Cột của ủường dõy trờn khụng phõn thành hai loại: cột nộo và cột ủỡ. Hai loại cột này khỏc nhau ở chức năng là nộo dõy hay ủỡ dõy. Khoảng cỏch giữa hai cột gọi là khoảng vượt, khoảng cỏch giữa hai cột nộo gọi là khoảng vượt nộo. Tại cột ủỡ người ta dựng sứ ủứng hoặc sứ chuỗi.
Ngoài nhiệm vụ cỏch ủiện, sứ cũn ủỡ dõy dẫn trong khoảng vượt. Tại cột nộo người ta thường dựng sứ chuỗi. Ngoài nhiệm vụ cỏch ủiện, sứ cũn chịu một lực kộo thường xuyờn. Cột ủỡ cú hai loại là cột ủỡ thẳng và cột ủỡ gúc; cột ủỡ chiếm từ 80%-90% số lượng cột trờn tuyến. Cột nộo cú 3 loại là cột nộo thẳng, cột nộo cuối và cột nộo gúc. Cột ủỡ gúc, cột nộo gúc, cột nộo cuối, cột nộo thẳng (cột mốc) ủối với những ủường dõy ủến 35 kV thường dựng dõy nộo vỡ kinh tế, thi cụng ủơn giản nhưng nhược ủiểm là chiếm diện tớch ủất lớn. Cột cú thể nộo dọc theo ủường dõy, nộo gúc theo ủường phõn giỏc ngoài, nộo hai dõy theo ủường kộo dài của hướng dõy ở gúc ngoài v.v.
a, Theo nhiệm vụ và tớnh chất phõn bố tải trọng, người ta phõn cột ủiện thành cỏc loại sau:
- Cột trung gian: dựng ủể ủỡ dõy dẫn trờn ủoạn ủường thẳng. Ở ủiều kiện làm việc bỡnh thường, cột chịu tỏc dụng của cỏc tải trọng thẳng ủứng là: trọng lượng dõy dẫn và phụ kiện, chịu áp lực của gió và tải trọng xây lắp. Cột trung gian không chịu tác dụng của lực căng dây. Khi dây bị ủứt, nú chịu ảnh hưởng của mụ men xoắn và uốn ủối với cột khi dựng sứ treo.
- Cột mốc: cú tỏc dụng giới hạn khoảng chịu ảnh hưởng hư hỏng trờn ủường dõy và giới hạn khoảng căng dõy khi lắp dựng. Khi dõy dẫn bị ủứt tại một khoảng nào ủú, dõy dẫn sẽ bị trượt về hai phớa giữa hai cột mốc. Cột mốc ủược lựa chọn làm ủiểm tựa ủể kộo dõy nờn nú chịu lực kộo về một phía, khi thiết kế cần cứng vững hơn và tính chọn với hệ số an toàn cao hơn. Trên cột mốc thường dùng xà kép và sứ kéo, thường cứ 5 khoảng vượt người ta lại sử dụng một cột néo thẳng.
Tại những vị trớ vượt ủường sắt, ủường ụ tụ, ủổi hướng tuyến, ủầu cuối của ủường dõy vào trạm hạ ỏp và ủầu ra trạm tăng ỏp người ta ủều phải dựng cột nộo. Trạng thỏi làm việc bỡnh thường, cột nộo thẳng cũng giống như cột ủỡ thẳng, lực căng cõn bằng về hai phớa. Khi sự cố hoặc khi kộo dõy, nú cú vai trũ như cột ủầu và cuối tuyến.
- Cột góc: là cột có 2 hướng tuyến dây hợp với nhau 1 góc β ≠ 1800. Khi góc giữa 2 tuyến β ≥ 1750 thỡ cột gúc ủược tớnh như cột trung gian. Cột gúc chịu tỏc dụng của hợp lực P = 2T sin α/2 (α là gúc bự của β) là tổng hỡnh học của sức căng dõy về 2 phớa. Khi dựng cột gúc, chỳ ý ủể mặt khoẻ của cột (mặt ủặc) nằm theo phương phõn giỏc giữa 2 tuyến dõy, khi ủú xà trựng với phương của hợp lực P. Do cột gúc chịu lực lớn nờn thường người ta dựng xà kộp, cột khoẻ, cột ủụi, cột cú nộo hoặc kết hợp cỏc biện phỏp. Dõy nộo ủược ủặt trựng phương và ngược chiều với lực P.
Khi gúc α bộ (từ 100 -200) cú thể dựng cột ủỡ làm cột gúc, khi gúc α lớn hơn phải dựng cột nộo làm cụt gúc vỡ lực ăng dõy tỏc ủộng lờn cột khỏ lớn.
- Cột vượt: là cột cú chiều cao cao hơn cỏc cột khỏc, dựng ủể ủỡ dõy dẫn vượt lờn trờn cỏc chướng ngại vật ở bờn dưới như ủường sắt, ủường ụ tụ, sụng hồ, thung lũng, vượt cỏc ủường dõy ủiện lực khỏc v.v.. Cột vượt thường dựng xà kộp, nếu dựng sứ ủứng thỡ số sứ phải tăng gấp ủụi so với cột trung gian và dõy dẫn ủược bắt theo hỡnh cỏnh cung hoặc hỡnh quả trỏm.
- Cột hóm ủầu hay cuối ủường dõy: là cỏc cột ở vị trớ ủầu và cuối tuyến dõy. Chỳng chịu tỏc dụng của lực căng dõy về một phớa và là ủiểm tựa ủể kộo dõy. Dõy dẫn bắt trờn cột hóm bằng chuỗi sứ kộo hoặc 2 sứ ủứng ủặt trờn xà kộp giống cột gúc. Cỏc cột hóm, cột gúc dựng cột bờ tụng cốt thộp thường là cột khoẻ, cột ủụi cú nộo.
b, Theo loại vật liệu làm cột, người ta phân chia thành
Cột gỗ: Cột gỗ ở nước ta ớt ủược sử dụng do thời tiết mưa ẩm nờn dễ bị mục và mối, thời gian sử dụng ngắn và giỏ thành cao. Cột gỗ cú ưu ủiểm là nhẹ nờn dễ vận chuyển và thi cụng thuận tiện. Gỗ dựng làm cột ủiện phải ủược xử lý hoỏ học tốt như hấp, quột hắc ớn, ngõm tẩm dầu và chất hoỏ học ủể chống mối mọt. Tuổi thọ của loại cột này cú thể ủạt tới trờn 10 năm. Loại gỗ chọn dựng làm cột ủiện thường loại thõn thẳng, kớch thước ủỉnh cột và chõn cột tương ủối bằng nhau nờn hay dựng gỗ thụng và sử dụng với cấp ủiện ỏp tới 35 kV.
Cột bê tông cốt thép: bền hơn cột gỗ và rẻ hơn so với cột gỗ và cột thép, không phải tu sửa bảo dưỡng nờn rất kinh tế và ủược dựng rộng rói cho ủường dõy cú cỏc cấp ủiện ỏp tới 110 kV.
Nhược ủiểm là kết cấu nặng nề, khú khăn trong vận chuyển và thi cụng xõy lắp. Người ta khụng chế tạo các loại cột bê tông cốt thép có chiều cao qua lớn (chiều cao nhỏ hơn 30 m). Cột bê tông cốt thộp chế tạo ở 3 dạng là cột ly tõm, cột K và cột H. Lắp dựng trờn ủường dõy cú thể ủộc lập (cột ủơn) hoặc ghộp nối với nhau theo dạng cột ghộp ủụi, cột hỡnh Π hoặc hỡnh chữ A. Cột H thường dựng cho mạng hạ ỏp và cột K chịu lực khoẻ hơn ủược dựng cho ủường dõy trung ỏp ủều ủược sản xuất bằng cỏch ủỳc rung. Hiện nay cột bờ tụng ly tõm ủược dựng rộng rói hơn ở mọi cấp ủiện ỏp (ủến 110 kV) vỡ ủược ủỳc bằng phương phỏp quay ly tõm nờn chất lượng rất tốt. Cột này cú dạng hỡnh cụn (ủộ cụn thường là 1,33 ± 0,07), chịu lực mọi phớa như nhau nhưng giỏ thành cao vì dùng bê tông mác cao (từ mác 300 trở lên) và nhiều thép (từ 550-600 kg/m3).
Cột thép: loại cột thép có cấu tạo từ những thanh thép kết cấu kiểu dầm khung và loại chế tạo từ những tấm thộp cuộn trũn hay hỡnh 12 cạnh. Hiện nay cột thộp kết cấu kiểu dầm khung ủược dựng phổ biến cho ủường dõy ủiện ỏp từ 35 kV trở lờn. Cột thộp cú ủộ bền cao, nhẹ, mang rời từng chi tiết ủến nơi lắp rỏp nờn dễ vận chuyển và lắp dựng, chịu ủược tải trọng lớn và cú thể lứp dựng với cỏc chiều cao rất lớn, khoảng vượt rộng. Nhược ủiểm là giỏ thành ủắt và phải bảo dưỡng thường xuyên khi vận hành. Loại kết cấu kiểu dầm khung có hai kiểu chính: Kiểu tháp hay kiểu một trụ và kiểu cột cổng hay còn gọi là cột hình Π. Loại kiểu thép tấm hình trụ tròn hay trụ 12 cạnh ngày nay ủược thế giới sử dụng rộng rói cho cỏc ủường dõy ủiện ỏp thấp và trung ỏp do ưu ủiểm là nhẹ hơn cột bờ tụng cốt thộp (chỉ bằng 1/5 trọng lượng), chịu lực khoẻ hơn, thi cụng nhanh chúng, giỏ thành rẻ. Cột thường ủược mạ kẽm nhỳng núng nờn bảo dưỡng ủơn giản, tuổi thọ cao cú thể ủạt tới 50 năm
c, Theo ghép nối người ta chia ra
- Cột nối ở giữa: dựng cho cột gỗ, cột bờ tụng (ủoạn nối từ 6 - 8 m) - Cột nối ở móng: dùng cho cột gỗ
- Cột có chụp tăng cường: dùng cho cột bê tông cốt thep.
9.1.2. Cỏc ủiều kiện tớnh toỏn cột
Theo loại cột và chế ủộ làm việc của nú, người ta chia ra cỏc ủiều kiện tớnh toỏn của cỏc cột như sau:
+ Cột trung gian:
- Chịu tỏc dụng của tốc ủộ giú lớn nhất, thổi vuụng gúc với cỏc tuyến dõy; ở chế ủộ bỡnh thường gây ra mô men uốn lớn nhất.
- ðứt dây dẫn 1 pha gây ra mô men uốn và mô men xoắn lớn nhất với sứ treo.
- ðứt dây chống sét gây ra mô men uốn lớn nhất.
+ Cột nộo: Ở chế ủộ bỡnh thường cột nộo nằm ở vị trớ trung gian hay nộo gúc thỡ tớnh toỏn như cột tương ứng, ở chế ủộ sự cố ủược tớnh theo trường hợp ủứt dõy pha hoặc ủứt một dõy chống sét.
+ Cột gúc: Thường ủược tớnh toỏn theo mụ men uốn lớn nhất do tổng hợp lực của sức căng dây về 2 phía.
9.1.3. Chiều cao cột ủiện
Chiều cao cột ủiện phụ thuộc vào cỏc yếu tố như ủiện ỏp, ủặc ủiểm vựng dõn cư, chiều dài khoảng vượt, ủiều kiện khớ hậu ủất ủai... ðiện ỏp cú ảnh hưởng lớn nhất ủến chiều cao của cột và các kết cấu khác. ðiện áp càng cao thì khoảng cách D giữa dây dẫn các pha càng lớn, cột phải cao và rộng.
Nguyên liệu làm cột cũng ảnh hưởng rất lớn, tuỳ thuộc vật liệu làm cột mà người ta chọn chiều cao cột cho phự hợp. Cột gỗ thường dựng cho ủường dõy ủiện ỏp ủến 10 kV và H ≤ 12 m, cột bờ tụng cốt thộp thường dựng cho ủường dõy ủiện ỏp ủến 110 kV và H ≤ 30 m, cột thộp dựng cho cỏc khoảng vượt lớn và cỏc ủường dõy cú ủiện ỏp 110 kV trở lờn, chiều cao tuỳ ý.
Khoảng cột và chiều cao cột cũng có quan hệ mật thiết với nhau. Chiều dài khoảng vượt càng lớn thỡ ủộ vừng của dõy cũng lớn nờn phải dựng cột cao hơn, nếu khoảng vượt nhỏ thỡ phải tăng số lượng cột và phụ kiện. Việc tính toán khoảng vượt kinh tế (Zmin) là rất cần thiết khi tính toỏn thiết kế ủường dõy.
Ngoài ra chiều cao cột cũn phụ thuộc vào ủiều kiện khớ hõu, ủịa hỡnh khu vực ủường dõy ủi qua, chiều dài chuỗi sứ, khoảng cỏch từ vị trớ bắt xà ủến ủỉnh cột, ủộ chụn sõu của múng, số tầng dõy và cấp ủiện ỏp ủi chung trờn một cột, cỏc ủiểm giao chộo với cỏc ủường dõy khỏc…
Khi dựng sứ treo chiều cao cột ủiện là:
H = Hủ + [H]cp + f + λs + Hx. ( 9-1 ) Khi dựng sứ ủứng thỡ chiều cao cột ủiện là:
H = Hủ + [H]cp + f + Hx - Hs ( 9-2 ) trong ủú:
Hủ - là chiều sõu chụn cột (m);
[H]cp - là khoảng cỏch cho phộp từ ủiểm thấp nhất của dõy dẫn ủến ủất (m);
[H]cp ủược cho trong bảng ( 9-1 );
f - là ủộ vừng cực ủại của dõy (m);
Hx - là chiều cao từ chỗ bắt xà ủến ủỉnh cột (m);
λs - là chiều dài chuỗi sứ (m);
Hs - là chiều cao cuả sứ (m).
Gọi HK là chiều cao từ mặt ủất ủến ủỉnh cột thỡ:
H = Hủ + HK ( 9-3 )
Trong tớnh toỏn thường phải kể ủến chiều cao dự phũng từ 0,2 - 0,4 m. Nếu ủường dõy ủi chung cột với cỏc ủường dõy khỏc thỡ phải kể ủến số tầng xà, khoảng cỏch tối thiểu theo chiều thẳng ủứng giữa cỏc dường dõy theo quy phạm. ðể dảm bảo an toàn, vị trớ xà trờn cựng ủược bắt cỏch ủỉnh cột tối thiểu là 10 cm.
Nếu ủường dõy ủiện ỏp cao cú dõy chống sột thỡ chiều cao cột ủược cộng thờm chiều cao tối thiểu giữa dõy dẫn trờn cựng và dõy chống sột, phụ thuộc vào chiều dài khoảng vượt và ủược cho theo bảng sau:
Bảng 9-1. Khoảng cách giữa các dây dẫn và dây chống sét
Chiều dài khoảng vượt (m) 150 200 300 400 500
K/cách giữa dây dẫn và dây chống sét (m) 3,2 4 5,5 7 8,5
Với mỗi ủường dõy chỉ nờn sử dụng một hoặc một số loại cột cho toàn tuyến với mục ủớch làm ủơn giản kết cấu, dễ chế tạo, thuận tiện cho quản lý vận hành. Thụng thường trong thi cụng, người ta thường sử dụng các cột bê tông cốt thép sau
U = 0,4 kV dùng cột BT mắt vuông (H) hoặc mắt chéo (K), chiều cao 6,5; 7,5; 8,5; 10 m U = 6 - 35 kV dùng cột K, cột bê tông li tâm có chiều cao 10; 12; 14; 16; 18; 20 m Khi chiều cao cột bê tông H ≥ 14m thì thường ghép nối cột bằng mặt bích hay măng sông.