Để lựa chọn chính xác hệ thống cáp và đảm bảo nó hoạt động tốt thì cần phải có kiến thức bổ sung ngoài những hiểu biết về cấu trúc, đặc tính và các chỉ số của cáp điện. Kiến thức bổ sung này có thể bao gồm: điều kiện vận hành, hệ thống thiết bị tiêu thụ điện, phương thức vận hành và bảo trì, v.v.
Chìa khóa để vận hành thành công hệ thống cáp điện là:
– Chọn cáp phù hợp nhất với ứng dụng
– Lắp đặt chính xác và
– Thực hiện công tác bảo trì cần thiết.
Bài viết kỹ thuật này tập trung vào chìa khóa thứ nhất, đó là lựa chọn cáp điện phù hợp nhất với ứng dụng.
Việc lựa chọn cáp có thể dựa trên năm yếu tố chính sau đây:
1. Điều kiện lắp đặt cáp điện
Cáp điện có thể được sử dụng để lắp đặt ngoài trời hoặc trong nhà tùy thuộc vào hệ thống phân phối và thiết bị tiêu thụ điện.
Hiểu biết rõ về điều kiện lắp đặt cụ thể, trình độ kỹ thuật của đội lắp đặt và nhân viên bảo trì là điều cần thiết để đảm bảo rằng hệ thống cáp điện được lựa chọn sẽ hoạt động tốt. Nhiều khi lớp cách điện của cáp bị hư hỏng hoặc yếu đi trong quá trình lắp đặt là do lực kéo không đúng.
Thiết kế hệ thống ống dẫn không chỉ cần giảm thiểu số chỗ uốn ống và khoảng cách giữa các hố cáp mà còn phải xác định rõ lực căng kéo.
Người kiểm tra phải đảm bảo rằng đội lắp đặt không vượt quá các giá trị này trong quá trình lắp đặt. Điều quan trọng nữa là phải duy trì bán kính uốn chính xác để tránh các điểm căng thẳng không cần thiết. Sau khi thực hiện lắp đặt chính xác, việc kiểm tra, thử nghiệm và bảo trì định kỳ phải được tiến hành thường xuyên để lập biểu đồ về tình trạng xuống cấp và bảo trì định kỳ hệ thống cáp.
Có một số loại hệ thống cáp đã lắp sẵn để truyền năng lượng điện trong một hệ thống phân phối nhất định. Việc lựa chọn một hệ thống cáp mới có thể bị ảnh hưởng bởi các điều kiện hiện có, chính sách hiện tại của công ty hoặc kinh nghiệm trong quá khứ.
Không có tiêu chuẩn hoặc hướng dẫn chi tiết nào có thể được đưa ra cho quá trình chọn lựa một hệ thống cáp điện cụ thể.
2. Cấu trúc cáp
Khi lựa chọn cáp điện, cần xét đến loại cấu trúc cáp phù hợp. Cấu trúc cáp bao gồm ruột dẫn điện, số lõi dẫn điện của cáp, lớp cách điện, và lớp vỏ bọc.
2.1. Ruột dẫn
Việc lựa chọn ruột dẫn điện là đồng hay nhôm phụ thuộc vào tay nghề của thợ lắp, điều kiện môi trường và bảo trì. Các yếu tố này cần xem xét cẩn thận hơn đối với ruột dẫn nhôm so với ruột dẫn đồng.
Ngoài ra, cần xem xét kiểu bện sợi của ruột dẫn khi lựa chọn.
2.2. Số lõi dẫn điện của cáp
Dây điện có thể là loại một lõi, hai lõi, ba lõi…. Mỗi loại có những ưu nhược điểm khác nhau.
Dây cáp đơn dễ lắp đặt hơn, dễ nối hơn và cho phép hình thành các mạch nhiều cáp.
Mặt khác, cáp đơn lõi có điện trở cao hơn cáp ba lõi. Các cáp đơn có màn chắn có dòng điện trên màn chắn cao thì phải cân nhắc để tránh làm cáp quá nóng.
Lưu ý: Cáp đơn có thể bị dịch chuyển đáng kể do ứng suất cơ học tạo ra bởi dòng điện ngắn mạch của dòng điện khởi động cao. Cáp ba lõi có vỏ bọc ngoài – có điện trở thấp nhất và sự phân bố ứng suất điện áp được cân bằng nhờ khoảng cách tương đương giữa các lõi.
Lõi nối đất trong cấu trúc cáp ba lõi có trở kháng thấp nhất, mang lại một hệ thống nối đất tốt.
Tương tự, bố trí một dây nối đất riêng biệt trong cùng một ống luồn với các dây dẫn điện sẽ cung cấp đường nối đất tốt hơn đường nối đất qua thiết bị hoặc thép của tòa nhà.
Tùy vào mục đích sử dụng mà lựa chọn cáp với số lõi sao phù hợp.
2.3. Lớp cách điện và vỏ bọc
Việc lựa chọn lớp cách điện và lớp vỏ bọc của cáp thường dựa trên kiểu lắp đặt, nhiệt độ vận hành xung quanh cáp, điều kiện vận hành, loại thiết bị tiêu thụ điện và các tiêu chí khác nếu có.
Trong nhiều trường hợp, cáp điện có thể thường xuyên tiếp xúc các điều kiện bất thường, chẳng hạn như môi trường ăn mòn, nhiệt độ môi trường cao, nguy cơ côn trùng và động vật gặm nhấm, sự hiện diện của dầu và dung môi, sự hiện diện của ozone và cực lạnh.
Trong một số trường hợp nhất định, cáp điện có thể phải chịu cả hai hoặc nhiều tình trạng bất thường như trên, trong trường hợp đó việc lựa chọn cáp phù hợp trở nên khó khăn hơn nhiều.
3. Vận hành cáp
Lớp cách điện của cáp phải có khả năng chịu được ứng suất điện áp trong điều kiện hoạt động bình thường và bất thường. Do đó, việc lựa chọn cách điện của cáp phải được thực hiện trên cơ sở điện áp giữa các pha. Có 3 mức cấp độ cách điện là 100%, 133% hoặc 173%.
Mức 100%
Cáp ở mức này có thể được dùng trong hệ thống điện có rơle bảo vệ giúp loại bỏ các lỗi chạm đất trong vòng 1 phút. Hệ thống này thường được gọi là hệ thống được nối đất.
Mức 133%:
Cáp ở mức này có thể được dùng trong hệ thống điện có rơle bảo vệ giúp loại bỏ các lỗi chạm đất trong vòng 1 giờ. Hệ thống này thường được gọi là hệ thống nối đất có điện trở thấp hoặc không nối đất.
Mức 173%:
Cáp ở mức này có thể được sử dụng khi thời gian cần để tắt nguồn lỗi đất là không xác định. Cấp độ này được khuyến nghị cho hệ thống không nối đất và cho hệ thống được nối đất cộng hưởng.
Công suất hiện tại mà cáp cần mang được xác định bởi hệ thống thiết bị tiêu thụ điện.
Lưu ý: Khả năng tải dòng điện của cáp dựa trên nhiệt độ môi trường. Khi cáp được lắp đặt trong nhiều dãy ống dẫn, phải giảm tải cho cáp để đảm bảo rằng cáp không bị quá nhiệt, gây hỏng hại và đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.
Trong trường hợp cáp có thể chịu tải theo chu kỳ, khả năng tải dòng có thể được tính theo công thức sau.
Trong đó:
Ieq là khả năng mang dòng điện tương đương
Ieq: là dòng điện không đổi trong một khoảng thời gian cụ thể
t: là khoảng thời gian dòng điện không đổi
T: là tổng thời gian của chu kỳ làm việc
E: là điện áp của cáp
Khả năng mang dòng tương đương nên được sử dụng để chọn kích thước dây dẫn chịu nhiệt.
4. Kích thước cáp
Việc lựa chọn kích thước cáp dựa trên các yếu tố sau:
1. Khả năng tải dòng điện
2. Sự thay đổi điện áp
3. Khả năng chịu dòng ngắn mạch
Những yếu tố này cần được đánh giá trước khi chọn kích thước cáp. Trong nhiều trường hợp, các yếu tố Sự thay đổi điện áp và Khả năng chịu dòng ngắn mạch bị bỏ qua. Việc bỏ sót này có thể dẫn đến nguy cơ đối với tài sản và con người, cũng như làm hỏng chính cáp điện.
4.1. Khả năng mang tải
Khả năng mang tải của cáp dựa trên khả năng chịu nhiệt của cáp. Các loại cáp kích thước khác nhau có khả năng mang tải khác nhau. Loại vật liệu cách điện và điều kiện lắp đặt khác nhau cũng ảnh hưởng đến khả năng mang tải của cáp.
Lưu ý: Thông thường, nếu cần dây dẫn có khả năng mang tải lớn hơn dây có đường kính 250 mm2, nên đấu song song hai dây dẫn nhỏ hơn.
Khả năng mang tải của cáp cũng phụ thuộc vào khoảng cách để tản nhiệt. Nếu điều kiện lắp đặt cáp chật chội hơn, thì cần phải giảm tải lên cáp.
4.2. Sự thay đổi điện áp
Trong các hệ thống điện được thiết kế chính xác, sự thay đổi của điện áp thường không phải là vấn đề. Cần kiểm tra sụt áp trên những đoạn dây dài ở điện áp thấp để đảm bảo tải được cấp điện với điện áp đúng. Trong tải quay, cần thực hiện kiểm tra cả việc điều chỉnh điện áp ở trạng thái ổn định và trong quá trình khởi động.
Khuyến nghị giới hạn sụt áp 5% đối với các hệ thống phân phối điện.
4.3. Khả năng chịu dòng ngắn mạch
Cáp điện với kích thước được chọn phải được kiểm tra khả năng chịu ngắn mạch, dựa trên thời gian duy trì dòng điện trên mạch điện trong khi chịu tình trạng ngắn mạch. Trong điều kiện đó, cáp không được bị bất kì hư hỏng do tăng nhiệt nào cho đến khi cầu dao hoặc cầu chì làm ngắt mạch.
5. Màn chắn
Khi lựa chọn cáp trung thế, phải cân nhắc có cần cáp có màn chắn hay không cần.
Việc lựa chọn cáp có màn chắn dựa trên các yếu tố sau:
1. Loại cách điện của cáp
2. Dây trung tính của hệ thống cáp có được nối đất hay không
3. Yêu cầu về độ an toàn và tin cậy của hệ thống điện
Trong các hệ thống cáp điện không có màn chắn hoặc màn chắn kim loại, điện trường phần nào tồn tại trong không khí và phần nào trong các lớp cách điện. Nếu điện trường mạnh, chẳng hạn như trong trường hợp điện áp cao và trung bình, sự phóng điện bề mặt sẽ diễn ra và gây ra sự ion hóa các hạt không khí. Sự ion hóa không khí tạo ra ôzôn, có thể làm hỏng một số lớp cách nhiệt và lớp vỏ bọc.
Lưu ý: khi sử dụng cáp điện không có màn chắn trong hệ thống điện không có nối đất, lớp cách điện hoặc vỏ bọc có thể bị hư hỏng do dòng điện rò rỉ nếu bề mặt cáp ẩm hoặc bị phủ đất, dầu mỡ, bụi bẩn hoặc màng dẫn điện khác.
Trong hệ thống lắp đặt dạng ống dẫn, nơi sử dụng cáp điện có các lớp bọc phi kim loại, không có màn chắn, điện trường bên ngoài có thể đủ cao để gây nguy hiểm cho người làm việc với cáp đơn lõi trong hệ thống đa mạch.
Trong trường hợp sử dụng cáp di động, cụm cáp hoặc cáp lộ thiên trên không nơi nhân viên có thể được thao tác, có thể tồn tại các mối nguy hiểm nghiêm trọng về an toàn nếu sử dụng cáp không có màn chắn!
Cáp điện có các lớp bọc phi kim loại hoạt động vượt quá 2kV nên có màn chắn nếu tồn tại một hoặc một số điều kiện dưới đây:
1. Ống dẫn ẩm
2. Kết nối với dây truyền tải trên không
3. Chuyển từ môi trường dẫn điện sang môi trường không dẫn điện (chẳng hạn như từ đất ẩm sang đất khô)
4. Đất khô
5. Môi trường bẩn chứa bồ hóng, muối và các chất gây ô nhiễm khác
6. Trường hợp cần đảm bảo an toàn cho nhân viên
7. Nơi dự kiến có nhiễu sóng vô tuyến
Tham khảo bảng của Hội Kỹ sư Cáp điện Hoa Kỳ về các giới hạn điện áp, mà ở đó, cáp cách điện bằng cao su và nhựa nhiệt dẻo phải có thêm màn chắn.
Màn chắn cách điện phải được nối đất ít nhất ở một đầu và tốt nhất là ở hai điểm trở lên. Màn chắn cũng phải được nối đất ở tất cả các đầu cuối, mối nối và táp với đầu cuối hình nón. Màn chắn phải được vận hành ở điện thế nối đất.
Nhiều điểm nối đất sẽ đảm bảo an toàn và độ tin cậy cho các mạch điện. Đường nối đất từ màn chắn phải có điện trở thấp để giữ cho điện thế của màn chắn gần bằng điện thế mặt đất.
Bảng 1: Giới hạn điện áp, mà ở đó, cáp cách điện bằng cao su và nhựa nhiệt dẻo phải có thêm màn chắn
| Cáp 1 lõi | Cáp 3 lõi | ||||
| Cable Type | Giới hạn điện áp [kV] | Giới hạn điện áp [kV] | Giới hạn điện áp [kV] | Giới hạn điện áp [kV] | |
| STT | Loại cáp | ||||
| 1 | Cáp có vỏ bọc | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 2 | Cáp có giám interlock | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 3 | Cáp bọc sợi | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 4 | Cáp không chống ozone | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 5 | Cáp chống ozone | ||||
| Chạy trong ống kim loại | 5 | 3 | 5 | 5 | |
| Chạy trong ống không nối đất | 3 | 3 | 5 | 5 | |
| Cáp treo cố định bằng dây | 3 | 3 | 5 | 5 | |
| Cáp treo cố định bằng kim loại | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| Cáp được chôn trực tiếp | 3 | 3 | 5 | 5 | |
Dây và Cáp Điện Vạn Xuân
Dây và Cáp điện Vạn Xuân là nhà cung cấp chuyên nghiệp các loại dây và cáp điện dân dụng, công nghiệp, và phục vụ ngành điện lực. Sản phẩm của chúng tôi đạt chất lượng phù hợp với chứng nhận ISO 9001:2015, đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng quốc gia (TCVN) và quốc tế (IEC).
Dây và cáp điện Vạn Xuân – Nhà sản xuất dây và cáp điện uy tín hàng đầu
Liên hệ với chúng tôi để nhận được tư vấn và hỗ trợ tốt nhất về các sản phẩm dây và cáp điện. Bạn sẽ hoàn toàn yên tâm và hài lòng với dịch vụ của chúng tôi.
CÔNG TY TNHH DÂY VÀ CÁP ĐIỆN VẠN XUÂN
Văn phòng: 41 Hàng Cháo, Đống Đa, Hà Nội
KD miền Bắc: 0972 592 222
KD miền Trung: 0904 596 188
KD miền Nam: 0919 161 289
CSKH: 0242 263 5656 – 0902110756
Hỗ trợ Kỹ thuật: 0963 065 726