Dây điện XLPE: Cấu tạo, lợi ích và ứng dụng

Dây điện XLPE là lựa chọn tối ưu để truyền tải điện trong môi trường có nhiệt độ cao hoặc yêu cầu duy trì khả năng dẫn điện của hệ thống điện khẩn cấp. Trong bài viết này, cùng Etinco tìm hiểu về cấu tạo, đặc điểm và ứng dụng thực tế của dây điện XLPE.

Nội dung chính

Tìm hiểu về dây điện XLPE

XLPE là gì?

Để hiểu khái niệm dây điện XLPE, trước hết cần tìm hiểu về XLPE - vật liệu cách điện có đặc tính chịu nhiệt tốt hơn nhiều lần so với PVC.

XLPE (viết tắt của Cross-Linked Polyethylene) là một loại polyethylene có chứa peroxit hữu cơ. Bản chất, XLPE có tính chất như nhựa PE thông thường nhưng quá trình liên kết chéo dưới điều kiện nhiệt độ cao, áp suất lớn và khí trơ, peroxit được phản ứng hóa học với polyethylene đã biến đổi cấu trúc phân tử của PE từ dạng chuỗi riêng lẻ thành cấu trúc lưới 3 chiều vững chắc, cho phép chống lại những biến dị ở nhiệt độ cao và rất cao. Tương ứng, PE từ nhựa nhiệt dẻo sẽ biến thành nhựa nhiệt rắn, còn được gọi là XLPE.

Đặc tính nổi trội của XLPE:

Chịu được nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp trong 1 thời gian dài mà không bị biến dạng.
Chống được sự ăn mòn của nhiều loại hóa chất.
Không phát sinh khí độc khi xảy ra hỏa hoạn.
Điện trở cách điện cao nên giảm thiểu nguy cơ rò rỉ điện.
Một số loại còn có khả năng chịu dầu.

Dây điện XLPE là gì?

Dây điện XLPE là loại dây cáp điện được cách điện bằng vật liệu XLPE, có khả năng chịu nhiệt cao với tuổi thọ nhiệt lên đến 40 năm, đồng thời chống chịu được độ ẩm và hóa chất. Loại dây điện này không chỉ có nhiệt độ tiêu chuẩn cao hơn dây điện PVC mà còn duy trì được khả năng cách điện tuyệt vời cả khi bị nung nóng. Vì vậy, dây điện XLPE là lựa chọn tối ưu cho nhiều ứng dụng dân dụng, công nghiệp, thương mại, đặc biệt thích hợp lắp đặt trong môi trường khắc nghiệt.

Đặc tính kỹ thuật của dây điện XLPE:

Dải điện áp hoạt động: 0.6 – 500kV
Nhiệt độ định mức: 90 độ C
Nhiệt độ ngắn mạch tạm thời: 170 – 250 độ C
Tuổi thọ: 40 - 50 năm.
Màu sắc đặc trưng: Đen, cam

Cáp điện CXV là dòng dây XLPE thông dụng cho công trình nhà ở, công nghiệp hay thương mại.

Cấu tạo của dây điện XLPE

Cấu tạo của dây điện XLPE phức tạp hơn nhiều so với dây điện PVC với các thành phần chính như sau:

Ruột dẫn điện: Là tập hợp của nhiều sợi đồng hoặc nhôm được nén tròn hoặc xoắn tròn. Loại xoắn tròn được áp dụng cho lõi có tiết diện >800mm2 nhằm hạn chế tình trạng tăng điện trở xoay chiều.
Lớp cách điện: Vật liệu cách điện là XLPE, được định hình bằng phương pháp đùn có đặc tính chịu nhiệt, chịu ẩm và hóa chất. Đặc biệt là không bị biến dạng khi bị nung nóng.
Màn chắn: Đối với các loại cáp điện hoạt động từ cấp điện áp 3.5kV trở lên, tiêu chuẩn thiết kế yêu cầu cần có thêm 1 lớp màn chắn bán dẫn (phi kim loại) bên trong lớp cách điện để tăng khả năng phân bổ điện trường và giảm nguy cơ phóng điện.
Lớp vỏ bọc bên trong: Thường làm bằng PVC, có tác dụng bảo vệ lớp cách điện và các thành phần bên trong dây cáp.
Lớp giáp bảo vệ: Vật liệu chủ yếu là thép mạ kẽm hoặc nhôm, có dạng dây tròn bọc quanh ruột dẫn hoặc là lớp băng nhôm - băng thép. Riêng loại dây cáp 1 lõi, lớp giáp bảo vệ này sẽ được làm bằng nhôm.
Lớp vỏ bọc bên ngoài: Được cấu thành từ nhiều vật liệu như nhựa PVC, polyethylene… và thường có màu đen đặc trưng. Màu sắc này sẽ có sự khác biệt ở loại dây điện chống cháy, chậm cháy.

Lợi ích khi sử dụng dây điện XLPE

Quá trình liên kết chéo đã làm thay đổi hoàn toàn cấu trúc vật liệu của XLPE, tạo nên lớp cách điện tuyệt vời, góp phần tăng hiệu suất và tuổi thọ của dây cáp điện cùng nhiều ưu điểm khác trong quá trình truyền tải điện năng.

Khả năng chịu nhiệt vượt trội

Nhiệt độ tiêu chuẩn của dây điện XLPE là 90 độ C, thậm chí 1 số loại còn chịu được nhiệt độ vận hành từ 120 - 150 độ C mà không bị nóng chảy, cao hơn rất nhiều so với PVC. Lớp cách điện này còn có khả năng bảo vệ dây cáp bên cạnh khỏi hiện tượng sinh nhiệt từ dòng điện chạy qua lõi đồng nên rất thích hợp để lắp đặt ở môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

Khả năng truyền tải hiệu quả

Dây cáp XLPE có cường độ điện môi rất cao nhưng lại có tổn thất điện môi rất thấp, giúp quá trình truyền tải điện năng hiệu quả và hạn chế tổn thất năng lượng.

Khả năng chịu ứng suất cao

Cáp điện XLPE có thể uốn cong, kéo giãn mà không bị hư hỏng, cho phép lắp đặt tại nhiều vị trí khác nhau. Đặc biệt XLPE có khả năng phân tán ứng suất điện - hiện tượng tạo điểm nóng trong lõi dẫn do điện áp cao, hạn chế hình thành điểm nóng, từ đó kéo dài tuổi thọ dây cáp.

Chống ẩm, chống hóa chất

XLPE gần như không hút ẩm nên đặc biệt được ưa chuộng trong các ứng dụng yêu cầu đi dây ngầm dưới lòng đất hoặc lòng nước để cải thiện khả năng suy thoái cách điện do độ ẩm của một số loại dây cáp khác. Bên cạnh đó, XLPE cũng có đặc tính kháng hóa chất, phù hợp để lắp đặt trong môi trường có khả năng tiếp xúc trực tiếp với hóa chất.

An toàn với con người và môi trường

Nhiều loại dây cáp XLPE được sản xuất dưới dạng LSZH (ít khói, không halogen), tức là khi cháy sẽ không tạo ra khí độc như PVC, an toàn cho con người và môi trường.

Tuổi thọ cao

Dây điện XLPE có tuổi thọ trung bình lên tới 40-50 năm, lại chống được mài mòn, va đập nên tiết kiệm được chi phí bảo trì, bảo dưỡng hoặc thay mới thường xuyên. Có thể giá thành của loại dây cáp này cao hơn so với dây cáp PVC nhưng xét về giá trị lâu dài, đầu tư cho XLPE sẽ tối ưu được lợi ích kinh tế, đặc biệt là trong môi trường công nghiệp.

Cách phân loại dây cáp XLPE

Có nhiều tiêu chí để phân loại cáp điện XLPE.

Theo cấp điện áp

Cáp cao thế: Hoạt động ở điện áp từ 35kV - 500kV, chủ yếu sử dụng cho các đường dây truyền tải quốc gia, có tác dụng kết nối nhà máy sản xuất điện với các trạm biến áp lớn.
Cáp trung thế: Cấp điện áp từ 1-35kV, phổ biến trong hệ thống điện của các khu công nghiệp, nhà máy, khu đô thị, trung tâm thương mại.
Cáp hạ thế: Hoạt động ở cấp điện áp dưới 1kV, thích hợp để truyền tải điện trong hệ thống điện dân dụng, thương mại hoặc công nghiệp nhẹ.

Theo cấu trúc bảo vệ

Cáp không có giáp bảo vệ (Unarmored Cable): Loại dây cáp này không có lớp giáp bảo vệ bằng kim loại nên được khuyến cáo lắp đặt trong môi trường có sự bảo vệ như luồn ống, thang máng.
Cáp có giáp bảo vệ (Armored Cable): Được trang bị thêm lớp giáp bảo vệ băng nhôm hoặc băng thép dưới lớp vỏ bảo vệ ngoài cùng. Nhờ có thêm 1 lớp chống chịu tác động cơ học, loại này phù hợp để đi ngầm dưới lòng đất hoặc lắp đặt ở nơi có độ rung động mạnh.

Theo công dụng đặc biệt

Cáp chống cháy, chậm cháy: Được thiết kế để duy trì được khả năng dẫn điện ngay cả khi xảy ra hỏa hoạn, rất cần cho hệ thống điện khẩn cấp của các tòa nhà cao tầng, đường hầm hoặc ứng dụng yêu cầu cao về an toàn phòng cháy chữa cháy.

Cáp dùng trong đo lường: Loại cáp chuyên dụng cho hệ thống đo lường và điều khiển, đảm bảo khả năng truyền tín hiệu tin cậy nhờ đặc tính điện dung thấp, điện trở cách điện cao.
Cáp LSZH: Loại này ít gây khói độc khi cháy nên được lắp đặt phổ biến tại một số địa điểm đặc thù như sân bay, bệnh viện, nhà ga, trung tâm thương mại…

Xem thêm: Dây điện CVV là gì? Cấu tạo, tiêu chuẩn và ứng dụng

Ứng dụng của dây điện XLPE

Do sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội về khả năng dẫn điện, cách điện, kháng ẩm, kháng hóa chất, dây điện XLPE là lựa chọn lý tưởng của nhiều ứng dụng có điều kiện vận hành khắc nghiệt, chịu tác động bởi hóa chất - nước, yếu tố cơ học hoặc hoạt động ở cấp điện áp cao.

Cụ thể, ứng dụng của dây điện XLPE gồm:

Hệ thống bơm nước: XLPE có khả năng chống loại sự suy thoái cách điện do tác động của hơi nước, vì thế ngày nay, dây điện XLPE rất được ưa chuộng trong các hệ thống bơm nước, đảm bảo khả năng truyền tải năng lượng trong môi trường ẩm ướt.
Khai thác mỏ: Với môi trường khắc nghiệt như khai thác mỏ, dây điện XLPE sẽ khắc phục được các vấn đề liên quan đến độ ẩm, nhiệt độ, tác động cơ học, nhất là trong điều kiện có rung động mạnh.
Truyền tải điện áp cao: Dây cáp XLPE là lựa chọn hàng đầu cho lưới điện truyền tải quốc gia, dù là lắp đặt trên không hay chôn ngầm dưới lòng đất.

Công nghiệp hóa chất: Đặc tính kháng hóa chất đã giúp dây điện XLPE được lắp đặt phổ biến tại các môi trường có khả năng phải tiếp xúc trực tiếp với hóa chất.
Hệ thống điều hòa không khí: Tại một số quốc gia vẫn chuộng hệ thống sưởi cho cả tòa nhà, dây điện XLPE phù hợp để lắp đặt hơn loại PVC.
Ngành ô tô: Dây điện XLPE không chỉ chịu nhiệt tốt hơn mà còn nhẹ hơn dây PVC nên phù hợp để lắp trong các khoang động cơ ô tô.

Phân biệt dây điện XLPE và PVC

XLPE và PVC là 2 loại vật liệu thường được đặt lên bàn cân so sánh ở nhiều tiêu chí. Cơ bản, đây đều là vật liệu cách điện phổ biến của dây cáp điện với ưu điểm: cách điện tốt, chống chịu được tác động cơ học, chống ăn mòn và tuổi thọ cao.

Tuy nhiên, XLPE có nhiều đặc tính ưu việt hơn biến loại dây này trở thành lựa chọn tối ưu của nhiều ứng dụng có tính đặc thù. Theo dõi bảng so sánh dưới đây để tìm hiểu về sự khác biệt giữa dây điện XLPE và PVC.

Tiêu chí	Dây điện XLPE	Dây điện PVC
Vật liệu	Nhựa nhiệt rắn (Thermoset)	Nhựa nhiệt dẻo (Thermoplastic)
Điện áp định mức	0.6/1kV	Đa dạng, từ 0.6 - 500kV
Nhiệt độ tiêu chuẩn (liên tục)	90°C	~70°C
Nhiệt độ ngắn mạch	250°C	~160°C
Độ bền cơ học	Rất cao	Trung bình
Tính linh hoạt	Trung bình	Cao, dễ uốn dẻo ở nhiều địa hình
Khả năng chống ẩm/hóa chất	Rất tốt	Tốt
Tuổi thọ	40-50 năm	Ngắn hơn
An toàn với môi trường	Loại dây cáp LSZH ít khói và gần như không tỏa khí độc khi cháy	Có nguy cơ giải phóng khí độc (HCl) khi cháy
Giá thành	Cao hơn	Thấp hơn
Môi trường lắp đặt	Phù hợp lắp đặt ở môi trường khắc nghiệt, có hóa chất, rung động mạnh, chôn ngầm hoặc đi dưới lòng nước…	Trong nhà hoặc khu vực có tính ổn định

Đọc thêm: So sánh dây dẫn điện và dây cáp điện chi tiết nhất

Tại Etinco, chúng tôi hiện đang phân phối nhiều dòng dây điện XLPE như: cáp đồng, cáp nhôm, cáp điện kế, cáp chống cháy, cáp chậm cháy... đến từ nhiều thương hiệu uy tín như Cadisun, Cadivi, GoldCup, Trần Phú.

Là nhà phân phối và nhập khẩu thiết bị điện hàng đầu Việt Nam, chúng tôi cam kết cung cấp sản phẩm chính hãng, nhập khẩu trực tiếp tại nhà máy với mức giá cả, chiết khấu hấp dẫn nhất thị trường. Đặc biệt, chúng tôi sở hữu đội ngũ tư vấn viên chuyên nghiệp, nhiệt tình cùng các chuyên gia có nhiều năm hợp tác với các đơn vị Điện lực nên có khả năng hỗ trợ kỹ thuật cho từng dự án, công trình đặc thù.

Một số câu hỏi về dây điện XLPE là gì?

Câu hỏi 1: Khi nào nên sử dụng dây điện XLPE?

Trả lời: PVC là vật liệu cách điện phổ biến nhất thị trường với ưu điểm nổi bật là giá thành hợp lý, vận hành ổn định ở các ứng dụng dân dụng. Tuy nhiên, khi môi trường vận hành có các yếu tố khắc nghiệt như nhiệt độ, độ ẩm cao, rung động mạnh hoặc có hóa chất, dây điện XLPE nên được ưu tiên sử dụng.

Nhất là ở các công trình công cộng, trung tâm thương mại,... dây PVC cần được thay thế bằng dây XLPE để đề phòng trường hợp xảy ra hỏa hoạn, PVC có nguy cơ sinh khói độc ảnh hưởng đến con người và môi trường, trong khi XLPE ít khói và cũng ít tạo khói độc, đồng thời có thể duy trì khả năng dẫn điện và cách điện cho hệ thống điện khẩn cấp.

Ngoài ra, nhờ khả năng chịu dòng điện cao hơn, cáp điện XLPE cho phép giảm bớt tiết diện dây dẫn mà vẫn đảm bảo khả năng truyền tải ổn định so với dây cáp PVC, giúp tối ưu hóa thiết kế của hệ thống điện.

Câu hỏi 2: Dây điện XLPE có nhược điểm gì?

Trả lời: So sánh ở tính linh hoạt, PVC dễ uốn dẻo hơn XLPE nên dây điện XLPE cần nhiều không gian đi dây hơn PVC. Chưa kể, chi phí đầu tư cho dây XLPE luôn luôn cao hơn PVC và cũng khó tái chế sau khi không sử dụng.

Trên đây là những kiến thức quan trọng liên quan đến dây điện XLPE. Để tìm hiểu về các loại dây điện khác, bạn có thể truy cập: https://etinco.vn/tin-tuc/kien-thuc/kien-thuc-day-cap-dien/