Giáo trình Cơ khí đường dây

 1 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT HƢNG YÊN 
BÀI GIẢNG 
CƠ KHÍ ĐƢỜNG DÂY 
HƢNG YÊN – 2016 
 2 
MỤC LỤC 
MỤC LỤC.................................................................................................................................. 1 
CHƢƠNG 1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐƢỜNG DÂY TRÊN KHÔNG .............................. 5 
1.1. Đƣờng dây trên không ........................................................................................................ 5 
1.1.1. Cấu tạo chung ............................................................................................................... 5 
1.1.2. Dây dẫn ........................................................................................................................ 6 
1.1.3. Cột .............................................................................................................................. 10 
1.1.4. Sứ cách điện và phụ kiện ........................................................................................... 14 
1.1.5. Thiết bị chống rung .................................................................................................... 18 
1.1.6. Thiết bị chống quá điện áp ......................................................................................... 18 
1.1.7. Thông số đặc trƣng của các đƣờng dây trên không ................................................... 19 
1.2. Các trạng thái làm việc của đƣờng dây trên không ........................................................... 20 
1.2.1. Trạng thái bình thƣờng ............................................................................................... 20 
1.2.2. Trạng thái sự cố .......................................................................................................... 22 
1.3. Các yêu cầu kinh tế - kỹ thuật khi thiết kế đƣờng dây trên không................................ 23 
1.3.1. Yêu cầu kỹ thuật ........................................................................................................ 23 
1.3.2. Yêu cầu về kỹ thuật .................................................................................................... 24 
1.4. Các tiêu chuẩn thiết kế cho đƣờng dây trên không (ĐDK) trên 1kV (dƣới 1kV xem 
QPTBĐ) ................................................................................................................................... 24 
1.4.1. Khoảng cách an toàn giữa ĐDK với đất và các công trình lân cận ........................... 25 
1.4.2. Khoảng cách an toàn nhỏ nhất giữa các dây pha với nhau và với dây chống sét ...... 28 
1.4.4. Khoảng cách nhỏ nhất giữa các pha tại cột ................................................................ 30 
1.4.5. Tiết diện dây tối thiểu (mm2) cho các đƣờng dây (bảng 1.11) ................................... 30 
1.4.6. Ứng suất cho phép ...................................................................................................... 31 
1.5. Tải trọng cơ học đối với đƣờng dây trên không ................................................................ 32 
1.5.1. Tải trọng cơ học do trọng lƣợng dây .......................................................................... 32 
1.5.2. Tải trọng do gió .......................................................................................................... 32 
1.5.3. Tỷ tải tổng hợp gT và góc i giữa tải trọng tổng hợp và mặt thẳng đứng .................. 35 
CHƢƠNG 2 TÍNH TOÁN ĐƢỜNG DÂY TRÊN KHÔNG .................................................. 37 
2.1. Phƣơng trình cơ bản của dây dẫn treo trên hai điểm có độ cao bằng nhau ....................... 37 
2.2. Tính toán độ dài, độ võng, độ cao, ứng suất và lực căng của dây dẫn .......................... 42 
2.2.1. Tính theo hàm dây xích .............................................................................................. 42 
2.2.2. Tính theo hàm parabol ............................................................................................... 45 
2.3. Phƣơng trình căng dây trong trƣờng hợp hai điểm treo dây không cùng độ cao .............. 46 
2.3.1. Khoảng cột tƣơng đƣơng ........................................................................................... 46 
2.3.2. Khoảng cách tới đất tại điểm bất kỳ trong khoảng cột .............................................. 50 
2.3.3. Lực căng tại điểm treo dây ......................................................................................... 52 
CHƢƠNG 3. PHƢƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI VÀ KHOẢNG CỘT TỚI HẠN ................ 55 
3.1. Phƣơng trình trạng thái của dây dẫn ................................................................................. 55 
3.2. Khoảng cột tới hạn của dây dẫn ........................................................................................ 59 
 3 
3.2.1. Khái niệm chung ......................................................................................................... 59 
3.2.2. Khoảng cột tới hạn l2K ................................................................................................ 60 
3.2.3. Khoảng cột tới hạn l1K và l3K ...................................................................................... 64 
3.2.4. Tính toán dây AC ....................................................................................................... 69 
CHƢƠNG 4. ĐƢỜNG DÂY TRÊN KHÔNG TRONG VẬN HÀNH .................................... 76 
4.1. Chế độ làm việc bình thƣờng ............................................................................................. 76 
4.1.1. Sự lệch đi của các chuỗi sứ đỡ - Khoảng cột đại biểu ................................................ 76 
4.1.2. Sự lệch đi của dây dẫn và chuỗi sứ đỡ do gió ............................................................ 79 
4.1.3. Độ lệch chuỗi sứ ở cột đỡ góc .................................................................................... 81 
4.1.4. Ảnh hƣởng của chuỗi sứ đến độ võng của dây dẫn .................................................... 84 
4.2. Chế độ sự cố ...................................................................................................................... 85 
4.2.1. Quan hệ giữa lực kéo trong dây và sự chuyển dịch ngang một .................................. 85 
4.2.3. Trƣờng hợp đứt dây ở khoảng cột thứ ba ................................................................... 88 
4.3. Quan hệ điện áp trên đƣờng dây ........................................................................................ 90 
4.3.1. Điện áp cảm ứng giữa các mạch của đƣờng dây hai mạch và giữa các đƣờng dây ... 90 
4.3.2. Ảnh hƣởng của đƣờng dây điện lực đến đƣờng dây thông tin ................................... 99 
CHƢƠNG 5 TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐƢỜNG DÂY ............................................................ 104 
PHỤ LỤC ............................................................................................................................... 105 
1.10b. Khoảng cách nhỏ nhất giữa các pha tại cột ............................................................. 109 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 113 
 4 
MỞ ĐẦU 
 Cơ khí đƣờng dây là một môn học quan trọng đối với sinh viên chuyên ngành hệ 
thống cung cấp điện, nó cũng là tài liệu quan trọng cho cán bộ kỹ thuật và thi công công trình 
điện. Nhằm mục đích cung cấp cho bạn đọc những kiến thức khá cơ bản về tình toán, vận 
hành và thi công đƣờng dây tải điện, chúng tôi đã chú ý đến sự tỉ mỉ, dễ đọc, dễ hiểu và dễ 
vận dụng nhất. 
 Giáo trình đƣợc chia làm 5 chƣơng: 
 Chƣơng 1: Khái niệm chung về đƣờng dây trên không 
Chƣơng 2: Tính toán đƣờng dây trên không 
Chƣơng 3: Phƣơng trình trạng thái và khoảng cột tới hạn 
Chƣơng 4: Đƣờng dây trên không trong vận hành 
Chƣơng 5: Trình tự thiết kế đƣờng dây 
Trong giáo trình này trình bày lý thuyết cơ lý của đƣờng dây trên không, phƣơng pháp 
thiết kế đƣờng dây. Các thông số và các tiêu chuẩn thiết kế trong tài liệu này đủ để các bạn 
đọc làm các bài tập về tính toán và thiết kế đƣờng dây, phục vụ sản xuất. Đồng thời bạn đọc 
phải áp dụng các quy phạm và tiêu chuẩn quốc gia và tiêu chuẩn ngành điện hiện hành. 
Tuy nhiên không thể tránh khỏi sai sót, kính mong các bạn đọc đóng góp ý kiến để 
giao trình ngày càng hoàn thiện hơn. 
 5 
CHƢƠNG 1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐƢỜNG DÂY TRÊN KHÔNG 
1.1. Đƣờng dây trên không 
1.1.1. Cấu tạo chung 
Trên hình 1.1 là sơ đồ đƣờng dây trên không. Đƣờng dây trên không bao gồm dãy các 
cột điện, trên đó có các xà và dây dẫn đƣợc treo vào các xà qua sứ cách điện. Cột điện đƣợc 
chôn xuống đất bằng các móng vững chắc, làm nhiệm vụ đỡ dây ở trên cao so với mặt đất, do 
đó gọi là đƣờng dây trên không. Trên cột còn có thể treo dây chống sét để sét không đánh trực 
tiếp vào dây dẫn. 
Hình 1.1. Cấu tạo của đƣờng dây trên không 
Trên cột đơn của đƣờng dây 6kV trở lên có treo 3 dây pha, cột kép treo 6 dây pha cho 
2 lộ song song. Trên hình 1.1 chỉ vẽ 2 dây pha vì dây thứ 3 nằm trên cùng mặt phẳng với dây 
dƣới. 
Cũng có loại cột trên đó chỉ treo một pha, đƣờng dây cần có 3 cột loại này, đó là cột 
néo góc của đƣờng dây 500kV. 
Đƣờng dây hạ áp treo 4 hay 5 dây cho 3 pha, trung tính và dây pha cho chiếu sáng. 
Đƣờng dây trung áp có dây trung tính treo 4 dây trên một cột, 3 dây pha và dây trung tính. 
Trên một cột cũng có khi treo 2 đƣờng dây điện áp khác nhau nhƣ trung áp và hạ áp. 
Ngƣời ta quan tâm đến dây pha dƣới cùng và trên cùng. Dây pha dƣới cùng hay dây 
thấp nhất dùng để xác định khoảng cách an toàn của dây dẫn với đất. Dây pha trên cùng để 
xác định khoảng cách an toàn đến dây chống sét. 
Trên đƣờng dây điện áp 110kV trở lên còn phải treo dây chống sét toàn tuyến. Trên 
đƣờng dây trung áp 22-35kV chỉ cần treo trên 1-2km tính từ trạm biến áp. 
 6 
 Khoảng cách giữa 2 điểm treo dây trên 2 cột kề nhau gọi là khoảng cột, khoảng cột có 
độ dài ký hiệu là l(m), gọi tắt là khoảng cột. Nếu 2 cột kề nhau là cột néo thì gọi là khoảng cột 
néo. 
Khoảng giữa 2 cột néo gồm nhiều cột đỡ liên tiếp gọi là khoảng néo, khoảng néo bao 
gồm nhiều khoảng cột thƣờng. 
Khi đƣờng dây vƣợt qua chƣớng ngại nhƣ đƣờng dây điện, đƣờng dây thông tin thì ta 
có khoảng vƣợt, khoảng vƣợt có thể có 1 hoặc nhiều khoảng cột. 
Các cột còn có thiết bị nối đất hoặc chống sét ống. 
1.1.2. Dây dẫn 
a. Vật liệu 
dây dẫn điện đƣợc làm bằng: 
- đồng - M 
- nhôm - A 
- Nhôm có lõi thép - AC 
- thép - ПC, TK. 
Các ký hiệu trên là ký hiệu Nga đã quen dùng ở VN, các ký hiệu và số liệu của các 
nƣớc khác có thể tra trong catalog hoặc trong tài liệu [17]. 
Dây chống sét làm bằng thép hay nhôm lõi thép. 
b. Cấu tạo 
Có các loại dây sau (hình 1.2): 
- Dây đơn chỉ có một sợi duy nhất (hình 1.2a): thƣờng là dây thép có đƣờng kính 4mm 
dùng cho đƣờng dây hạ áp. Nếu là dây dẫn vào nhà thì cho phép đƣờng kính 3mm. Đƣờng 
kính nhỏ quá sẽ không đủ độ bền, lớn quá sẽ dễ bị uốn gãy. Còn có dây lƣỡng kim tiết diện 
10mm
2
. Dây có lõi thép phủ đồng ở ngoài lƣợng đồng chiếm 45 đến 50 % khối lƣợng dây. 
- Dây vặn xoắn đồng nhất: nhiều sợi nhỏ vặn xoắn lại với nhau (hình 1.2b), dây vặn 
xoắn có thể là dây đồng nhôm hay thép. 
- Dây vặn xoằn nhôm lõi thép (hình1.2c), để tăng độ bền ngƣời ta làm thêm lõi thép ở 
giữa, các sợi nhôm ở bên ngoài. 
- Dây vặn xoắn nhôm lõi thép có thêm các sợi phụ bằng chất cách điện đê tăng bán 
kính dùng cho điện áp 220kV trở lên (hình1.2d). 
- Dây rỗng dùng trong các trạm biến áp 220kV trở lên (hình 1.2e). 
 7 
Hình 1.2. Các loại dây dẫn 
Hình 1.3. Cấu tạo các loại dây dẫn 
Trên hình 1.3 là cấu tạo của dây vặn xoắn, sơ đồ a là dây một kim loại: thép – ПC và nhôm A. 
Sơ đồ b là dây AC, sơ đồ c là dây ACO, và sơ đồ d là dây ACY. 
 8 
c. Dây thép vặn xoắn ПC, TK: dùng trong các khoảng vƣợt rất lớn nhƣ sông rộng hay thung 
lũng rộng và làm dây chống sét (bảng 1.1): 
Bảng 1.1. Dây thép 
F định mức (mm2) Tiết diện thực 
tế (mm2) 
Đƣờng kính 
(mm) 
Trọng lƣợng 
riêng (kg/km) 
Ứng suất phá hoại σgh 
(DaN/mm
2
) 
Dây ПC 
25 
35 
50 
70 
95 
24,6 
37,2 
49,8 
78,9 
94 
5,6 
7,8 
9,7 
11,5 
12,6 
194,3 
295,7 
396,0 
631,6 
754,8 
62 
62 
62 
62 
62 
Dây thép TK ПC 
34TK 
39TK 
43TK 
50TK 
60TK 
70TK 
33,82 
38,46 
43,30 
48,64 
60,01 
72,56 
7,6 
8,1 
8,6 
9,1 
10,0 
11,0 
0,291 
0,330 
0,373 
0,418 
0,515 
0,623 
Lực kéo đứt, DaN 
4255 
4840 
5465 
6120 
7560 
7830 
Bảng 1.2 Dây nhôm 
Tiết diện định mức 
Fđm(mm
2
) 
Tiết diện thực 
tế F (mm2) 
Đƣờng kính 
d (mm) 
Trọng lƣợng 
riêng (kg/km) 
Ứng suất phá hoại σgh 
(DaN/mm
2
) 
A16 
A25 
A35 
A50 
A70 
A95 
A120 
15,9 
24,9 
34,3 
49,5 
69,2 
92,3 
117,0 
5,1 
6,4 
7,5 
9,0 
10,7 
12,3 
14,0 
0,043 
0,068 
0,094 
0,135 
0,189 
0,252 
0,321 
17,2 
16,5 
16,4 
15,7 
14,6 
14,1 
16,8 
Còn có các loại dây nhôm hợp kim cho độ bền cao hơn nhiều nhƣng dẫn điện kém hơn: 
- Nga: Dây AH và AҖ 
- Tây Âu: Dây AAAC (All Aluminium Aloy Conductor) - AMELEC 
e. Dây lõi thép loại AC, ACO và ACY (bảng 1.3) 
 9 
Bảng 1.3. Dây nhôm lõi thép 
Tiết diện định 
mức, mm2 
(nhôm/thép) 
Tỷ lệ 
FA/FC 
Tiết 
diện 
phần 
nhôm 
FA mm
2
Tiết 
diện 
phần 
nhôm 
FC mm
2
Đƣờng 
kính 
dây,mm 
Đƣờng 
kính lói 
thép, 
mm 
Trọng 
lƣợng 
riêng 
(kg/km) 
Ứng suất 
phá hoại 
σgh 
(DaN/mm
2
) 
AC10/1,8 
AC16/2,7 
AC25/4,2 
AC35/6,2 
AC50/8 
AC70/11 
AC95/16 
AC120/19 
AC150/24 
AC185/29 
AC240/39 
AC300/48 
AC400/64 
AC70/72 
AC300/39 
ACY300/66 
ACY300/204 
5,98 
5,99 
6,0 
6,0 
6,0 
6,0 
6,0 
6,28 
6,16 
6,24 
6,11 
6,17 
6,14 
0,972 
7,81 
3,39 
1,46 
10,6 
16,1 
24,9 
36,9 
48,2 
68,0 
95,4 
118,0 
149,0 
181,0 
236,0 
295,0 
390,0 
- 
301 
288 
298 
1,77 
2,69 
4,15 
6,16 
8,04 
11,3 
15,9 
18,8 
24,2 
29,0 
38,6 
47,8 
63,5 
- 
38,6 
65,8 
204 
4,5 
5,6 
6,9 
8,4 
9,6 
11,4 
13,5 
15,2 
17,1 
18,8 
21,6 
24,1 
27,7 
15,4 
- 
- 
- 
1,5 
1,9 
2,3 
2,8 
3,2 
3,8 
4,5 
5,5 
6,3 
6,9 
8,0 
8,9 
10,2 
- 
- 
- 
- 
0,043 
0,065 
0,100 
0,148 
0,195 
0,276 
0,385 
0,471 
0,559 
0,728 
0,952 
1,186 
1,572 
0,755 
1,132 
1,313 
2,428 
33 
33,1 
32 
31,4 
29,6 
29,6 
29,1 
30,1 
30,2 
28,4 
28,6 
28,5 
27,6 
34,7 
26,3 
34,5 
54,6 
Còn có các loại dây khác nhƣ sau: 
ACK: Dây nhôm lõi thép chống ăn mòn,lõi thép đƣợc bọc hai lớp màng nhựa 
polyetylen. 
ACKC: Dây nhôm lõi thép chống ăn mòn, phủ mỡ trung tính chịu nhiệt phần thép. 
AKII: Dây nhôm chống ăn mòn, phủ mỡ cả phần nhôm và thép. 
ACKII: Dây nhôm lõi thép chống ăn mòn,dùng thay dây đồng. 
Trên đƣờng dây 220 ÷ 500 KV hay dùng các loại: 
ACKII 300/39, 330/43, 400/51, 500/64; 
ACY: Dây nhôm lõi thép tăng cƣờng phần thép FA/FC =1,46 ÷ 4,39; 
ACO: Dây nhôm lõi thép tăng cƣờng phần nhôm FA/FC =7,71 ÷8,04; 
ACSR: Dây nhôm lõi thép Tây Âu: 330/53, 410/53, 450/40, 490/65, 520/67, 
612/104; 
 10 
AACSR: Dây nhôm lõi thép Tây Âu, dây hợp kim nhôm có khả năng chịu kéo cao 
gấp hai lần dây nhôm. 
Dây chống sét dùng loại: 
- Dây thép vặn xoắn TK; 
- Dây nhôm lõi thép ACKII 70/72, 95/146; 
- Dây nhôm lõi thép Tây Âu A ... ện này cũng giống nhƣ một mạch điện tần số 
cao khép mạch qua đất và gây nhiễu đối với đƣờng dây thông tin. Để hạn chế ảnh hƣởng này 
ngƣời ta tìm cách hạn chế các sóng hài bậc cao trong điện áp của đƣờng dây điện một cách 
làm hiệu quả là thêm cuộn tam giác vào các máy biến áp điện lực, cuộn tam giác này triệt tiêu 
các sóng hài bậc cao. 
b. Điện áp cảm ứng nguy hiểm 
Trong chế độ bình thƣờng, nếu đƣờng dây thông tin đi cách đƣờng dây điện 110kV cỡ 
50m, điện áp cảm ứng tĩnh điện có thể đạt đến 200 – 300 V, cảm ứng điện từ khoảng 30 – 
40V. Điện áp này không gây nguy hiểm cho đƣờng dây thông tin. 
Khi thiết kế các đƣờng dây điện lực đi song song hay cắt đƣờng dây thông tin, phải 
thực hiện các biện pháp để đảm bảo không gây nhiễu dùng các van điện áp, khi có điện áp 
cao trên đƣờng dây thông tin thì điện áp này sẽ đƣợc tháo xuống đất. 
Hiện nay cáp quang đƣợc dùng để truyền thông tin, ảnh hƣởng của đƣờng dây điện lực 
không còn vấn đề nữa. 
Hình 4.15 
Ví dụ tính điện áp trên dây thông tin do ảnh hƣởng của đƣờng dây điện: 
Xét đƣờng dây trên hình 4.15 Cho biết U = 110 kV; ax = 40m; I = 150A; Khi ngắn 
mạch hai pha chạm đất IN = 2000A; d12 = d23 = 400cm; d31 = 800cm; m1 = 12m; r1 = 0,7cm 
 101 
(120 mm
2), hai đƣờng dây đi song song H = 20km. Đƣờng dây thông tin có: d45 = 30cm; mII = 
9m; rII = 0,2cm. 
Tính: 
5043 132312 dddd cm 
56' 3 2 drr I cm 
1039. III mmm m 
a14 = 440 cm; a24 = 4000cm; a34 = 3600 cm; 398634241414 aaaa cm 
a15 = 4430 cm; a25 = 4030cm; a35 = 3630 cm; 401834241415 aaaa cm 
a. Trạng thái vận hành bình thƣờng 
- Ảnh hƣởng tĩnh điện từ đƣờng dây ba pha sang đƣờng dây thông tin (theo công thức 
(4. 25a)). 
Hệ số ảnh hƣởng tĩnh điện đến dây 4 (khoảng cách, và a14 trong 
2
14a tính bằng m): 
004110,0
1590108.4
108.4
.
7,0
504
ln3986
504
4
4
.
ln
2
14
2
2
1
14
14 
am
m
r
d
a
d
K 
Hệ số ảnh hƣởng tĩnh điện đến dây 5 
004028,0
1615108.4
108.4
.
7,0
504
ln4018
504
4
4
.
ln
2
15
2
2
1
15
15 
am
m
r
d
a
d
K 
ảnh hƣởng chung: 
KI-II = K14 – K15 = 0,000082. 
Giả thiết rằng độ dài đƣờng dây thông tin trùng với độ dài hai đƣờng dây chạy song 
song thì điện thế cảm ứng trên từng dây, khi U vận hành bằng 120kV. 
 UTĐ4 = 285004100,0.
3
120000
.
3
14 K
U
V 
 UTĐ5 = 3,279004028,0.
3
120000
.
3
15 K
U
V 
 Giữa hai dây: 
UTĐ4-5 = 285 -179,3 = 5,7 V (giá trị này có thể tính theo KI - II) 
- Ảnh hƣởng điện từ: 
5
14
34
34
31
24
24
21
14
14
4
14 10.145,4lnlnlnlnlnln10.2
a
a
a
a
a
a
a
a
aM H/km 
 102 
5
15
35
34
35
25
24
25
15
14
4
15 10.472,3lnlnlnlnlnln10.2
a
a
a
a
a
a
a
a
aM H/km 
Hỗ cảm chung: MI-II = M14 – M15 = 0,673. 10
-5
 = 39,05 V. 
Điện thế do cảm ứng điện từ là: 
UĐT4 = . I. H. MI4 = 314. 150. 20. 4,145. 10
-5
 = 39,05V 
UĐT5 = . I. H. MI5 = 314. 150. 20. 3,472. 10
-5
 = 32,71V 
Giữa hai dây thông tin: 
UĐT4 -5 = 39,05 - 32,71 = 6,34V(giá trị này có thể tính theo MI - II) 
b. Trạng thái ngắn mạch 
- Ảnh hƣởng tĩnh điện: 
Theo (4.34b) đến dây 4: 
03340,0
2,56
2078
ln2
3986
2078
1ln
'
2
ln
2
1ln
2
2
14
4 
r
m
a
m
K I 
Cũng theo (4.34b) đến day 5 
03286,0
2,56
2078
ln2
4018
2078
1ln
'
2
ln
2
1ln
2
2
15
5 
r
m
a
m
K I 
U’TĐ4 = (120/ 3 )KI4 = 2317,5 kV 
U’TĐ5 = (120/ 3 )KI5 = 2280 kV 
Điện thế giữa hai dây thông tin: 
U’4 -5 = 37,5 V 
- Ảnh hƣởng điện từ: 
Ta có thể tính hỗ cảm theo đồ thị trên hình 4.14: 
Biết aI4 = 39,86, tra đƣờng cong đƣợc: 0,206  tính ra M = 0,206/314 = 6,56. 10
-4
 H/km. 
Biết aI4 = 40,18, tra đƣờng cong đƣợc: 0,202  tính ra M = 0,202/314 = 6,43. 10
-4
 H/km. 
U’ĐT4 = .I.H.MI4 = 314.150.20.6,56.10
-4
 = 8239V 
U’ĐT5 = .I.H.MI5 = 314.150.20.6,43.10
-4
 = 8076V 
hiệu điện thế giữa hai dây: 
U’ĐT4 -5 = 8239 – 8076 = 163 V 
 103 
Ta nhận thấy khi ngắn mạch chạm đất, điện thế cảm ứng trên dây thông tin đạt đến giá trị 
rất nguy hiểm. Còn trong trạng thái bình thƣờng điện áp cảm ứng chƣa đạt giá trị nguy hiểm 
(nếu lấy giới hạn nguy hiểm là 300V). 
 104 
CHƢƠNG 5 TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐƢỜNG DÂY 
Trình tự thiết kế đƣờng dây trên không gồm các bƣớc: 
1 - Chuẩn bị mặt bằng và mặt cắt của tuyến đƣờng dây 
2 - Lựa chọn sứ cách điện 
3 – Lựa chọn cột 
4 – Tính tải trọng lên đƣờng dây trong các trạng thái 
5 – Tính khoảng cột tính toán Itt và vẽ đƣờng căng dây mẫu Sablon 
6 – Chia cột: Căn cứ vào địa hình cho bởi mặt bằng và mặt cắt của tuyến đƣờng, xác định vị 
trí các cột, loại cột, móng và độ cao của chúng, sao cho bảo đảm khoảng cách yêu cầu tối 
thiểu đối với đất và các công trình dƣới đƣờng dây và các điều kiện an toàn khác. Sử dụng 
đƣờng cong mẫu đã lập trong mục 5 để tính. 
 Tính kiểm tra lại ứng suất, độ võng, độ lệch ngang của dây và chuỗi sứ, khoảng cách 
an toàn giữa các dây trong các điều kiện bão, nhiệt độ thấp nhất, quá điện áp và sự cố. 
 Nếu địa hình bằng phẳng thì dùng một độ cao của cột và khoảng cột tính toán ltt, nghĩa 
là các cột cách đều nhau ltt; nếu địa hình không bằng phẳng thì độ cao cột và khoảng cột sẽ 
tuỳ theo địa hình. 
7 – Chọn giải pháp chống sét và tính toán dây chống sét; 
8 – Tính toán các khoản vƣợt 
9 – Kiểm tra độ lệch chuỗi sứ 
10 – Tính tạ chống rung 
11 – Tính độ võng thi công. Tính độ võng trong các trạng thái thời tiết khi thi công để thi 
công. 
12 – Tính kiểm tra cột; Tính lực tác động lên các cột trong trạng thái bình thƣờng và sự cố. 
 105 
PHỤ LỤC 
Bảng 1.1. Dây thép 
F định mức (mm2) 
Tiết diện thực 
tế (mm2) 
Đƣờng kính 
(mm) 
Trọng lƣợng 
riêng (kg/km) 
Ứng suất phá 
hoại σgh 
(DaN/mm
2
) 
Dây ПC 
25 
35 
50 
70 
95 
24,6 
37,2 
49,8 
78,9 
94 
5,6 
7,8 
9,7 
11,5 
12,6 
194,3 
295,7 
396,0 
631,6 
754,8 
62 
62 
62 
62 
62 
Dây thép TK ПC 
34TK 
39TK 
43TK 
50TK 
60TK 
70TK 
33,82 
38,46 
43,30 
48,64 
60,01 
72,56 
7,6 
8,1 
8,6 
9,1 
10,0 
11,0 
0,291 
0,330 
0,373 
0,418 
0,515 
0,623 
Lực kéo đứt, 
DaN 
4255 
4840 
5465 
6120 
7560 
7830 
Bảng 1.2. Dây nhôm 
Tiết diện định mức 
Fđm(mm
2
) 
Tiết diện thực 
tế F (mm2) 
Đƣờng kính 
d (mm) 
Trọng lƣợng 
riêng (kg/km) 
Ứng suất phá 
hoại σgh 
(DaN/mm
2
) 
A16 
A25 
A35 
A50 
A70 
A95 
A120 
15,9 
24,9 
34,3 
49,5 
69,2 
92,3 
117,0 
5,1 
6,4 
7,5 
9,0 
10,7 
12,3 
14,0 
0,043 
0,068 
0,094 
0,135 
0,189 
0,252 
0,321 
17,2 
16,5 
16,4 
15,7 
14,6 
14,1 
16,8 
Bảng 1.3. Dây nhôm lõi thép 
Tiết diện định 
mức, mm2 
(nhôm/thép) 
Tỷ lệ 
FA/FC 
Tiết 
diện 
phần 
nhôm 
FA 
Tiết 
diện 
phần 
nhôm 
FC mm
2
Đƣờng 
kính 
dây,m
m 
Đƣờng 
kính lói 
thép, 
mm 
Trọng 
lƣợng 
riêng 
(kg/km
) 
Ứng suất phá 
hoại σgh 
(DaN/mm
2
) 
 106 
mm
2
AC10/1,8 
AC16/2,7 
AC25/4,2 
AC35/6,2 
AC50/8 
AC70/11 
AC95/16 
AC120/19 
AC150/24 
AC185/29 
AC240/39 
AC300/48 
AC400/64 
AC70/72 
AC300/39 
ACY300/66 
ACY300/204 
5,98 
5,99 
6,0 
6,0 
6,0 
6,0 
6,0 
6,28 
6,16 
6,24 
6,11 
6,17 
6,14 
0,972 
7,81 
3,39 
1,46 
10,6 
16,1 
24,9 
36,9 
48,2 
68,0 
95,4 
118,0 
149,0 
181,0 
236,0 
295,0 
390,0 
- 
301 
288 
298 
1,77 
2,69 
4,15 
6,16 
8,04 
11,3 
15,9 
18,8 
24,2 
29,0 
38,6 
47,8 
63,5 
- 
38,6 
65,8 
204 
4,5 
5,6 
6,9 
8,4 
9,6 
11,4 
13,5 
15,2 
17,1 
18,8 
21,6 
24,1 
27,7 
15,4 
- 
- 
- 
1,5 
1,9 
2,3 
2,8 
3,2 
3,8 
4,5 
5,5 
6,3 
6,9 
8,0 
8,9 
10,2 
- 
- 
- 
- 
0,043 
0,065 
0,100 
0,148 
0,195 
0,276 
0,385 
0,471 
0,559 
0,728 
0,952 
1,186 
1,572 
0,755 
1,132 
1,313 
2,428 
33 
33,1 
32 
31,4 
29,6 
29,6 
29,1 
30,1 
30,2 
28,4 
28,6 
28,5 
27,6 
34,7 
26,3 
34,5 
54,6 
Bảng 1.4. Sứ treo 
Loại sứ 
Kích thƣớc, mm Lực kéo 
phá hoại 
daN.10
3 
Hiều dài 
đƣờng dò 
điện, cm 
Trọng lƣợng, 
kG Cao Đƣờng 
kính 
ngoài 
Đƣờng 
kính ty 
sứ 
C-120A 146 260 16 12 34 5,41 
C-120Б 146 255 16 12 32 4,43 
CБ-120A 146 300 16 12 41 7,02 
C-70Д 127-146 255 16 7 30,3 3,49-3,56 
CГ-70A 127 270 16 7 41 5,2(CP) 
C-120 Б 170 280 20 16 36,8 7,8 
C-120B 140-170 280 20 16 37,0 6,58-6,43 
CГ-16 166 345 20 16 49,5 11 
U70BS(t.â) 127-146 255 16 7 32,0 3,5 
U70N-146/Z(F) 146 255 16,9 7 32 3,7 
U80N-146/Z(F) 146 280 16,9 8 44,5 5,3 
U120BL 170 255 16,9 12 33 - 
t.â: Tây Âu, F: Pháp, còn lại là của Nga 
Bảng 1. 5. Một số loại sứ đứng của Nga 
 107 
Loại sứ 
ШжБ 
Kích thƣớc, mm Lực kéo phá 
hoại, daN 
Trọng lƣợng, kG 
Cao Đƣờng kính 
Ш-6A 94 126 1400 0,97 
Ш-6Б 122 225 1400 3,20 
ШжБ-10 122 225 1400 3,20 
ШCC-10 110 150 1400 1,35 
Ш-35Б 285 310 1500 11,0 
ШжБ-35 285 310 1500 11,0 
Bảng 1.6. Quan hệ giữa điện áp, chiều dài khoảng vƣợt và loại cột 
Điện áp (kV) Cột 
Khoảng cột 
(m) 
Điện áp (kV) Cột 
Khoảng cột 
(m) 
6(10) Bê tông cốt 
thép 
80 ÷ 150 220 Bê tông 
Thép 
220 ÷ 300 
350 ÷ 450 
35 Bê tông 
Thép 
200 ÷ 260 
220 ÷ 270 
500 Bê tông 
Thép 
250 ÷ 300 
300 ÷ 450 
110 Bê tông 
Thép 
220 ÷ 270 
250 ÷ 350 
Bảng 1.7. 
Trạng thái 
Điều kiện tính toán 
Nhiệt độ (0C) 
Áp lực gió 
(daN) 
Tốc độ gió 
(m/s) 
1. Nhiệt độ không khí thấp nhất 5 0 0 
2. Trạng thái bão 25 qvmax vmax 
3. Nhiệt độ không khí trung bình 25 0 0 
4. Nhiệt độ không khí cao nhất 40 0 
5. Trạng thái quá điện áp khí quyển 20 0,1qvmax 
nhƣng ≥ 
6,25daN/mm
2 
v 0,3 vmax 
1. Khoảng cách dọc an toàn nhỏ nhất của dây dẫn với mặt đất: 
U – kV 
Khoảng cách, m 
Khu vực 
đông dân cƣ 
Khu vực 
ít dân cƣ 
Khu vực 
khó qua lại 
Khu vực 
ngƣời khó đến 
≤ 110 7 6 5 3 
220 8 7 6 4 
 108 
500 14 10 8 6 
2. Khoảng cách dọc an toàn nhỏ nhất của dây dẫn với mặt nƣớc: 
U, kV Cấp kỹ thuật đƣờng thuỷ 
 I II III IV V VI 
≤ 35 9,5 9,5 9,5 10,5 12,5 13,5 
66 ÷ 110 10 10 10 11 13 14 
220 11 11 11 12 14 15 
500 12 12 12 13 15 16 
Bảng 1.8. 
Chiều dài 
khoảng 
cột,m 
Khoảng cách nhỏ nhất từ chỗ giao chéo đến cột gần nhất của đƣờng dây trên 
không (ĐDK),m 
30 50 70 100 150 200 
ĐDK 500kV giao chéo nhau và giao chéo với đƣờng dây điện áp thấp hơn 
200 
300 
450 
5 
5 
5 
5 
5 
5,5 
5 
5,5 
6 
5,5 
6 
7 
- 
6,5 
7,5 
- 
7 
8 
ĐDK 220kV giao chéo với nhau và giao chéo đƣờng dây điện áp thấp hơn 
đến 200 
300 
450 
4 
4 
4 
4 
4 
4 
4 
5 
4 
4 
4,5 
4 
- 
5 
5,5 
- 
5,5 
7 
ĐDK 110-22kV giao chéo với nhau và giao chéo đƣờng dây điện áp thấp hơn 
đến 200 
300 
3 
3 
3 
3 
3 
4 
4 
4,5 
- 
5 
- 
- 
ĐDK 6-10kV giao chéo với nhau và giao chéo đƣờng dây điện áp thấp hơn 
đến 100 
150 
2 
2 
2 
2,5 
- 
2,5 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
Bảng 1.9. 
Chế độ tính toán 
Khoảng cách (m) theo điện áp của ĐDK (kV) 
10 22 35 66 110 220 500 
Chế độ bình thƣờng 2 3 3 3 3 4 5 
Khi đứt dây ở khoảng cột kề của 
ĐDK dùng cách điện treo 
1 1 1 1 1 2 3,5 
Bảng 1.10. 
Các trƣờng hợp giao chéo hay đi gần Khoảng cách nhỏ nhất theo điện áp 
 109 
(kV) 
≤ 22 35 ÷ 110 220 
1-Khoảng cách thẳng đứng đến mặt đƣờng 
a-Trong trạng thái bình thƣờng 
b-Khi đứt một dây dẫn ở khoảng cột kế (đối với dây 
nhỏ hơn 185mm2) 
7 
5 
7 
5 
8 
5,5 
2-Khoảng cách ngang: 
a-Từ chân cột đến lề đƣờng bằng chiều cao cột 
b- Nhƣ trên nhƣng ở đoạn tuyến hẹp từ bộ phận bất 
kỳ đến lề đƣờng: 
+ Khi giao chéo đƣờng ô tô cấp I, II 
+ Khi giao chéo đƣờng ô tô cấp khác 
+ Khi đi song song với đƣờng ô tô khoảng cách lấy 
từ dây ngoài cùng đề lề đƣờng lúc dây bị gió làm 
lệch nhiều nhất. 
5 
1,5 
2 
5 
2,5 
4 
5 
2,5 
6 
1.10a. Khoảng cách nhỏ nhất trong không khí từ dây dẫn đến các bộ phận của cột (cm) 
Điều kiện tính toán khi chọn cách 
điện 
Khoảng cách nhỏ nhất tại cột theo điện áp, kV 
Đến 
10 
22 35 110 220 500 
a- Quá điện áp khí quyển 
+ Cách điện đứng 
+ Cách điện treo 
b- Quá điện áp nội bộ 
c- Khi có U làm việc lớn nhất 
15 
20 
10 
25 
35 
15 
7 
35 
40 
30 
10 
100 
80 
25 
180 
160 
55 
320 
300 
115 
1.10b. Khoảng cách nhỏ nhất giữa các pha tại cột 
Điều kiện tính toán Khoảng cách nhỏ nhất tại cột theo điện áp, kV 
Đến 10 22 35 110 220 500 
a- Quá điện áp khí quyển 
b- Quá điện áp nội bộ 
c- Khi có U làm việc lớn nhất 
20 
22 
- 
45 
33 
15 
50 
44 
20 
135 
100 
145 
250 
200 
955 
400 
420 
200 
Bảng 1.11. 
Dây dẫn 
Tiết diện (mm2) 
Nhôm 
Nhôm lõi 
thép, hợp 
kim nhôm 
Thép Đồng 
1- Khoảng cột thông thƣờng 35 25 25 16 
 110 
2- Vƣợt sông, kênh có thuyền bè qua 
lại. 
3- Vƣợt công trình: 
 - Dây thông tin 
 - Ống dẫn nổi, cáp vận chuyển 
 - Đƣờng sắt 
70 
70 
70 
70 
35 
35 
35 
35 
95 
25 
Không 
cho phép 
25 
25 
25 
25 
Bảng 1.12. Thông số của dây, ứng suất cho phép - theo QPTBĐ 
Dây dẫn 
Hệ số 
dãn nở 
nhiệt . 
10
--
/
0
C 
Mô đun kéo daN/mm2 
(kG/mm
2
) 
Hệ số an toàn 
 at = /CP GH  
Đàn hồi 
E 
Không 
đàn hồi 
C 
Giới hạn 
D 
Khi bão 
và khi 
nhiệt độ 
thấp 
nhất 
Nhiệt độ 
trung 
bình 
năm 
+ A16. . . A35 
+ A50, A70 
+ A95 
+ ≥ A120 
23 
6300 
4900 
0,35 
0,40 
0,40 
0,45 
0,30 
0,30 
0,30 
0,30 
+ AC16, AC25 
+ AC35- AC95 và 
AC120 – A/C 
 = 6,11-6,25 
+ AC120 – A/C 
= 6,11-6,25 
 và AC150 trở lên 
19,2 
8250 
7180 
5640 
0,35 
0,40 
0,45 
0,25 
0,25 
0,25 
Dây hợp kim nhôm 
+ 16 – 25 
+ ≥ 120 
0,40 
45 
0,30 
0,30 
Dây thép các loại, C, 
TK 
12,0 20000 - - 0,5 0,30 
Bảng 1.14. Áp suất gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995 
Vùng áp lực gió I II III IV V 
Q0 (daN/m
2
) 56 95 125 155 185 
Bảng 1.15. Trị số của k theo loại địa hình 
Địa hình 
Độ cao (m) 
A B C 
 111 
10 
15 
20 
30 
40 
50 
60 
80 
100 
150 
200 
250 
300 
350 
≥400 
1,18 
1,24 
1,29 
1,37 
1,43 
1,47 
1,51 
1,57 
1,62 
1,72 
1,79 
1,84 
1,84 
1,84 
1,84 
1 
1,08 
1,13 
1,22 
1,28 
1,34 
1,38 
1,45 
1,51 
1,63 
1,71 
1,78 
1,84 
1,84 
1,84 
0,66 
0,74 
0,80 
0,89 
0,97 
1,03 
1,08 
1,18 
1,25 
1,40 
1,52 
1,62 
1,70 
1,78 
1,84 
Bảng 1.16. Áp lực gió qv (daN/m
2
) cho hệ thống điện 
Vùng gió 
Điện áp định mức (kV) 
đến 3 6 ÷ 330 500 
I 
II 
III 
IV 
V 
VI 
VII 
27 (21) 
35(24) 
45(27) 
55(30) 
70(33) 
85(37) 
100(40) 
40(25) 
40(25) 
50(29) 
65(32) 
80(36) 
100(40) 
125(45) 
55(30) 
55(30) 
55(30) 
80(36) 
80(36) 
100(40) 
125(45) 
Bảng 1.17. Ký hiệu 
Trạng thái 
Nhiệt độ 
0C 
Tỷ tải do 
trọng 
lƣợng 
daN/m. 
mm
2 
Tỷ tải do 
gió 
daN/m. 
mm
2 
Tỷ tải tổng 
hợp 
daN/m. 
mm
2
Ứng 
suất  
daN/m. 
mm
2
Ứng 
suất cho 
phép 
daN/m. 
mm
2
1-Nhiệt độ thấp 
nhất 
min G - Gmin = g min CP 
2- Bão B G gvB gB 
= 2 2vBg g 
B CP 
3-Nhiệt độ trung tb G - gtb = g tb CPtb 
 112 
bình năm 
4- Nóng nhất max G - gmax = g max - 
5-Quá điện áp 
khí quyển 
q G gvq gq 
= 2 2vqg g 
q - 
 113 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
 [1]. Trần Bách, Lưới điện và hệ thống điện tập 1,2,3, NXB Đại học Bách khoa Hà 
Nội, 2007 
[2]. Ngô Hồng Quang, 101 bài tập lưới điện-cung cấp điện – cơ khí đường dây, NXB 
Khoa học kỹ thuật, 2001 
[3]. Nguyễn Lân Tráng, Quy hoạch phát triển hệ thống điện, NXB Khoa học kỹ thuật, 
2007 
[4]. Nguyễn Lân Tráng- Đỗ Anh Tuấn, Giáo trình quy hoạch phát triển HTĐ, NXB 
Khoa học kỹ thuật, 2013