía trên. Lực này có tần số riêng, nếu tần số này
trùng với tần số dao động riêng của dây thì dây sẽ rung theo phương thẳng đứng, làm
dây mỏi và có thể bị đứt chổ kẹp dây (hình 1.11.b). Sự rung dây xảy ra khi khoảng cột
từ 120m trở lên. Để chống rung người ta dùng tạ chống rung treo ở hai đầu dây trong
khoảng cột.

v

A

B

Hình 1.11. a

SVTH: Trần Quyết Thắng

Hình 1.11. b

Lớp 06D2

Trang: 16


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không

Hình 1.12. Tạ chống rung(vibration damper)

1.2.6. Thiết bị chống quá điện áp
Để chống quá điện áp trên đường dây, người ta sử dụng các biện pháp sau :
 Dùng dây chống sét
 Nối đất các cột điện
 Đặt chống sét ống

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 17

Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không

Hình 1.13. Chống sét ống cho đường dây

 Tạo khe hở phóng điện.

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 18


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không

Hình 1.13. Mỏ phóng điện bảo vệ chuỗi sứ

1.2.7. Thông số đặt trưng của đường dây trên không
Bảng 1.7 : Thông số đặc trưng của các đường dây trên không ( theo LĐ và HTĐ của
PGS.TS Trần Bách ).
Điện áp
(kV)
6(10)

35

110

Khoảng cột

Điện áp

(m)

(kV)

Bêtông cốt thép

80÷150

220

Bêtông

200÷260

Thép

220÷270

Bêtông

220÷270

Thép

250÷350

Cột

500

Cột

Khoảng cột
(m)

Bêtông

220÷300

Thép

350÷450

Bêtông

250÷300

Thép

300÷450

1.3. Các chế độ làm việc của đường dây trên không
Đường dây trên không vận hành trong các trạng thái khác nhau. Mỗi trạng thái
được đặt trưng bởi tập hợp các thông số môi trường và tình trạng của dây dẫn.
Trạng thái môi trường là thời tiết được cho bởi các thông số đặc trưng như tốc độ
gió và nhiệt độ không khí.
1.3.1. Chế độ bình thường
Là chế độ ứng với trạng thái dây dẫn bình thường, các thông số trạng thái môi

trường gồm nhiệt độ không khí và tốc độ gió, có bốn trạng thái tính toán :
 Nhiệt độ thấp nhất θmin, áp lực gió Q = 0 : Là trạng thái khi nhiệt độ thấp nhất
dây dẫn co lại, có thể gây ứng suất lớn nhất làm tăng lực căng dây và mômen uốn lên
xà, cột và móng cột.
SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 19


Chương 1: Tổng quan về đường dây tải điện trên không
 Nhiệt độ cao nhất θmax, áp lực gió Q = 0 : Là trạng thái có ứng suất nhỏ không
gây nguy hiểm cho dây, nhưng độ võng dây lớn làm giảm khoảng cách an toàn từ dây
đến đất.
 Nhiệt độ trung bình θtb, áp lực gió Q = 0 : Là trạng thái làm việc lâu dài của dây
dẫn, chịu nhiều rung động cơ học của môi trường và gió gây nguy cơ đứt các sợi dây ở
các vị trí buộc hoặc hãm dây.
Theo qui định trạng thái nhiệt độ trung bình có ứng suất cho phép bằng ứng suất
cho phép trung bình : σtb < σB, θmin
σB, θmin là ứng suất cho phép lúc bão và nhiệt độ thấp nhất.
 Áp lực gió lớn nhất Qmax (trạng thái bão), nhiệt độ không khí θ = 250 C.
Dưới áp lực gió dây bị xê dịch ra khỏi mặt phẳng thẳng đứng, ứng suất trong dây
lớn nhất còn gọi là trạng thái cơ học lớn nhất và thường dùng trạng thái này để tính
chọn kết cấu đảm bảo cường độ cho phép.
1.3.2. Chế độ sự cố
Ngoài các tác động như trong chế độ bình thường còn có trạng thái dây dẫn bị đứt
một hoặc hai dây, các thông số môi trường cần quan tâm là nhiệt độ không khí, tốc độ
gió. Có ba giai đoạn tính toán :
 Nhiệt độ không khí thấp nhất θmin, áp lực gió Q = 0

 Nhiệt độ trung bình năm θtb, áp lực gió Q = 0
 Áp lực gió lớn nhất Qmax, nhiệt độ không khí θ = 250C
Trong chế độ sự cố của đường dây trên không, áp lực gió tính toán Qmax cho phép
giảm đi một cấp (20 daN/m2 so với áp lực gió tiêu chuẩn nhưng không được nhỏ hơn
40 daN/m2).
1.3.3. Chế độ thi công
Khi chịu kéo nhanh dây dẫn và cột dễ bị biến dạng, tính toán theo chế độ nhiệt độ
không khí θ = 100C và áp lực gió Q = 6.2 daN/m2.
1.3.4. Chế độ quá điện áp
Quá điện áp khí quyển và nội bộ, nhiệt độ không khí θ = 200, áp lực gió Q =
0.1Qmax, nhưng không quá 6.25 daN/m2.

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 20


Chương 2: Các tiêu chuẩn thiết kế và cơ sở tính toán

Chương 2

CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ VÀ CƠ SỞ TÍNH TOÁN
2.1. Các tiêu chuẩn thiết kế
Khi thiết kế đường dây trên không ta phải đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật để các
phần tử đường dây không được hư hỏng làm dây phải ngừng tải điện, không xảy ra các
tình huống ảnh hưởng đến chế độ tải điện. không ảnh hưởng đến sự hoạt động của
những công trình khác như đường dây thông tin, đường dây điện, giao thông đường
bộ, đường thuỷ, đường sắt. không ảnh hưởng đến hoạt động của con người.

Muốn cần vậy phải thoả mãn các tiêu chuẩn thiết kế sau :
-Ứng suất cho phép,
-Tiết diện tối thiểu,
-Khoảng cách an toàn.
2.1.1. Ứng suất cho phép
Ứng suất cho phép là ứng suất lớn nhất cho phép xuất hiện trên đường dây trong
vận hành.
Cho bằng hệ số an toàn kat,đó là tỷ số phần trăm giữa ứng suất cho phép để thiết kế
đường dây.
σcp= σbền / kat

[2-1]

Trong đó:
σcp ứng suất cho phép ở các chế độ, daN/mm2
σbền giới hạn bền kéo của dây dẫn, daN/mm2
kat hệ số an toàn, kat= 2,5 ở chế độ cực đại
kat= 4 ở chế độ nhiệt độ trung bình năm.
Bảng 2.1 : Thông số dây dẫn, ứng suất cho phép –theo QPTBĐ
σcp/σbền

Hệ số giản
Dây dẫn

+A16…A35

nở nhiệt

Đàn hồi

α.10-6/0C

E

23

SVTH: Trần Quyết Thắng

6300

Không
đàn hồi
C
4900

Lớp 06D2

Giới

Bão và nhiệt

hạn D

độ Tmin

3240

0.35

Ttb

0.3

Trang: 21


Chương 2: Các tiêu chuẩn thiết kế và cơ sở tính toán
+A50,A70

0.4

0.3

+A95

0.4

0.3

+≥A120

0.45

0.3

0.35

0.25

0.4

0.25

0.45

0.25

+16-25

0.4

0.3

+≥120

0.45

0.3

0.5

0.3

+AC16,AC25
+AC35-AC95

và

AC120-A/C=6.116025
+AC120A/C=6.11-6.25

19.2

8250

7180

5640

và

AC150 trở lên.
Dây hợp kim nhôm

Dây thép các loại

12

2000

-

-

Trong bảng ghi 2 thứ nguyên daN/mm2 (kG/mm2), có nghĩa là 2 thứ nguyên này tương
đương.
Trong trạng thái nhiệt độ cao nhất ứng suất trong dây dẫn nhỏ không gây nguy
hiểm cho dây, nhưng khoảng cách từ dây đến mặt đất sẽ nhỏ nhất.
Trong bảng trên cho các môđun đàn hồi E, không đàn hồi C và giới hạn D để tính
toán dây dẫn trong các trạng thái:

Trạng thái kéo dây khi thi công:dây dẫn chịu lực kéo nhanh và sẽ bị biến dạng, do
đó dùng môđun C để tính toán.
Trạng thái vận hành ở ứng suất giới hạn : dùng môđun D, phản ánh khả năng đàn
hồi của dây giảm thấp.
Trạng thái vận hành còn lại : dùng môđun đàn hồi E để tính toán dây dẫn.
Trong các phần tiếp theo sẽ sử dụng E để tính cho mọi tình huống.
Bảng 2.2 : Ứng suất cho phép của các vật liệu làm dây dẫn
Ứng suất cho phép theo % ứng lực kéo đứt của dây dẫn
Ký hiệu và mặt cắt dây dẫn, dây
chống sét
Dây nhôm và hợp kim nhôm, dây

SVTH: Trần Quyết Thắng

và dây chống sét
Tải trọng ngoài

Nhiệt độ thấp

Nhiệt độ trung bình

lớn nhất

nhất

hằng năm

50

50

30

Lớp 06D2

Trang: 22


Chương 2: Các tiêu chuẩn thiết kế và cơ sở tính toán
bọc lõi nhôm (AAAC)
Dây dẫn và dây chống sét bằng
thép với mọi mặt cắt
Dây nhôm lõi thép AC, ACO,
ACY,ACYC với mọi mặt cắt

50

50

35

40

40

25

2.1.2. Tiết diện dây tối thiểu cho các đường dây
Khi tính toán thiết kế, để hạn chế tổn thất do vầng quang sinh ra, đối với đường dây
110KV chọn tiết diện tối thiểu 70mm2, đường dây 220 KV chọn tiết diện tối thiểu là

240mm2 .
Đối với dây chống sét :

35kV

dùng dây

35mm2

110kV

dùng dây

50mm2

220÷500kV dùng dây

70mm2

Bảng2.3 : Các tiết diện tối thiểu
Tiết diện
Dây dẫn

Nhôm

1.Khoảng cột thông thường.
2.Vượt sông, kênh có thuyền bè qua lại.

Nhôm lõi thép, hợp
kim nhôm

Thép

Đồng

35

25

25

16

70

35

95

25

70

35

25

25

70

35

-

25

70

35

-

25

3.Vượt công trình.
- Dây thông tin
- Ống dẫn nối, cáp vận chuyển
- Đường sắt

2.1.3. Lựa chọn khoảng cách cách điện
a) Khoảng cách nhỏ nhất giữa các dây pha với nhau và với dây chống sét

Để tránh các dây dẫn và dây chống sét va chạm hoặc đến gần nhau quá khi có bão
hoặc gió to, cần đảm bảo khoảng cách an toàn tối thiểu giữa các dây ở những điểm
định vị dây trên cột. Các khoảng cách này phụ thuộc điện áp định mức của đường dây,
độ võng f, cách bố trí dây dẫn, chiều dài cách điện λ.

SVTH: Trần Quyết Thắng

Lớp 06D2

Trang: 23