Cấu hình tháp& Composite Cross-Arms
Một tháp mạch đôi điển hình thuộc loại được sử dụng ở Vương quốc Anh và các nơi khác được minh họa trong Hình 1. Ở đây, chiều cao tháp được xác định một cách hiệu quả bởi các yếu tố như khoảng cách mặt đất theo quy định, độ võng của dây dẫn, chiều dài cách điện, khoảng cách giữa dây dẫn với dây dẫn, yêu cầu về độ hở của dây dẫn đến tháp và che chắn sét. Tùy thuộc vào điện áp hệ thống, chiều dài nhịp, dây dẫn và môi trường dịch vụ, một số yếu tố này trở nên quan trọng hơn những yếu tố khác. Ngoài ra, các điều kiện xả khí có thể xảy ra (tức là khi cụm cách điện vi phạm khe hở không khí cần thiết từ tháp) góp phần xác định chiều rộng tháp và cả khi thực hiện các tính toán từ dây dẫn đến tháp.
Trong số những lợi ích chính của tay ngang composite là khả năng lắc cách điện trong điều kiện gió được giảm đến mức tối thiểu và thay vào đó được xác định bởi các cụm kẹp kim loại. Cũng không có yêu cầu về chiều cao tháp bổ sung để phù hợp với chiều dài của chính dây cách điện. Do đó, sử dụng tay ngang cách điện composite có thể nâng cao hiệu quả chiều cao của dây dẫn bằng cùng khoảng cách này, tức là khoảng 4 m trong trường hợp đường dây 400 kV. Về cơ bản, một giải pháp như vậy có thể:
1. giải quyết các vướng mắc về giải phóng mặt bằng trên các tuyến hiện có;
2. cho phép độ võng lớn hơn trên các dây dẫn hiện có hoặc mới, rất quan trọng để cải thiện khả năng truyền tải điện vì nó cho phép dây dẫn chạy ở nhiệt độ danh định cao nhất trong khi vẫn không vi phạm khoảng cách mặt đất;
3. tạo thuận lợi cho việc nâng cấp điện áp do cải thiện khoảng cách từ các tháp, đặc biệt là khi giảm thiểu rủi ro xả điện;
4. cho phép các tháp nhỏ gọn hơn với nền móng nhỏ hơn và do đó giảm chi phí (xem Hình 3).
Yêu cầu cơ học
Trong hoạt động bình thường, các phần tử cao hơn của một cánh tay đòn ngang ở trạng thái căng và các phần tử thấp hơn chịu nén (như trong Hình 4). Các chuyên gia cũng đã lưu ý rằng giới hạn cơ bản đối với ứng dụng của một cánh tay đòn ngang như vậy là độ bền nén của bộ phận dưới của nó. Nếu vượt quá giới hạn này, tay chéo sẽ bị khóa. Thông thường, tình huống hạn chế và khắc nghiệt nhất đối với thiết kế là trong điều kiện dây bị đứt, trong trường hợp này, ứng suất không đối xứng cao xảy ra ở tay chéo. Điều này ít có vấn đề hơn đối với những cánh tay ngang được thiết kế để có thể xoay sang một bên, như đã thấy trên các đường dây nhỏ gọn được hỗ trợ bởi các cột thép. Do đó, cánh tay cách điện composite đã trở nên phổ biến cho các ứng dụng như vậy. Tuy nhiên, ngay cả trong trường hợp này, chất cách điện có thể cần được 'tăng gấp đôi' để cung cấp đủ cường độ nén (như trong Hình 5). Điều này là do các chất cách điện composite truyền thống không thể cung cấp đủ cường độ nén vì đường kính của chúng sẽ phải tăng đến mức chúng trở nên quá nặng hoặc quá tốn kém để sản xuất. Trong trường hợp địa hình dốc, phi nước đại hoặc băng tuyết, các trường hợp mà cánh tay chéo tiếp xúc với lực nâng cũng phải được xem xét trong thiết kế đường dây điện.
