Là loại cáp chuyên dụng trong hệ thống phân phối điện trên không, cáp nhôm vặn xoắn có các thông số kỹ thuật khá đặc trưng so với nhiều loại dây cáp khác. Để tìm hiểu về dòng điện định mức của cáp nhôm vặn xoắn, bạn hãy theo dõi chi tiết bài viết này của Etinco.
Cáp nhôm vặn xoắn là gì?
Cáp nhôm vặn xoắn, hay còn gọi là cáp ABC (Low Voltage Aerial Bundled Cable) là loại cáp điện chuyên dùng để phân phối và truyền tải điện trên không. Đặc trưng của loại cáp này là lõi dẫn điện làm bằng nhôm hoặc hợp kim nhôm được bện tròn và ép chặt, bao bọc bên ngoài là lớp cách điện từ nhựa XLPE.
Cáp ABC khi được phân chia theo cấp điện áp sẽ gồm 2 loại phổ biến là cáp nhôm vặn xoắn hạ thế (Aerial Bundled Cable) và cáp nhôm vặn xoắn trung thế (Medium Voltage Aerial Bundled Cable). Tuy nhiên trong phạm vi bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung giới thiệu về cấu tạo, ứng dụng và dòng điện định mức của cáp nhôm vặn xoắn hạ thế.
Đặc tính kỹ thuật và cấu tạo của cáp nhôm vặn xoắn
Đặc tính kỹ thuật của cáp nhôm vặn xoắn hạ thế
Do môi trường lắp đặt chủ yếu là trên không nên cáp LV-ABC có những đặc tính kỹ thuật điển hình như sau:
- Điện áp danh định: 0.6/1kV
- Điện áp thử nghiệm xung sét 1.2/50µs:
- Tiết diện danh định < 35mm²: 15kV.
- Tiết diện danh định ≥ 35mm²: 20kV.
- Nhiệt độ hoạt động tiêu chuẩn: 80 độ C
- Nhiệt độ ngắn mạch tạm thời (≤5s): 250 độ C
- Sức kéo đứt tối thiểu: 140 Mpa
- Tiêu chuẩn: TCVN 6447:1998, AS/NZS 3560, IEC 60502-1; IEC 60228
Cấu tạo của cáp nhôm vặn xoắn
Cáp nhôm vặn xoắn hạ thế có cấu tạo khá đơn giản nhưng lại đạt hiệu quả truyền tải điện với 2 bộ phận chính:
- Lõi dẫn điện: Cấu thành từ nhôm hoặc hợp kim nhôm, trong đó các sợi nhôm được xoắn vặn đồng tâm và ép chặt cấp 2 để tối ưu khả năng dẫn điện, chịu lực và tăng độ bền kéo.
- Lớp cách điện: Đa phần là XLPE màu đen 2% carbon có khả năng chịu nhiệt cao, chống cháy và kháng được tia UV.
Ngoài ra, cáp nhôm vặn xoắn còn đi kèm một số phụ kiện như khóa cáp, móc treo cáp và thiết bị nối làm từ kim loại để tăng độ bền trong quá trình sử dụng.
Dòng điện định mức của cáp nhôm vặn xoắn
Dòng điện định mức là khả năng tải dòng điện tối đa mà LV-ABC có thể hoạt động an toàn. Vượt quá giới hạn này, dây cáp điện có nguy cơ quá tải, quá nhiệt, chập cháy, thậm chí là gây hỏa hoạn.
Các yếu tố ảnh hưởng đến dòng điện định mức của cáp nhôm vặn xoắn
Dòng điện định mức của cáp nhôm vặn xoắn thường được các nhà sản xuất cung cấp trong tài liệu hoặc in trên vỏ dây cáp, dựa trên cơ sở là các tiêu chuẩn quốc tế và TCVN.
Tuy nhiên trong thực tế, thông số này bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như tiết diện dây dẫn, số lõi dẫn, điều kiện môi trường… nên cần xác định chính xác để đảm bảo khả năng chịu tải của dây dẫn là phù hợp.
- Tiết diện dây điện: Tiết diện dây tỉ lệ thuận với dòng định mức của dây điện. Tức là dòng điện định mức càng lớn, yêu cầu tiết diện dây dẫn càng cao.
- Số lõi dẫn: Cáp nhôm vặn xoắn có từ 2-4 lõi, trong đó, cáp càng nhiều lõi thì khả năng tản nhiệt càng kém hơn so với dây đơn cứng, tương ứng dòng điện định mức cũng có thể thấp hơn.
- Vật liệu cách điện: Cáp LV-ABC thường sử dụng lớp cách điện XLPE cho khả năng chịu nhiệt tốt hơn so với PVC, giúp cáp chịu được tải dòng lớn hơn.
- Nhiệt độ môi trường: Giá trị của dòng định mức thường được xác định ở nhiệt độ tiêu chuẩn là 30 độ C. Nếu nhiệt độ môi trường cao hơn mức này, dòng điện định mức của cáp nhôm vặn xoắn cần được giảm xuống.
- Điều kiện lắp đặt: So với cáp ngầm hoặc cáp luồn trong ống, cáp treo trên không có mức tản nhiệt tốt hơn nên dòng định mức cũng cao hơn.
Bảng tra dòng điện cho phép của dây dẫn nhôm hạ thế
Tại Việt Nam hiện nay chủ yếu sử dụng loại cáp vặn xoắn 4 lõi với tiết diện trung bình từ 25-120mm2, tương ứng dòng điện định mức trong khoảng 105-260A. Tuy nhiên chúng tôi vẫn cung cấp bảng tra dòng điện định mức của cáp nhôm vặn xoắn đầy đủ từ 2-4 lõi, cách điện XLPE, lắp đặt trên không trong điều kiện nhiệt độ tiêu chuẩn 30 độ C.
| Tiết diện (mm²) | Dòng điện định mức (A) | ||
| 2 lõi | 3 lõi | 4 lõi | |
| 16 | 96 | 78 | 78 |
| 25 | 125 | 105 | 105 |
| 35 | 155 | 125 | 125 |
| 50 | 185 | 150 | 150 |
| 70 | 225 | 185 | 185 |
| 95 | 285 | 225 | 225 |
| 120 | 315 | 260 | 260 |
| 150 | 350 | 285 | 285 |
Ưu, nhược điểm của cáp nhôm vặn xoắn
So với dây dẫn trần trên không, cáp nhôm vặn xoắn hạ thế có những ưu, nhược điểm như sau.
Ưu điểm nổi bật
- Tiết kiệm chi phí: Nhôm rẻ hơn đồng nên giảm thiểu được đáng kể chi phí đầu tư, lắp đặt cho hệ thống điện trên không.
- Trọng lượng nhẹ: Nhôm nhẹ hơn đồng khoảng 2.5 lần, giúp việc vận chuyển, thi công cáp dễ dàng và nhanh chóng hơn.
- Độ an toàn cao: So với cáp trần trên không, LV-ABC hạn chế được sự cố chập mạch do các tác động môi trường lên dây dẫn, giảm thiểu tình trạng phóng điện, tia lửa điện, đồng thời đảm bảo an toàn cho kỹ sư điện trong quá trình sửa chữa, bảo trì.
- Lắp đặt đơn giản: Không cần đến thanh ngang và bộ cách điện như dây trần, dễ dàng dựng và căng dây, có thể lắp đặt tại khu vực hẹp, đặc biệt là không cần phát quang cây cối khi thi công ở địa hình phức tạp.
- Tuổi thọ cao: Lớp cách điện XLPE có khả năng chống ăn mòn và oxy hóa tốt, thích hợp để lắp đặt ngoài trời.
- Cải thiện độ tin cậy: LV-ABC có thể duy trì nguồn điện tạm thời khi hệ thống treo bị sập và được thiết kế đặc biệt để hạn chế tình trạng câu móc điện trái phép.
- Tăng mỹ quan đô thị: Thay vì phải dùng hệ thống dây điện chằng chịt hoặc dây trần thiếu an toàn, cáp nhôm vặn xoắn giúp tối ưu số lượng dây dẫn, tăng tính thẩm mỹ cho đường phố, khu vực công cộng.
Nhược điểm
- Điện trở suất của nhôm cao hơn đồng 1.64 lần, dẫn đến mức độ tổn hao điện năng lớn hơn trên cùng quãng đường truyền tải so với lõi đồng.
- Nhôm có độ bền kéo thấp hơn đồng nên một số cáp nhôm phải có thêm lõi thép gia cường nhằm tăng khả năng chịu lực. Từ đó làm tăng chi phí sản xuất cáp nhôm.
- Dưới tác động của nhiệt độ ngoài trời, nhôm có thể bị giãn nở, làm lỏng các mối nối theo thời gian. Đồng thời lớp cách điện bên ngoài cũng bị ảnh hưởng sau thời gian dài tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời.
- Lõi nhôm khó hàn nối khi bị đứt hoặc mối hàn không được đảm bảo như lõi đồng.
- Cáp LV-ABC đòi hỏi độ tinh khiết của lõi nhôm lên đến 99.7%
- So với dây dẫn trần, cáp nhôm vặn xoắn có nhịp cầu ngắn hơn và cần nhiều cột gia cố hơn.
- Cáp nhôm vặn xoắn không phù hợp lắp đặt ngầm.
Ứng dụng của cáp nhôm vặn xoắn
Thực tế, cáp nhôm ít có tính phổ biến hơn cáp đồng trong đường dây truyền tải trên không. Tuy nhiên nhờ ưu điểm vượt trội là rẻ và nhẹ, cáp nhôm vặn xoắn sẽ là lựa chọn kinh tế và hiệu quả trong các hệ thống sau:
- Hệ thống phân phối điện hạ thế: Cáp nhôm vặn xoắn được sử dụng phổ biến trong các đường dây truyền tải trên không từ trạm biến áp đến các khu đô thị, dân cư đông đúc hoặc các vùng nông thôn, vùng sâu vùng xa để tiết kiệm chi phí.
- Hệ thống điện công nghiệp: Cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp hoặc ứng dụng trong hệ thống điện dự phòng của khu công nghiệp.
- Hệ thống chiếu sáng công cộng: Nguồn truyền dẫn điện cho hệ thống chiếu sáng đường phố, công viên, khu giải trí.
Đọc thêm: 1 cuộn dây điện bao nhiêu mét?
Câu hỏi về cáp nhôm vặn xoắn
Câu hỏi 1: Sử dụng cáp nhôm vặn xoắn vượt quá dòng điện định mức có ảnh hưởng gì không?
Trả lời: Mỗi thiết bị điện đều có một dòng điện định mức được coi là giới hạn hoạt động an toàn. Nếu vượt quá giá trị này, không chỉ cáp nhôm vặn xoắn mà tất cả các loại dây cáp điện khác đều có nguy cơ:
- Quá nhiệt: Làm nóng chảy vỏ dây cáp, gây nguy cơ chập mạch, hỏa hoạn.
- Giảm tuổi thọ cáp: Quá tải trong thời gian dài khiến lớp cách điện của cáp bị lão hóa, có thể làm rò rỉ điện, gây mất an toàn điện.
- Lãng phí điện năng: Dây cáp vận hành không đúng cách sẽ gây tổn thất điện năng, sụt áp trên lưới hoặc mất cân bằng pha, ảnh hưởng đến chất lượng điện.
Câu hỏi 2: Làm thế nào để xác định chính xác dòng điện định mức của cáp nhôm vặn xoắn?
Trả lời: Có 2 cách xác định dòng điện định mức của cáp nhôm vặn xoắn nhanh và đơn giản nhất là xem thông số in trên vỏ cáp/ tài liệu của nhà sản xuất hoặc tra cứu bảng dòng điện cho phép của dây dẫn nhôm.
Tuy nhiên, dòng điện định mức của cáp nhôm vặn xoắn có thể thay đổi bởi nhiều yếu tố. Thế nên bạn cần căn cứ vào nhiệt độ môi trường, khu vực lắp đặt, yêu cầu về số lõi cáp… để tính toán được dòng định mức chuẩn của từng loại cáp nhôm.
Bảng tra dòng điện định mức của cáp nhôm vặn xoắn là công cụ hữu ích đối với các kỹ sư điện chuyên nghiệp, giúp tối ưu thời gian lựa chọn và thi công; đồng thời cũng là cơ sở để những người không chuyên có thể lựa chọn được tiết diện phù hợp với hệ thống và ứng dụng.
Các kiến thức về dây cáp điện, bạn có thể tìm hiểu thêm tại: https://etinco.vn/tin-tuc/kien-thuc/kien-thuc-day-cap-dien/.
