Tiết diện dây cáp điện đóng vai trò quan trọng như thế nào?

Dây cáp điện là nhân tố gắn kết tất cả các thành phần với nhau trong một hệ thống điện. Cáp cung cấp năng lượng từ nguồn điện để phân phối đến các thiết bị, hệ thống máy móc… Tuy nhiên, khi lắp đặt dây cáp điện, một trong những lỗi sai phổ biến nhất là lựa chọn dây cáp điện quá nhỏ hoặc quá lớn so với nhu cầu thực tế.

Lắp đặt dây cáp đúng cách chủ yếu là việc xác định kích cỡ dây cáp phù hợp, sử dụng đúng công cụ để gắn các đầu cuối và cung cấp các biện pháp bảo vệ quá dòng đầy đủ bằng cầu chì và bộ ngắt mạch. Việc xác định kích cỡ dây cáp có thể được hiểu đơn giản là chiều dài cáp đo từ nguồn điện đến thiết bị và dòng điện (cường độ dòng điện) sẽ chạy qua nó.

Cáp càng dài hoặc cường độ dòng điện càng cao thì cáp phải có tiết diện càng lớn để tránh tổn thất điện áp không thể chấp nhận được. Phải luôn có nhiều biên độ bổ sung để đảm bảo an toàn vì thiết bị thực sự có thể sử dụng nhiều dòng điện hơn mức định mức do nhiệt, điện áp thấp, phụ tải hoặc các yếu tố khác. Khi dây cáp điện có tiết diện quá khổ, hiệu suất có thể không bị ảnh hưởng. Tuy nhiên, khi dây cáp có tiết diện nhỏ hơn nhu cầu, vấn đề an toàn điện có thể là một mối nguy hiểm.

>>Xem thêm: Hướng dẫn kiểm tra chất lượng dây cáp điện điều khiển

2.1 Tối đa hóa hiệu suất

Hệ thống điện công nghiệp hoạt động hiệu quả và hiệu quả đòi hỏi phải tối ưu hóa hiệu suất thông qua việc xem xét cẩn thận tiết diện dây cáp điện cho các ứng dụng cụ thể. Tổn thất điện năng và sụt áp do dây cáp điện quá nhỏ và điện trở tăng sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của các thiết bị, máy móc. Hiệu quả và độ tin cậy của thiết bị có thể bị cản trở do sụt áp quá mức. Tiết diện cáp chính xác giải quyết các mối lo ngại về sụt áp, giúp cải thiện tuổi thọ và hiệu suất của máy móc.

Do đó, dây cáp điện có tiết diện phù hợp giúp quá trình truyền tải điện được diễn ra thông suốt mà không bị gián đoạn. Điều này cũng góp phần ngăn ngừa sự cố có thể xảy ra và do đó nâng cao năng suất của máy móc.

2.2 Tiết kiệm chi phí và đảm bảo hiệu quả kinh tế

Lựa chọn dây cáp điện đúng tiết diện giúp tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu. Dây cáp quá lớn sẽ gây tốn kém hơn nhiều so với dây cáp đủ tiết diện cho nhu cầu sử dụng. Bên cạnh đó, tiết diện dây cáp điện ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả sử dụng năng lượng, nền tảng của hoạt động công nghiệp hiện đại. Dây cáp có tiết diện không hiệu quả dẫn đến mất điện, do đó tạo ra nhiều nhiệt hơn và lãng phí năng lượng.

2.3 Đảm bảo an toàn cho hệ thống điện

Mục đích của bất kỳ dây cáp điện nào là truyền tải năng lượng điện ở một khoảng cách nhất định với ít điện trở nhất. Nhu cầu truyền tải năng lượng và kết nối các thiết bị càng nhiều thì tiết diện dây càng lớn. Nếu sử dụng dây cáp quá nhỏ, dây sẽ bị hỏng và lớp cách điện sẽ bị nóng chảy do dòng điện chạy qua dây lớn so với công suất định mức. Đường kính dây càng nhỏ thì điện trở đối với dòng năng lượng càng cao. Điện trở cao sẽ tạo ra nhiệt, gây ra guy cơ cháy nổ. Do đó, tiết diện dây cáp điện đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu những nguy hiểm tiềm ẩn, bảo vệ lực lượng lao động và tài sản của doanh nghiệp.

>>Xem thêm: Điện trở cách điện là gì?

2.4 Đảm bảo tuổi thọ dây cáp điện

Nếu tiết diện của cáp được sử dụng trong các ngành công nghiệp không phù hợp, chúng có thể tạo ra nhiệt quá mức đủ để phá hủy các bộ phận nhạy cảm, do đó làm giảm tuổi thọ của bất kỳ máy móc nào. Đồng thời, dây cáp điện được lắp đúng cách đảm bảo rằng các thiết bị cụ thể hoạt động trong điều kiện làm việc bình thường mà không bị căng quá mức hoặc có thể xảy ra hỏng hóc.

Thông qua việc định cỡ cáp phù hợp để kéo dài thời gian sử dụng, các doanh nghiệp có thể tránh được sự gián đoạn do thời gian ngừng hoạt động và bảo trì, đồng thời củng cố cơ sở hạ tầng của mình trước những tình huống không lường trước được. Cách tiếp cận này mang lại lợi ích về mặt chiến lược nhờ độ tin cậy được mở rộng, tăng cường tuổi thọ thiết bị và đảm bảo khả năng vận hành trơn tru.

2.5 Đảm bảo việc tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định

Trong môi trường công nghiệp, việc tuân thủ các tiêu chuẩn là điều cơ bản và việc hoàn thành các điều kiện tiên quyết về mặt hành chính thông qua việc định cỡ cáp là một phần quan trọng. Chẳng hạn, theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9208:2012 về việc “Lắp đặt cáp và dây dẫn điện trong các công trình công nghiệp”, kích thước dây cáp điện được quy định như sau:

3.2 Lớp vỏ cách điện của dây cáp điện

Vật liệu cách điện đóng vai trò quan trọng trong việc xác định kích cỡ dây cáp điện vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến nhiệt độ hoạt động tối đa của cáp. Các vật liệu cách nhiệt phổ biến: PVC, XLPE và cao su EPR.

Nhiệt độ hoạt động tối đa của PVC, XLPE, và cao su EPR lần lượt là 70˚C, 90˚C và 90˚C. Tuy có nhiệt độ hoạt động thấp hơn, nhưng PVC là sự lựa chọn tối ưu hơn trong một vài trường hợp. Điều này liên quan đến các đặc tính vật liệu khác hoạt động tốt hơn trong môi trường lắp đặt của bạn. Ví dụ: PVC linh hoạt hơn nhiều so với XLPE và có thể là lựa chọn tốt hơn khi bạn yêu cầu cáp uốn cong trong không gian chật hẹp hơn.

Bạn cũng có thể chọn giữa cáp đơn lõi hoặc cáp đa lõi tùy theo yêu cầu lắp đặt, điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến khả năng mang dòng điện của cáp. Cáp đơn lõi có thể tản nhiệt tốt hơn cáp đa lõi và do đó sẽ có khả năng mang dòng điện cao hơn. Tuy nhiên, bạn vẫn có thể chọn cáp đa lõi vì việc lắp đặt các dây dẫn cần thiết có thể dễ dàng hơn.

>>Xem thêm: Cáp PVC và cáp LSZH khác nhau những điểm nào?

3.3 Chiều dài dây cáp điện

Đảm bảo đường dây tải điện nhận được điện áp tối ưu với độ sụt điện áp tối thiểu là rất quan trọng. Dây cáp có đường kính nhỏ hơn vốn có điện trở cao hơn, dẫn đến tăng độ sụt áp. Vì vậy, việc lựa chọn cáp có độ sụt điện áp tối thiểu hoặc không có hiện tượng sụt áp là điều cần thiết. Tiết diện và chiều dài cáp chủ yếu quyết định độ sụt áp của mạch. Tiết diện cáp càng nhỏ hoặc chiều dài cáp cần thiết cho mạch của bạn càng dài thì độ sụt áp càng lớn.

>>Xem thêm: Tìm hiểu về chỉ số AWG của dây cáp điện

3.4 Các yếu tố giảm tải

Định mức dòng điện hoặc cường độ dòng điện của cáp dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu bên ngoài, đòi hỏi phải áp dụng hệ số suy giảm để tính toán chính xác. Các yếu tố giảm tải chính không thể thiếu khi xem xét tiết diện dây cáp điện bao gồm:

• Hệ số giảm nhiệt độ (CT): Được quy định bởi các tiêu chuẩn như IEC 60287 và NEC 310.16, hệ số giảm nhiệt độ tính đến việc bố trí dây cáp để giảm thiểu tản nhiệt. Yếu tố này đóng vai trò then chốt trong việc cải thiện độ khuếch đại của cáp bằng cách xem xét việc sắp xếp không gian để giảm thiểu tổn thất nhiệt.
• Hệ số nhóm dây dẫn (CG): Theo các tiêu chuẩn như IEC 60287 và NEC 310.16, trường điện từ xung quanh các dây dẫn được nhóm lại với nhau sẽ làm giảm độ khuếch đại của cáp. Hệ số nhóm dây dẫn được giới thiệu để giải quyết hiệu ứng này và đảm bảo định cỡ cáp chính xác.
• Điện trở nhiệt của đất (CR): Nhận thấy rằng cáp chôn trong đất có nhiệt độ thay đổi, các tiêu chuẩn như IEC 60287 và NEC 310.16 kết hợp hệ số điện trở nhiệt của đất. Yếu tố này bù đắp cho sự gia tăng nhiệt độ, cho phép tính toán chính xác.
• Hệ số giảm độ sâu chôn (CD): Tùy thuộc vào độ sâu chôn của dây dẫn, hệ số giảm độ chôn sâu, chịu ảnh hưởng của các tiêu chuẩn như IEC 60287 và NEC 310.16, sẽ phát huy tác dụng. Việc chôn sâu hơn làm tăng hệ số suy giảm, đòi hỏi phải xem xét cẩn thận khi tính toán tiết diện cáp.

4.2 Dây cáp điện 18 AWG

HELUCHAIN® MULTIFLEX 512®-C-PUR UL/CSA

HELUCHAIN® MULTIFLEX 512®-C-PUR UL/CSA là sản phẩm dây cáp điện được UL/CSA phê duyệt để sử dụng trong chế tạo máy và công cụ, chế tạo robot và các bộ phận máy chuyển động liên tục khác; cho các ứng dụng linh hoạt chuyển động tự do mà không có ứng suất kéo và không có sự kiểm soát chuyển động trong phòng khô, ẩm ướt cũng như ngoài trời. Lõi PP trơn cách nhiệt, chống cắt và vỏ ngoài PUR có độ bám dính thấp, đảm bảo độ bền tối ưu và hiệu quả về mặt chi phí.

Datasheet của dây cáp điện HELUCHAIN® MULTIFLEX 512®-C-PUR UL/CSA

HELUDATA® PLTC UL13 XLPE/LS0H OS 300

Đây là dòng cáp sở hữu những ưu điểm như: ít khói, không chứa halogen (LS0H), kháng hydrocarbon, mức độ suy giảm đường truyền thấp và điện dung lẫn nhau thấp cho phép khoảng cách truyền dài, các phần tử cáp được sản xuất bằng vật liệu không hút ẩm. Do đó, dòng cáp này được sử dụng để truyền tải tín hiệu kỹ thuật số và analog trong môi trường khắc nghiệt như ngành công nghiệp dầu khí và hóa dầu. Cáp thích hợp để lắp đặt cố định ở những nơi khô ráo và ẩm ướt, không gian mở và trong mạng lưới ngầm.

Data sheet của dây cáp HELUDATA® PLTC UL13 XLPE/LS0H OS 300