Cột điện và cánh tay đòn (crossarm) được sản xuất từ Polymer gia cố sợi (FRP), còn được gọi là vật liệu tổng hợp composite, ngày nay được nhiều điện lực chấp nhận sử dụng cho phân phối và truyền tải.
Cột composite đầu tiên được sử dụng vào những năm 1960 cho mạng lưới phân phối điện áp thấp. Những cột điện này có tuổi thọ khoảng 45 năm và sau đó được dỡ bỏ do sự xuống cấp liên quan tới tia cột tím (UV). Vật liệu và cấu tạo đã được cải thiện đáng kể trong những năm gần đây, thêm chất phụ gia để bảo vệ khỏi tia cột tím, và một số nhà sản xuất hiện đang yêu cầu tuổi thọ từ 60 đến 80 năm.
Cột được sản xuất từ vật liệu composite không được phổ biến rộng rãi cho các mạng lưới có điện áp cao (trên 230kV). Một số lý do vì điều này có thể là do độ võng lớn hơn so với cột thép và bê tông, và cũng do thiếu kiến thức về cách vật liệu này hoạt động ở điện trường cao.
Tại sao là Composite?
Kết cấu composite nhẹ hơn gỗ và cột thép, dễ vận chuyển và lắp đặt có thể làm cho chúng trở nên lý tưởng cho nỗ lực phục hồi sau thời tiết cột đoan.
Các ưu điểm khác của vật liệu tổng hợp so với vật liệu truyền thống bao gồm khả năng chống ăn mòn, không bị ăn mòn hóa chất, không thấm phân hủy sinh học, chống lại sự tấn công của động vật (chim gõ kiến), và vật liệu này ít bảo trì, các nhà sản xuất khẳng định chúng có tuổi thọ dao động từ 60 đến 80 năm.
Các cột module được sản xuất bằng quy trình quấn dây trong đó nhiều lớp polymer tẩm sợi thủy tinh được quấn quanh một trục gá hình côn, sau đó được đặt trong lò để đóng rắn.
Các cột liền khối, cũng như các cánh tay đòn, được sản xuất theo quy trình ép đùn.
Những thách thức trong ngành
Các rào cản đối với việc tăng cường sử dụng vật liệu này chủ yếu là cơ chế lão hóa hoặc suy thoái chưa rõ nguyên nhân, thiếu tiêu chuẩn hóa sản phẩm, thiếu hướng dẫn kiểm tra / thực hành đánh giá và thiếu kinh nghiệm thực địa với vật liệu, đặc biệt ở điện áp 230kV trở lên.
Không giống như thép hoặc bê tông, không có tiêu chuẩn nào xác định cách sản phẩm này được sản xuất.
Hiểu các phương thức hư hỏng, tỷ lệ xuống cấp, và các yếu tố môi trường bắt đầu suy thoái sẽ là công cụ để áp dụng công nghệ này. Thử nghiệm mở rộng là cần thiết để tăng cường sự hiểu biết về các thuộc tính vật liệu và cách chúng thay đổi thời gian.
EPRI đang làm gì?
Cần nâng cao kiến thức về cột điện composite cuối cùng đưa đến việc phát triển một phác đồ nghiên cứu trong nhiều năm do EPRI thực hiện. Mục tiêu là giúp các công ty điện lực có được kiến thức sâu rộng hơn về các đặc tính của vật liệu composite này, làm thế nào mà chúng có thể được áp dụng và sự khác biệt giữa các sản phẩm từ các nhà sản xuất khác nhau.
Bạn tham khảo: Cột điện chữ “T”.
Các phương pháp hay nhất để lựa chọn, đặc tả, thiết kế, lắp đặt, kiểm tra / đánh giá và tân trang đang được phát triển:
- Thử nghiệm cơ học sẽ xác định những thay đổi về đặc tính do lão hóa – các cột mới và cũ được thử nghiệm cho đến khi hỏng và kết quả so sánh để xác định hiệu suất theo thời gian;
- Ảnh hưởng của nhiệt độ – tính chất của composite bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Thử nghiệm ở nhiệt độ từ -40°C đến 60°C;
- Ảnh hưởng của việc tiếp xúc với cháy rừng mô phỏng đối với đặc tính cơ học – các mẫu từ các cột composite đã được chịu nhiệt độ và thời gian ngọn lửa tương đương với các thử nghiệm tiếp xúc với cháy rừng;
- Tính nhạy cảm với điện;
- Sự ảnh hưởng của phóng điện dài hạn – các mẫu phải chịu phóng điện hào quang trong 12 tháng ngoài không khí khô và 12 tháng trong không khi ẩm;
- Ảnh hưởng của chớp hồ quang đến tính toàn vẹn của cột.
- Các khuyến nghị về bảo trì và kiểm tra – đánh giá về khuyến nghị của nhà sản xuất cũng như quy trình bảo dưỡng và kiểm tra cột của công ty điện lực.
Tổng kết
Có cơ hội rất lớn trong việc cải thiện khả năng phục hồi của các đường dây trên không và giảm chi phí bằng cách sử dụng cột điện composite. Cột và cánh tay đòn được sản xuất từ vật liệu này có thể mang lại nhiều lợi ích hơn so với các thành phần được sản xuất từ vật liệu truyền thống.