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

Dây XLPE là lựa chọn tốt nhất để truyền tải điện trong môi trường nhiệt độ cao hoặc nơi hệ thống điện khẩn cấp cần duy trì độ dẫn điện. Trong bài viết này cùng KTH ELECTRIC tìm hiểu cấu tạo, đặc điểm và ứng dụng thực tế của dây XLPE.

Tìm hiểu về dây XLPE

Polyetylen liên kết ngang là gì?

Để hiểu khái niệm về dây XLPE, trước tiên bạn cần hiểu về XLPE – vật liệu cách nhiệt có khả năng chịu nhiệt tốt hơn PVC rất nhiều lần.

XLPE (viết tắt là polyetylen liên kết ngang) Nó là một polyetylen có chứa peroxide hữu cơ. Về cơ bản, XLPE có những đặc tính giống như nhựa PE thông thường, nhưng trong quá trình liên kết ngang trong điều kiện nhiệt độ, áp suất cao và khí trơ, peroxide phản ứng hóa học với polyetylen, biến cấu trúc phân tử của PE từ dạng chuỗi đơn thành cấu trúc mạng 3 chiều rắn chắc, giúp nó có khả năng chống đột biến ở nhiệt độ cao và cực cao. Theo đó, nhựa nhiệt dẻo PE sẽ được chuyển hóa thành nhựa nhiệt rắn hay còn gọi là XLPE.

Tính năng nổi bật của XLPE:

• Nó có thể chịu được nhiệt độ cao hoặc thấp trong thời gian dài mà không bị biến dạng.
• Chống ăn mòn bởi nhiều loại hóa chất.
• Không có khí độc sẽ được tạo ra trong trường hợp hỏa hoạn.
• Khả năng cách điện cao giúp giảm thiểu nguy cơ rò rỉ.
• Một số loại còn có khả năng chịu dầu.

Dây XLPE là gì?

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

Đặc tính kỹ thuật dây XLPE:

• Phạm vi điện áp làm việc: 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 CXV là loại dây XLPE phổ biến phù hợp cho các công trình dân dụng, công nghiệp hoặc thương mại.

Cấu trúc dây XLPE

Cấu trúc của dây XLPE phức tạp hơn nhiều so với dây PVC. Các thành phần chính như sau:

• nhạc trưởng: Nó là tập hợp nhiều sợi đồng hoặc nhôm được nén thành hình tròn hoặc xoắn thành hình tròn. Loại xoắn tròn phù hợp với lõi có tiết diện >800mm2 để hạn chế tăng điện trở AC.
• Mức độ cách nhiệt: Vật liệu cách nhiệt là XLPE, được ép đùn và có đặc tính chịu nhiệt, chống ẩm và chống ăn mòn hóa học. Đặc biệt nó không bị biến dạng khi đun nóng.
• Màn hình: Đối với cáp điện có cấp điện áp từ 3,5kV trở lên, tiêu chuẩn thiết kế yêu cầu bổ sung thêm lớp bảo vệ bán dẫn (phi kim loại) bên trong lớp cách điện để tăng khả năng phân bố điện trường và giảm nguy cơ phóng điện.
• vỏ bên trong: Thường được làm bằng PVC, nó bảo vệ lớp cách điện và các bộ phận bên trong cáp.
• lớp học Giáp bảo vệ: Vật liệu chính là thép mạ kẽm hoặc nhôm ở dạng dây dẫn quấn tròn hoặc dải nhôm-thép. Đối với cáp 1 lõi, lớp giáp bảo vệ này sẽ được làm bằng nhôm.
• Lớp phủ bên ngoài: Được làm từ nhiều chất liệu khác nhau như nhựa PVC, Polyethylene…thường có màu đen đặc trưng. Màu sắc này sẽ thay đổi tùy theo loại dây chống cháy.

Lợi ích của việc sử dụng dây XLPE

Quá trình liên kết chéo làm thay đổi hoàn toàn cấu trúc vật liệu của XLPE, tạo ra lớp cách điện tuyệt vời giúp nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của cáp cũng như nhiều ưu điểm khác trong quá trình truyền tải điện.

• Khả năng chịu nhiệt tuyệt vời

Nhiệt độ tiêu chuẩn của dây XLPE là 90 độ C, thậm chí có loại có thể chịu được nhiệt độ hoạt động 120-150 độ C mà không bị nóng chảy, cao hơn rất nhiều so với PVC. Chất cách điện cũng có khả năng bảo vệ các dây cáp liền kề khỏi nhiệt sinh ra bởi dòng điện chạy qua lõi đồng, khiến nó trở nên lý tưởng để lắp đặt trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

• Công suất truyền tải hiệu quả

Cáp XLPE có độ bền điện môi rất cao và tổn thất điện môi rất thấp, giúp truyền tải điện năng hiệu quả và hạn chế thất thoát năng lượng.

• Khả năng chống căng thẳng cao

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

• Chống ẩm và hóa chất

XLPE hầu như không hấp thụ độ ẩm, khiến nó đặc biệt phổ biến trong các ứng dụng yêu cầu đi dây ngầm hoặc dưới nước để cải thiện khả năng suy giảm chất cách điện do độ ẩm ở một số loại cáp khác. Ngoài ra, XLPE còn có khả năng kháng hóa chất nên thích hợp lắp đặt trong môi trường tiếp xúc trực tiếp với hóa chất.

• An toàn cho con người và môi trường

Nhiều loại cáp XLPE được sản xuất dưới dạng LSZH (ít khói, không halogen), nghĩa là khi đốt không sinh ra khí độc như PVC nên an toàn cho con người và môi trường.

Dây XLPE có tuổi thọ trung bình từ 40-50 năm, có khả năng chống mài mòn, va đập nên có thể tiết kiệm chi phí bảo trì hoặc thay thế thường xuyên. Những loại cáp như vậy có thể có giá cao hơn cáp PVC, nhưng xét về giá trị lâu dài, đầu tư vào XLPE sẽ tối ưu hóa tính kinh tế, đặc biệt là trong môi trường công nghiệp.

Cách phân loại cáp XLPE

Có nhiều tiêu chuẩn phân loại cho cáp XLPE.

Theo cấp điện áp

• Cáp điện cao thế: Điện áp vận hành là 35kV – 500kV, chủ yếu sử dụng trên đường dây truyền tải quốc gia để kết nối các nhà máy điện, trạm biến áp lớn.
• Cáp trung thế: Cấp điện áp 1-35kV, được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện tại các khu công nghiệp, nhà máy, khu đô thị, trung tâm thương mại.
• Cáp điện áp thấp: Cấp điện áp hoạt động nhỏ hơn 1kV, phù hợp để truyền tải điện trong hệ thống điện dân dụng, thương mại hoặc công nghiệp nhẹ.

Theo cấu trúc bảo vệ

• Cáp không bọc thép: Loại cáp này không có lớp bảo vệ bằng kim loại nên nên lắp đặt ở môi trường được bảo vệ như đường ống, thang,…
• Cáp bọc thép: Có thêm một lớp bảo vệ bằng dải nhôm hoặc dải thép ở dưới lớp vỏ bảo vệ ngoài cùng. Do được bổ sung thêm lớp chống va đập cơ học nên loại này thích hợp để đi dưới lòng đất hoặc lắp đặt ở những nơi có rung động mạnh.

Theo mục đích đặc biệt

• Cáp chống cháy, chống cháy: Được thiết kế để duy trì độ dẫn điện ngay cả trong trường hợp hỏa hoạn, điều này rất quan trọng đối với hệ thống điện khẩn cấp trong các tòa nhà cao tầng, đường hầm hoặc các ứng dụng yêu cầu độ an toàn cháy nổ cao.

• Cáp dùng trong đo lường: Cáp đặc biệt dành cho hệ thống đo lường và điều khiển đảm bảo truyền tín hiệu đáng tin cậy nhờ điện dung thấp và điện trở cách điện cao.
• Cáp không chứa halogen ít khói: Kiểu đốt này tạo ra ít khói độc hại hơn nên thường được lắp đặt ở những vị trí cụ thể như sân bay, bệnh viện, nhà ga, trung tâm mua sắm…

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

Ứng dụng của dây XLPE

Do có nhiều ưu điểm vượt trội về độ dẫn điện, cách điện, chống ẩm và kháng hóa chất nên dây XLPE rất lý tưởng cho nhiều ứng dụng hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt, bị ảnh hưởng bởi hóa chất – nước, các yếu tố cơ học hoặc hoạt động ở mức điện áp cao.

Cụ thể các ứng dụng của dây XLPE bao gồm:

• Hệ thống bơm nước: XLPE có khả năng chống suy giảm lớp cách nhiệt do ảnh hưởng của hơi nước nên dây XLPE ngày nay rất được ưa chuộng trong các hệ thống bơm, đảm bảo khả năng truyền năng lượng trong môi trường ẩm ướt.
• khai thác mỏ: Trong môi trường khắc nghiệt như khai thác mỏ, dây XLPE sẽ khắc phục được các vấn đề liên quan đến độ ẩm, nhiệt độ, sốc cơ học, đặc biệt là trong điều kiện có độ rung mạnh.
• Truyền tải điện cao thế: Dù được lắp đặt trên cao hay dưới lòng đất, cáp XLPE luôn là sự lựa chọn hàng đầu cho lưới điện truyền tải quốc gia.

• Công nghiệp hóa chất: Khả năng kháng hóa chất giúp dây XLPE thường được lắp đặt ở những môi trường có thể tiếp xúc trực tiếp với hóa chất.
• Hệ thống điều hòa không khí: Ở một số quốc gia nơi hệ thống sưởi ấm của toàn bộ tòa nhà vẫn được ưa chuộng, dây XLPE phù hợp để lắp đặt hơn PVC.
• Công nghiệp ô tô: Dây XLPE không chỉ chịu nhiệt tốt hơn dây PVC mà còn nhẹ hơn nên thích hợp lắp đặt trong khoang động cơ ô tô.

Sự khác biệt giữa dây XLPE và PVC

XLPE và PVC là hai loại vật liệu thường được so sánh dựa trên một số tiêu chí. Về cơ bản, đây là những vật liệu cách nhiệt cáp thông dụng với ưu điểm là cách nhiệt tốt, chịu được tác động cơ học, chống ăn mòn và có tuổi thọ cao.

Tuy nhiên, XLPE có nhiều đặc tính ưu việt khiến loại dây này trở thành sự lựa chọn tốt nhất cho nhiều ứng dụng cụ thể. Vui lòng theo dõi biểu đồ so sánh bên dưới để hiểu sự khác biệt giữa dây XLPE và dây PVC.

tiêu chuẩn	Dây polyetylen liên kết ngang	dây PVC
Vật liệu	vật liệu nhiệt rắn	nhựa nhiệt dẻo
Điện áp định mức	0,6/1kV	Đa dạng, từ 0,6 – 500kV
Nhiệt độ tiêu chuẩn (liên tục)	90oC	~70°C
nhiệt độ ngắn mạch	250oC	~160°C
Độ bền cơ học	rất cao	trung bình
tính linh hoạt	trung bình	Cao và có thể thích nghi với nhiều địa hình khác nhau
Chống ẩm/hóa chất	rất tốt	ĐƯỢC RỒI
tuổi thọ	40-50 tuổi	ngắn hơn
Bảo vệ và an toàn môi trường	Cáp không chứa halogen ít khói tạo ra rất ít khói khi đốt và hầu như không thải ra khí độc.	Nguy cơ giải phóng khí độc (HCl) khi cháy
giá	cao hơn	giảm bớt
Môi trường cài đặt	Thích hợp lắp đặt trong môi trường khắc nghiệt, có hóa chất, rung động mạnh, chôn dưới đất hoặc dưới nước…	Khu vực trong nhà hoặc ổn định

Đọc thêm: So sánh dây và cáp chi tiết nhất

Tại KTH ELECTRIC, chúng tôi hiện đang phân phối nhiều dòng dây XLPE như Cáp đồng, Cáp nhôm, Cáp điện kế, Cáp chống cháy, Cáp chống cháy… của nhiều thương hiệu nổi tiếng như Cadisun, Cadivi, GoldCup, Trần Phú.

Là nhà phân phối và nhập khẩu thiết bị điện hàng đầu tại Việt Nam, chúng tôi cam kết cung cấp các sản phẩm chính hãng được nhập khẩu trực tiếp từ nhà máy với mức giá và chiết khấu hấp dẫn nhất thị trường. Đặc biệt, chúng tôi có đội ngũ tư vấn, chuyên gia chuyên nghiệp, nhiệt tình, 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 cụ thể.

Một số câu hỏi về dây XLPE là gì?

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

hồi đáp: PVC là vật liệu cách nhiệt phổ biến nhất trên thị trường. Nó có ưu điểm vượt trội là giá cả hợp lý và hoạt động ổn định trong lĩnh vực dân dụng. Tuy nhiên, khi môi trường làm việc phải chịu các yếu tố khắc nghiệt như nhiệt độ, độ ẩm cao, rung lắc mạnh hay hóa chất thì nên ưu tiên sử dụng dây XLPE.

Đặc biệt tại các công trình công cộng, trung tâm thương mại,… cần sử dụng dây XLPE thay cho dây PVC để phòng chống cháy nổ. PVC có nguy cơ sinh ra khói độc ảnh hưởng đến con người và môi trường, trong khi XLPE gần như không có khói, sinh ra ít khói độc hơn và có thể duy trì khả năng dẫn điện, cách điện cho hệ thống điện khẩn cấp.

Ngoài ra, do có khả năng chịu được dòng điện cao hơn nên cáp XLPE có thể giảm tiết diện dây dẫn mà vẫn đảm bảo khả năng truyền tải ổn định so với cáp PVC, giúp tối ưu hóa thiết kế hệ thống điện.

Câu 2: Nhược điểm của dây XLPE là gì?

hồi đáp: Về tính linh hoạt, PVC dẻo hơn XLPE nên dây XLPE cần nhiều không gian đi dây hơn PVC. Hơn nữa, chi phí đầu tư của dây XLPE luôn cao hơn PVC và cũng khó tái chế sau khi không sử dụng.

Trên đây là những kiến ​​thức quan trọng về dây XLPE. Để tìm hiểu về các loại dây khác bạn có thể truy cập: