lý thuyết tính toán cơ học đường dây tải điện trên không

LÝ THUYẾT TÍNH TỐN CƠ HỌC ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN TRÊN KHÔNG I Khái niệm chung đường dây khơng II.Phương trình treo dây hai điểm có độ cao khoảng cột bình thường III.Thành lập phương trình trạng thái dây dẫn IV Phương pháp ứng dụng khoảng cột tới hạn vào lập đồ thị quan hệ ứng suất, độ võng cho phép khoảng cột V Tính khoảng cột tính tốn ltt vẽ đường cong treo dây mẫu SABLON VI.Tính toán khoảng vượt lớn I Khái niệm chung đường dây không Đường dây không 1.1 Khái niệm - Đường dây không bao gồm dãy cột điện, có xà dây dẫn treo vào xà qua sứ cách điện Cột điện chon xuống đất móng vững chắc, làm nhiệm vụ đỡ dây cao so với mặt đất Trên cột treo dây chống sét để sét không đánh trực tiếp vào dây dẫn - Khoảng cột: khoảng cách điểm treo dây - Khoảng néo: khoảng cách cột néo - Khoảng vượt: đường dây vượt qua chướng ngại đường dây điện, đường dây thông tin hay song rộng ta có khoảng vượt - Các thơng số đường dây dùng tính tốn thiết kế: + Mơ dun đàn hồi E, kg/mm2; daN/mm2 + Hệ số dãn nở dài  , 1/0C + Đường kính chịu gió d,mm + Tiết diện dây dẫn S, mm2 + Trọng lượng riêng P, kg/m,daN/m + Ứng suất đứt  d , daN / mm2 + Ứng suất bão  b  0, 4. d daN / mm2 + Ứng suất lạnh  l  0, 4. d daN / mm + Ứng suất TB  tb  0, 25. d daN / mm2 1.2 Cột Cột néo néo góc: cột néo để giữ đầu dây nối vào cột thơng qua chuỗi sứ néo; cột néo góc dùng, đường dây đổi hướng Cột đỡ đỡ góc: làm nhiệm vụ đỡ dây dẫn chuỗi sứ đỡ Cột đỡ có loại cột đỡ thẳng cột đỡ góc Khi đường dây đổi hướng góc từ 10 đến 200 Thì dùng cột đỡ góc , góc lớn dùng cột néo góc Nếu dùng cột đỡ góc thường treo them tạ cân để chuỗi sứ không bị lệch - Cột cuối dùng đầu đường dây cuối đường dây - Cột vượt: cột cao cao sử dụng đường dây qua chướng ngại cao rộng - Cịn có cột dùng để chuyển vị dây pha (cột đảo pha) cột để nối với nhánh rẽ ( cột rẽ) Cũng có cột đặc biệt đặt dao cách ly, tụ bù… 1.3 Khoảng cột - Khoảng cột tính tốn ltt : khoảng cách dài hai cột kề đường dây mặt phẳng, thỏa mãn điều kiện: + Khoảng cách an toàn tới đất dây thấp trạng thái nóng vừa khoảng cách yêu cầu quy phạm + Ứng suất xảy trạng thái làm việc lạnh nhất, bão nhiệt độ trung bình năm phải nhỏ ứng suất cho phép trạng thái - Khoảng cột trọng lượng: chiều dài đoạn dây hai bên khoảng cột mà trọng lượng tác động lên cột Mỗi loại cột tính tốn cho khoảng cột trọng lượng tiêu chuẩn lTLTC =1,25 ltt - Khoảng cột gió: chiều dài đoạn dây hai bên cột mà áp lực gió lên đoạn dây tác động lên cột 1.4 Thiết bị chống điện áp Để chống điện áp đường dây người ta sử dụng biện pháp sau: - Dùng dây chống sét - Nối đất cột điện - Đặt chống sét ống - Tạo khe hở phóng điện Các trạng thái làm việc đường dây không 2.1 Trạng thái bình thường: Dây dẫn bình thường + nhiệt độ khơng khí + tốc độ gió a- Trạng thái nhiệt độ thấp nhất: Dây dẫn bị co lại, gây ứng suất dây lớn Dây bị co lại gây lực kéo ngược sứ nhổ cột Khoảng cách pha dây chống sét bị thu hẹp b- Trạng thái bão: Trạng thái dây dẫn chịu tải trọng lớn nhất, ứng suất dây lớn dây bị lệch khỏi phương thẳng đứng c- Trạng thái nhiệt độ trung bình: Đây trạng thái làm việc lâu dài dây dẫn Dây dẫn chịu rung động thường xuyên gió gây mỏi dây gây nguy đứt sợi dây chỗ kẹp dây d- Trạng thái nhiệt độ không khí cao nhất: Dây dẫn bị giãn nhiều làm cho khoảng cách từ dây dẫn thấp đến đất lớn Độ võng trạng thái độ võng lớn dây dẫn thời gian vận hành Trạng thái nóng gọi trạng thái độ võng lớn e- Trạng thái q điện áp khí quyển: Cịn gọi trạng thái going sét, xảy giông sét Trong trạng thái dây dẫn bị gió làm dao động đến gần gần cột khả gây phóng điện cao, phải kiểm tra khoảng cách an toàn * Nhận xét: - Trạng thái nhiệt độ khơng khí cao dùng để tính tốn treo dây - Trạng thái q điện áp khí dùng để tính dây chống sét kiểm tra độ lệch chuỗi sứ Điều kiện tính tốn trạng thái phụ thuộc vùng khí hậu phân chia sau: Trạng thái Nhiệt độ khơng khí thấp Trạng thái bão Nhiệt độ không khí trung bình Nhiệt độ khơng khí cao Trạng thái điện áp khí Điều kiện tính tốn Áp lực gió Nhiệt độ (0C) (daN) Tốc độ gió (m/s) Theo thực tế 0 25 qvmax V max 25 0 Theo thực tế 0 20 0,1 qvmax �6,25 danN/mm2 V �0,3 V max 2.2 Trạng thái cố: Một dây hai dây bị đứt + nhiệt độ+tốc độ gió Trong trạng thái cố, ngồi tác động chế độ bình thường, dây dẫn bị lơi phía làm tăng độ võng dây đứt khoảng cột bên cạnh, làm lệch chuỗi sứ Cột, xà bị kéo bị uốn Một số tiêu chuẩn thiết kế cho đường dây không 1kV 3.1 Khoảng cách an tồn ĐDK với đất cơng trình lân cận: 3.1.1 Khoảng cách dọc an toàn nhỏ dây dẫn với mặt đất: U- kV Khoảng cách, m Khu vực đơng Khu vực dân Khu vực khó Khu vực người dân cư cư qua lại khó đến �110 220 500 14 10 3.1.2.Khoảng cách ngang an tồn nhỏ từ dây dẫn ngồi với phần nhơ cơng trình, nhà cửa: Khoảng cách, m U-kV Khu vực dân cư Khu vực đơng dân cư Dây bọc Dây trần �22 2 35 1,5 3,5 66 ÷ 110 4 220 6 500 7 3.1.3 Khoảng cách dọc an toàn nhỏ dây dẫn với mặt nước: U, kV Cấp kỹ thuật đường thủy I II III IV V �35 9,5 9,5 9,5 10,5 12,5 66 ÷ 110 10 10 10 11 13 220 11 11 11 12 14 VI 13,5 14 15 500 12 12 12 13 15 16 3.1.4 Khoảng cách hai ĐDK giao chéo gần: Có thể dùng cột néo trung gian (cột đỡ) chỗ giao chéo Đường dây đến 220 kV giao chéo với nhau, chỗ giao chéo phải gần cột đường dây phía trên, khoảng cách ngang từ cột đường dây đến dây dẫn đường dây không nhỏ 6m dây lệch nhiều Từ cột đường dây đến dây dẫn đường dây không không nhỏ 5m Khoảng cách từ điểm giao chéo đến dây dẫn đường dây không nhỏ 5m Khoảng cách từ điểm giao chéo đến cột néo 500kV không nhỏ 10m Khoảng cách thẳng đứng dây dẫn dây chống sét đường dây giao chéo cho bảng dưới: Chiều dài Khoảng cách nhỏ từ chỗ giao chéo đến cột gần đường dây khoảng không (ĐDK),m cột,m 30 50 70 100 150 200 ĐDK 500kV giao chéo giao chéo với đường dây điện áp thấp 200 5 5,5 300 5 5,5 6,5 450 5,5 7,5 ĐDK 220kV giao chéo giao chéo với đường dây điện áp thấp �220 4 4 300 4 4,5 5,5 450 4 4 5,5 ĐDK 110 ÷ 22kV giao chéo giao chéo với đường dây điện áp thấp �200 3 300 3 4,5 ĐDK ÷ 10kV giao chéo giao chéo với đường dây điện áp thấp �100 2 150 2,5 2,5 3.1.5 Khoảng cách ĐDK song song gần: Khoảng cách nằm ngang dây dẫn dây không bị lệch không nhỏ khoảng cách an toàn hành lang tuyến ĐDK điện áp cao 3.1.6 Khoảng cách ĐDK giao chéo với đường dây thơng tin tín hiệu( TT & TH): Đường dây điện phải ĐDTT & TH Chỗ giao chéo phải gần cột ĐDK Khoảng cách ngang từ cột ĐDK đến 220kV đến dây dẫn ĐDTT & TH không nhỏ 6m; từ cột ĐDTT & TH đến dây dẫn ĐDK đến 220kV không nhỏ 7m Khoảng nhỏ theo chiều thẳng đứng từ dây dẫn ĐDK đến ĐDTT & TH cho bảng: Chế độ tính tốn Khoảng cách(m) theo điện áp ĐDK(kV) 10 22 35 66 110 220 500 Chế độ bình thường Khi đứt dây khoảng cột kề Đ DK dùng cách điện treo 3 3 3,5 Khi ĐDK ĐDTT & TH song song, khoảng cách ngang dây dẫn gần vào tính tốn ảnh hưởng khơng nhỏ chiều cao cột gần ĐDK Ở chỗ hẹp khoảng cách không nhỏ : U≤ 22kV: 2m U=35÷110kV: 4m U=22kV : 6m U=500kV :10m 3.1.7 ĐDK giao chéo với đường sắt Khoảng cách từ chân cột ĐDK đến biên hành lang đường sắt không nhỏ chiều cao cột cộng them 3m Trên đoạn hẹp cho phép lấy khoảng cách không nhỏ hơn: U≤22kV : 3m U= 35÷110kV: 6m U=220kV : 8m U= 500kV :12m Khi giao chéo khoảng cách từ dây dẫn đến mặt ray: U≤22kV : 7,5m U= 35÷110kV: 7,5m U≤220kV : 8,5m U= 500kV :12m 3.1.8 ĐDK giao chéo với đường oto Các trường hợp giao chéo hay gần Khoảng cách nhỏ theo điện áp (kV) ≤22 35÷110 220 1- Khoảng cách thẳng đứng đến mặt đường a- Trong trạng thái bình thường 7 b- Khi đứt dây dẫn khoảng cột kề ( dây 5 5,5 nhỏ 185mm ) 2- Khoảng cách ngang a- Từ chân cột đến lề đường Bằng chiều cao cột b- Như tuyến hẹp từ phận đến lề đường: + Khi giao chéo đường oto cấp I, II 5 + Khi giao chéo đường oto cấp khác 1,5 2,5 2,5 +Khi song song với đường oto khoảng cách lấy từ dây đến lề đường lúc dây bị gió làm lệch nhiều U=500kV: Khoảng cách theo chiều thẳng đứng từ dây đến mặt đường: 10m, đến phương tiện vận tải 4,5m Khoảng cách ngang từ chân cột đến mép đường chiều cao cột +5m, đoạn tuyến hẹp giao chéo song song 10m 3.2 Khoảng cách an toàn nhỏ dây pha với với dây chống sét a- U=35kV trở lên dung sứ treo, khoảng cách nhỏ dây dẫn: + Khi bố trí mặt phẳng nằm ngang(m) : D U  0, 65 f   110 + Khi bố trí mặt phẳng đứng(m): D U  0, 42 f   110 + Khi bố trí khơng mặt phẳng: U  0, 65 f   chênh lệch độ cao treo dây h