Hoa Kỳ vận hành mạng lưới cực truyền tải và phân phối lớn nhất thế giới. Ước tínhhơn 180 triệucác cột điện rải rác khắp cảnh quan nước Mỹ. Cột gỗ trong lịch sử đã thống trị hàng tồn kho này. Tuy nhiên, tuổi thọ trung bình của cột gỗ chỉ30 đến 40 năm—có nghĩa là phần lớn các cột điện được lắp đặt trong thời kỳ bùng nổ mở rộng lưới điện từ những năm 1940 đến những năm 1970 hiện nay đã hết tuổi thọ.
Nước Mỹ thay thế một số lượng đáng kể các cột điện mỗi năm, một phần đáng kể trong số đó đang được thay thế bằng thép. Từ New England đến vùng Trung Tây, từ Oklahoma đến California, các công ty điện lực đang đẩy nhanh quá trình chuyển đổi từ gỗ sang thép.
Sau đây là các dự án tiêu biểu được triển khai hoặc đang tiến hành trong giai đoạn 2024–2025:
Dự án xây dựng lại đường dây truyền tải 138 kV AEP Lawton Eastside (Oklahoma)
Dự án này liên quan đến việc loại bỏ318cấu trúc truyền động khung chữ H bằng gỗ cao 70 feet hiện có và thay thế chúng bằng318các cột thép đơn mới, cùng với việc nâng cấp dây điện để cải thiện độ tin cậy về điện cho khách hàng trong khu vực. Các cột thép mới dài khoảng85 feetcao.
Dự án xây dựng lại đường dây truyền tải 69 kV AEP Buckrun Switch
Đang xóa106cột gỗ cao 45 feet hiện có và thay thế chúng bằng105cột thép đơn mới.
Xây dựng lại đường dây truyền tải 22 dặm của Central Maine Power (CMP) ở Quận Kennebec (Maine)
Dòng đang được nâng cấp làhơn 100 tuổi, ban đầu được xây dựng bằng các loại cột gỗ tiêu chuẩn cho những năm 1920. CMP đang đưa dòng sản phẩm này đạt tiêu chuẩn hiện đại của thế kỷ 21 bằng cách lắp đặtcột thép chắc chắn hơnvà dây cây che phủ. Dự án sẽ được hưởng lợihơn 7.000khách hàng CMP.
Nâng cấp đường dây truyền tải khu vực CMP Sanford (Maine)
Thay toàn bộ cột gỗ bằng cột thép chắc chắn hơn dọc theo đường1,4 dặmdòng, phục vụhơn 3.600khách hàng.
Dự án tăng cường và phục hồi lưới điện AECC (Arkansas)
Thay thế khoảng404cột gỗ cổ điển với cột thép chịu được thời tiết.
Dự án Cơ sở hạ tầng quan trọng của Ban Nhà máy Điện Princeton
Thay thế61cột phân phối điện bằng gỗ hiện có với cột thép.
Dự án Beaver Creek của Portland General Electric (PGE) (Oregon)
Thay thếhơn 760cột gỗ với cột kim loại và quấn lại45 dặmđường dây điện, dự kiến hoàn thành vào cuối năm 2026.
Thay thế dây dẫn và cực truyền động của Thành phố Thung lũng (Bắc Dakota)
Thay thế1,9 dặmcủa các cấu trúc truyền dẫn (38cột gỗ) bằng cột thép tròn và nâng cấp đường dây 69 kV lên 115 kV.
1. Sự xuống cấp vật lý của cột gỗ
Việc kiểm tra thường xuyên đã xác định được nhiều mối lo ngại về cấu trúc bao gồmCấu trúc gỗ bị mục nát, đầu cột bị thối và nứt. Thiệt hại do chim gõ kiến và sự phân hủy sinh học càng đẩy nhanh sự phá hủy cấu trúc.
2. Không đủ khả năng chống chọi với thời tiết khắc nghiệt
Cột thép có khả năng đàn hồi tốt hơn và ít bị ảnh hưởng bởi các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt. CMP lưu ý rằng các cột và kết cấu thép mới “được thiết kế theo thông số kỹ thuật hiện đại nhằm cải thiện độ tin cậy của lưới điện”. Dự án Oregon của PGE nhắm mục tiêu rõ rànggiảm nguy cơ cháy rừngbằng cách thay thế cột gỗ bằngcột kim loại chống cháy.
3. Lợi thế về chi phí vòng đời
Cột gỗ có chi phí mua sắm ban đầu thấp hơn nhưng cần phải thay thế mỗi lần30–40 năm. Cột thép có tuổi thọ sử dụng điển hình là60–80 năm, giảm số chu kỳ thay thế từ2–3 ăn 1trong khoảng thời gian 80 năm và giảm đáng kể tổng chi phí sở hữu.
4. Tăng công suất và giải phóng mặt bằng
Các cột thép mới thường đượccao hơn cột gỗ ban đầu: Dự án của AEP tăng chiều cao từ 70 lên 85 feet; Trung bình, các kết cấu thép mới của CMPcao hơn năm feet;Trong dự án Duke Energy, các cột thép mới cao hơn cấu trúc ban đầu từ 2,5 đến 7 feet.Cột cao hơn cho phépdây dẫn lớn hơnmang được nhiều điện hơn, giảm bớt những hạn chế về công suất trong tương lai.
1. Loại cực và tiêu chuẩn thiết kế
Nên sử dụng cột thép nhúng trực tiếphình ống thonthiết kế, phù hợp vớiASCE/SEI 48-19, Thiết kế kết cấu cột truyền tải bằng thép. Tiêu chuẩn này cung cấp cơ sở thống nhất cho việc thiết kế, chi tiết, chế tạo, thử nghiệm, lắp ráp và lắp dựng các kết cấu thép dạng ống đơn và đa cực tạo hình nguội..
2. Lớp vật liệu
ASTM Gr50 (cường độ năng suất tối thiểu 345 MPa) hoặc Gr65 (cường độ năng suất tối thiểu 448 MPa)thép cường độ cao được khuyến khích. Đối với các dự án cấp điện áp 69 kV đến 230 kV, Gr65 cung cấp công suất mômen cao hơn ở cùng độ dày thành.
3. Yêu cầu về độ dày của tường (Bắt buộc RUS Bulletin 1724E-224)
Thành viên chính: ≥3/16 inch (4,76 mm)
Các thành viên khác: ≥1/8 inch (3,18 mm)
Độ dày thành đối đầu của các cột nhúng trực tiếp phải được xác định dựa trên mômen nối đất được tính toán từ các tổ hợp tải trọng NESC.
4. Bảo vệ chống ăn mòn mạ kẽm (ASTM A123)
Phần nhúng phải đối mặt với những thách thức kép từăn mòn đấtVàxâm nhập muối. Độ dày lớp phủ khuyến nghị:
Môi trường nội địa:65μm–85μm(Lớp 65–85)
Môi trường ven biển/có độ ăn mòn cao:86μm–100μm(Lớp 100)
Đối với phần được nhúng,lớp phủ bitum hoặc lớp bảo vệ ống co nhiệttrên lớp mạ kẽm được khuyến khích.
5. Độ sâu nhúng và thiết kế nền móng
Độ sâu nhúng phụ thuộc vào chiều cao cột, tải trọng và loại đất. Phần được nhúng sẽ mở rộngbên dưới đường sương giáhoặc nên sử dụng vật liệu lấp không chịu được sương giá. Độ sâu nhúng điển hình là10%–15%chiều cao cột (ví dụ: 8,5–12,75 ft cho cột 85 ft).
Trong bối cảnh nâng cấp cơ sở hạ tầng lưới điện đã cũ trên quy mô lớn của Hoa Kỳ, các cột thép mạ kẽm nhúng trực tiếp đang nổi lên như một giải pháp ưa thích cho các chương trình thay thế cột gỗ - được thúc đẩy bởiTuổi thọ sử dụng 60–80 năm,khả năng chống chịu thời tiết khắc nghiệt,đặc tính chống cháy, Vàlợi thế về chi phí vòng đời. Từ việc xây dựng lại cấu trúc 318 của AEP ở Oklahomatới quá trình hiện đại hóa dây chuyền hàng thế kỷ của CMP ở Maine, các tiện ích trên toàn quốc đang đẩy nhanh quá trình chuyển đổi vật chất này.
Đối với các nhà cung cấp có kế hoạch tham gia đấu thầu cột thép truyền tải và phân phối của Hoa Kỳ, phải nêu rõ“Tuân thủ ASCE/SEI 48-19”,“Mạ kẽm tiêu chuẩn ASTM A123 cấp 100 (100μm)”,“Tuân thủ độ dày tường của RUS Bulletin 1724E-224”, và bảo vệ chống ăn mòn bổ sung cho các phần nhúng trong đề xuất kỹ thuật là nền tảng kỹ thuật để thâm nhập thị trường đang phát triển nhanh chóng này.
Hoa Kỳ vận hành mạng lưới cực truyền tải và phân phối lớn nhất thế giới. Ước tínhhơn 180 triệucác cột điện rải rác khắp cảnh quan nước Mỹ. Cột gỗ trong lịch sử đã thống trị hàng tồn kho này. Tuy nhiên, tuổi thọ trung bình của cột gỗ chỉ30 đến 40 năm—có nghĩa là phần lớn các cột điện được lắp đặt trong thời kỳ bùng nổ mở rộng lưới điện từ những năm 1940 đến những năm 1970 hiện nay đã hết tuổi thọ.
Nước Mỹ thay thế một số lượng đáng kể các cột điện mỗi năm, một phần đáng kể trong số đó đang được thay thế bằng thép. Từ New England đến vùng Trung Tây, từ Oklahoma đến California, các công ty điện lực đang đẩy nhanh quá trình chuyển đổi từ gỗ sang thép.
Sau đây là các dự án tiêu biểu được triển khai hoặc đang tiến hành trong giai đoạn 2024–2025:
Dự án xây dựng lại đường dây truyền tải 138 kV AEP Lawton Eastside (Oklahoma)
Dự án này liên quan đến việc loại bỏ318cấu trúc truyền động khung chữ H bằng gỗ cao 70 feet hiện có và thay thế chúng bằng318các cột thép đơn mới, cùng với việc nâng cấp dây điện để cải thiện độ tin cậy về điện cho khách hàng trong khu vực. Các cột thép mới dài khoảng85 feetcao.
Dự án xây dựng lại đường dây truyền tải 69 kV AEP Buckrun Switch
Đang xóa106cột gỗ cao 45 feet hiện có và thay thế chúng bằng105cột thép đơn mới.
Xây dựng lại đường dây truyền tải 22 dặm của Central Maine Power (CMP) ở Quận Kennebec (Maine)
Dòng đang được nâng cấp làhơn 100 tuổi, ban đầu được xây dựng bằng các loại cột gỗ tiêu chuẩn cho những năm 1920. CMP đang đưa dòng sản phẩm này đạt tiêu chuẩn hiện đại của thế kỷ 21 bằng cách lắp đặtcột thép chắc chắn hơnvà dây cây che phủ. Dự án sẽ được hưởng lợihơn 7.000khách hàng CMP.
Nâng cấp đường dây truyền tải khu vực CMP Sanford (Maine)
Thay toàn bộ cột gỗ bằng cột thép chắc chắn hơn dọc theo đường1,4 dặmdòng, phục vụhơn 3.600khách hàng.
Dự án tăng cường và phục hồi lưới điện AECC (Arkansas)
Thay thế khoảng404cột gỗ cổ điển với cột thép chịu được thời tiết.
Dự án Cơ sở hạ tầng quan trọng của Ban Nhà máy Điện Princeton
Thay thế61cột phân phối điện bằng gỗ hiện có với cột thép.
Dự án Beaver Creek của Portland General Electric (PGE) (Oregon)
Thay thếhơn 760cột gỗ với cột kim loại và quấn lại45 dặmđường dây điện, dự kiến hoàn thành vào cuối năm 2026.
Thay thế dây dẫn và cực truyền động của Thành phố Thung lũng (Bắc Dakota)
Thay thế1,9 dặmcủa các cấu trúc truyền dẫn (38cột gỗ) bằng cột thép tròn và nâng cấp đường dây 69 kV lên 115 kV.
1. Sự xuống cấp vật lý của cột gỗ
Việc kiểm tra thường xuyên đã xác định được nhiều mối lo ngại về cấu trúc bao gồmCấu trúc gỗ bị mục nát, đầu cột bị thối và nứt. Thiệt hại do chim gõ kiến và sự phân hủy sinh học càng đẩy nhanh sự phá hủy cấu trúc.
2. Không đủ khả năng chống chọi với thời tiết khắc nghiệt
Cột thép có khả năng đàn hồi tốt hơn và ít bị ảnh hưởng bởi các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt. CMP lưu ý rằng các cột và kết cấu thép mới “được thiết kế theo thông số kỹ thuật hiện đại nhằm cải thiện độ tin cậy của lưới điện”. Dự án Oregon của PGE nhắm mục tiêu rõ rànggiảm nguy cơ cháy rừngbằng cách thay thế cột gỗ bằngcột kim loại chống cháy.
3. Lợi thế về chi phí vòng đời
Cột gỗ có chi phí mua sắm ban đầu thấp hơn nhưng cần phải thay thế mỗi lần30–40 năm. Cột thép có tuổi thọ sử dụng điển hình là60–80 năm, giảm số chu kỳ thay thế từ2–3 ăn 1trong khoảng thời gian 80 năm và giảm đáng kể tổng chi phí sở hữu.
4. Tăng công suất và giải phóng mặt bằng
Các cột thép mới thường đượccao hơn cột gỗ ban đầu: Dự án của AEP tăng chiều cao từ 70 lên 85 feet; Trung bình, các kết cấu thép mới của CMPcao hơn năm feet;Trong dự án Duke Energy, các cột thép mới cao hơn cấu trúc ban đầu từ 2,5 đến 7 feet.Cột cao hơn cho phépdây dẫn lớn hơnmang được nhiều điện hơn, giảm bớt những hạn chế về công suất trong tương lai.
1. Loại cực và tiêu chuẩn thiết kế
Nên sử dụng cột thép nhúng trực tiếphình ống thonthiết kế, phù hợp vớiASCE/SEI 48-19, Thiết kế kết cấu cột truyền tải bằng thép. Tiêu chuẩn này cung cấp cơ sở thống nhất cho việc thiết kế, chi tiết, chế tạo, thử nghiệm, lắp ráp và lắp dựng các kết cấu thép dạng ống đơn và đa cực tạo hình nguội..
2. Lớp vật liệu
ASTM Gr50 (cường độ năng suất tối thiểu 345 MPa) hoặc Gr65 (cường độ năng suất tối thiểu 448 MPa)thép cường độ cao được khuyến khích. Đối với các dự án cấp điện áp 69 kV đến 230 kV, Gr65 cung cấp công suất mômen cao hơn ở cùng độ dày thành.
3. Yêu cầu về độ dày của tường (Bắt buộc RUS Bulletin 1724E-224)
Thành viên chính: ≥3/16 inch (4,76 mm)
Các thành viên khác: ≥1/8 inch (3,18 mm)
Độ dày thành đối đầu của các cột nhúng trực tiếp phải được xác định dựa trên mômen nối đất được tính toán từ các tổ hợp tải trọng NESC.
4. Bảo vệ chống ăn mòn mạ kẽm (ASTM A123)
Phần nhúng phải đối mặt với những thách thức kép từăn mòn đấtVàxâm nhập muối. Độ dày lớp phủ khuyến nghị:
Môi trường nội địa:65μm–85μm(Lớp 65–85)
Môi trường ven biển/có độ ăn mòn cao:86μm–100μm(Lớp 100)
Đối với phần được nhúng,lớp phủ bitum hoặc lớp bảo vệ ống co nhiệttrên lớp mạ kẽm được khuyến khích.
5. Độ sâu nhúng và thiết kế nền móng
Độ sâu nhúng phụ thuộc vào chiều cao cột, tải trọng và loại đất. Phần được nhúng sẽ mở rộngbên dưới đường sương giáhoặc nên sử dụng vật liệu lấp không chịu được sương giá. Độ sâu nhúng điển hình là10%–15%chiều cao cột (ví dụ: 8,5–12,75 ft cho cột 85 ft).
Trong bối cảnh nâng cấp cơ sở hạ tầng lưới điện đã cũ trên quy mô lớn của Hoa Kỳ, các cột thép mạ kẽm nhúng trực tiếp đang nổi lên như một giải pháp ưa thích cho các chương trình thay thế cột gỗ - được thúc đẩy bởiTuổi thọ sử dụng 60–80 năm,khả năng chống chịu thời tiết khắc nghiệt,đặc tính chống cháy, Vàlợi thế về chi phí vòng đời. Từ việc xây dựng lại cấu trúc 318 của AEP ở Oklahomatới quá trình hiện đại hóa dây chuyền hàng thế kỷ của CMP ở Maine, các tiện ích trên toàn quốc đang đẩy nhanh quá trình chuyển đổi vật chất này.
Đối với các nhà cung cấp có kế hoạch tham gia đấu thầu cột thép truyền tải và phân phối của Hoa Kỳ, phải nêu rõ“Tuân thủ ASCE/SEI 48-19”,“Mạ kẽm tiêu chuẩn ASTM A123 cấp 100 (100μm)”,“Tuân thủ độ dày tường của RUS Bulletin 1724E-224”, và bảo vệ chống ăn mòn bổ sung cho các phần nhúng trong đề xuất kỹ thuật là nền tảng kỹ thuật để thâm nhập thị trường đang phát triển nhanh chóng này.
