Bọc dây điện là gì? Phân loại và cách chọn vỏ bọc dây điện chất lượng

Chu Văn An

Bọc dây là một trong những bước chính trong quy trình sản xuất cáp. Vậy vỏ dây được làm bằng chất liệu gì và làm thế nào để chọn được vỏ dây chất lượng? Hãy tìm hiểu trong bài viết.

Cuộn dây là gì?

Quấn dây là bước cuối cùng trong quy trình sản xuất cáp tiêu chuẩn trước khi đóng gói và bảo quản. Mục đích chính của bước này là bọc lõi dẫn điện của cáp bằng vỏ bảo vệ có khả năng cách điện và chịu được nhiệt độ, độ ẩm, hóa chất hoặc tác động cơ học. Ngoài ra, việc bọc dây điện còn có thể giúp hạn chế rò rỉ, tránh gây nguy hiểm cho người sử dụng.

Sau khi quấn, vỏ dây thường có những đặc điểm sau:

• Khả năng cách nhiệt: Đây là tính năng quan trọng nhất của vỏ bọc dây, có thể ngăn chặn các mối nguy hiểm về điện như đoản mạch, đoản mạch khi dây chạm vào nhau hoặc phóng điện, rò rỉ khi người dùng vi phạm nguyên tắc an toàn. Khả năng cách điện của áo khoác dây phụ thuộc vào tính chất của vật liệu cấu thành nên nó.
• Khả năng bảo vệ: Đối với dây dẫn, vỏ đóng vai trò như một tấm chắn, bảo vệ lõi khỏi các tác nhân bên ngoài như nhiệt độ, độ ẩm, hóa chất, côn trùng cắn hay sốc cơ học. Đối với con người, vỏ bọc dây có nhiệm vụ cách ly các bộ phận dẫn điện và ngăn ngừa tai nạn điện giật.
• Đảm bảo vẻ đẹp: Dây bọc không chỉ tăng độ an toàn so với dây trần mà còn đảm bảo tính thẩm mỹ cho các công trình hiện đại. Lớp vỏ này thường được mã hóa màu theo tiêu chuẩn để dễ phân biệt và thể hiện tính thẩm mỹ của không gian đang sử dụng.

Lợi ích của việc bọc dây điện

Vỏ bọc dây không chỉ là vật liệu làm vỏ mà còn mang lại nhiều lợi ích cho cáp, hệ thống điện và người sử dụng.

• Ngăn chặn rò rỉ và cháy nổ: Việc bọc dây giúp tăng khả năng chịu nhiệt và hạn chế hiện tượng rò rỉ có thể khiến dây bị chập. Đặc biệt, lớp bọc dây còn có đặc tính chống cháy hoặc ngăn chặn sự cháy lan khi có hỏa hoạn.
• Kéo dài tuổi thọ của dây nguồn: Khi được phủ một lớp bảo vệ vật lý, lõi dẫn điện bên trong của cáp không tiếp xúc trực tiếp với môi trường, cọ xát hay mài mòn, giúp tăng độ bền cho dây.
• An toàn cho con người: An toàn điện là nền tảng của mọi hệ thống điện. Vỏ cách điện giúp cách ly con người và dòng điện, giúp giảm thiểu nguy cơ xảy ra tai nạn điện trong quá trình sử dụng và vận hành hệ thống.
• Giảm tiếng ồn điện tử: Lớp phủ dây giúp bảo vệ chống nhiễu điện từ, chống nhiễu và tín hiệu, từ đó cải thiện hiệu suất và độ ổn định của hệ thống điện và điện tử.
• Dễ dàng nhận biết: Vỏ bọc dây thường được đánh mã màu tương ứng với chức năng của từng dây dẫn, giúp các kỹ sư dễ dàng thiết kế, xây dựng hoặc sửa chữa mạch điện đồng thời cảnh báo người dùng khi tiếp xúc với dây điện đang có điện.

Phân loại vỏ dây phổ biến hiện nay

PVC và XLPE là hai loại vật liệu cách điện cáp phổ biến nhất tại Việt Nam. Ngoài 2 loại vật liệu này, còn có thể sử dụng nhiều loại vật liệu khác để bọc dây như PE, PP, HDPE, cao su…

Vỏ bọc dây PVC (polyvinyl clorua)

Loại polymer này được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới nhờ những đặc tính tuyệt vời như tính linh hoạt, giá thành rẻ, tính sẵn có cao, cách điện tốt, khả năng chống axit, dung môi, kiềm và nhiều loại hóa chất khác. Phạm vi nhiệt độ hoạt động của PVC khá rộng, từ -55oC đến 105oC, với nhiệt độ tiêu chuẩn là 70oC. Tuy nhiên, vật liệu này có khả năng chịu nhiệt hạn chế và thường sinh ra khói độc khi đốt cháy.

Hiện nay, cáp dùng trong điện gia dụng hoặc công nghiệp nhẹ thường được cách điện bằng polyvinyl clorua.

Bọc dây điện bằng PE (polyethylene)

PE là một loại nhựa nhiệt dẻo. Dưới áp suất và nhiệt độ thích hợp, quá trình trùng hợp ethylene (C2H4) giúp PE tăng khả năng chống nứt, hàn hoặc cắt.

So với PVC, PE kém linh hoạt hơn và do đó khó uốn cong. Ngược lại, bọc dây bằng PE có thể cải thiện đặc tính cách điện của cáp đồng thời tăng cường khả năng chịu tải và khả năng chống ăn mòn của cáp. Vật liệu này chủ yếu được sử dụng cho cáp đồng trục hoặc cáp điện dung thấp với nhiệt độ hoạt động từ 65°C đến 80°C.

Xin lưu ý rằng cáp làm từ dây bọc PE có thể tạo ra khói đen và đôi khi còn cháy nên không thích hợp để lắp đặt trong hệ thống điện gia dụng.

Vỏ bọc dây XLPE (polyethylene liên kết ngang)

Nhờ quá trình liên kết chéo các phân tử PE với nhau, XLPE không chỉ kế thừa những ưu điểm của PE mà còn được nâng cấp khả năng chịu nhiệt lên tới 250°C khi ngắn mạch tạm thời và nhiệt độ hoạt động tiêu chuẩn lên tới 90°C.

Ngoài ra, XLPE còn có khả năng chống biến dạng khi nung nóng và chống ăn mòn, nứt vỡ hóa học nên trở thành vật liệu cách nhiệt thông dụng cho môi trường điện áp cao, khắc nghiệt hoặc cáp đi dây ngầm.

Nhược điểm của loại vật liệu này là giá thành cao hơn PVC và PE và đòi hỏi quy trình sản xuất, gia công phức tạp hơn.

Vỏ bọc dây nhựa HDPE (Polyethylene mật độ cao)

HDPE là loại nhựa tổng hợp có cấu trúc tinh thể bền chắc và độ cứng cao hơn PE. Vì vậy, vỏ dây từ HDPE mang lại độ bền cơ học tốt hơn, chống mài mòn và chịu lực va đập mạnh.

HDPE còn có đặc tính cách nhiệt và chống thấm nước, với nhiệt độ hoạt động tiêu chuẩn lên tới 75°C. Đặc biệt, vật liệu này có bổ sung thêm hợp chất UVA có tác dụng chống lại tia cực tím nên thích hợp làm vỏ bọc cho cáp viễn thông, cáp quang hoặc cáp chôn trực tiếp dưới đất.

Nhược điểm của HDPE là khả năng chịu nhiệt hạn chế và dễ gãy ở nhiệt độ thấp.

Cuộn dây không chứa halogen (LSZH/LSOH)

Được làm từ hỗn hợp nhựa polyolefin, nắp không chứa halogen (như clo, flo, brom) nên thường tạo ra ít khói và không có khí độc khi đốt.

Các dạng phổ biến của loại vật liệu này bao gồm LSZH (halogen không khói thấp), LSF (ít khói, ít khói) hoặc HFFR (chất chống cháy không chứa halogen), trong đó LSZH có khả năng chống cháy cao nhất nên có ứng dụng rộng rãi trong hệ thống điện trong các nhà máy hóa chất, nhà máy điện hạt nhân, tàu ngầm hay các công trình công cộng.

Quấn dây bằng cao su

Cao su được sử dụng khá phổ biến trong nhiều hệ thống điện vì nó có tính đàn hồi cao, dẻo hơn nhựa và có thể chịu được ma sát cũng như nhiệt độ khắc nghiệt quá cao hoặc quá thấp. Đặc biệt, cao su tổng hợp như silicone được ưu tiên sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao như hàng không vũ trụ và gia công thép do khả năng chịu nhiệt lên tới 800°C.

Một số loại vỏ dây khác

• PUR (Polyurethane): Là loại nhựa tổng hợp có khả năng chịu nhiệt, rất dẻo, dẻo nhất trong các loại vật liệu nhựa, có khả năng kháng hóa chất, tia UV, nước và không dễ cháy. Tuy nhiên, PUR khá đắt nên chỉ được sử dụng làm lớp bọc cho một số ứng dụng đặc biệt như dây robot, dây di động hoặc dùng trong quân sự.
• PP (Polypropylene): Có đặc tính rất giống PE, nhưng có phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng hơn, từ 30°C đến 80°C.
• EPR (Cao su Ethylene Propylene): Là loại cao su tổng hợp có khả năng chịu được nhiệt độ cao (-50°C đến 160°C), chống ăn mòn và có độ linh hoạt tương đối vượt trội. EPR chủ yếu được sử dụng cho cáp điện áp cao. Nhưng ở nhiệt độ thấp, độ bền của vật liệu giảm.

Cẩn thận khi chọn vỏ dây chất lượng

Có một số yếu tố quan trọng bạn cần lưu ý khi chọn vỏ bọc dây cho cáp của mình.

Môi trường hoạt động

Các điều kiện hoạt động của cáp xác định việc lựa chọn ống bọc dây thích hợp. Ví dụ:

• Lắp đặt trong nhà: Nếu muốn an toàn hơn, bạn có thể lựa chọn những loại vỏ dây thông dụng nhất: PVC hoặc LSZH.
• Lắp đặt ngoài trời: Ưu tiên các loại vật liệu có khả năng chống chọi với các yếu tố thời tiết như XLPE, HDPE, EPR.
• Môi trường ẩm ướt: Bạn có thể lựa chọn loại vỏ bọc là PE, XLPE hoặc PVC.
• Môi trường nhiệt độ thấp: Các lựa chọn điển hình bao gồm PUR hoặc cao su.
• Môi trường giàu hóa chất: Tốt nhất nên chọn PUR, nylon hoặc sợi thủy tinh để bọc dây.
• Khu vực dễ nổ: Bạn có thể lựa chọn mũ trùm LSZH/LSOH để hạn chế khói và khí độc.

Yêu cầu về độ bền của cáp

Nếu công trình, hệ thống yêu cầu độ bền cao của cáp thì nên chọn vỏ dây làm bằng XLPE hoặc cao su, có khả năng chịu được nhiệt độ khắc nghiệt.

yêu cầu chi phí

Trong số các loại vật liệu trên thì PVC có giá thành rẻ nhất do có sẵn trên thị trường nên đây là loại vỏ bọc dây phù hợp nhất nếu hệ thống điện của bạn không có nhu cầu bảo vệ quá đặc thù. Ngoài ra, PE còn là sự thay thế khả thi cho một số loại vật liệu khá đắt tiền (như XLPE, LSZH, PUR).

Yêu cầu tiêu chuẩn

Vỏ bọc dây thường được sản xuất theo một số tiêu chuẩn quốc tế phổ biến như UL, IEC, NEC hoặc tiêu chuẩn quốc gia -TCVN. Bạn nên lựa chọn mua những loại cáp đạt tiêu chuẩn tiêu biểu này để đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng.

Một số lưu ý khác

• Độ dày vỏ bảo vệ: Cáp chất lượng tốt có độ đồng tâm tốt, tức là độ dày của từng đoạn dây từ lõi dây đến vỏ dây là như nhau. Bạn cần chọn loại cáp có độ đồng tâm chuẩn khoảng 80%.
• màu sắc: Màu sắc của vỏ dây nên được chọn phù hợp với môi trường lắp đặt. Ví dụ, dây điện ngoài trời nên chọn màu sắc đậm, bắt mắt để dễ nhận biết. Hệ thống dây điện trong nhà có thể được lựa chọn phù hợp với màu tường hoặc sàn nhà.

Câu hỏi thường gặp về vỏ dây

Câu 1: Vỏ bọc dây nào tốt nhất cho hệ thống điện gia đình?

hồi đáp: PVC là loại vỏ bọc dây phù hợp nhất cho lưới điện gia đình nhờ đặc tính bảo vệ và giá cả hợp lý.

Câu hỏi 2: Cách dễ nhất để kiểm tra vỏ dây là gì?

hồi đáp: Bạn có thể kiểm tra xem vỏ dây điện của mình có bị hỏng hay không bằng hai cách dễ dàng:

• Quan sát trực quan: Kiểm tra vỏ bọc xem có vết trầy xước, vết nứt, sự đổi màu hoặc phồng rộp trên dây đã qua sử dụng không.
• Chạm: Với dây mới, bạn có thể kiểm tra bằng tay. Nếu vỏ mềm, mịn và không có vết xước thì có thể biết dây đang hoạt động tốt.

Để kiểm tra chính xác nhất, bạn nên sử dụng các dụng cụ chuyên dụng để xác định các thông số như hằng số điện môi, độ bền của vỏ bọc dây.