Cấu tạo của cột điện cao thế gồm những bộ phận nào?

Cột điện cao thế là cấu kiện quan trọng trong hệ thống truyền tải điện, chịu trách nhiệm nâng đỡ và định vị các dây dẫn điện cao áp trên các tuyến đường truyền tải. Cột điện cao thế là một bộ phận thiết yếu trong hệ thống truyền tải điện, giữ vai trò nâng đỡ và định vị các dây dẫn điện cao áp trên các tuyến đường truyền tải. Với nhiệm vụ chịu lực lớn và tiếp xúc trực tiếp với môi trường khắc nghiệt bên ngoài, cột điện cao thế cần được thiết kế với cấu tạo chắc chắn, bền vững và phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt. Hiểu rõ về cấu tạo của cột điện cao thế giúp nâng cao hiệu quả vận hành và đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống lưới điện. Cùng Cáp điện VN tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

Hệ thống cột điện cao thế tại Việt Nam

Đường dây tải điện cao áp và siêu cao áp (EHV) có vai trò kết nối các nhà máy điện với các phụ tải, đồng thời hình thành nên mạng lưới điện quốc gia. Hệ thống này bao gồm các đường dây với các mức điện áp 500 kV, 345 kV, 230 kV và 115 kV.

Đường dây Bắc Nam 500kV với chiều dài khoảng 1.500 km là trục truyền tải chính, phủ sóng khắp cả nước. Ở Trung Quốc hiện có đường dây tải điện áp cao nhất lên đến 1.100 kV với chiều dài hơn 3.000 km, hoạt động truyền tải điện một chiều và được công nhận là đường dây điện HVDC dài nhất thế giới.

Tháp truyền tải, hay còn gọi là cột điện cao thế, giữ nhiệm vụ cố định các đường dây cao áp trên không từ các trạm phát điện đến các trạm biến áp nguồn, rồi đến trạm biến áp phân phối gần khu dân cư. Kích thước, hình dạng và độ bền cơ học của cột điện phụ thuộc vào lực và ứng suất mà chúng phải chịu đựng. Cột điện không dẫn điện trừ khi có sét đánh vào dây nối đất được lắp chạy dọc đỉnh cột. Dây này được thiết kế nhằm bảo vệ các dây dẫn chính bằng cách chuyển phóng điện sét an toàn xuống đất qua cột điện.

Về kết cấu đường truyền tải điện cao thế 3 pha, thường có hai loại chủ yếu là truyền tải mạch đơn và mạch kép.

Với truyền tải mạch đơn, có ba đường dây điện tương ứng ba pha R, Y và B riêng biệt. Trong khi đó, truyền tải mạch kép gồm tổng cộng 6 dây dẫn, tạo thành hai mạch độc lập đối xứng qua cột. Mỗi mạch mang ba pha giống như mạch đơn. Các dây trong mạch kép thường được cấu tạo từ nhiều dây nhỏ hơn bó lại thành bó dây (bundled conductors), được giữ cách nhau bằng các miếng đệm (spacers). Điện áp truyền tải phụ thuộc số lượng dây trong bó: bó 2 dây thường dùng cho 220 kV, bó 4 dây thường dùng cho 400 kV. Kiểu bó dây cũng có thể áp dụng trong truyền tải mạch đơn.

Đường truyền mạch kép cho phép truyền tải công suất lớn hơn trên cùng một đoạn tuyến truyền dẫn so với mạch đơn. Tuy nhiên, do số lượng dây dẫn nhiều hơn, hiện tượng điện cảm giữa các dây có thể xảy ra. Vì vậy, khoảng cách giữa các dây, giữa các bó dây cũng như giữa hai mạch phải được thiết kế và tính toán kỹ lưỡng để hạn chế tối đa ảnh hưởng này.

Cấu tạo của cột điện cao thế

Cột điện cao thế hay cột điện cao áp là cấu trúc chịu lực dùng để treo và định vị các dây dẫn điện cao áp trên các tuyến đường truyền tải điện. Cấu tạo cột điện cao thế bao gồm các thành phần chính sau:

Phần thân cột:

• Thường làm bằng bê tông ly tâm dự ứng lực hoặc thép, cột bê tông có độ bền cao, chống chịu thời tiết tốt.
• Chiều cao trung bình từ 18 mét trở lên, phù hợp với điện áp cao từ 110 kV trở lên.

Bộ phận đỡ dây dẫn:

• Bộ cách điện (chuỗi sứ cách điện) dùng để giữ dây dẫn không tiếp xúc với thân cột, tránh phóng điện.
• Giá đỡ, tay chống, các thanh giằng bằng thép để giữ cấu hình dây dẫn theo yêu cầu.

Phần đế cột:

• Là phần tiếp xúc với mặt đất, thiết kế chắc chắn chịu lực toàn bộ của cột và các tác động môi trường.

Hệ thống dây nối đất:

• Dây nối đất chạy dọc đỉnh cột để an toàn khi có sét đánh.

Các phụ kiện đi kèm:

• Bu lông, ốc vít, miếng kê, đệm cao su, và các thiết bị nâng đỡ khác.

Tùy theo chức năng và yêu cầu của tuyến truyền tải điện, cột điện cao thế có thể là kiểu tháp mạch đơn, mạch kép, hoặc các dạng khác như cột dây đỡ hoặc cột ống thép với hình dáng và kích thước khác nhau để phù hợp với địa hình, tải trọng và điều kiện môi trường.

Cột điện cao thế có vai trò chủ chốt trong việc đảm bảo an toàn, ổn định và vận hành hiệu quả hệ thống truyền tải điện quốc gia.

Hình ảnh cột điện cao thế

Dưới đây là một số hình ảnh cột điện cao thế của nước ta hiện nay:

Cấu tạo của cột điện cao thế bao gồm các thành phần chính như thân cột, bộ phận đỡ dây dẫn, đế cột, hệ thống dây nối đất và các phụ kiện đi kèm, mỗi bộ phận đều có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ bền cơ học và an toàn điện. Việc thiết kế và lựa chọn vật liệu phù hợp cho từng phần giúp cột điện chịu lực tốt, chống chịu thời tiết hiệu quả và duy trì ổn định lâu dài trong quá trình truyền tải điện năng. Nhờ đó, cột điện cao thế góp phần quan trọng vào sự vận hành ổn định và tin cậy của hệ thống truyền tải điện quốc gia.