Dòng điện định mức của cáp nhôm vặn xoắn là bao nhiêu?

Chu Văn An

Là loại cáp chuyên dùng trong hệ thống phân phối trên không, cáp nhôm xoắn có thông số kỹ thuật khá độc đáo so với nhiều loại cáp khác. Để biết xếp hạng hiện tại của cáp nhôm bện, hãy xem bài viết chi tiết này của KTH ELECTRIC.

Dây nhôm bị mắc kẹt là gì?

Cáp nhôm xoắn hay còn gọi là cáp ABC (cáp bó trên không điện áp thấp) là loại cáp được thiết kế đặc biệt để phân phối và truyền tải điện năng trên không. Loại cáp này có đặc điểm là lõi dẫn điện làm bằng nhôm hoặc hợp kim nhôm, được bện và ép thành hình khuyên và được phủ một lớp cách điện bằng nhựa polyetylen liên kết ngang.

Cáp ABC được chia theo các cấp điện áp, chủ yếu bao gồm cáp nhôm bện hạ áp (cáp bó trên không) và cáp nhôm bện trung thế (cáp bện trung thế). Tuy nhiên, trong phạm vi bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung vào cấu tạo, ứng dụng và định mức dòng điện của cáp nhôm bện hạ áp.

Đặc tính kỹ thuật và cấu trúc của cáp nhôm bện

Đặc tính kỹ thuật của cáp nhôm bện hạ thế

Do môi trường lắp đặt chủ yếu là trên không nên cáp LV-ABC có các đặc tính kỹ thuật điển hình sau:

• Điện áp danh định: 0,6/1kV
• Điện áp kiểm tra xung sét 1,2/50μs:
  1. Mặt cắt danh nghĩa
  2. Mặt cắt danh định ≥35mm2: 20kV.
• Nhiệt độ hoạt động tiêu chuẩn: 80 độ C
• Nhiệt độ ngắn mạch tạm thời (<5s): 250 độ C
• Độ bền đứt tối thiểu: 140 MPa
• tiêu chuẩn: ISO 6447:1998, AS/NZS 3560, IEC 60502-1; IEC 60228

Cấu trúc của cáp nhôm bện

Cấu tạo của cáp nhôm bện hạ áp khá đơn giản nhưng có khả năng truyền tải điện năng hiệu quả. Nó chủ yếu bao gồm hai phần:

• lõi dẫn điện: Được làm bằng nhôm hoặc hợp kim nhôm trong đó các sợi nhôm được bện đồng tâm và được ép 2 giai đoạn để tối ưu hóa độ dẫn điện, khả năng chịu tải và tăng độ bền kéo.
• Mức độ cách nhiệt: Hầu hết là XLPE đen carbon 2%, có khả năng chịu nhiệt, chống cháy và chống tia cực tím cao.

Ngoài ra, cáp nhôm xoắn còn đi kèm nhiều phụ kiện như khóa cáp, móc treo cáp, đầu nối kim loại để tăng độ bền trong quá trình sử dụng.

Ưu điểm và nhược điểm của cáp nhôm bện

So với dây dẫn trần trên cao, cáp nhôm bện hạ áp có những ưu điểm và nhược điểm sau.

Ưu điểm vượt trội

• Tiết kiệm chi phí: Nhôm rẻ hơn đồng và do đó có thể giảm đáng kể chi phí đầu tư và lắp đặt hệ thống điện trên không.
• Ánh sáng: Nhôm nhẹ hơn đồng khoảng 2,5 lần, giúp việc vận chuyển và thi công cáp trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn.
• Bảo mật cao: So với cáp trần trên cao, LV-ABC hạn chế đoản mạch dây dẫn do ảnh hưởng của môi trường, giảm thiểu hiện tượng phóng điện và tia lửa điện, đồng thời đảm bảo an toàn cho kỹ sư điện trong quá trình sửa chữa và bảo trì.
• Dễ dàng cài đặt: Không cần thanh ngang và vật cách điện như dây trần, dễ dàng lắp đặt, căng dây, có thể lắp đặt ở những khu vực chật hẹp, đặc biệt là khi thi công địa hình phức tạp mà không cần dọn cây xanh.
• Tuổi thọ sử dụng lâu dài: Vật liệu cách nhiệt XLPE có khả năng chống ăn mòn, chống oxy hóa tốt và thích hợp 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 việc kết nối nguồn điện bất hợp pháp.
• Tăng vẻ đẹp đô thị: Thay vì phải sử dụng hệ thống dây rối hoặc dây trần không an toàn, cáp nhôm xoắn giúp tối ưu hóa số lượng dây và tăng thêm tính thẩm mỹ cho đường phố, khu vực công cộng.

thiếu sót

• Điện trở suất của nhôm cao hơn 1,64 lần so với đồng dẫn đến tổn thất điện năng lớn hơn lõi đồng ở cùng khoảng cách truyền dẫn.
• Nhôm có độ bền kéo thấp hơn đồng nên một số loại cáp nhôm phải có lõi thép gia cố để tăng khả năng chịu tải. Điều này làm tăng chi phí sản xuất cáp nhôm.
• Nhôm nở ra theo thời gian dưới tác động của nhiệt độ ngoài trời khiến các mối nối bị lỏng. Đồng thời, lớp cách nhiệt bên ngoài cũng sẽ bị ảnh hưởng khi tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời trong thời gian dài.
• Lõi nhôm khó hàn khi bị đứt, hoặc hàn không đảm bảo như lõi đồng.
• Cáp LV-ABC yêu cầu độ tinh khiết lõi nhôm đạt 99,7%
• Cáp nhôm bện có nhịp ngắn hơn và cần nhiều cột gia cố hơn dây dẫn trần.
• Cáp nhôm bị mắc kẹt không thích hợp cho việc lắp đặt dưới lòng đất.

Ứng dụng của cáp nhôm bện

Trên thực tế, cáp nhôm ít phổ biến hơn cáp đồng trên đường dây truyền tải trên không. Tuy nhiên, do ưu điểm vượt trội là giá thành rẻ và nhẹ nên cáp nhôm xoắn sẽ trở thành sự lựa chọn tiết kiệm chi phí trong các hệ thống sau:

• Hệ thống phân phối điện hạ thế: Cáp nhôm bện được sử dụng phổ biến trên các đường dây truyền tải trên không từ trạm biến áp đến các thành phố, khu đông dân cư hoặc vùng nông thôn, vùng sâu vùng xa để tiết kiệm chi phí.
• Hệ thống điện công nghiệp: Cung cấp năng lượng cho các ứng dụng trong hệ thống điện dự phòng tại các nhà máy, xí nghiệp hay khu công nghiệp.
• Hệ thống chiếu sáng công cộng: Hệ thống chiếu sáng đường phố, truyền tải điện trong công viên, khu vui chơi giải trí.

Dòng điện định mức của cáp nhôm bện

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, cáp có nguy cơ bị quá tải, quá nhiệt, đoản mạch và thậm chí gây cháy.

Các yếu tố ảnh hưởng đến dòng điện định mức của cáp nhôm bện

Định mức hiện tại của cáp nhôm bện thường được nhà sản xuất cung cấp trong tài liệu hoặc in trên vỏ cáp theo tiêu chuẩn quốc tế và ISO.

Nhưng trên thực tế, thông số này bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như tiết diện dây dẫn, số lõi dây dẫn, điều kiện môi trường… Vì vậy cần xác định chính xác để đảm bảo khả năng chịu tải của dây dẫn phù hợp.

• Mặt cắt dây: Tiết diện dây tỷ lệ thuận với dòng điện định mức của dây. Nghĩa là, dòng điện định mức càng lớn thì diện tích mặt cắt yêu cầu của dây càng lớn.
• Số lượng lõi: Cáp nhôm bện có 2-4 lõi. Cáp càng có nhiều lõi thì khả năng tản nhiệt càng kém so với dây đơn và dòng điện định mức tương ứng có thể thấp hơn.
• Vật liệu cách điện: Cáp LV-ABC thường được cách điện bằng XLPE, có khả năng chịu nhiệt tốt hơn PVC và giúp cáp chịu được tải dòng điện lớn hơn.
• Nhiệt độ môi trường xung quanh: Giá trị dòng điện định mức thường được xác định ở nhiệt độ tiêu chuẩn là 30 độ C. Nếu nhiệt độ môi trường cao hơn mức này thì cần phải giảm định mức dòng điện của cáp nhôm bện.
• Điều kiện lắp đặt: Cáp trên không có đặc tính tản nhiệt tốt hơn và do đó có chỉ số ampe cao hơn cáp ngầm hoặc cáp ống dẫn.

Bảng tra cứu dòng điện cho phép của dây dẫn nhôm điện áp thấp

Hiện nay, Việt Nam chủ yếu sử dụng cáp bện 4 lõi, tiết diện trung bình 25-120mm2 và dòng điện định mức tương ứng là 105-260A. Tuy nhiên, chúng tôi vẫn cung cấp bảng để kiểm tra định mức hiện tại của cáp nhôm bện hoàn toàn, cách điện bằng polyetylen liên kết ngang, 2-4 lõi, gắn trên cao ở nhiệt độ tiêu chuẩn 30 độ C.

Câu hỏi về dòng điện định mức của dây nhôm bện

Câu hỏi 1: Sử dụng dây nhôm bện vượt quá dòng điện định mức có ảnh hưởng gì không?

hồi đáp: Mỗi thiết bị điện đều có định mức ampe được coi là giới hạn vận hành an toàn. Nếu vượt quá giá trị này, không chỉ cáp nhôm bện mà tất cả các loại cáp khác đều có nguy cơ:

• quá nóng: Làm nóng chảy vỏ cáp, gây đoản mạch và nguy cơ cháy nổ.
• Tuổi thọ cáp rút ngắn: Việc sử dụng quá tải trong thời gian dài sẽ khiến lớp cách điện của cáp bị lão hóa, gây rò rỉ điện và mất an toàn điện.
• Lãng phí điện: Vận hành cáp không đúng cách có thể gây mất điện lưới, sụt áp hoặc mất cân bằng pha, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng.

Câu hỏi 2: Làm thế nào để xác định chính xác dòng điện định mức của dây nhôm bị mắc kẹt?

hồi đáp: Có hai cách nhanh chóng và dễ dàng để xác định định mức ampe của cáp nhôm bện: xem các thông số được in trên vỏ cáp/tài liệu của nhà sản xuất hoặc tìm bảng cường độ cho phép đối với dây dẫn nhôm.

Tuy nhiên, định mức ampe của cáp nhôm bện có thể khác nhau tùy thuộc vào nhiều yếu tố. Vì vậy bạn cần tính toán dòng điện định mức tiêu chuẩn của từng loại cáp nhôm dựa trên nhiệt độ môi trường, diện tích lắp đặt, yêu cầu về lõi cáp…

Bảng tra cứu định mức dòng cáp nhôm xoắn là công cụ hữu ích dành cho các kỹ sư điện chuyên nghiệp giúp tối ưu hóa thời gian lựa chọn và thi công; nó cũng là cơ sở để những người không chuyên lựa chọn mặt cắt thích hợp cho hệ thống và ứng dụng.

Bạn có thể tìm hiểu thêm về cáp tại: .