Bài giảng Vật liệu điện - Chương 12: Thực hiện cách điện cho đường dây tải điện trên không

S1S2
S6
S7
Chỉång 12 
THỈÛC HIÃÛN CẠCH ÂIÃÛN CHO ÂỈÅÌNG DÁY TAÍI ÂIÃÛN TRÃN KHÄNG 
I Khại niãûm chung 
1.1 Yãu cáưu chung cuía cạch âiãûn cuía âỉåìng dáy trãn khäng: 
-Phaíi chëu âỉåüc tạc dủng cuía âa säú cạc loải quạ âiãûn ạp näüi bäü 
- Âäúi våïi quạ âiãûn ạp khê quyãøn , phaíi giaíi quyãút sao cho håüp lyï vãư màût kinh tãú ké thuáût 
 + Âäúi våïi cáúp âiãûn ạp >110kV: choün theo âiãưu kiãûn quạ âiãûn ạp näüi bäü, kãút håüp våïi 
treo dáy chäúng sẹt trãn toaìn tuyãún âãø tàng khaí nàng chëu quạ ạp khê quyãøn cuía âỉåìng dáy 
 + Âäúi våïi cáúp âiãûn ạp <110kV: nãúu choün theo quạ ạp khê quyãøn thç ráút täún kẹm vãư kinh 
tãú . Nãn chè choün âãún mỉïc håüp lyï kãút håüp våïi cạc biãûn phạp giaím suáút càõt âỉåìng dáy: caíi 
thiãûn näúi âáút vaì cuäün dáûp häư quang 
1.2 Cạch âiãûn cuía âỉåìng dáy trãn khäng 
Cạch âiãûn cuía âỉåìng dáy trãn khäng gäưm cọ 2 pháưn: cạch âiãûn trong vaì cạch âiãûn ngoaìi 
Cạch âiãûn ngoaìi: bao gäưm mäüt loảt cạc khoaíng cạch khäng khê thuáưn tuyï giỉỵa dáy dáùn 
våïi nhau, giỉỵa dáy dáùn våïi âáút, cäüt, khoaíng cạch khäng khê men theo bãư màût cạch âiãûn 
ràõn duìng âãø treo hồûc âåỵ dáy dáùn. Cạch âiãûn anyì coìn tuyì thuäüc vaìo kãút cáúu cuía cäüt xaì. 
Cạch âiãûn trong: laì cạch âiãûn bãn trong cuía cạc thiãút bë 
Thỉûc hiãûn cạch âiãûn âỉåìng dáy trãn khäng laì xạc âënh cạc khoaíng cạch khäng khê vaì váût 
liãûu laìm cạch âiãûn laìm cạch âiãûn âåỵ, treo dáy. 
II. Cạch âiãûn ngoaìi: 
Cäüt thẹp hồûc bã täng cäút thẹp: 
 Cạch âiãûn bao gäưm: chuäùi sỉï, khoaíng ccạh khäng khê giỉỵa cạc pha, giỉỵa dáy dáùn vaì cäüt. 
 Phọng âiãûn xuyãn thuíng cọ thãø xaíy ra åí: khoaíng cạch khäng khê giỉỵa dáy dáùn vaì thán cäüt 
(S1), men theo bãư màût chuäùi sỉï, phọng âiãûn giỉỵa cạc pha våïi nhau.. Nãúu cọ dáy chäúng sẹt 
thç cọ khaí nàng phọng âiãûn giỉỵa dáy dáùn vaì dáy chäúng sẹt qua khoaíng cạch khäng khê. 
ÅÍ cäüt xaì gäù: 
Cạch âiãûn gäưm chuäùi cạch âiãûn, baín thán xaì vaì cäüt cuỵng laìm nhiãûm vủ cạch âiãûn. 
S4
S5 S9
Nãúu âỉåìng dáy cọ treo dáy chäúng sẹt: âỉåìng phọng âiãûn cọ thãø xaíy ra theo âỉåìng a-a' 
hồûc a-b 
Nãúu âỉåìng dáy khäng cọ treo dáy chäúng sẹt: Phọng âiãûn cọ thãø xaíy ra men theo bãư màût 
chuäùi sỉï cuía 2 pha vaì âoản xaì giỉỵa 2 chuäùi sỉï hồûc phọng xuyãn thuíng khoaíng cạch 
khäng khê tỉì chuäùi sỉï âãún thán cäüt vaì men theo thán cäüt xuäúng âáút. 
III. Cạc loải cạch âiãûn âỉåìng dáy: 
-Váût liãûu cạch âiãûn sỉí dủng chuí yãúu hiãûn nay: Sỉï ké thuáût âiãûn, thuyí tinh êt kiãưm, váût liãûu 
compsit ( nhỉûa epoxy cọ triãøn voüng nháút) chụng cọ âäü bãưn âiãûn cao, âäü bãưn nẹn cao, 
khäng giaì coỵi, chëu âỉåüc tạc dủng cuía mäi trỉåìng khê quyãøn. 
-Cạc phủ kiãûn kim loải laìm bàịng sàõt thẹp, gang. 
-Váût liãûu gàõn kãút phủ kiãûn kim loải våïi âiãûn mäi: xi màng, cạc cháút kãút dênh khạc...cọ âäü 
bãưn cå cao. 
Vãư màût cáúu tảo, cạch âiãûn âỉåìng dáy trãn khäng chia laìm 2 loải: Cạch âiãûn âåỵ vaì cạch 
âiãûn treo 
3.1 Cạch âiãûn âåỵ: 
S7
S7
S8 ab
a'
c
a
a'
b
D
HH 
D 
Dáy dáùn âỉåüc buäüc chàût vaìo âáưu hồûc nạch cạch âiãûn. Chán sàõt âỉåüc cáúu tảo sao cho trủc 
dáy dáùn vaì trủc chán nàịm trãn cuìng 1 màût phàĩng âãø trạnh mämen xồõn. Raỵnh trän äúc âãø 
vàûn vaìo chán sàõt phaíi laìm sáu vaìo thán cạch âiãûn âãø cho mämen uäún tạc dủng vaìo thán 
cạch âiãûn bẹ nháút. 
Khi mỉa, màût trãn cuía váût liãûu cạch âiãûn bë ỉåït chè coìn lải màût dỉåïi cuía lạ vaì raỵnh cạch 
âiãûn khä vaì chëu tạc dủng cuía toaìn bäü âiãûn ạp. Do âọ âỉåìng kênh D cuía thán cạch âiãûn 
thiãút kãú phaíi âuí låïn D≥ 1,3H. 
3.3.2 Cạch âiãûn treo: 
Cạch âiãûn treo âỉåüc duìng chuí yãúu cho âỉåìng dáy cọ âiãûn ạp 35kV tråí lãn. 
Ỉu âiãøm: cạch âiãûn luän chëu tạc dủng cuía lỉûc doüc trủc maì khäng chëu tạc dủng lỉûc uäún. 
Theo cáúu tảo vaì hçnh dạng âỉåüc chia laìm 2 loải: Kiãøu âéa vaì kiãøu thanh. 
 3.3.2.1 Cạch âiãûn kiãøu âéa: Váût liãûu chãú tảo bàịng sỉï hồûc thuyí tinh vaì cọ dảng nhỉ hçnh 
veỵ. 
Ỉu âiãøm: ÅÍ trảng thại laìm viãûc, muỵ vaì chäút chè chëu tạc dủng cuía lỉûc kẹo. Lỉûc naìy 
truyãưn qua låïp xi màng tảo thaình lỉûc nẹn tạc dủng lãn âáưu váût cạch âiãûn, do âọ sỉï vaì 
thuyí tinh chëu âỉûng ráút täút. 
Nhỉåüc âiãøm: Do gọc α tỉång âäúi låïn nãn kêch thỉåïc âáưu váût liãûu vaì muỵ gang låïn aính 
hỉåíng khäng täút âãún âàûc tênh âiãûn. 
-Våïi loải cọ âáưu hçnh trủ: Cọ kêch thỉåïc bẹ hån nhỉng qui trçnh chãú tảo phỉïc tảp do phaíi 
trạn men trãn bãư màût tải nhỉỵng vë trê nháút âënh. 
-Cạch âiãûn treo kiãøu âéa: duìng åí dảng bủi báøn cọ hçnh dảng phỉïc tảp hån, cọ chiãưu daìi roì 
âiãûn låïn hån. 
-Våïi váût liãûu cạch âiãûn laìm bàịng thuyí tinh cho kêch thỉåïc vaì troüng lỉåüng bẹ hån, âàûc tênh 
âiãûn tät hån.Ngoaìi ra, báút kç rản nỉït naìo cuỵng âãưu laìm våỵ thuyí tinh dãù phạt hiãûn ra pháưn 
tỉí bë hỉ hoíng. 
Ỉu âiãøm chung cuía cạch âiãûn treo kiãøu âéa: Khi cọ 1 pháưn tỉí bë phọng âiãûn do rản nỉït 
hồûc do âäü bãưn cå, do âọ caí chuäùi khäng bë phạ huyí êt dáùn âãún råi dáy chảm âáút. Màûc 
khạc chè cáưn thay thãú 1 pháưn tỉí hỉ hoíng. Tuy nhiãn, cuỵng cáưn phạt hiãûn këp thåìi vç nãúu cọ 
thãm mäüt vaìi pháưn tỉí bë xuyãn thuíng thç cọ thãø dáùn âãún phọng âiãûn ngay åí âiãûn ạp laìm 
viãûc nháút laì lục tråìi mỉa. 
3.3.2.2 Cạch âiãûn kiãøu thanh: (hçnh veỵ) 
Ỉu âiãøm: 
Tiãút kiãûm âỉåüc nhiãưu kim loải, troüng lỉåüng bẹ. 
Âàûc tênh âiãûn täút hån vaì bãư màût âỉåüc laìm sảch båỵi mỉa giọ. 
Nhỉåüc âiãøm: 
Khi bë hỉ hoíng phaíi thay thãú toaìn bäü vaì khi hỉ hoíng dãù råït dáy 
chảm âáút. 
Âäü bãưn cå khäng cao vaì cäng nghãû chãú tảo phỉïc tảp. 
Cạch âiãûn thanh thêch håüp cho vuìng bủi báøn. 
3.3.2.3 Chuäùi cạch âiãûn: 
- Dãù làõp ghẹp, linh hoảt, cọ khaí nàng chëu uäún khạ, taíi troüng cå trãn moỵi pháưn tỉí khi cọ 
giọ to hồûc âỉït dáy giaím nhẻ. 
- Âäü bãưn cå cuía chuäùi bàịng âäü bãưn cå cuía moỵi pháưn tỉí. 
- Âàûc tênh âiãûn cuía chuäùi khạc nhiãưu so våïi âàûc tênh âiãûn cuía moỵi 
pháưn tỉí. Phọng âiãûn cuía chuäùi cọ thãø phạt triãøn theo cạc âỉåìng 
sau: 
+Men theo bãư màût: xaíy ra khi mỉa åí chuäùi cạch âiãûn ngàõn. Chiãưu 
daìi phọng âiãûn L1=n.l1 våïi n laì säú âéa 
 +Mäüt pháưn men theo bãư màût vaì mäüt pháưn âi trong khäng 
khê. L2=n..l2 
+Theo âỉåìng AB xaíy ra khi bãư màût khä sảch, chiãưu daìi cuía 
âỉåìng phọng âiãûn L=n.H. Âiỗûn ạp phọng âiãûn trong trỉåìng håüp 
naìy laì låïn nháút. Âãø âảt âỉåüc giåïi hản phaíi tàng raỵnh åí màût dỉåïi vaì 
âåìng kênh D âãø Updỉ=Updk 
3.4 Sỉû phán bäú âiãûn ạp trãn chuäùi cạch âiãûn: 
Âiãûn ạp phọng âiãûn cuía chuäùi phủ thuäüc vaìo bãư màût cạch âiãûn vaì thåìi tiãút 
3.4.1 Khi bãư màût cạch âiãûn khä sảch: Phán bäú âiãûn ạp trãn chuäùi sỉï theo doìng âiãûn 
dung nhỉ så âäư hçnh veỵ: (hçnh veỵ) 
C: âiãûn dung cuía mäüt âéa 
Câ: âiãûn dung cuía âéa so våïi âáút. 
Cdd: âiãûn dung cuía âéa âäúi våïi dáy dáùn. 
Trong tênh toạn cạch âiãûn, giaí thuyãút cạc âiãûn dung 
naìy khäng däøi doüc theo chiãưu daìi chuäùi sỉï vaì âỉåüc 
thay thãú bàịng âiãûn dung âån vë chiãưu daìi 
 C’=C.H 
 C’â=Câ/H 
 C’dd=Cdd/H 
150 
75 
H 
u 
x 
U 
Câ Cdd 
C 
Tải mäüt âiãøm x cạch âiãøm näúi âáút cuía chuäùi, ạp vaì doìng âỉåüc biãøu diãùn båỵi cạc 
phỉång trçnh sau: 
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
−+=
=
ddxdx
x
xx
CjUUCjU
dx
di
Cj
i
dx
dU
'.).('..'
.
ωω
ω 
-> 3
.
2
.
1 .. kekekU
xx
x ++= −γγ 
Xạc âënh k1, k2, k3 tỉì cạc âiãưu kiãûn biãn: 
Khi x=0 thç Ux=0 
Khi x=l thç Ux=U 
⎪⎪
⎪⎪
⎩
⎪⎪
⎪⎪
⎨
⎧
+=
+
+−=
+
+=
−
ddd
dd
ddd
l
ddd
ddd
l
ddd
CC
CUk
lshCC
eCCUk
lshCC
eCCUk
.
).(
..
2
).(
..
2
3
2
1
γ
γ
γ
γ
 våïi 
C
CC
HC
CC dddddd +=+= .1
'
''γ 
Âiãûn ạp giạng trãn 1 pháưn tỉí (chiãưu daìi H) cạch âáưu näúi âáút 1 âoản bàịng x: 
[ ] [ ]⎭⎬
⎫
⎩⎨
⎧ −−−−−−++=−=∆ )()()(.. xlshHxlshlsh
CxshHxsh
lsh
C
CC
CUUUU ddd
ddd
dd
xx γγγγγγ
Ta âàt 
n
dddddd
HC
CC
HC
CC γγ .1.1
'
'' =+=+=
x=(k-1).H; x+H=k.H; l=n.H 
Trong âọ k laì âéa thỉï k tênh tỉì âáưu 
näúi âáút. 
[ ]
[ ]⎪⎪⎭
⎪⎪⎬
⎫
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
+−−−−
−−
+=−=∆
nn
n
dd
nn
n
d
ddd
xx
knshknsh
nsh
C
kshksh
nsh
C
CC
UUUU
γγγ
γγγ
).1().((
).(
).1().(
).(
.
Tỉì âảo haìm 02
2
=
dx
Ud x ta xạc 
âënh âỉåüc âéa thỉï k= )
.
.1ln(.
.2
1
.
.
n
n
n
ddd
n
ddd
n eCC
eCC
γ
γ
γ −+
++ 
U 
C
x 
Câ=0 
Cdd≠
Câ=0 
Cdd= 0
Cdd=0 
Câ≠ 0
1 
2 
3 
4 
5 
U
1
U
2
U
3
U
4
U
5
Cạc nguyãn nhán gáy sỉû phán bäú âiãûn ạp khäng âãưu laì do täưn tải cạc âiãûn dung Cd vaì Cdd 
Cd: laìm cho âiãûn ạp giạng trãn pháưn tỉí gáưn dáy dáùn cao nháút vaì giaím dáưn vãư phêa âáút. 
Cdd: Laìm cho âiãûn ạp gáưn xaì cao nháút vaì giaím dáưn vãư phêa dáy dáùn 
Do Cd>>Cdd nãn phán bäú âiãûn ạp nhỉ hçnh veỵ. 
Do sỉû phán bäú âiãûn ạp khäng âãưu trãn âéa cạch âiãûn, âéa gáưn dáy dáùn cọ thãø xuáút hiãûn 
váưng quang. Vç váy, våïi cáúp âiãûn ạp cao Uâm>110kV ngỉåìi ta tçm cạch tàng Cdd âãø caíi 
thiãûn sỉû phán bäú âiãûn ạp. Ngỉåìi ta duìng cạc biãûn phạp sau: 
Ghi chụ: cạc âai kim loải ngoaìi tạc dủng laìm cho sỉû phán bäú âiãûn ạp âãưu hån trãn chuäùi 
cạch âiãûn coìn cọ tạc dủng lại doìng häư quang ra xa bãư màût chuäùi cạch âiãûn, trạnh hỉ hoíng 
låïp men cạch âiãûn 
3.4.2 Khi bãư màût áøm ỉåït: 
Trong trỉåìng håüp naìy, phán bäú âiãûn ạp theo chiãưu daìi cuía chuäùi âãưu âàûn hån vç chuí yãúu 
laì theo âiãûn dáùn bãư màût cuía cạc pháưn tỉí. 
Uỉ = Eỉ.n.H 
n: laì säú âéa trong chuäùi 
 : Cỉåìng âäü phọng âiãûn ỉåït trung bçnh. 
H: Chiãưu cao cuía 1 âéa cạch âiãûn 
Våïi loải sỉï loải π -4,5; π -7; π -8,5; thç )cm/kV(15,2Eỉ ≈ 
 π M-4,5 thç )cm/kV(7,2Eỉ ≈ 
IV. Cạch choün säú lỉåüng âéa cạch âiãûn vaì cạc khoaíng cạch khäng khê nhoí nháút cho 
phẹp: 
4.1 Säú lỉåüng âéa: säú lỉåüng âéa phủ thuäüc vaìo cáúp âiãûn ạp, loải cạch âiãûn, vë trê chuäùi cạch 
âiãûn, váût liãûu laìm cäüt... 
-Säú lỉåüng âéa trong chuäùi phaíi âaím baío sao cho âiãûn ạp Uỉ>Uqanb ỉïng våïi hãû säú dỉû trỉí 
nháút âënh. 
 Uỉ= E ỉ.n.H qanbUk .1≥ våïi k1>1; 3
2.U
.kU.kU âmcpmaxphacpqanb == 
Trong tênh toạn cọ thãø láúy k1=1,1 
->Nhỉ váûy säú âéa ỉïng våïi cäüt thẹp hồûc bã täng cäút thẹp âỉåüc tênh 
H.E.3
2.U.k.1,1
H.E
U.1,1
n
ỉ
âmcp
ỉ
qanb =≥ 
Säú âéa trong thỉûc tãú âỉåüc laìm troìn lãn räưi cäüng 1 våïi cáúp âiãûn ạp 35÷ 220kV. Âäúi våïi cáúp 
âiãûn ạp låïn hån 330kV thç cäüng thãm 2. Âàûc biãût tải cạc cäüt nẹo, cäüt gọc, cäüt âáưu, cäüt 
cuäúi åí cáúp âiãûn ạp 35÷ 110kV phaíi cäüng thãm 1 âéa so våïi cäüt âåỵ. ÅÍ cáúp âiãûn ạp låïn hån 
150kV, säú lỉåüng âéa trong chuäùi låïn hån 9 âéa thç khäng cọ sỉû khạc biãût säú lỉåüng âéa åí 
cäüt âåỵ vaì cäüt nẹo. 
Âäúi våïi âỉåìng dáy cäüt xaì gäù tỉì 35÷220kV thç säú lỉåüng âéa cạch âiãûn êt hån 1 so våïi 
âỉåìng dáy cäüt sàõt. 
Eỉ:
Âäúi våïi âỉåìng dáy cäüt sàõt sỉí dủng sỉï loải π -4,5 åí cạc cáúp âiãûn ạp khạc nhau: 
Âiãûn ạp âënh mỉïc kV 35 110 220 
Âiãûn ạp laìm viãûc låïn nháút cho phẹp láu daìi(kV) 40,5 126 252 
Trë säú quạ âiãûn ạp näüi bäü tênh toạn (kV) 77 204 381 
Hãû säú bäüi cho phẹp kcp 3,5 3,0 3,0 
Trë quạ âiãûn ạp näüi bäü tênh toạn (kV) 110 256 475 
Säú lỉåüng âéa sỉï 3 7 13 
Âiãûn ạp xung phọng âiãûn bẹ nháút U0,5 kV 380 660 1140 
Khoaíng cạch khäng khê bẹ nháút (cm) cho phẹp 
tải cäüt 
45 115 210 
4.2 Khoaíng cạch khäng khê nhoí nháút cho phẹp: 
-Nãúu âỉåìng dáy âi qua vuìng cọ êt sẹt thç khoaíng cạch âọ âỉåüc choün theo âiãûn ạp phọng 
âiãûn ỉåït cuía chuäùi cạch âiãûn hồûc choün theo âiãưu kiãûn quạ âiãûn ạp näüi bäü. 
-Nãúu âỉåìng dáy âi qua vuìng cọ nhiãưu sẹt thç khoaíng cạch naìy cọ âäü låïn sao cho âäü bãưn 
xung nhoí nháút phaíi låïn hån U0,5 cuía chuäùi cạch âiãûn åí cỉûc tênh dỉång. 
Riãng âäúi våïi cạc âỉåìng dáy âi qua cạc vuìng bủi báøn thç phaíi thỉûc hiãûn cạc biãûn phạp sau 
âáy âãø tàng tàng âäü an toaìn cho âỉåìng dáy. 
 + Tàng mỉïc cạch âiãûn âỉåìng dáy bàịng cạch tàng säú âéa cạch âiãûn cuía chuäùi sỉï. 
 + Duìng cạc loải cạch âiãûn âàûc biãût cho cạc vuìng bủi báøn ( cọ chiãưu daìi roì âiãûn låïn hån so 
våïi loải váût liãûu cạch âiãûn thäng thỉåìng). 
 + Âënh kyì laìm sảch bãư màût cạch âiãûn.