.jpg)
Tính toán thiết kế và lựa chọn aptomat, dây cáp điện nguồn cho các tải điện là công việc cần thiết và rất quan trọng. Việc lựa chọn aptomat phù hợp sẽ giúp bảo vệ được tải điện, đảm bảo an toàn cho hệ thống điện của công trình. Lựa chọn dây cáp điện phù hợp với tải sử dụng giúp dây không bị nóng dẫn đến nhanh lão hóa gây chập cháy. Dây cáp điện quá nhỏ so với công suất tải sẽ tổn hao điện năng lớn và mất an toàn điện, dây cáp điện quá lớn so với công suất tải thì gây lãng phí do do chi phí đầu tư ban đầu lớn.
Hiện nay rất nhiều sự cố cháy chập điện tại công trình gây ra các đám cháy lớn phá hủy toàn bộ tài sản cũng như cơ sở vật chất của công trình. Nên việc tính toán thiết kế lựa chọn aptomat và dây cáp điện cũng cần được làm và kiểm soát tốt hơn. Công ty Taseco xin đưa ra hướng dẫn tính toán, lựa chọn thiết bị bảo vệ và dây cáp điện cho mọi người như sau.
1. Các loại aptomat theo dòng điện làm việc
6A; 10A; 16A; 20A; 25A; 32A; 40A; 50A; 63A; 80A; 100A; 125A; 160A; 200A; 225A; 250A; 315A; 350A; 400A; 500A; 600A; 800A; 1000A; 1250A; 1600A; 2000A; 2500A; 3200A; 4000A
(Ở đây chúng ta không tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, chủng loại và các thông số làm việc khác của aptomat)
2. Các loại tiết diện dây đồng dẫn điện phổ thông
0.75mm2; 1mm2; 1.5mm2; 2.5mm2; 4mm2; 6mm2; 10mm2; 16mm2; 25mm2; 35mm2; 50mm2; 70mm2; 95mm2; 120mm2; 150mm2; 185mm2; 240mm2; 300mm2; 400mm2; 500mm2; 630mm2; 800mm2; 1000mm2.
(Ở đây chúng ta không kể đến cấu tạo dây dẫn, số lượng dây dẫn)
a) Cở sở tính toán cường độ dòng điện theo công suất phụ tải
* Công thức tính dòng điện 1 pha 220V
Ta có: P = U.I.Cosφ
Trong đó:
- P là công suất phụ tải, đơn vị là (W); I là cường độ dòng điện cần tính toán, đợn vị là (A)
- U là điện áp dòng điện (U = 220V)
- Cosφ lựa chọn bằng 0.8
Vậy dòng điện được xác định: I = P/(U. Cosφ) = P/(220x0.8) = P/176 (A).
* Công thức tính dòng điện 3 pha 380V
Ta có: P =
Trong đó:
- P là công suất phụ tải, đơn vị là (W); I là cường độ dòng điện cần tính toán, đợn vị là (A)
- U là điện áp dòng điện (U = 380V)
- Cosφ lựa chọn bằng 0.8 và
Vậy dòng điện được xác định: I = P/(
b) Cở sở lựa chọn aptomat
- Aptomat lựa chọn để bảo vệ phải có dòng điện làm việc ghi trên aptomat lớn hơn dòng điện tính toán được từ công suất phụ tải.
- Do đó chúng ta dựa vào dải aptomat phổ thông đã liệt kê ở trên để lựa chọn aptomat đảm bảo được về mặt kỹ thuật và tính kinh tế.
- Đối với các phụ tải sử dụng điện 1Pha/ 220V như đèn chiếu sáng hoặc các ổ cắm thông thường ta nên chọn aptomat là loại 1 pha 1 cực thì sẽ kinh tế hơn. Lúc này aptomat bảo vệ chỉ ngắt dây pha khi có sự cố điện.
- Đối với các phụ tải sử dụng điện 1Pha/ 220V nhưng là các thiết bị điện quan trọng có giá trị cao như điều hòa, quạt thông gió, bình nóng lạnh, bơm nước, . . . hoặc ở các lộ điện cấp nguồn cho bảng điện phòng, bảng điện tầng ta nên chọn aptomat bảo vệ loại 1 pha 2 cực. Lúc này aptomat bảo vệ sẽ ngắt ở cả dây pha lẫn dây trung tính, nâng cao mức độ bảo vệ hơn so với các tải chiếu sáng thông thường.
- Tương tự như vậy cũng tùy theo yêu cầu và mức độ bảo vệ của phụ tải sử dụng điện áp 3Pha/ 380V mà ta có lựa chọn loại aptomat bảo vệ là 3pha 3 cực hoặc 3 pha 4 cực cho phù hợp.
c) Cở sở lựa chọn dây dẫn điện
- Để lựa chọn được tiết diện dây dẫn điện phù hợp với dòng điện tính toán được từ công suất phụ tải ta dựa vào mật độ dòng điện cho phép của dây dẫn, hay còn gọi là dòng điện làm việc cho phép trên 1mm2 dây dẫn điện. (Dây dẫn điện kể đến trong hướng dẫn này mặc định là dây đồng)
- Mật độ dòng điện cho phép đối với các phụ tải như đèn chiếu sáng, ổ cắm, điều hòa, bình nóng lạnh thông thường là 4A~6A trên 1mm2 tiết diện dây dẫn điện.
- Mật độ dòng điện cho phép đối với các phụ tải động cơ là 2.5A trên 1mm2 tiết diện dây dẫn điện.
- Tương tự như vậy khi chúng ta lựa chọn dây điện cấp nguồn cho tủ điện, mà tủ điện đó lại cấp nguồn cho các phụ tải gồm cả phụ tải động cơ và các phụ tải thông thường thì phải cân nhắc xem loại phụ tải nào có công suất chiếm ưu thế và hệ số đồng thời của các phụ tải động cơ để lựa chọn dây dẫn điện cho phù hợp.
- Dây cáp điện cấp nguồn từ trạm biến áp đến tủ điện hạ thế hoặc tủ điện tổng cũng nên lựa chọn mật độ dòng điện là 2.5A trên 1mm2.
d) Tham khảo các TCVN quy định về lựa chọn dây dẫn điện
- TCVN 9207 : 2012, mục 4.9, bảng 2 quy định:
Bảng 1: Tiết diện tối thiểu của ruột dây dẫn và cáp điện trong đường dẫn điện
Tên đường dây | Tiết diện tối thiểu của ruột dây dẫn và cáp điện (mm2) | |
Đồng | Nhôm | |
Lưới điện nhóm chiếu sáng không có ổ cắm | 1.5 | 2.5 |
Lưới điện nhóm chiếu sáng có ổ cắm điện, lưới điện nhóm ổ cắm | 2.5 | 4 |
Lưới điện phân phối động lực | 2.5 | 4 |
Đường dây từ tủ điện tầng đến tủ điện các phòng | 4 | 6 |
Đường dây trục đứng cấp điện cho một hoặc một số tầng | 6 | 10 |
- TCVN 9207 : 2012, mục 10.6
Tiết diện dây trung tính phải được lựa chọn theo điều kiện phát nóng phụ thuộc vào loại hình mạng điện và tỉ lệ sóng hài bậc 3, sóng hài bội số của 3, áp dụng quy định theo bảng sau:
Bảng 2: quy định tiết diện dây trung tính
Loại mạng điện | Tỷ lệ sóng hài | ||
0 < TH < 15% (1) | 15 < TH < 33% (2) | TH > 33% (3) | |
Mạng điện 1 pha 2 dây | SN = SP | SN = SP | SN = SP |
Mạng điện (3P+N), cáp nhiều ruột SP ≤ 16mm2 với dây đồng hoặc SP ≤ 25mm2 vơi dây nhôm | SN = SP | SN = SP IN = IP Hệ số 0.84 (4) | SN = SP SN cần được xác định IN = 1.45 x IP Hệ số 0.84 (4) |
Mạng điện (3P+N), cáp nhiều ruột SP >16mm2 với dây đồng hoặc SP > 25mm2 vơi dây nhôm | SN = SP / 2 N cần được bảo vệ | SN = SP IN = IP Hệ số 0.84 (4) | SN = SP SN cần được xác định IN = 1.45 x IP Hệ số 0.84 (4) |
Mạng điện (3P+N), cáp một ruột SP >16mm2 với dây đồng hoặc SP > 25mm2 vơi dây nhôm | SN = SP / 2 Cho phép N cần được bảo vệ | SN = SP IN = IP Hệ số 0.84 (4) | SN > SP IN = 1.45 x IP Hệ số 0.84 (4) |
+ Chú thích 1: (1) Mạng điện động lực cung cấp điện cho động cơ điện xoay chiều, bình đun nước nóng, hệ thống điều hòa không khí và thông gió, hệ thống giặt là, . . .
+ Chú thích 2: (2) Mạng điện chiếu sáng cung cấp điện cho các đèn phóng khí, trong đó có đèn huỳnh quang ở văn phòng, xưởng sản xuất, . . .
+ Chú thích 3: (3) Mạng điện cấp cho văn phòng, các máy tính, thiết bị điện tử ở các khu văn phòng, trung tâm máy tính, ngân hàng, gian chợ, cửa hàng chuyên dụng, . . .
+ Chú thích 4: (4) Hệ số giảm dòng điện cho phép, hệ số này được xét tới khi lựa chọn tiết diện dây trung tính do tác dụng phát nóng gây ra bởi các sóng hài bậc 3 và bội số của 3.
+ Ghi chú: TH – tỷ lệ sóng hài bậc 3 và bội số của 3; N – dây trung tính; P – dây pha; S – tiết diện dây (mm2).
- TCVN 9207 : 2012, mục 10.11
+ Tiết diện dây bảo vệ (dây PE) không được nhỏ hơn các tiết diện chỉ tra trong bảng bên dưới. Các giá trị không được tiêu chuẩn hóa thì có thể sử dụng các dây dẫn có tiết diện được tiêu chuẩn hóa gần nhất.
+ Các giá tri trong bảng dưới chỉ có ý nghĩa nếu các vật liệu của dây dẫn bảo vệ là cùng kim loại như các dây dẫn pha. Nếu bằng kim loại khác với dây dẫn pha thì dây dẫn bảo vệ phải có tiết diện sao cho nó có điện dẫn tương đương với dây dẫn pha
+ Trong tất cả các trường hợp, các dây dẫn bảo vệ không phải là một phần của đường dẫn cung cấp điện, phải có tiết diện tối thiểu là:
▪ 1.5mm2 nếu dây bảo vệ được bảo vệ đối với các phá hoại cơ học
▪ 4mm2 nếu dây bảo vệ không được bảo vệ đối với các phá hoại cơ học
Bảng 3 : tiết diện tối thiểu của dây bảo vệ (PE)
Tiết diện của dây dẫn pha cấp điện cho thiết bị điện (mm2) | Tiết diện tối thiểu của dây dẫn bảo vệ thiết bị điện (mm2) |
S ≤ 16 | S |
16 < S ≤ 35 | 16 |
35 < S ≤ 400 | S / 2 |
400 < S ≤ 800 | 200 |
S > 800 | S / 4 |
4. Quy định chung về ký hiệu
- Kết cấu dây cáp điện
+ Ruột dẫn điện: Đồng (copper: Cu) hoặc nhôm (aluminum: Al)
+ Lớp cách điện: PVC hoặc XLPE hoặc lớp băng Mica chống cháy
+ Chất độn: sợi PP (Polypropylen) hoặc PVC hoặc nhựa LSHF (chống cháy ít khói không sinh khí halogen)
+ Lớp bọc bên trong: Ép đùn PVC hoặc quấn băng hoặc quấn băng LSHF hoặc ép đùn LSHF
+ Giáp kim loại bảo vệ:
▪ Giáp 2 lớp băng nhôm (DATA) cho cáp 1 lõi
▪ Giáp 2 lớp băng thép (DSTA) cho cáp từ 2 đến 4 lõi
▪ Giáp sợi nhôm (AWA) cho cáp 1 lõi
▪ Giáp sợi thép (SWA) cho cáp 2 đến 4 lõi
+ Lớp vỏ bọc bên ngoài: PVC, HDPE hoặc FR-PVC và XLPO (lớp cách điện chống cháy chậm) với cáp chống cháy hoặc lớp nhựa LSHF chống cháy ít khói không sinh khí halogen.
- Ký hiệu nhận biết dây cáp điện
+ Cu : ký hiệu dây đồng
+ Al : ký hiệu dây nhôm
+ PVC : Lớp vỏ bọc cách điện nhựa PVC
+ XLPE : Lớp vỏ bọc cách điện giữa các dây của cáp điện
+ DATA : Lớp bảo vệ bằng băng nhôm bảo vệ (thường có ở cáp trung thế)
+ STA, DSTA : Lớp bảo vệ bằng băng thép (thường dùng trong cáp chôn ngầm)
+ AWA : Lớp bảo vệ bằng sợi nhôm (thường dùng trong cáp chôn ngầm)
+ SWA : Lớp bảo vệ bằng sợi thép (thường dùng trong cáp chôn ngầm)
+ CV, CVV : Dây cáp ruột đồng, cách điện bằng PVC, bọc vỏ bằng PVC
+ CXV : Dây cáp ruột đồng, cách điện bằng XLPE, bọc vỏ bằng PVC
+ CVV(CXV)/DSTA(SWA): cáp ngầm ruột đồng, cách điện bằng PVC (XLPE), giáp bảo vệ bằng băng thép (sợi thép), bọc vỏ bằng PVC
+ E : ký hiệu của nối đất hoặc dây nối đất
+ 1P, 2P, 3P, 4P : Số cực của aptomat
+ MCB : aptomat loại cài
+ MCCB : aptomat loại khối
Hình 3: Cấu tạo của một số loại dây cáp điện
- Tham khảo cách ghi dây cáp điện cơ bản khi thiết kế
+ Cu/PVC 1Cx1.5mm2
+ Cu/PVC/PVC 2Cx1.5mm2
+ Cu/XLPE/PVC 4Cx10mm2 + Cu/PVC 1Cx10mm2(E)
+ Cu/XLPE/PVC 3Cx10mm2 + Cu/PVC 1Cx10mm2(E)
+ Cu/XLPE/PVC 3Cx50+1Cx25mm2
+ Cu-Mica/XLPE/PVC 4Cx25mm2
+ Cu-Mica/XLPE/PVC/DSTA/FR-PVC 4Cx25mm2
+ Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC 4Cx25mm2
+ Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC 4Cx50+1Cx25mm2
+ Cu/LSHF 1Cx6mm2
+ Cu/FR-PVC 1Cx6mm2
+ Cu/XLPE/FR-PVC 2Cx4mm2
+ Cu/XLPE/FR-PVC 4Cx4mm2
+ Cu-Mica/XLPE/LSHF/SWA/LSHF 4Cx25mm2
