Cáp trung thế 24–35kV: cấu tạo, ứng dụng trạm biến áp, đường dây

Khi công suất trạm biến áp tăng lên hoặc khoảng cách truyền tải kéo dài, lưới hạ thế không còn kinh tế và cáp trung thế 24–35kV trở thành lựa chọn chủ đạo. Đây là loại cáp có yêu cầu kỹ thuật chặt chẽ hơn nhiều so với cáp hạ thế, từ cấu tạo, phụ kiện đầu cáp đến quy trình thi công và thử nghiệm. Bài viết này giúp chủ đầu tư, nhà thầu và đại lý nắm được cấu tạo từng lớp, ứng dụng thực tế và các điểm cần kiểm soát khi sử dụng cáp trung thế cho trạm biến áp và đường dây.

Cáp trung thế là gì và phạm vi điện áp

Cáp trung thế là cáp điện lực có điện áp danh định cao hơn 1kV và thường đến khoảng 35kV trong lưới phân phối. Ở Việt Nam, các cấp điện áp phân phối phổ biến gồm 6kV, 10kV, 22kV, 35kV. Với nhóm 24–35kV, cáp dùng cho đường trục phân phối, cấp điện cho trạm biến áp khách hàng, khu công nghiệp, khu đô thị và các công trình có công suất lớn.

Điểm khác biệt cốt lõi nằm ở điện trường. Ở điện áp cao, điện trường trong lớp cách điện không đều nếu không có biện pháp kiểm soát, dễ gây phóng điện cục bộ và làm lão hóa cách điện sớm. Chính vì vậy cáp trung thế phải có thêm các lớp bán dẫn và màn chắn mà cáp hạ thế không cần.

Cấu tạo cáp trung thế từng lớp

Một cáp trung thế cách điện XLPE điển hình gồm các lớp từ trong ra ngoài như sau.

• Lõi dẫn: đồng hoặc nhôm, bện tròn ép chặt. Đồng cho độ dẫn điện và độ bền cao, nhôm nhẹ và kinh tế hơn cho tuyến lớn.
• Màn chắn bán dẫn lõi: lớp bán dẫn bọc quanh lõi, làm nhẵn bề mặt điện trường, tránh các điểm tập trung điện trường do khe hở giữa các sợi.
• Cách điện XLPE: lớp cách điện chính, dày hơn nhiều so với cáp hạ thế, chịu được điện áp cao và nhiệt độ làm việc liên tục lớn.
• Màn chắn bán dẫn cách điện: lớp bán dẫn bao ngoài cách điện, tiếp xúc đều với màn chắn kim loại.
• Màn chắn kim loại: băng đồng hoặc sợi đồng, có vai trò nối đất, dẫn dòng sự cố và đảm bảo an toàn cho người.
• Lớp độn, băng quấn và giáp (nếu có): gia cố cơ học, chống thấm theo chiều dọc hoặc chiều ngang tùy thiết kế.
• Vỏ bọc ngoài: thường là PVC hoặc PE, bảo vệ toàn bộ cấu trúc khỏi ẩm, hóa chất và tác động cơ học.

Cáp có thể là một lõi hoặc ba lõi. Cáp một lõi dễ rải, dễ làm đầu cáp, phù hợp tiết diện lớn nhưng cần chú ý cách nối đất màn chắn. Cáp ba lõi gọn hơn trong một vỏ chung, thuận lợi cho tuyến ngắn và tiết diện vừa. Việc chọn loại nào phụ thuộc thiết kế và phương án nối đất.

Ứng dụng của cáp trung thế 24–35kV

Cấp điện cho trạm biến áp

Cáp trung thế nối từ lộ ra của lưới phân phối vào ngăn đầu vào của trạm biến áp. Từ máy biến áp, phía hạ thế đi tiếp bằng cáp hạ thế đến tủ phân phối. Trong trạm kiểu kín hoặc trạm xây, cáp trung thế đi trong hào cáp, mương cáp, qua các ngăn tủ trung thế và máy cắt. Chất lượng đầu cáp quyết định độ tin cậy vận hành của cả trạm.

Tuyến cáp ngầm trong khu đô thị, khu công nghiệp

Ở khu vực đông dân hoặc yêu cầu mỹ quan, cáp được chôn ngầm để tránh dây trần chằng chịt, giảm nguy cơ sự cố do cây đổ, gió bão và tai nạn điện. Cáp ngầm thường có giáp bảo vệ cơ học, đặt trong ống hoặc chôn trực tiếp theo thiết kế, có lớp cát, băng cảnh báo và cọc mốc đánh dấu tuyến.

Đường dây trên không dùng cáp bọc

Ở một số khu vực, tuyến trung thế được dùng cáp bọc cách điện treo trên cột thay cho dây trần để giảm nguy cơ sự cố chạm chập và nâng an toàn khi gần công trình. Loại này có cấu tạo và phụ kiện kẹp, sứ khác với cáp ngầm, được trình bày thêm trong bài về phụ kiện đường dây.

Cấp điện cho nhà máy, tòa nhà lớn

Nhà máy có công suất lớn thường nhận điện trung thế rồi hạ áp tại trạm riêng. Việc đưa cáp trung thế đến gần tải, hạ áp tại chỗ giúp giảm tổn thất và sụt áp so với kéo cáp hạ thế dài.

Những tiêu chí chọn cáp trung thế

Cấp điện áp và chế độ trung tính

Phải chọn cáp có cấp điện áp danh định phù hợp với điện áp hệ thống và cách nối đất trung tính. Hệ thống có thể xuất hiện quá điện áp khi sự cố chạm đất, do đó cáp cần có cấp cách điện thích hợp. Số liệu này cần được xác nhận trong hồ sơ thiết kế.

Tiết diện và khả năng tải

Tiết diện được chọn theo dòng tải, kiểm tra khả năng chịu ngắn mạch (đặc biệt là dòng ngắn mạch qua màn chắn), sụt áp và điều kiện lắp đặt như chôn đất, trong ống, trong hào. Hệ số hiệu chỉnh cho cáp chôn đất phụ thuộc nhiệt độ đất, điện trở nhiệt đất và số mạch đặt song song.

Có giáp hay không giáp

Cáp chôn trực tiếp ở nơi có nguy cơ va đập, đào xới cần giáp bảo vệ. Cáp đặt trong hào cáp kín hoặc trong ống bảo vệ có thể dùng loại không giáp. Cáp treo trên không phải có cấu tạo chịu tia cực tím và tải trọng cơ học tương ứng.

Chống thấm dọc

Ở vùng đất ẩm, ngập nước, đoạn cáp bị xước vỏ có thể để nước thấm dọc theo cáp rất xa. Một số cáp trung thế có băng hoặc bột chống thấm dọc để ngăn hiện tượng này. Hãy xác định rõ yêu cầu từ khâu thiết kế.

Đầu cáp và hộp nối: điểm yếu cần kiểm soát

Thực tế vận hành cho thấy phần lớn sự cố cáp trung thế không nằm ở thân cáp mà ở đầu cáp và hộp nối. Lý do là tại đó phải bóc các lớp bán dẫn, màn chắn và cách điện, rồi khôi phục lại điện trường bằng phụ kiện chuyên dụng. Chỉ cần bóc bán dẫn không sạch, còn bụi bẩn, bọt khí hoặc ẩm, điện trường tập trung và phóng điện cục bộ xuất hiện, dẫn tới hỏng cách điện sau một thời gian.

Để giảm rủi ro, nên áp dụng các nguyên tắc sau.

• Dùng phụ kiện đồng bộ với loại cáp và cấp điện áp, không tự chế hoặc dùng phụ kiện không phù hợp.
• Giao việc cho kỹ thuật viên có chuyên môn, làm theo đúng hướng dẫn của nhà sản xuất phụ kiện.
• Làm trong điều kiện khô ráo, sạch, tránh gió bụi và mưa.
• Thử nghiệm cáp sau lắp đặt theo yêu cầu thiết kế và quy định trước khi đóng điện.

Quy trình rải cáp và an toàn thi công

Cáp trung thế nặng và nhạy với lực kéo, bán kính uốn. Khi rải cáp cần dùng con lăn, giá đỡ, không kéo lê trên mặt đất. Giữ lực kéo trong giới hạn nhà sản xuất cho phép và không uốn cáp nhỏ hơn bán kính uốn tối thiểu. Ở nhiệt độ thấp, vỏ cáp cứng hơn nên cần chú ý hơn. Đầu cáp phải được bịt kín bằng nắp co nhiệt ngay sau khi cắt để tránh ẩm xâm nhập.

Về an toàn, mọi thao tác trên đường dây, trạm phải tuân thủ quy trình an toàn điện, có phiếu công tác, cắt điện, treo tiếp địa và biển báo. NEWSUN thi công đường dây và trạm biến áp từ 35kV trở xuống với đội ngũ kỹ sư và công nhân lành nghề, tuân thủ quy trình này.

Cáp trung thế tại NEWSUN

NEWSUN Group Vina phân phối cáp trung thế trong dải sản phẩm của Cadisun và Goldcup, cùng cáp của LS Vina, Cadivi. Chúng tôi không đăng bảng tiết diện hay giá cố định trong bài viết, vì thông số phụ thuộc cấp điện áp, cấu tạo và điều kiện lắp đặt từng dự án. Bạn có thể xem thêm danh mục dây cáp điện hoặc gửi yêu cầu để được tư vấn.

Liên hệ tư vấn cáp trung thế

Để được tư vấn chọn cáp trung thế, phụ kiện đầu cáp và phương án thi công đường dây, trạm biến áp, bạn hãy gọi hotline hoặc nhắn Zalo 0924.625.688. Hãy chuẩn bị thông tin cấp điện áp, công suất, chiều dài tuyến và cách lắp đặt để kỹ sư đưa ra phương án sát nhất và báo giá theo hồ sơ thực tế.