Với những khu vực đô thị đông dân cư, nơi có địa hình hiểm trở mà việc đi dây dẫn trên không không khả thi, dây cáp điện ngầm sẽ sử dụng như biện pháp thay thế. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu đến các bạn quy trình thi công cáp điện ngầm theo tiêu chuẩn quốc gia và một số sai lầm thường mắc phải trong quá trình lắp đặt.
Yêu cầu về quy trình thi công cáp điện ngầm
Quy trình thi công cáp điện ngầm phải đáp ứng được tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7997:2009, bao gồm một số yêu cầu quan trọng sau:
- Độ sâu đặt cáp: Cáp ngầm và ống bảo vệ phải được đặt ở độ sâu ít nhất 0.6m so với mặt đất ở nơi không có tác động lực ép của phương tiện giao thông và ít nhất 1.2m ở nơi có đường giao thông hoặc vật nặng đè nén. Ngoài ra, nên tránh xa rễ của các cây lớn khoảng cách tối thiểu 1-1.5m.
- Kết cấu bảo vệ: Cáp chôn ngầm bắt buộc phải có ống bảo vệ hoặc đặt trong máng bê tông cốt thép. Lớp bảo vệ cáp cần được bọc kín và không chênh lệch độ cao gây hư hỏng cáp.
- Đường kính ống bảo vệ: Nếu chỉ đi 1 cáp, đường kính trong của ống phải gấp 1.5 lần đường kính ngoài cáp; trường hợp đặt nhiều cáp, đường kính ống phải gấp 1.5 lần đường kính hình tròn ngoại tiếp của cáp.
- Vị trí hộp cáp ngầm: Cần được đặt ở vị trí thuận tiện cho việc kéo cáp, nối cáp hoặc phân nhánh. Chiều dài đường ống chạy thẳng giữa các hộp cáp bắt buộc phải ≤150m.
- Vị trí các dây cáp: Không đặt các dây cáp giao nhau hoặc phải có lớp vỏ bảo vệ riêng biệt cho từng đường dây, trong đó khoảng trống giữa 2 dây tối thiểu phải là 15cm.
- Yêu cầu mối nối, đầu ống, khe hở giữa ống: Phải làm từ vật liệu có khả năng chống thấm, chống nước và chịu lực tốt, đảm bảo tất cả mối nối, khe hở kín nước. Đặc biệt các mối nối và đầu ống kim loại phải được quấn băng phủ chống ăn mòn.
- Đất, cát để lấp rãnh: Yêu cầu là loại không lẫn sỏi, đá sắc nhọn để tránh làm rách, hỏng cáp. Đồng thời tất cả các rãnh cần được đầm kỹ, làm phẳng, nhất là khi đặt đường ống song song.
- Xử lý đất yếu: Cần thực hiện biện pháp xử lý đất yếu để đảm bảo tính chất đất tại các khu vực thi công cáp điện ngầm đồng nhất.
- Tách biệt các loại cáp: Cáp điện lực ngầm không được tiếp xúc trực tiếp với cáp quang, cáp điện yếu. Duy trì khoảng cách giữa các loại cáp này ≤30cm.
- Lực kéo cáp: Mỗi loại cáp sẽ có lực kéo cho phép, đảm bảo quá trình thi công cáp điện ngầm không được vượt quá thông số này, tránh ảnh hưởng đến tính chất của cáp hoặc làm đứt cáp.
Quy trình thi công cáp điện ngầm đúng tiêu chuẩn
Mỗi quốc gia sẽ có quy trình thi công cáp điện ngầm khác nhau. Tại Việt Nam, quy trình cơ bản gồm các bước.
Khảo sát mặt bằng
Đây là công đoạn đầu tiên trong quy trình thi công cáp điện ngầm.
- Khảo sát địa hình: Trước khi thi công, nhà thầu cần phải chuẩn bị mặt bằng và khảo sát địa hình để nắm bắt được đặc tính của đất, điều kiện môi trường và lập bản đồ lắp đặt.
- Thủ tục pháp lý: Nhà thầu cần tiến hành đăng ký hoặc xin giấy phép thi công để tránh thủ tục pháp lý từ chính quyền.
- Chuẩn bị vật tư, dụng cụ, thiết bị cần thiết.
Đào rãnh
Để đảm bảo khoảng cách an toàn, số lượng các ống nhựa xoắn HDPE dự kiến được đặt trong rãnh sẽ quyết định đến chiều rộng của rãnh đặt cáp. Ống bảo vệ cáp cần được đặt trên nền cáp đã được đầm phẳng, tuyệt đối không đặt ống dưới cùng trên nền đá sỏi cứng.
Các công việc trong công đoạn đào rãnh gồm:
- Xác định chính xác kích thước, vị trí rãnh cần đào.
- Xác định vị trí và độ sâu của các công trình ngầm tại khu vực cần đào rãnh, đặc biệt là cáp điện lực loại khác để điều chỉnh phương pháp đào rãnh phù hợp.
- Tính toán số lượng ống bảo vệ cáp từ độ rộng của rãnh và tiến hành đào rãnh.
Hiện nay, có 2 phương pháp đào rãnh chôn cáp phổ biến là dùng máy và thủ công. Với khu vực nhạy cảm, đào rãnh bằng công nghệ không rãnh sẽ được sử dụng.
Đào rãnh bằng máy
Đây là phương pháp tối ưu nhất trong quy trình thi công cáp điện ngầm. Thường các chủ đầu tư sẽ dùng máy xúc để đào các rãnh với chiều rộng được mở tối đa là 15m. Trong khi độ rộng phổ biến của các rãnh sẽ từ 0.6 - 1.2m, độ sâu trung bình là 1.2m.
Rãnh sau khi đào sẽ được lấp lại bằng vật liệu chèn lấp nhiệt tầng sôi hoặc cát nhiệt. Tuy nhiên, không phải khu vực nào cũng thi công được theo phương pháp này. Rãnh đào bằng máy chỉ được thực hiện tại khu vực có địa hình không quá phức tạp, đặc biệt phía dưới không có đường cáp điện lực.
Đào rãnh thủ công
Đào rãnh thủ công được áp dụng trong trường hợp đào bằng máy không khả thi, ví dụ: khu vực thi công có hệ thống cáp điện ngầm hoặc điều kiện đất đá phức tạp. Trong đó, công tác đào rãnh sẽ dùng xẻng, xà beng thay vì dùng máy xúc.
Đào rãnh bằng công nghệ
Đối với những khu vực mà việc đào rãnh thủ công hay bằng máy đều không phù hợp, công nghệ không rãnh bằng phương pháp kích ống, đường hầm vi mô hoặc khoan định hướng ngang sẽ được áp dụng.
- Kích ống và đường hầm vi mô: Hố sẽ được đào ở 2 bên vật thể với chiều dài từ 30 - 100m, sau đó ống vách thép sẽ được dùng để khai thông đường dẫn.
- Khoan định hướng ngang: Một lỗ khoan nhỏ khoảng 152mm sẽ được khoan dưới chướng ngại vật, tiếp đó, vỏ bọc bằng polyetylen sẽ được kéo lại. Với công nghệ này, ống cáp được lắp đặt mà không sử dụng đến vỏ bọc bảo vệ.
Rải ống bảo vệ
Đặt ống nhựa xoắn HDPE hoặc ống bảo vệ cáp vào rãnh đã đào, đảm bảo khoảng cách tối thiểu theo quy định khi đặt ống song song, tránh để đất cát, nước hoặc côn trùng, động vật xâm nhập vào bên trong. Nên đặt dấu ở 2 đầu ống để việc kéo cáp diễn ra nhanh hơn.
Ống bảo vệ cáp sau khi rải xong sẽ được cố định bằng dây thép hoặc gỗ và tiến hành lấp hào cáp bằng đất cát sạch, không lẫn sỏi đá.
Kéo cáp vào ống
Trước khi tiến hành kéo cáp vào ống, một gá nhỏ tầm 9.5mm sẽ được luồn vào ống trước để kiểm tra vật cản. Cáp sau đó sẽ được bó gọn gàng và dùng phương pháp kéo đẩy phù hợp để luồn vào trong ống bảo vệ.
Quá trình kéo cáp cần đảm bảo tốc độ kéo cáp đều đặn, xấp xỉ 30m/phút, tuyệt đối không được kéo dừng đột ngột, có thể ảnh hưởng đến lực căng của cáp. Ngoài ra để giảm lực kéo, nên bôi chất bôi trơn lên cáp, đồng thời duy trì lực kéo tiêu chuẩn theo từng loại cáp thông qua lực kế. Để tránh cáp chạy quá mức, phanh cuộc sẽ được sử dụng nhưng cần liên tục kiểm tra lực căng trở lại.
Riêng loại cáp được chôn trực tiếp trong đất, cáp sẽ được kéo qua con lăn cách nhau 1.5m trong rãnh.
Nối cáp
Để nối được 2 đoạn cáp cần dùng ống nối chuyên dụng, trong đó đường kính mối nối phải lớn hơn ruột dẫn và được bọc vật liệu cách điện để quản lý ứng suất điện.
- Cáp đùn (XLPE): Lớp ngoài phần đầu cáp sẽ được tách bỏ để lộ ruột dẫn và dùng ống nối phù hợp để kết nối 2 đoạn cáp. Các mối nối này sẽ được niêm phong bằng dụng cụ nối cáp.
- Cáp HPPT và SCFF: Khi kết nối đầu cáp cần tính toán tính thủy lực liên tục cũng như áp suất dương trong cáp. Để nối cáp SCFF, mối nối liên kết sẽ được sử dụng, trong đó ống bọc thép được hàn qua mối nối 3 pha và với các đầu ống trước khi tạo áp suất bằng khí nitơ khô và dầu điện môi.
Hoàn tất thi công
Cáp sau khi nối xong sẽ được kết nối với các thiết bị khác thông qua các đầu cuối để người thi công có thể thuận tiện giám sát quá trình chuyển đổi giữa lớp cách điện của cáp có độ bền điện môi cao với không khí có độ bền điện môi thấp, đồng thời ngăn chặn hơi nước, hóa chất hoặc côn trùng xâm nhập vào cáp.
Tấm đế của đầu nối cáp sẽ được cách ly khỏi cấu trúc hỗ trợ để quản lý dòng điện tuần hoàn và cho phép đặt thêm điện áp bảo vệ cathodic vào ống cáp.
Đặc biệt, sau khi hoàn tất quy trình thi công cáp điện ngầm, các kỹ sư điện sẽ phải dùng đồng hồ vạn năng để kiểm tra tính thông mạch trong sợi cáp trước khi đưa vào sử dụng.
Sai lầm phổ biến trong quy trình thi công cáp điện ngầm
Do môi trường lắp đặt có tính đặc thù, dễ bị hơi nước, côn trùng xâm nhập, lại chịu áp lực từ đất và nước nên quy trình thi công cáp điện ngầm có tính khắt khe hơn và cũng dễ mắc phải một số sai lầm như:
- Sử dụng ống bảo vệ cáp kém chất lượng, không phù hợp với đặc điểm từng loại cáp ngầm nên cáp dễ bị hư hỏng, đứt ngầm.
- Đặt cáp trực tiếp vào trong rãnh đất mà không có 1 lớp cát mịn bảo vệ dưới cùng, khiến cáp hoặc ống luồn dễ bị tổn thương bởi đá hoặc vật liệu sắc nhọn lẫn trong đất.
- Lắp đặt cáp không theo một đường thẳng hoặc vi phạm tiêu chuẩn về khoảng cách giữa 2 đoạn cáp song song.
- Kỹ thuật đầm đất, cát không đạt chuẩn, khiến đất bị lún, hổng, ảnh hưởng đến tuổi thọ của dây cáp.
- Không đảm bảo lực kéo cáp tiêu chuẩn khiến cáp bị kéo quá căng hoặc bị chùng, gây hỏng ruột dẫn hoặc lớp cách điện.
- Đặt cáp ngầm quá gần đường ống nước, ống ga, các công trình ngầm hoặc các loại cáp điện lực khác.
- Băng báo hiệu không được đặt đúng vị trí chôn cáp ngầm hoặc không được trang bị khiến người đào đất không nhận biết được bên dưới có cáp ngầm.
- Mối nối kém hoặc đầu nối không được bọc cách điện đúng cách, gây nguy cơ rò rỉ điện, chập mạch.
- Dụng cụ bảo hộ, trang thiết bị thao tác với điện không đảm bảo tiêu chuẩn, dễ gây tai nạn điện.
- Không tuân thủ các quy định theo TCVN 7997:2009 hoặc các tiêu chuẩn quốc tế hiện hành.
Một số câu hỏi về quy trình thi công cáp điện ngầm
Câu hỏi 1: Quy định về độ sâu tiêu chuẩn khi chôn cáp ngầm là bao nhiêu?
Trả lời: Cáp điện ngầm thường được chôn ở độ sâu từ 0.6 - 1.2m tùy thuộc vào lực ép của phương tiện giao thông tại khu vực cần chôn cáp ngầm.
Câu hỏi 2: Có những phương pháp thi công cáp ngầm phổ biến nào?
Trả lời: Có 2 phương pháp lắp đặt cáp điện ngầm phổ biến ở Việt Nam là chôn cáp trực tiếp trong đất và luồn cáp trong ống bảo vệ.
Câu hỏi 3: Mục đích của việc rải cát dưới lớp ống bảo vệ cáp ngầm là gì?
Trả lời: Lớp cát dưới cùng có tác dụng giảm thiểu tác động từ đất, tăng cường khả năng bảo vệ của ống luồn cáp, tránh để sỏi, đá cứng làm rách, hỏng ống cáp.
