Dây dẫn và cáp điện lực là những vật tư dùng để truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến người sử dụng điện. Dây dẫn và cáp điện có thể bằng đồng hoặc nhôm, có thể là dây bọc cách điện hoặc dây trần tùy vào địa điểm sử dụng, thậm chí một số trường hợp đặc biệt có thể dùng dây thép để truyền tải điện.
Trong các vật liệu trên, đồng là vật liệu dẫn điện tốt nhất. Về mặt cơ học độ bền của thép lớn hơn đồng và của đồng lớn hơn nhôm. Nhược điểm lớn nhất của đồng là giá thành khá cao.
Cả đồng và nhôm trong quá trình vận hành sẽ hình thành lớp oxit bao quanh bề mặt của dây dẫn có tác dụng chống lại sự xâm thực của môi trường. Tuy nhiên nếu vùng có nhiễm mặn nặng thì chỉ được phép dùng dây đồng trần.
Dây dẫn điện trần
Dây dẫn điện trần dùng làm đường dây trên không, phổ biến nhất là dây nhôm lõi thép và dây nhôm. Dây đồng trần hiện nay ít được sử dụng do giá thành đắt, khả năng chịu kéo kém dây nhôm lõi thép. Khi dùng dây dẫn điện trần thì hành lang an toàn phải rộng nên tốn đất đai, do đó nó chỉ sử dụng cho vùng ngoài đô thị, tuyệt đối không dùng trong đô thị.
Dây nhôm lõi thép [ký hiệu AC] dùng cho các khoảng cách cột rộng, chịu lực căng lớn như vùng núi, vượt nhà ở,…. Loại dây này có 2 vật liệu: ở giữa là các sợi thép để chịu lực căng, bên ngoài là các sợi nhôm dùng để dẫn điện. Đường dây từ 110 kV trở lên luôn luôn dùng dây nhôm lõi thép.
Dây nhôm trần [ký hiệu A] chỉ dùng được cho các khoảng vượt nhỏ ở ngoài đô thị với cấp điện áp từ 35 kV trở xuống.
Dây bọc cách điện
Dây bọc cách điện cũng được dùng làm đường dây trên không, nó có ưu điểm là an toàn, khoảng cách hành lang an toàn lưới điện được giảm xuống do đó rất thuận lợi đối với khu vực trong đô thị. Nhược điểm của nó là đắt hơn so với dây trần.
Về cấu tạo, dây bọc cũng có thể dùng ruột bằng nhôm hoặc bằng đồng gồm nhiều sợi nhỏ ghép với nhau. Bên ngoài là một lớp bọc cách điện bằng PVC hoặc XLPE.
Vì nhiều lý do, trong đó có lý do về kinh tế, người ta thường dùng dây bọc cho cấp điện áp từ 35 kV trở xuống.
Cáp bọc cách điện chỉ dùng để lắp nổi, không thể chôn được trong đất như dây cáp điện ngầm do cách điện của nó chưa hoàn hảo, chưa có lớp bảo vệ cơ học khi có sự dịch chuyển của đất do chấn động.
Cáp điện ngầm
Cáp điện ngầm là loại dây dẫn điện đi ngầm dưới mặt đất, rất thích hợp với không gian chật hẹp của đô thị và những khu vực cần đảm bảo mỹ quan.
Ưu điểm loại cáp này là đảm bảo mỹ quan, an toàn trong vận hành. Nhược điểm là giá thành rất đắt [cả vật liệu lẫn chi phí thi công], khi sự cố khó sửa chữa.
Về cấu tạo gồm các lớp từ trong ra ngoài như sau: trong cùng là ruột dẫn bằng nhôm [hoặc đồng]; kế tiếp là cách điện bằng XLPE hoặc PVC rất dày [dày hơn loại dây bọc cách điện]; Lớp bảo vệ tác động cơ học bằng thép [hoặc bằng đồng] dưới dạng các sợi [hoặc dưới dạng tấm thép] mỏng; Ngoài cùng là lớp bảo vệ chống ẩm, chống trầy xước. Nếu là cáp ba pha thì giữa các pha còn có lớp độn để tránh các pha xê dịch khi có tác động cơ học.
Cáp ngầm khác với dây bọc ở chỗ nó có lớp bảo vệ cơ học và mức cách điện của cáp ngầm cao hơn dây bọc. Do cáp nằm dưới mặt đất, phía trên có các tải trọng cơ học như xe ô tô, các vật nặng như bê tông,… và do điều kiện thời tiết các lớp đất có thể biến dạng trượt gây ứng suất trên vỏ cáp, nếu chỉ có lớp nhựa bọc thì ứng suất này gây nứt vỏ bọc và nước ngầm chảy vào ruột dẫn điện gây chập mạch. Với cáp ngầm do có lớp thép bọc ngoài nên ứng suất trượt của các lớp đất đặt lên lớp bọc thép thì không có vấn đề gì. Đây là lý do không được phép sử dụng dây bọc làm dây cáp ngầm.
Cáp ngầm hiện nay đã chế tạo được ở cấp điện áp 500 kV. Việt Nam cũng đã lắp đặt tuyến cáp ngầm 220 kV đầu tiên cung cấp điện cho Trạm biến áp 220kV Tao Đàn nằm ở trung tâm thành phố Hồ Chí Minh. Cáp ngầm từ 110 kV trở lên là loại vật tư đắt tiền, đòi hỏi công nghệ cao, quy trình lắp đặt và vận hành rất phức tạp.
Việc lựa chọn loại dây dẫn điện phải dựa vào nhiều yếu tố, đầu tiên phải dựa vào các quy định của pháp luật, sau đó dự vào tính kinh tế – kỹ thuật, tính mỹ quan, yêu cầu của các cơ quan quản lý nhà nước, yêu cầu của chủ đầu tư,….
Ví dụ theo quy định của pháp luật về quy hoạch thì trong đô thị chỉ được lắp dây dẫn điện bọc hoặc đi ngầm.
Kết luận
Qua bài viết trên hy vọng mang lại nhiều thông tin về các loại dây điện đến bạn. Chúc bạn thành công!
Xem tiếp:
Chọn dây dẫn điện là một công việc quá quen thuộc với anh em chuyên làm về kỹ thuật điện. Nhưng không phải ai cũng có thể hiểu được rõ ràng thông tin từ các nhà cung cấp. Vì thế, trong bài viết này. Mình có tổng hợp chia sẽ lại những thông tin về chọn dây dẫn điện đến các bạn đọc, xem như là một phần củng cố kiến thức ngành cho chúng ta!
I. DÂY DẪN ĐIỆN LÀ GÌ
Các loại dây dẫn điện hay chọn
Dây dẫn điện đơn giản là một dây dẫn lõi kim loại, để phân phối năng lượng điện từ trạm điện của nhà cung cấp đến các thiết bị tiêu thụ năng lượng như tivi, tủ lạnh, quạt, đèn, …
II. CÓ MẤY LOẠI DÂY ĐIỆN
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại dây dẫn điện và cũng có nhiều cách phân loại khác nhau. Nhưng nhìn chung, đều dựa trên đặc tính của dây điện mà phân loại. Ví dụ như:
- Phân loại dây dẫn điện theo đặc tính lõi dẫn:
- Dây dẫn điện cứng [một lõi hoặc nhiều lõi]
- Dây dẫn điện mềm [nhiều sợi mềm xếp lại với nhau]
- Phân loại dây dẫn điện theo số lõi:
- Dây dẫn điện đơn
- Dây dẫn điện đôi
- Dây dẫn điện ba lõi dẫn
- Phân loại theo tiết diện dây:
- Loại tiết diện lõi Cu/PVC 1x….mm2
- Loại tiết diện Cu/PVC/PVC 2x….mm2
- Loại lõi Cu/PVC/PVC 3x….mm2
- Theo hình dạng vỏ bọc:
- Dây dẫn điện bọc tròn
- Dây dẫn điện dạng oval
III .CẤU TẠO CỦA CÁC LOẠI DÂY ĐIỆN PHỔ BIẾN
Phần này chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu cấu tạo, kết cấu của những loại dây dẫn điện phổ biến nhất, dùng trong dân dụng và cả trong môi trường công nghiệp, nhà máy nhé!
Dây dẫn điện đơn
Dây dẫn điện đơn là loại dây có cấu tạo chỉ là một lõi. Có chất liệu bằng đồng hoặc nhôm, vỏ bọc được làm từ PVC. Chúng ta thường thấy dây dẫn điện đơn được sử dùng nhiều trong dân dụng hơn là trong nhà máy. Lý do là loại dây này có tiết diện dây khá nhỏ. Vì thế, công suất dẫn điện kém, ít được dùng trong công nghiệp.
Dây dẫn điện đơn mềm
Dây dẫn điện đơn cũng có 2 dạng lõi: Lõi dây cứng và lõi dây mềm [lõi dây mềm được cấu tạo từ nhiều sợi dây có tiết diện nhỏ ghép lại với nhau thành một lõi lớn]
Dây dẫn điện đôi
Dây dẫn điện đôi
Dây dẫn điện đôi là loại dây dẫn có hai lõi. Có cấu tạo từ những sợi đồng hoặc nhôm. Các lõi dây đều được cách điện với nhau. Lớp vỏ bên ngoài có chất liệu là PVC. Trong dân dụng cũng như trong môi trường công nghiệp, dây dẫn điện đôi hay được dùng để lắp bóng đèn chiếu sáng. Ngoài ra, dây dẫn điện đôi còn thấy trên các thiết bị điện như: tủ lạnh, quạt máy, tủ lạnh, tivi,…
Dây dẫn điện xoắn
Cấu tạo của dây dẫn điện xoắn có từ hai đến nhiều lớp dây dẫn được cách điện với nhau.
Lõi trong cùng là tập hợp của nhiều dây đồng với tiết diện nhỏ. Nhờ thế mà dây dẫn điện xoắn có độ mềm dẻo hơn so với dây đôi.
Cáp điện vặn xoắn
Bọc bên ngoài lớp ruột đồng nhiều sợi là lớp cao su có khả năng chịu nhiệt.
Kế đến là lớp sợi bện cotton.
Cuối cùng là lớp vải bọc cotton có khả năng chịu sự tiếp xúc nhiệt, …
Dây dẫn điện xoắn chúng ta thường bắt gặp nhất là trên các bàn ủi, bếp từ…
Dây cáp điện
Dây cáp điện là loại dây dẫn có thể tải được dòng điện lớn, lõi có rất nhiều dây đồng. Cũng giống như những loại dây điện khác, vỏ cách điện của dây cáp điện được làm từ cao su lưu hóa hoặc chất dẻo nhựa PVC.
Dây cáp điện
Thông thường, khi được lắp đặt trong ống, dòng điện qua dây cáp sẽ giảm đi.
Dây cáp điện được dùng làm đường dây tải điện chính, đi trong đường ống, đặt trên buli hay trong các nhà máy sản xuất…
Dây cáp điện có bọc giáp
Dây cáp điện có bọc giáp là dây cáp điện có bọc thêm sắt, kẽm, nhôm hay ruban… ở lớp ngoài. Chúng thường hay dùng trong truyền tải điện, trong xí nghiệp, nhà máy… Điểm quan trọng là phải chọn mật độ dòng hợp lý để không làm tổn hao năng lượng hay gây nóng dây, sụt áp…
Dây cáp điện có bọc giáp
Chúng ta tham khảo qua mật độ dòng của một số loại như sau:
- Dây cáp điện có tiết diện dây < 5mm2 => Mật độ dòng 5A/mm2
- Dây cáp điện có tiết diện dây từ 6 đến 15mm2 => Mật độ dòng 4A/mm2
- Dây cáp điện có tiết diện dây từ 16 đến 50mm2 => Mật độ dòng 3A/mm2
- Tiết diện dây từ 51 đến 100mm2 => Mật độ dòng 2A/mm2
- Tiết diện dây từ 101 đến 200mm2 => Mật độ dòng 1,5A/mm2
- Tiết diện dây trên 200mm2 => Mật độ dòng 1A/mm2
IV. CÁCH CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN ĐIỆN THEO CÔNG SUẤT TIÊU THỤ
Trong hệ thống điện, việc tính toán chọn tiết diện dây dẫn phù hợp rất được quan tâm, không chỉ để an toàn, tiết kiệm chi phí đầu tư mà còn giảm tổn hao điện năng truyền dẫn, tiết kiệm điện năng cho người sử dụng cũng như ngành điện.
“Tính toán tiết diện dây dẫn” là yêu cầu tất yếu.
- Nếu dùng dây dẫn tiết diện nhỏ hơn cho phép sẽ dẫn đến hiện tượng dây dẫn điện luôn trong tình trạng quá tải, dây nóng, dùng kéo dài sẽ dẫn đến dây giòn, hỏng vỏ, chập cháy, gây ảnh hưởng trên đường dây lớn.
- Nếu dùng tiết diện dây dẫn lớn quá sẽ gây lãng phí tiền đầu tư, ảnh hưởng quá trình thi công.
Vì thế, việc tính toán, chọn dây dẫn điện phù hợp theo nhu cầu sử dụng hay công suất tiêu thụ là một nhiệm vụ cần làm. Mình chia sẻ với các bạn một vài cách như sau:
- Chọn tiết diện dây dẫn theo công thức tính toán
- Chọn dây dẫn điện theo tiêu chuẩn quy định
- Chọn dây dẫn điện theo kinh nghiệm sử dụng
Trong dân dụng sinh hoạt, chúng ta thường hay chọn theo kinh nghiệm thi công
- Ưu tiên chọn tiết diện dây dẫn lõi đồng có I= 6A/1mm2. Dây lõi nhôm có I= 4.5A/1mm2
- Sau đó tính toán tổng công suất tiêu thụ để chọn dây cấp nguồn tổng [có dự trù thiết bị trong tương lai sẽ sử dụng]
- Không nên dùng tối đa công suất định mức cho phép. Ví dụ: Với dây tiết diện 1mm2 chịu được dòng 6A, ta chỉ sử dụng thiết bị có công suất tiêu thụ khoảng 4A trở xuống, tức tương đương với 70-80% công suất định mức
Ví dụ
Chúng ta có tổng công suất tiêu thụ của 1 căn hộ là 5kW, Nguồn điện 1 pha 220V. Chọn dây đồng. Dựa vào công thức ta sẽ tính ra dòng điện:
I = P/U = 5000/220 = 22.7A
Vậy chọn tiết diện dâyS = I/J = 22.7/6 = 3.78mm2