Muốn xác định chính xác tiết diện dây dẫn, cần tính được tải dây điện phải chịu. Bạn có thể theo dõi công thức tính tải dây điện chi tiết trong bài viết sau đây của chúng tôi.
Tại sao cần tính tải dây điện?
Tải dây điện chính là khả năng chịu tải của dây điện trong một hệ thống hoặc một đường dây. Đây là công suất điện tối đa mà dây dẫn có thể mang dòng điện an toàn và liên tục mà không bị quá tải, quá nhiệt.
Tải dây điện tỷ lệ thuận với tiết diện dây dẫn. Tải càng cao, tiết diện dây dẫn càng lớn. Trong đó lõi đồng thường chịu tải tốt hơn lõi nhôm.
Việc tính toán chính xác tải dây điện đóng vai trò quan trọng trong việc:
- Đảm bảo an toàn điện: Tránh các tình trạng dây điện bị quá tải, quá nhiệt, nóng chảy đường dây, gây nguy cơ chập cháy, giật điện.
- Giảm tổn thất điện năng: Dây điện có tiết diện quá nhỏ rất dễ gây ra tình trạng sụt áp, giảm hiệu suất hoạt động của thiết bị, lãng phí điện năng.
- Tăng tuổi thọ thiết bị: Dây dẫn phù hợp với tải giúp thiết bị hoạt động ổn định, duy trì tuổi thọ lâu dài.
Công thức tính tải dây điện
Để tính tải dây điện, trước hết cần xác định được 2 đại lượng đầu vào là công suất tiêu thụ và cường độ dòng điện của thiết bị trong một khu vực hoặc một đường dây.
Công thức tính công suất dây điện như sau:
Trong đó:
- P: Công suất tiêu thụ (W)
- A: Điện năng tiêu thụ (J)
- t: Thời gian sử dụng điện
- U: Điện áp (V)
- I: Cường độ dòng điện (A)
Quy đổi sang đơn vị W của công suất tiêu thụ: ta có: 1kW = 1.000W, 1mW = 1.000.000W
Sau khi có giá trị công suất tiêu thụ, công thức tính cường độ dòng điện là:
Trong đó:
- P: Công suất tiêu thụ (W)
- I: Cường độ dòng điện (A)
- U: Điện áp (V)
- Cosφ: Hệ số công suất, thường là 0,8.
Đối với hệ thống điện 3 pha, công thức tính cường độ dòng điện được áp dụng:
Cuối cùng, tiết diện dây dẫn cũng chính là giá trị xác định tải dây điện được tính qua công thức:
Trong đó:
- J: Mật độ dòng điện cho phép (A/mm2), đối với dây đồng thường là 6A/mm2, dây nhôm là 4,5A/mm2
- I: Cường độ dòng điện (A)
Bảng chọn dây điện theo công suất
Với dây cáp điện
| Tiết diện dây cáp | Công suất chịu tải | |
| Cách điện PVC | Cách điện XLPE | |
| mm2 | ≤kW | kW |
| 3 | 6.4 | 8.2 |
| 4 | 7.6 | 9.8 |
| 5 | 8.8 | 11.2 |
| 5.5 | 9.4 | 11.9 |
| 6 | 9.8 | 12.4 |
| 7 | 10.8 | 13.8 |
| 8 | 11.8 | 15 |
| 10 | 13.4 | 17 |
| 11 | 14.2 | 18.1 |
| 14 | 16.6 | 20.7 |
| 16 | 17.8 | 22 |
| 22 | 22 | 27.2 |
| 25 | 23.6 | 29.2 |
| 35 | 29 | 36 |
Với dây VC, CV, CVV
| Tiết diện dây điện (mm2) | Công suất chịu tải (≤kW) |
| 0.5 | 0.8 |
| 0.75 | 1.3 |
| 1 | 1.8 |
| 1.25 | 2.1 |
| 1.5 | 2.6 |
| 2 | 3.6 |
| 2.5 | 4.4 |
| 3 | 5.6 |
| 4 | 7.3 |
| 5 | 8.7 |
| 6 | 10.3 |
| 7 | 11.4 |
| 8 | 12.5 |
| 10 | 14.3 |
Bảng tra dòng điện cho phép của dây dẫn
Bảng tra dòng điện dây dẫn thường được áp dụng với loại dây điện được chôn ngầm trong đất.
Đối với dây cáp điện chôn ngầm trực tiếp
Thông số chính:
- Nhiệt trở suất của đất: 1.20Cm/W
- Nhiệt độ trung bình của đất: 150 độ C
- Độ sâu chôn dây ngầm: 0.5m
- Nhiệt độ hoạt động tối đa của lõi dẫn: 700 độ C.
Do dòng điện định mức của dây cáp ngầm phụ thuộc vào nhiệt độ đất và nhiệt trở suất của đất nên khi lựa chọn dây cáp cần tính toán đến cả hệ số hiệu chỉnh của dây dẫn, hệ số ghép nhóm, cũng như độ sụt áp của các loại cáp như CVV/DTA, CVV/WA.
Theo dõi bảng tra dòng điện cho phép của dây cáp chôn trực tiếp dưới đây:
| Tiết diện ruột dẫn | 1 lõi | 2 lõi | 3 và 4 lõi | |||||
| 2 cáp đặt cách khoảng | 3 cáp tiếp xúc nhau theo hình 3 lá | |||||||
| Dòng điện định mức | Độ sụt áp | Dòng điện định mức | Độ sụt áp | Dòng điện định mức | Độ sụt áp | Dòng điện định mức | Độ sụt áp | |
| mm2 | A | mV | A | mV | A | mV | A | mV |
| 1.5 | 33 | 32 | 29 | 25 | 32 | 29 | 27 | 25 |
| 2.5 | 44 | 20 | 38 | 15 | 41 | 17 | 35 | 15 |
| 4 | 59 | 11 | 53 | 9.5 | 55 | 11 | 47 | 9.5 |
| 6 | 75 | 9 | 66 | 6.4 | 69 | 7.4 | 59 | 6.4 |
| 10 | 101 | 4.8 | 86 | 3.8 | 92 | 4.4 | 78 | 3.8 |
| 16 | 128 | 3.2 | 110 | 2.4 | 119 | 2.8 | 101 | 2.4 |
| 25 | 168 | 1.9 | 142 | 1.5 | 158 | 1.7 | 132 | 1.5 |
| 35 | 201 | 1.4 | 170 | 1.1 | 190 | 1.3 | 159 | 1.1 |
| 50 | 238 | 0.97 | 203 | 0.82 | 225 | 0.94 | 188 | 0.82 |
| 70 | 292 | 0.67 | 248 | 0.58 | 277 | 0.66 | 233 | 0.57 |
| 95 | 349 | 0.50 | 297 | 0.44 | 332 | 0.49 | 279 | 0.42 |
| 120 | 396 | 0.42 | 337 | 0.36 | 377 | 0.40 | 317 | 0.35 |
| 150 | 443 | 0.36 | 376 | 0.31 | 422 | 0.34 | 355 | 0.29 |
| 185 | 497 | 0.31 | 423 | 0.27 | 478 | 0.29 | 401 | 0.25 |
| 240 | 571 | 0.26 | 485 | 0.23 | 561 | 0.24 | 462 | 0.21 |
| 300 | 640 | 0.23 | 542 | 0.20 | 616 | 0.21 | 517 | 0.18 |
| 400 | 708 | 0.22 | 600 | 0.19 | 693 | 0.19 | 580 | 0.17 |
| 500 | 780 | 0.20 | 660 | 0.18 | - | - | - | - |
| 630 | 856 | 0.19 | 721 | 0.16 | - | - | - | - |
| 800 | 895 | 0.18 | 756 | 0.16 | - | - | - | - |
| 1000 | 939 | 0.18 | 797 | 0.15 | - | - | - | |
Đối với dây cáp ngầm lắp đặt trong ống đơn tuyến
Thông số chính:
- Nhiệt trở suất của đất: 1.20Cm/W
- Nhiệt độ đất: 150 độ C
- Độ sâu chôn cáp: 0.5m
- Nhiệt độ làm việc tối đa của lõi dẫn: 700 độ C
Bảng tra dòng điện dây dẫn:
| 2 cáp: ống tiếp xúc nhau | 3 cáp: ống xếp theo hình ba lá tiếp xúc nhau | |||||||
| Tiết diện | Dòng điện định mức | Độ sụt áp | Dòng điện định mức | Tiết diện ruột dẫn | 1 lõi | 2 lõi | 3 và 4 lõi | Độ sụt áp |
| mm2 | A | mV | A | mV | A | mV | A | mV |
| 1.5 | 30 | 34 | 28 | 27 | 26 | 29 | 22 | 25 |
| 2.5 | 41 | 22 | 35 | 16 | 34 | 17 | 29 | 15 |
| 4 | 59 | 12 | 48 | 10.5 | 45 | 11 | 38 | 9.5 |
| 6 | 69 | 10 | 60 | 7.0 | 57 | 7.4 | 48 | 6.4 |
| 10 | 90 | 5.0 | 84 | 4.0 | 76 | 4.4 | 64 | 3.8 |
| 16 | 114 | 3.4 | 107 | 2.6 | 98 | 2.8 | 83 | 2.4 |
| 25 | 150 | 2.0 | 139 | 1.6 | 129 | 1.7 | 107 | 1.5 |
| 35 | 175 | 1.4 | 168 | 1.2 | 154 | 1.3 | 129 | 1.1 |
| 50 | 216 | 1.0 | 199 | 0.88 | 183 | 0.94 | 153 | 0.82 |
| 70 | 262 | 0.76 | 241 | 0.66 | 225 | 0.66 | 190 | 0.57 |
| 95 | 308 | 0.61 | 282 | 0.53 | 271 | 0.49 | 228 | 0.42 |
| 120 | 341 | 0.54 | 311 | 0.47 | 309 | 0.40 | 260 | 0.35 |
| 150 | 375 | 0.48 | 342 | 0.42 | 346 | 0.34 | 292 | 0.29 |
| 185 | 414 | 0.44 | 375 | 0.38 | 393 | 0.29 | 331 | 0.25 |
| 240 | 463 | 0.40 | 419 | 0.34 | 455 | 0.24 | 382 | 0.21 |
| 300 | 509 | 0.37 | 459 | 0.32 | 510 | 0.21 | 428 | 0.18 |
| 400 | 545 | 0.34 | 489 | 0.30 | 574 | 0.19 | 490 | 0.17 |
| 500 | 585 | 0.32 | 523 | 0.28 | – | – | – | – |
| 630 | 632 | 0.30 | 563 | 0.26 | – | – | – | – |
| 800 | 662 | 0.28 | 587 | 0.25 | – | – | – | – |
| 1000 | 703 | 0.27 | 621 | 0.23 | – | – | – | – |
Ngoài ra, cũng có thể tra cứu tiết diện theo dòng điện định mức của dây bọc cách điện PVC và XLPE theo bảng sau.
| Tiết diện dây dẫn | Dây điện lực vỏ bọc PVC | Dây điện lực vỏ bọc PVC | Dây điện lực vỏ bọc XLPE | Dây điện lực vỏ bọc XLPE |
| CV | AV | CX | AX | |
| mm2 | Ampe | Ampe | Ampe | Ampe |
| 1.0 mm2 | – | – | 20 A | – |
| 1.5 mm2 | 20 A | – | 26 A | – |
| 2.5 mm2 | 27 A | – | 36 A | – |
| 4.0 mm2 | 37 A | – | 49 A | – |
| 6.0 mm2 | 47 A | – | 63 A | – |
| 10 mm2 | 65 A | 52 A | 86 A | 68 A |
| 16 mm2 | 87 A | 70 A | 115 A | 92 A |
| 25 mm2 | 114 A | 91 A | 149 A | 119 A |
| 35 mm2 | 140 A | 112 A | 185 A | 148 A |
| 50 mm2 | 189 A | 151 A | 225 A | 180 A |
| 70 mm2 | 215 A | 172 A | 289 A | 230 A |
| 95 mm2 | 260 A | 208 A | 352 A | 281 A |
| 120 mm2 | 324 A | 259 A | 420 A | 328 A |
| 150 mm2 | 384 A | 307 A | 473 A | 378 A |
| 185 mm2 | 405 A | 324 A | 542 A | 430 A |
| 240 mm2 | 518 A | 414 A | 641 A | 512 A |
| 300 mm2 | 570 A | 456 A | 741 A | 592 A |
| 400 mm2 | 660 A | 528 A | 830 A | – |
| 500 mm2 | 792 A | 633 A | 905 A | – |
| 630 mm2 | 904 A | 723 A | 1019 A | – |
| 800 mm2 | 1030 A | 824 A | 1202 A | – |
Ví dụ về cách tính tải dây điện
Để hiểu rõ hơn về cách tính tải dây điện, bạn có thể theo dõi một số ví dụ lựa chọn tiết diện dây dẫn cho các thiết bị công suất lớn trong hệ thống điện 1 pha và 3 pha dưới đây.
Cách tính tải dây điện cho điều hòa
Điều hòa là thiết bị có công suất lớn trong hệ thống điện gia đình nên cần đảm bảo dây dẫn có khả năng chịu tải phù hợp, nhất là khi máy khởi động, dây dẫn sẽ phải chịu dòng khởi động tăng đột ngột.
Ta có: Điều hòa 1 HP 9000BTU, công suất tiêu thụ 0.7456kW, sử dụng nguồn điện 220V/50Hz.
Quy đổi: 0.7456kW = 745.6W
Áp dụng công thức, ta tính được cường độ dòng điện điều hòa phải chịu:
Từ đó tiết diện dây dẫn cho dây đồng điều hòa tính được:
Các nhà sản xuất khuyến cáo nên chọn tiết diện dây dẫn lớn hơn 1 cấp so với giá trị tính toán để đảm bảo khả năng chịu tải và thuận tiện mở rộng phụ tải sau này.
Chọn dây điện có tiết diện từ 1 - 1.5mm2 cho điều hòa 1HP.
Cách tính tải dây điện cho tủ lạnh
Ví dụ 1: Tủ lạnh 300W, điện áp sử dụng 220V/50Hz.
Áp dụng tương tự các công thức trên ta tính được cường độ dòng điện và tiết diện dây dẫn tương ứng:
Với kết quả như trên, có thể chọn loại dây điện có tiết diện nhỏ nhất là 0.75mm2 hoặc 1mm2 dùng cho tủ lạnh 300W. Tuy nhiên để tránh tình trạng sụt áp, thị trường thường dùng các loại dây điện đôi cho tủ lạnh với tiết diện 1.5mm2.
Chọn dây điện có tiết diện 2 x 1mm2 hoặc 2 x 1.5mm2 cho tủ lạnh 330W.
Ví dụ 2: Dây điện 2.5 mm2 dùng cho tủ lạnh có thể chịu được tải bao nhiêu W?
Dây điện dùng cho tủ lạnh của gia đình thường là lõi đồng, hoạt động ở điện áp 220V.
Áp dụng công thức, ta tính được cường độ dòng điện của dây 2.5mm2 dùng cho tủ lạnh:
Tương ứng, dây điện 2.5mm2 có thể chịu được công suất tối đa là:
Cách tính tải dây điện cho bình nóng lạnh
Ta có: Bình nóng lạnh 4500W, điện áp sử dụng 220V/50Hz.
Áp dụng công thức tính cường độ dòng điện và tiết diện dây dẫn như sau:
Trên thị trường, dây điện tiết diện 4mm2 có thể chịu tải đến 7000W, vì vậy có thể chọn dây có tiết diện 4mm2 trong trường hợp này.
Chọn dây điện có tiết diện 2 x 4mm2 cho bình nóng lạnh 4500W.
Cách tính tải dây điện cho mô tơ điện
Ta có: Một mô tơ điện 3 pha công suất 15kW, điện áp 380V.
Quy đổi: 15kW = 15000W. Hệ số cosφ của mô tơ điện thường lớn hơn thiết bị dân dụng là 0.85.
Áp dụng công thức tính tải:
Chọn dây điện có tiết diện 6mm2 cho mô tơ điện 15kW.
Một số câu hỏi về cách tính tải dây điện
Câu hỏi 1: Có thể dùng dây dẫn có tiết diện nhỏ hơn giá trị tính toán không?
Trả lời: Thực tế là nên chọn dây điện có tiết diện lớn hơn hoặc bằng giá trị tính toán để tạo ra hệ số an toàn, giảm thiểu tình trạng quá tải và sụt áp đường dây. Tuy nhiên, vẫn có thể chọn tiết diện dây điện nhỏ hơn giá trị tính toán nếu công suất thiết bị chưa vượt qua giá trị công suất khuyến cáo tương ứng với tiết diện dây dẫn trong bảng tra tiết diện dây điện theo công suất.
Câu hỏi 2: Có phải tất cả các hệ thống, thiết bị đều sử dụng chung được cách tính tải dây điện như trên không?
Trả lời: Về lý thuyết là có. Tuy nhiên, công thức tính cường độ dòng điện có sự khác nhau giữa điện 1 pha và 3 pha. Đồng thời nếu cần tính tải dây dẫn cho toàn bộ hệ thống điện, bạn cần tính toán được tổng công suất của tất cả các thiết bị sử dụng cùng lúc.
Các kiến thức khác liên quan đến tải dây điện, bạn có thể tìm hiểu tại: https://etinco.vn/tin-tuc/kien-thuc/kien-thuc-day-cap-dien/.
