Lựa chọn cáp là một bước quan trọng trong thiết kế và lắp đặt điện. Việc lựa chọn không đúng có thể dẫn đến các nguy cơ về an toàn (như quá nhiệt hoặc hỏa hoạn), sụt áp quá mức, hư hỏng thiết bị hoặc hiệu suất hệ thống thấp. Dưới đây là những yếu tố cốt lõi cần xem xét khi lựa chọn cáp:
1. Thông số điện cốt lõi
(1)Diện tích mặt cắt ngang của dây dẫn:
Khả năng dẫn dòng: Đây là thông số quan trọng nhất. Cáp phải có khả năng dẫn dòng điện hoạt động liên tục tối đa của mạch mà không vượt quá nhiệt độ hoạt động cho phép. Tham khảo bảng cường độ dòng điện trong các tiêu chuẩn liên quan (như IEC 60287, NEC, GB/T 16895.15).
Sụt áp: Dòng điện chạy qua cáp gây ra sụt áp. Chiều dài cáp quá lớn hoặc tiết diện cáp không đủ lớn có thể dẫn đến điện áp thấp ở đầu tải, ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị (đặc biệt là khởi động động cơ). Hãy tính toán tổng sụt áp từ nguồn điện đến tải, đảm bảo nằm trong phạm vi cho phép (thường ≤3% đối với chiếu sáng, ≤5% đối với nguồn điện).
Khả năng chịu ngắn mạch: Cáp phải chịu được dòng điện ngắn mạch tối đa có thể trong hệ thống mà không bị hư hỏng do nhiệt trước khi thiết bị bảo vệ hoạt động (kiểm tra độ ổn định nhiệt). Diện tích mặt cắt ngang lớn hơn có khả năng chịu ngắn mạch cao hơn.
(2)Điện áp định mức:
Điện áp định mức của cáp (ví dụ: 0,6/1kV, 8,7/15kV) không được thấp hơn điện áp danh định của hệ thống (ví dụ: 380V, 10kV) và bất kỳ điện áp vận hành tối đa nào có thể. Cần lưu ý đến các biến động điện áp và tình trạng quá áp của hệ thống.
(3)Vật liệu dẫn điện:
Đồng: Độ dẫn điện cao (~58 MS/m), khả năng dẫn dòng mạnh, độ bền cơ học tốt, khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, mối nối dễ xử lý, chi phí cao hơn. Được sử dụng phổ biến nhất.
Nhôm: Độ dẫn điện thấp hơn (~35 MS/m), cần tiết diện lớn hơn để đạt được cùng cường độ dòng điện, trọng lượng nhẹ hơn, chi phí thấp hơn nhưng độ bền cơ học thấp hơn, dễ bị oxy hóa, cần dụng cụ chuyên dụng và hợp chất chống oxy hóa cho mối nối. Thường được sử dụng cho đường dây trên không tiết diện lớn hoặc các ứng dụng đặc biệt.
2. Môi trường và điều kiện lắp đặt
(1)Phương pháp cài đặt:
Trong không khí: Máng cáp, thang, ống dẫn, ống dẫn, lắp trên bề mặt dọc theo tường, v.v. Các điều kiện tản nhiệt khác nhau ảnh hưởng đến khả năng khuếch đại dòng điện (cần giảm công suất cho các công trình lắp đặt dày đặc).
Ngầm: Chôn trực tiếp hoặc chôn ngầm. Cần cân nhắc điện trở suất của đất, độ sâu chôn, khoảng cách đến các nguồn nhiệt khác (ví dụ: đường ống hơi nước). Độ ẩm và tính ăn mòn của đất ảnh hưởng đến việc lựa chọn vỏ bọc.
Dưới nước: Cần có cấu trúc chống thấm nước đặc biệt (ví dụ: vỏ chì, lớp ngăn nước tích hợp) và bảo vệ cơ học.
Lắp đặt đặc biệt: Đường chạy thẳng đứng (cân nhắc đến trọng lượng bản thân), rãnh/đường hầm cáp, v.v.
(2) Nhiệt độ môi trường:
Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tản nhiệt của cáp. Bảng cường độ dòng điện tiêu chuẩn dựa trên nhiệt độ tham chiếu (ví dụ: 30°C trong không khí, 20°C trong đất). Nếu nhiệt độ thực tế vượt quá nhiệt độ tham chiếu, cường độ dòng điện phải được hiệu chỉnh (giảm công suất). Cần đặc biệt chú ý trong môi trường nhiệt độ cao (ví dụ: phòng lò hơi, khí hậu nhiệt đới).
(3) Gần các loại cáp khác:
Việc lắp đặt cáp dày đặc gây ra hiện tượng tỏa nhiệt và tăng nhiệt độ lẫn nhau. Nhiều cáp được lắp đặt song song (đặc biệt là không có khoảng cách hoặc trong cùng một ống dẫn) phải được giảm định mức dựa trên số lượng và cách sắp xếp (tiếp xúc / không tiếp xúc).
(4) Ứng suất cơ học:
Tải trọng kéo: Đối với các công trình lắp đặt theo chiều thẳng đứng hoặc khoảng cách kéo dài, hãy cân nhắc trọng lượng riêng của cáp và lực kéo; chọn cáp có đủ độ bền kéo (ví dụ: cáp bọc thép).
Áp lực/Va chạm: Cáp chôn trực tiếp phải chịu được tải trọng giao thông bề mặt và rủi ro đào đất; cáp lắp trên khay có thể bị nén. Lớp bọc (băng thép, dây thép) cung cấp khả năng bảo vệ cơ học mạnh mẽ.
Bán kính uốn: Trong quá trình lắp đặt và xoay, bán kính uốn của cáp không được nhỏ hơn mức tối thiểu cho phép để tránh làm hỏng lớp cách điện và vỏ bọc.
(5)Mối nguy hiểm về môi trường:
Ăn mòn hóa học: Các nhà máy hóa chất, nhà máy xử lý nước thải, khu vực sương muối ven biển cần lớp vỏ chống ăn mòn (ví dụ: PVC, LSZH, PE) và/hoặc lớp ngoài. Có thể cần lớp bọc phi kim loại (ví dụ: sợi thủy tinh).
Nhiễm dầu: Các kho chứa dầu, xưởng gia công cần có vỏ bọc chống dầu (ví dụ: PVC chuyên dụng, CPE, CSP).
Tiếp xúc với tia UV: Cáp ngoài trời cần có vỏ bọc chống tia UV (ví dụ: PE đen, PVC đặc biệt).
Động vật gặm nhấm/Mối: Một số khu vực yêu cầu cáp chống động vật gặm nhấm/mối (vỏ bọc có chất xua đuổi, lớp vỏ cứng, lớp bọc kim loại).
Độ ẩm/Ngập nước: Môi trường ẩm ướt hoặc ngập nước cần có kết cấu ngăn nước/độ ẩm tốt (ví dụ: lớp ngăn nước xuyên tâm, vỏ kim loại).
Môi trường dễ nổ: Phải đáp ứng các yêu cầu chống cháy nổ ở khu vực nguy hiểm (ví dụ: cáp chống cháy, LSZH, cáp cách điện bằng khoáng chất).
3. Cấu trúc cáp và lựa chọn vật liệu
(1)Vật liệu cách nhiệt:
Polyetylen liên kết ngang (XLPE): Hiệu suất chịu nhiệt độ cao tuyệt vời (90°C), dòng điện cao, tính chất điện môi tốt, khả năng chống hóa chất, độ bền cơ học tốt. Được sử dụng rộng rãi cho cáp điện trung/hạ thế. Lựa chọn hàng đầu.
Polyvinyl Clorua (PVC): Chi phí thấp, quy trình hoàn thiện, khả năng chống cháy tốt, nhiệt độ vận hành thấp (70°C), giòn ở nhiệt độ thấp, thải ra khí halogen độc hại và khói dày đặc khi cháy. Vẫn được sử dụng rộng rãi nhưng ngày càng bị hạn chế.
Cao su Ethylene Propylene (EPR): Độ đàn hồi tốt, chịu được thời tiết, ozone, hóa chất, nhiệt độ hoạt động cao (90°C), được sử dụng cho thiết bị di động, hàng hải, cáp khai thác mỏ. Chi phí cao hơn.
Khác: Cao su silicon (>180°C), cách điện khoáng (MI – ruột đồng có lớp cách điện oxit magie, hiệu suất chống cháy tuyệt vời) cho các ứng dụng đặc biệt.
(2)Vật liệu vỏ bọc:
PVC: Bảo vệ cơ học tốt, chống cháy, giá thành thấp, được sử dụng rộng rãi. Khi cháy không sinh ra halogen, khói độc.
PE: Khả năng chống ẩm và hóa chất tuyệt vời, thường thấy ở vỏ bọc ngoài của cáp chôn trực tiếp. Khả năng chống cháy kém.
Ít khói, không halogen (LSZH / LS0H / LSF): Ít khói, không độc hại (không có khí axit halogen), độ truyền sáng cao khi đốt. Bắt buộc sử dụng ở nơi công cộng (tàu điện ngầm, trung tâm thương mại, bệnh viện, nhà cao tầng).
Polyolefin chống cháy: Đáp ứng các yêu cầu chống cháy cụ thể.
Việc lựa chọn nên xem xét đến khả năng chống chịu môi trường (dầu, thời tiết, tia UV) và nhu cầu bảo vệ cơ học.
(3)Lớp chắn:
Tấm chắn dẫn điện: Cần thiết cho cáp điện áp trung bình/cao (>3,6/6kV), cân bằng điện trường bề mặt dẫn điện.
Tấm chắn cách điện: Cần thiết cho cáp điện áp trung bình/cao, hoạt động với tấm chắn dây dẫn để kiểm soát hoàn toàn tại hiện trường.
Tấm chắn/Vỏ kim loại: Cung cấp khả năng chống nhiễu điện từ (EMC) (chống nhiễu/giảm phát xạ) và/hoặc đường dẫn ngắn mạch (phải được nối đất) và bảo vệ cơ học. Các dạng phổ biến: băng đồng, dây đồng bện (che chắn + đường dẫn ngắn mạch), vỏ thép (bảo vệ cơ học), vỏ thép (chống kéo + bảo vệ cơ học), vỏ nhôm (che chắn + chặn nước xuyên tâm + bảo vệ cơ học).
(4)Các loại giáp:
Thép bọc thép (SWA): Khả năng bảo vệ chịu nén và chịu kéo tuyệt vời, dùng cho nhu cầu chôn trực tiếp hoặc bảo vệ cơ học.
Thép mạ kẽm bọc thép (GWA): Độ bền kéo cao, dùng cho đường chạy thẳng đứng, nhịp lớn, lắp đặt dưới nước.
Giáp phi kim loại: Băng sợi thủy tinh, cung cấp độ bền cơ học đồng thời không nhiễm từ, nhẹ, chống ăn mòn, đáp ứng các yêu cầu đặc biệt.
4. Yêu cầu về an toàn và quy định
(1)Khả năng chống cháy:
Chọn cáp đáp ứng các tiêu chuẩn chống cháy hiện hành (ví dụ: IEC 60332-1/3 cho cáp chống cháy đơn/cụm, BS 6387 CWZ cho cáp chống cháy, GB/T 19666) dựa trên nguy cơ cháy nổ và nhu cầu sơ tán. Các khu vực công cộng và khó thoát hiểm phải sử dụng cáp chống cháy LSZH.
(2) Khả năng chống cháy:
Đối với các mạch quan trọng cần duy trì cấp điện trong trường hợp hỏa hoạn (máy bơm chữa cháy, quạt khói, đèn chiếu sáng khẩn cấp, báo động), hãy sử dụng cáp chống cháy (ví dụ: cáp MI, cấu trúc cách điện hữu cơ dán băng mica) đã được thử nghiệm theo tiêu chuẩn (ví dụ: BS 6387, IEC 60331, GB/T 19216).
(3) Không chứa halogen và ít khói:
Bắt buộc ở những khu vực có yêu cầu cao về an toàn và bảo vệ thiết bị (trung tâm giao thông, trung tâm dữ liệu, bệnh viện, tòa nhà công cộng lớn).
(4) Tuân thủ Tiêu chuẩn & Chứng nhận:
Cáp phải tuân thủ các tiêu chuẩn và chứng nhận bắt buộc tại địa điểm dự án (ví dụ: CCC ở Trung Quốc, CE ở EU, BS ở Anh, UL ở Hoa Kỳ).
5. Kinh tế & Chi phí vòng đời
Chi phí đầu tư ban đầu: Giá cáp và phụ kiện (mối nối, đầu nối).
Chi phí lắp đặt: Thay đổi tùy theo kích thước cáp, trọng lượng, tính linh hoạt và khả năng lắp đặt.
Chi phí tổn thất vận hành: Điện trở của dây dẫn gây ra tổn thất I²R. Dây dẫn lớn hơn có chi phí ban đầu cao hơn nhưng giảm tổn thất dài hạn.
Chi phí bảo trì: Cáp bền, đáng tin cậy có chi phí bảo trì thấp hơn.
Tuổi thọ: Cáp chất lượng cao trong môi trường phù hợp có thể sử dụng được hơn 30 năm. Hãy đánh giá toàn diện để tránh chọn cáp kém chất lượng hoặc có thông số kỹ thuật thấp chỉ dựa trên chi phí ban đầu.
6. Những cân nhắc khác
Trình tự pha và đánh dấu: Đối với cáp nhiều lõi hoặc lắp đặt tách pha, hãy đảm bảo trình tự pha và mã màu chính xác (theo tiêu chuẩn địa phương).
Tiếp địa và liên kết đẳng thế: Tấm chắn và lớp giáp kim loại phải được tiếp địa chắc chắn (thường ở cả hai đầu) để đảm bảo an toàn và hiệu suất che chắn.
Dự trữ: Xem xét khả năng tăng trưởng tải hoặc thay đổi tuyến đường trong tương lai, tăng tiết diện hoặc dự trữ mạch dự phòng nếu cần.
Khả năng tương thích: Phụ kiện cáp (đầu nối, khớp nối, đầu cuối) phải phù hợp với loại cáp, điện áp và kích thước dây dẫn.
Chất lượng và uy tín của nhà cung cấp: Chọn nhà sản xuất có uy tín và chất lượng ổn định.
Để đạt hiệu suất và độ tin cậy tối ưu, việc lựa chọn đúng loại cáp đi đôi với việc lựa chọn vật liệu chất lượng cao. Tại ONE WORLD, chúng tôi cung cấp đa dạng các loại nguyên liệu thô cho dây và cáp — bao gồm hợp chất cách điện, vật liệu vỏ bọc, băng keo, chất độn và sợi — được thiết kế riêng để đáp ứng các thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn đa dạng, hỗ trợ thiết kế và lắp đặt cáp an toàn và hiệu quả.
Thời gian đăng: 15-08-2025