Dòng điện cho phép của cáp điện là gì và phụ thuộc vào yếu tố nào?

Dòng điện cho phép (current carrying capacity) là dòng điện tối đa mà một sợi cáp có thể truyền tải liên tục trong thời gian dài mà không bị quá nhiệt. Nếu vượt quá giới hạn dòng điện cho phép, lớp cách điện của cáp có thể bị hư hỏng, và trong trường hợp xấu nhất có thể dẫn đến cháy nổ.

Dòng điện cho phép của cáp và dây dẫn được quy định trong các tiêu chuẩn DIN VDE 0298-4, DIN VDE 0276-603, DIN VDE 0276-620 và DIN VDE 0276-1000, tùy theo loại cáp và điều kiện lắp đặt. Các tiêu chuẩn này đưa ra giá trị dòng điện cho phép trong những điều kiện môi trường phổ biến.

Tại HELU, đội ngũ kỹ thuật am hiểu các tiêu chuẩn quốc tế và có nhiều năm kinh nghiệm tư vấn lựa chọn cáp điện, đảm bảo an toàn và tối ưu hiệu suất cho hệ thống của bạn.

2.2 Vật liệu cách điện

Nếu lõi dẫn quyết định "đường truyền" thì lớp cách điện lại quyết định cấp nhiệt độ chịu đựng của cáp. Mỗi loại vật liệu cách điện có một cấp nhiệt độ riêng — tức ngưỡng nhiệt tối đa mà cáp có thể vận hành liên tục mà không bị lão hóa hay suy giảm chất lượng. Chẳng hạn, lớp cách điện XLPE chịu được nhiệt độ vận hành cao hơn hẳn so với PVC, nên với cùng một tiết diện lõi dẫn, cáp XLPE cho khả năng tải dòng vượt trội hơn cáp PVC.

2.4 Phương pháp lắp đặt

Cách một sợi cáp được lắp đặt — đi nổi trong không khí, luồn trong ống chôn ngầm, hay đi âm trong tường — cũng là yếu tố quyết định khả năng tản nhiệt của cáp. Cáp tiếp xúc trực tiếp với không khí bao giờ cũng tản nhiệt hiệu quả hơn so với cáp bị bao bọc bởi lớp cách nhiệt hay bó chặt trong ống dẫn hẹp. Chính vì vậy, với những kiểu lắp đặt làm hạn chế khả năng tản nhiệt, kỹ sư bắt buộc phải áp dụng hệ số giảm (derating factor) cho thông số dòng điện cho phép, nhằm đảm bảo cáp luôn vận hành trong ngưỡng an toàn.

Các phương pháp lắp đặt trong tài liệu kỹ thuật của HELU bao gồm:

• A1 — Lắp trong ống điện, âm trong tường cách nhiệt (cáp lõi đơn): Dây lõi đơn được luồn trong ống lắp đặt điện, đặt âm bên trong một bức tường có lớp cách nhiệt.
• A2 — Lắp trong ống điện, âm trong tường cách nhiệt (cáp đa lõi/cáp có vỏ bọc): Tương tự A1 nhưng dùng cáp nhiều lõi hoặc cáp có vỏ bọc (sheathed cable) thay vì dây lõi đơn, đặt trong ống dẫn âm tường cách nhiệt.
• B1 — Lắp trong ống điện, đặt nổi trên tường (dây lõi đơn): Dây đơn lõi được luồn trong ống lắp đặt điện, nhưng ống này gắn nổi trên bề mặt tường (không âm trong lớp cách nhiệt).
• B2 — Lắp trong ống điện, đặt nổi trên tường (cáp đa lõi/cáp có vỏ bọc): Tương tự B1 nhưng dùng cáp nhiều lõi hoặc cáp có vỏ bọc, đặt trong ống dẫn gắn nổi trên tường.
• C — Lắp đặt trực tiếp trên tường (Direct installation): Cáp lõi đơn hoặc đa lõi (hoặc cáp có vỏ bọc) được gắn trực tiếp, áp sát vào bề mặt tường, không có khoảng cách.
• E — Lắp đặt ngoài trời/hở, có khoảng cách với tường (Installation in the open): Cáp nhiều lõi hoặc cáp có vỏ bọc được lắp cách tường một khoảng tối thiểu bằng 0,3 lần đường kính ngoài của cáp (≥ 0,3 × d).
• F — Cáp lõi đơn lắp ngoài trời, có khoảng cách ≥ 1×d, các lõi tiếp xúc nhau (with contact): Áp dụng cho cáp đơn lõi (thường 3 lõi tạo thành một mạch), lắp cách tường tối thiểu 1 lần đường kính ngoài (≥ 1 × d), nhưng các lõi đơn được đặt sát/tiếp xúc nhau.
• G — Cáp lõi đơn lắp ngoài trời, có khoảng cách ≥ 1×d, các lõi cách nhau (with spacing d): Tương tự F nhưng các lõi đơn được lắp cách nhau một khoảng d (bằng đường kính ngoài của mỗi lõi), giúp không khí lưu thông giữa các lõi.

Dòng điện cho phép của các loại cáp và dây điện được liệt kê trong các bảng tra dòng điện cho phép, phân loại theo chủng loại cáp và phương pháp lắp đặt. Các bảng tra này được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn hiện hành (DIN VDE 0298-4) và giúp bạn lựa chọn đúng cáp cho ứng dụng của mình.

Trong tài liệu kỹ thuật của HELU, bạn có thể tìm thấy thông số về dòng điện cho phép của nhiều loại dây cáp khác nhau như:

4.1 Bước 1: Sử dụng bảng tra dòng điện cho phép

Tra cứu bảng dòng điện cho phép để tìm loại cáp và phương pháp lắp đặt phù hợp, sau đó chọn tiết diện lõi dẫn có khả năng tải dòng bằng hoặc lớn hơn dòng điện vận hành trong ứng dụng của bạn.

4.2 Bước 2: Áp dụng các hệ số hiệu chỉnh khả năng tải dòng

Những hệ số hiệu chỉnh chưa được tính sẵn trong bảng tra cơ bản phải được đưa thêm vào khi xác định tiết diện lõi dẫn cuối cùng. Dưới đây là một số bảng hệ số hiệu chỉnh chính, trích từ HELU Technical Reference Guide (theo tiêu chuẩn DIN VDE 0298-4):

Bảng hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường

Bảng hệ số hiệu chỉnh đối với cáp chịu nhiệt