Cáp điện trung thế

Cáp điện trung thế là nhóm cáp truyền tải điện năng ở dải điện áp danh định từ 3.6/6kV đến 24/35kV, giữ vai trò kết nối trạm biến áp trung gian với các trạm phụ tải, khu công nghiệp và lưới phân phối đô thị. Toàn bộ dòng cáp điện trung thế lõi đồng cách điện XLPE giới thiệu dưới đây được phân phối chính hãng bởi Hoàng Phát Lighting — Đại lý cấp 1 CADIVI, LS-VINA tại Việt Nam, kèm chứng từ CO CQ đầy đủ và hỗ trợ chọn cấp điện áp, tính tiết diện màn chắn theo dòng ngắn mạch thực tế của lưới.

Cáp điện trung thế là gì và bảng cấp điện áp danh định

Cáp điện trung thế là cáp cách điện đùn dùng cho lưới điện có điện áp làm việc lớn hơn 1kV và tới khoảng 36kV, chế tạo theo TCVN 5935-2:2013 tương đương IEC 60502-2. Cấp điện áp ghi dạng Uo/U(Um): Uo là điện áp giữa ruột dẫn và đất, U là điện áp giữa hai ruột dẫn, Um là điện áp cao nhất của thiết bị mà cáp chịu được liên tục. Ví dụ cáp 24/35(40.5)kV làm việc ở lưới 35kV.

Việc phân cấp điện áp quyết định bề dày cách điện và toàn bộ hệ bảo vệ điện trường của cáp. Điện áp càng cao thì lớp cách điện XLPE càng dày để giữ cường độ điện trường trong ngưỡng an toàn, đồng thời bắt buộc có hệ bán dẫn và màn chắn kim loại mà cáp hạ thế không cần. Tại Việt Nam, ba cấp phổ biến nhất là 12/20(24)kV cho lưới 22kV, 24/35(40.5)kV cho lưới 35kV và 6/10(12)kV cho một số khu công nghiệp cũ. Bảng dưới tổng hợp các cấp thông dụng cùng bề dày cách điện tham khảo.

Cấu hình lõi của cáp trung thế thường là một lõi cho tiết diện lớn và tuyến dài, hoặc ba lõi cho tuyến ngắn gọn trong đô thị. Ruột dẫn đồng hoặc nhôm bện tròn nén chặt cấp 2 theo TCVN 6612 (IEC 60228), tiết diện phổ biến 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500mm2. Việc chọn một lõi hay ba lõi tùy chiều dài tuyến, mặt bằng đi cáp và yêu cầu hoán vị nối đất màn chắn.

Phân biệt cáp trung thế với cáp hạ thế và cao thế

Ranh giới cấp điện áp giúp gọi tên nhóm cáp chính xác trong hồ sơ thiết kế. Cáp hạ thế có điện áp danh định 0.6/1kV, dùng cho mạng 220V và 380V, kết cấu đơn giản không có lớp bán dẫn. Cáp trung thế trải từ trên 1kV đến 36kV, bắt buộc có hệ bán dẫn ba lớp đùn và màn chắn kim loại. Cáp cao thế từ 66kV trở lên tuân theo IEC 60840 và IEC 62067 với yêu cầu khắt khe hơn nhiều về độ sạch vật liệu và thử nghiệm. Sự khác biệt cốt lõi nằm ở cách kiểm soát điện trường: ở cấp hạ thế điện trường yếu nên cách điện đơn thuần là đủ, còn từ cấp trung thế trở lên phải nắn thẳng và làm đều điện trường bằng lớp bán dẫn, nếu không sẽ phát sinh phóng điện cục bộ phá hủy cách điện.

Cấu tạo đặc trưng: hệ bán dẫn ba lớp và màn chắn kim loại

Một sợi cáp điện trung thế hoàn chỉnh gồm sáu thành phần đồng tâm, nhiều hơn cáp hạ thế hai lớp bán dẫn và một màn chắn kim loại. Chính ba chi tiết bổ sung này quyết định độ tin cậy của tuyến cáp và cũng là nơi dễ hư hỏng nhất nếu thi công đầu cáp sai. Phần này phân tích tuần tự từ ruột dẫn ra vỏ ngoài, kèm các thông số theo TCVN 5935-2 và IEC 60502-2.

Ruột dẫn và lớp bán dẫn trong

Ruột dẫn là lõi đồng hoặc nhôm bện tròn nén chặt cấp 2 theo IEC 60228, tiết diện 25 đến 500mm2, được nén để bề mặt tròn đều nhằm tránh điểm nhọn tập trung điện trường. Bao ngay ngoài ruột là lớp bán dẫn trong, một lớp nhựa pha muội than có điện trở suất thấp được đùn dính chặt vào cách điện. Nhiệm vụ của lớp này là san phẳng bề mặt gồ ghề của các sợi bện, biến ruột nhiều sợi thành một mặt trụ nhẵn về mặt điện, nhờ đó điện trường phân bố đều quanh chu vi và không xé rách cách điện tại các khe hở giữa sợi. Thiếu hoặc bong lớp bán dẫn trong là nguyên nhân trực tiếp gây phóng điện cục bộ.

Cách điện XLPE khô và lớp bán dẫn ngoài

Lớp cách điện là nhựa liên kết ngang XLPE được lưu hóa khô bằng khí nóng và làm nguội trong môi trường khô, kỹ thuật này loại bỏ bọt khí và tạp ẩm vốn là mầm mống phóng điện. XLPE chịu nhiệt độ ruột 90°C liên tục và 250°C trong 5 giây ngắn mạch, cường độ đánh thủng cao và tổn hao điện môi thấp. Với tuyến ngầm ẩm, người ta chọn loại XLPE chống hắc cây nước, một hiện tượng lão hóa hình cây làm suy giảm cách điện theo năm tháng. Bao ngoài cách điện là lớp bán dẫn ngoài, cũng đùn cùng lúc với hai lớp kia trong một đầu đùn ba lớp, giúp ba mặt tiếp xúc hoàn hảo không kẽ hở. Lớp bán dẫn ngoài giữ cho mặt ngoài cách điện luôn ở điện thế đất, khép kín điện trường bên trong lõi cáp.

Màn chắn kim loại, lớp chặn nước và vỏ ngoài

Ôm ngoài lớp bán dẫn ngoài là màn chắn kim loại, làm bằng băng đồng quấn hoặc các sợi dây đồng, tiết diện chọn theo dòng ngắn mạch chạm đất của lưới, thường 16, 25 hoặc 35mm2. Màn chắn đảm nhận ba việc: dẫn dòng điện dung và dòng sự cố về đất, giữ mặt ngoài cách điện ở điện thế đất, và tạo lá chắn chống nhiễu. Với tuyến ngầm, giữa màn chắn và vỏ còn có băng chặn nước trương nở cùng màng nhôm phủ nhựa để chặn ẩm len dọc lõi. Ngoài cùng là vỏ PVC hoặc nhựa PE chịu tia UV và va đập, có thể phủ lớp bán dẫn mỏng để thử vỏ sau lắp đặt. Bán kính uốn cong tối thiểu là 15 lần đường kính với cáp một lõi và 12 lần với cáp ba lõi. Trọn bộ cáp một lõi màn chắn dây đồng được phân phối chính hãng bởi Hoàng Phát Lighting — Đại lý cấp 1 CADIVI, Taihan tại Việt Nam.

Tiêu chuẩn và thử nghiệm nghiệm thu tuyến cáp trung thế

Cáp điện trung thế không thể nghiệm thu bằng mắt thường vì hư hỏng nằm sâu trong cách điện. Bộ tiêu chuẩn chi phối gồm TCVN 5935-2:2013 cho cáp cách điện đùn cấp 6kV đến 30kV, TCVN 6612 cho ruột dẫn và các phần IEC 60502-2, IEC 60228, IEC 60840 tương ứng. Quy trình kiểm tra chia hai nhóm: thử nghiệm xuất xưởng do nhà sản xuất thực hiện và thử nghiệm hiện trường sau khi kéo cáp, làm đầu cáp xong.

Thử nghiệm xuất xưởng và ý nghĩa phóng điện cục bộ

Tại nhà máy, mỗi cuộn cáp trung thế phải qua phép đo phóng điện cục bộ ở điện áp 1.73 lần Uo, mức phóng điện phải nhỏ hơn hoặc bằng 10 picô-culông, đây là chỉ tiêu quan trọng bậc nhất phản ánh độ sạch của hệ cách điện. Tiếp theo là thử điện áp xoay chiều 3.5 lần Uo trong 5 phút mà không đánh thủng, đo điện trở ruột dẫn một chiều để xác nhận đúng tiết diện, và đo điện dung. Kết quả các phép thử này được ghi trong chứng chỉ xuất xưởng đi kèm mỗi lô hàng. Cáp trung thế đạt chuẩn phóng điện cục bộ được phân phối chính hãng bởi Hoàng Phát Lighting — Đại lý cấp 1 LS-VINA, CADIVI tại Việt Nam.

Thử nghiệm hiện trường sau lắp đặt

Sau khi kéo cáp và hoàn thiện đầu cáp, hộp nối, tuyến cáp phải được kiểm tra trước khi đóng điện. Phổ biến nhất hiện nay là thử điện áp tần số rất thấp, thường gọi tắt là thử tần số cực thấp, đặt điện áp khoảng 3 lần Uo trong 60 phút với dạng sóng tần số 0.1Hz, an toàn cho cách điện XLPE hơn phép thử một chiều thuần túy. Song song là đo phóng điện cục bộ tại chỗ để phát hiện lỗi thi công đầu cáp, đo điện trở cách điện bằng đồng hồ 5000V và kiểm tra vỏ bằng điện áp một chiều 4kV. Bảng dưới tóm tắt các phép thử chính.

Thi công đầu cáp và hộp nối trung thế

Thống kê sự cố lưới trung thế cho thấy phần lớn hỏng hóc không nằm ở thân cáp mà ở đầu cáp và hộp nối, nơi cấu trúc bán dẫn liên tục bị cắt đứt và điện trường bị dồn về một điểm. Vì thế thi công đầu nối là công đoạn đòi hỏi kỹ thuật cao nhất của cả tuyến. Phần này giải thích nguyên lý điều khiển trường điện và so sánh hai công nghệ đầu cáp thông dụng.

Vì sao phải điều khiển trường điện tại đầu cáp

Khi bóc bỏ màn chắn và lớp bán dẫn ngoài để đấu nối, điện trường vốn phân bố đều dọc thân cáp đột ngột bị dồn về mép cắt bán dẫn, mật độ đường sức tăng vọt gây phóng điện và phát nhiệt. Bộ phận điều khiển trường điện, thường gọi là hình côn phân bố hoặc ống điều khiển trường, có nhiệm vụ nắn lại các đường sức để chúng giãn ra êm dịu thay vì chụm tại một điểm. Đây là lý do không thể nối cáp trung thế bằng cách quấn băng như cáp hạ thế; mọi đầu cáp và hộp nối đều phải dùng bộ vật tư chuyên dụng đúng cấp điện áp 12kV, 24kV hay 35kV tương ứng.

Đầu cáp co nhiệt và đầu cáp co nguội

Có hai công nghệ đầu cáp phổ biến. Đầu cáp co nhiệt gồm các ống nhựa có tính co ngót khi hơ nóng bằng đèn khò, giá thành thấp, phù hợp mọi tiết diện nhưng đòi hỏi thợ có tay nghề canh nhiệt đều để tránh cháy cục bộ. Đầu cáp co nguội làm từ cao su silicon hoặc EPDM được nong sẵn trên lõi định hình, khi thi công chỉ cần rút lõi để ống tự ôm chặt vào cáp, không cần lửa, thời gian nhanh và độ ổn định cao, thích hợp không gian kín trong tủ trạm. Cả hai loại đều có bản trong nhà và ngoài trời, bản ngoài trời có thêm các tán chống phóng điện bề mặt để chịu mưa và bụi. Hoàng Phát Lighting cung ứng bộ đầu cáp và hộp nối đồng bộ đúng cấp điện áp 12kV, 24kV, 35kV kèm cáp để bảo đảm cả tuyến tương thích vật tư.

Chọn cáp trung thế theo ứng dụng và cách đọc mã cáp

Chọn cáp trung thế đúng là bài toán cân bằng giữa cấp điện áp lưới, dòng tải liên tục, dòng ngắn mạch và điều kiện lắp đặt. Khác với cáp hạ thế chủ yếu quan tâm dòng tải và sụt áp, cáp trung thế còn phải tính riêng tiết diện màn chắn theo dòng sự cố chạm đất. Phần này điểm qua các nhóm ứng dụng và hướng dẫn giải mã ký hiệu ghi trên vỏ.

Trong lưới phân phối đô thị 22kV, tuyến trục thường dùng cáp một lõi 24kV tiết diện 240 đến 400mm2 chôn trong ống hoặc hào cáp, cấp nguồn cho các trạm biến áp phân phối 22/0.4kV. Khu công nghiệp và nhà máy lớn dùng cáp 24/35kV kéo từ trạm 110kV về các trạm phân phối nội bộ, tiết diện chọn theo công suất trạm và dự phòng phát triển. Với động cơ trung thế và tủ đóng cắt trong nhà, cáp ba lõi 12kV gọn gàng và dễ đi trong không gian hẹp. Tuyến trên không hoặc bán ngầm dùng cáp bọc có vỏ chịu tia UV. Mọi tuyến chôn ngầm phải đặt ở độ sâu tối thiểu theo quy phạm, có lớp cát đệm, tấm đan bảo vệ và băng báo hiệu phía trên.

Ký hiệu cáp trung thế đọc theo thứ tự vật liệu từ ruột ra ngoài kèm cấp điện áp. Ví dụ Cu/XLPE/CTS/PVC 24kV 1x240 nghĩa là ruột đồng, cách điện XLPE, màn chắn băng đồng, vỏ PVC, cấp 24kV, một lõi tiết diện 240mm2. Nếu ký hiệu có CWS thay CTS thì màn chắn là dây đồng, còn AWA hay STA là lớp giáp nhôm hoặc thép cho tuyến chịu lực. Con số cấp điện áp luôn được in nổi trên vỏ để nhận diện. Việc chọn tiết diện màn chắn phải bám dòng ngắn mạch chạm đất và thời gian cắt của bảo vệ, thường 16 đến 35mm2 cho lưới phân phối phổ biến.

Xem thêm theo thương hiệu và nhóm liên quan: Cáp điện trung thế CADIVI, Cáp điện trung thế LS-VINA, Cáp điện trung thế Thịnh Phát, Cáp điện trung thế Cadisun. Để hiểu nền tảng chung của cả ngành dây và cáp, tham khảo danh mục dây điện, cáp điện và nhóm cáp điện lực; để chọn thiết bị bảo vệ đầu tuyến, xem thiết bị đóng cắt và bảo vệ.

Bảng giá tham khảo và chính sách chiết khấu dự án tại Hoàng Phát Lighting

Giá cáp điện trung thế phụ thuộc mạnh vào cấp điện áp, tiết diện ruột và tiết diện màn chắn, đồng thời biến động theo giá đồng nguyên liệu. Bảng dưới chỉ mang tính tham khảo theo nhóm để khách hàng ước lượng ngân sách; báo giá chính xác cập nhật theo thời điểm và khối lượng đặt hàng. Hoàng Phát Lighting cung ứng đủ các cấp 12/20kV, 24/35kV với tiết diện 25 đến 500mm2 của các thương hiệu chính hãng.

Chính sách dành cho nhà thầu và chủ đầu tư xây dựng theo khối lượng lũy tiến: đơn công trình được chiết khấu theo bậc, dự án trọng điểm có báo giá riêng và hỗ trợ tiến độ giao hàng theo cam kết hợp đồng. Mỗi lô cáp đều kèm chứng chỉ CO CQ, biên bản thử nghiệm xuất xưởng ghi kết quả phóng điện cục bộ và điện trở cách điện, cùng hóa đơn giá trị gia tăng đầy đủ cho hồ sơ nghiệm thu. Khách hàng dự án được hỗ trợ tính chọn cấp điện áp, tiết diện màn chắn theo dòng ngắn mạch và bộ đầu cáp, hộp nối đồng bộ đúng cấp điện áp cho từng vị trí đấu nối.

Vì sao nên mua cáp điện trung thế tại Hoàng Phát Lighting

Hoàng Phát Lighting là nhà phân phối thiết bị điện với hệ thống kho hàng và đội kỹ thuật riêng, cung ứng cáp điện trung thế chính hãng cùng phụ kiện đầu nối đồng bộ cho các công trình lưới điện và khu công nghiệp. Khách hàng nhận được ba cam kết cốt lõi: nguồn gốc minh bạch, tư vấn kỹ thuật chuyên sâu và cung ứng đồng bộ.

Về nguồn gốc, toàn bộ cáp là hàng chính hãng CADIVI, LS-VINA, Taihan, Thịnh Phát kèm CO CQ và biên bản thử nghiệm phóng điện cục bộ, loại trừ rủi ro cáp lỗi cách điện gây sự cố lưới tốn kém. Về kỹ thuật, đội ngũ hỗ trợ chọn cấp điện áp đúng lưới, tính tiết diện ruột theo dòng tải và tiết diện màn chắn theo dòng ngắn mạch chạm đất, tư vấn chọn đầu cáp co nhiệt hay co nguội phù hợp không gian thi công. Về cung ứng, hàng sẵn kho nhiều cấp điện áp và tiết diện, kèm bộ đầu cáp, hộp nối đồng bộ, giao toàn quốc và bảo hành theo tiêu chuẩn nhà sản xuất. Cáp điện trung thế chính hãng được phân phối bởi Hoàng Phát Lighting — Đại lý cấp 1 CADIVI, LS-VINA tại Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp về cáp điện trung thế

Cáp trung thế và cáp hạ thế khác nhau ra sao?
Cáp hạ thế 0.6/1kV kết cấu đơn giản, dùng cho mạng 220V và 380V. Cáp trung thế trên 1kV đến 36kV bắt buộc có hai lớp bán dẫn kẹp cách điện XLPE và màn chắn kim loại để kiểm soát điện trường mạnh.

24/35kV nghĩa là gì?
Đó là cấp điện áp danh định: 24kV giữa ruột dẫn và đất, 35kV giữa hai ruột dẫn. Trong ngoặc thường ghi thêm 40.5kV là điện áp cao nhất của thiết bị mà cáp chịu được liên tục trên lưới 35kV.

Vì sao cáp trung thế phải có lớp bán dẫn?
Lớp bán dẫn trong và ngoài nắn cho điện trường phân bố đều quanh cách điện, xóa các điểm nhọn tại bề mặt ruột bện. Thiếu lớp này, điện trường dồn cục bộ gây phóng điện và chọc thủng cách điện XLPE.

Chọn tiết diện màn chắn kim loại thế nào?
Tiết diện màn chắn chọn theo dòng ngắn mạch chạm đất của lưới và thời gian cắt của bảo vệ, phổ biến 16, 25 hoặc 35mm2. Màn chắn quá nhỏ sẽ quá nhiệt và hỏng khi có sự cố chạm đất.

Đầu cáp co nhiệt và co nguội khác gì nhau?
Co nhiệt dùng ống nhựa hơ nóng bằng đèn khò, giá thấp, cần tay nghề. Co nguội bằng cao su silicon nong sẵn, chỉ rút lõi là ống tự ôm cáp, thi công nhanh, không cần lửa, ổn định trong tủ kín.

Cáp trung thế chôn ngầm cần lưu ý gì?
Chọn loại XLPE chống hắc cây nước có lớp chặn ẩm, chôn đúng độ sâu quy phạm với lớp cát đệm, tấm đan và băng báo hiệu. Nối đất màn chắn đầy đủ và thử tần số cực thấp trước khi đóng điện.

Nguồn gốc: Hoàng Phát Lighting