Định nghĩa
Các giá đỡ đường dây là các cấu trúc như cột hoặc tháp được sử dụng để nâng đỡ các đường dây điện hoặc dây dẫn treo. Các cấu trúc này đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải điện. Chúng đảm bảo khoảng cách phù hợp giữa các dây dẫn và duy trì khoảng cách quy định giữa các dây dẫn và các thành phần tiếp đất. Ngoài ra, chúng cũng duy trì độ cao so với mặt đất theo yêu cầu, được xác định bởi các cân nhắc về điện và cơ khí.
Loại Giá Đỡ Đường Dây
Yêu cầu chính đối với giá đỡ đường dây là chi phí thấp, chi phí bảo trì tối thiểu và tuổi thọ dài. Giá đỡ đường dây có thể được chế tạo từ gỗ, bê tông, thép, hoặc nhôm. Chúng chủ yếu được phân loại thành hai loại:
Cột Điện
Tháp Điện
Chi tiết về các loại này sẽ được trình bày dưới đây.
1. Cột Điện
Cột điện là một cấu trúc được sử dụng để hỗ trợ các đường dây truyền tải điện áp tương đối thấp (không vượt quá 115 kV). Nó thường được xây dựng từ gỗ, bê tông, hoặc thép. Cột điện có thể được chia thành ba loại phụ chính, được mô tả chi tiết như sau.
Loại Cột Điện
Việc chọn cột điện phụ thuộc vào các yếu tố như chi phí, điều kiện môi trường, và điện áp của đường dây. Cột điện chủ yếu được phân loại thành các loại sau:
a. Cột Gỗ
Cột gỗ là một trong những loại giá đỡ đường dây hiệu quả về chi phí nhất và phù hợp cho các đường dây có khoảng cách ngắn và lực căng thấp. Tuy nhiên, chúng có hạn chế về chiều cao và đường kính. Khi cần sức mạnh lớn hơn, các cấu trúc cột đôi dạng A hoặc H được sử dụng.
Cột Gỗ
Cột gỗ có đặc tính cách điện tự nhiên, giúp giảm khả năng xảy ra hiện tượng phóng điện do sét. Tuy nhiên, nhược điểm đáng kể là sức mạnh và độ bền của chúng khá không ổn định.
Cột Bê Tông
Cột bê tông cung cấp sức mạnh tốt hơn so với cột gỗ và thường được sử dụng như một sự thay thế. Chúng có tuổi thọ lâu hơn do ít bị xuống cấp và cũng có chi phí bảo dưỡng thấp. Tuy nhiên, cột bê tông rất nặng, và bản chất giòn của chúng khiến chúng dễ bị hư hại trong quá trình vận chuyển, bốc dỡ, và lắp đặt.
Các thách thức liên quan đến việc xử lý và vận chuyển cột bê tông có thể được giảm bớt thông qua việc sử dụng cột bê tông dự ứng lực. Chúng có thể được sản xuất thành các đoạn và sau đó được lắp ráp tại công trường. Cột bê tông dự ứng lực không chỉ bền hơn mà còn đòi hỏi ít vật liệu hơn so với các loại cột khác.
Cột Thép
Đối với các ứng dụng điện áp thấp và trung bình, cột thép ống hoặc cột thép Grider thường được sử dụng. Cột thép cho phép có khoảng cách dài hơn, nhưng chúng cần được mạ kẽm hoặc sơn thường xuyên để bảo vệ chống ăn mòn, dẫn đến chi phí bảo dưỡng cao.
Tháp Điện
Tháp điện là một cấu trúc được thiết kế để mang các đường dây truyền tải điện áp cao (trên 230 kV). Các tháp này thường được xây dựng từ nhôm hoặc thép, các vật liệu cung cấp sức mạnh cần thiết để hỗ trợ các dây dẫn điện nặng. Tháp điện có thể được phân loại rộng rãi thành nhiều loại, như được mô tả dưới đây.
Loại Tháp Hỗ Trợ
Các đường dây điện áp cao và siêu cao đòi hỏi khoảng cách không khí và mặt đất lớn. Chúng cũng liên quan đến tải cơ học và chi phí cách điện đáng kể. Để đáp ứng các yêu cầu này, các tháp dùng cho các đường dây như vậy thường có khoảng cách dài. Xây dựng với khoảng cách dài có thể giảm đáng kể chi phí cách điện do số lượng giá đỡ cần thiết ít hơn. Các tháp này, thường làm bằng thép hoặc nhôm, cũng có khả năng hỏng hóc thấp hơn. Chúng được phân loại như sau:
a. Tháp Tự Hỗ Trợ
Tháp tự hỗ trợ có thể được chia thành hai loại phụ: tháp đế rộng và tháp đế hẹp. Tháp đế rộng thường có cấu trúc lưới (chéo) với các kết nối nướng, và mỗi chân có nền móng riêng biệt. Trong khi đó, thiết kế đế hẹp sử dụng cấu trúc lưới (chéo) làm từ các thanh góc, kênh, hoặc ống thép, được kết nối bằng vít hoặc hàn. Tháp tự hỗ trợ cũng có thể được phân loại dựa trên chức năng:
Tháp Tangent: Được sử dụng cho các đoạn thẳng của đường dây truyền tải, các tháp này thường được trang bị các bộ cách điện treo.
Tháp Deviation: Được sử dụng khi đường dây truyền tải thay đổi hướng.
Đối với các tháp này, các bộ cách điện chịu lực được sử dụng. Chúng có đế rộng hơn và các thành phần cấu trúc mạnh mẽ hơn, và đắt hơn so với tháp tangent. Thiết kế đế hẹp tiêu thụ ít thép hoặc nhôm hơn so với tháp đế rộng, nhưng chi phí nền móng cao hơn. Sự lựa chọn giữa hai loại này được xác định bởi các yếu tố như chi phí vật liệu, chi phí nền móng, và yêu cầu về quyền sử dụng đất.
b. Tháp Có Cáp Neo Hoặc Tháp Neo
Các tháp này thường là loại cổng hoặc loại V. Trong cả hai trường hợp, chúng có hai giá đỡ được kết nối ở đỉnh bằng một thanh ngang và được trang bị bốn dây neo.
Trong cấu trúc tháp có cáp neo hoặc tháp neo loại cổng, mỗi giá đỡ được neo độc lập vào nền móng riêng. Thiết kế này cung cấp một nền móng ổn định và riêng biệt cho mỗi thành phần đứng. Ngược lại, cấu trúc giá đỡ V có hình dạng đặc biệt hơn. Ở đây, hai giá đỡ gặp nhau và nằm ở một góc với nhau, chia sẻ một nền móng đẩy chung. Thiết kế nền móng chung này, mặc dù khác với nền móng độc lập của cấu trúc cổng, cung cấp một giải pháp độc đáo để phân phối tải của tháp và đảm bảo sự ổn định, mặc dù nó yêu cầu một nền móng lớn và chuyên biệt hơn do các lực tập trung tác động lên nó.
Sức mạnh của các cấu trúc cột đôi có thể dao động từ hai đến bốn lần so với một cột đơn. Cấu trúc dạng H thường được sử dụng cho các cột có bốn đầu cuối hoặc các cột hỗ trợ thiết bị chuyển mạch và biến áp.