1

Khái niệm chung

  • Đối với việc tính toán của cáp, ta tuân theo tiêu chuẩn IEC 60364-5-52, bao gồm “Phương thức lắp đặt điện của tòa nhà – bảng 2: Lựa chọn và lắp đặt thiết bị điện – Hệ thống đi dây”.
  • Bảng tóm tắt của tiêu chuẩn này được trình bày dưới đây, trong đó chỉ đưa ra các phương thức lắp đặt phổ biến nhất. Khả năng mang dòng điện của dây dẫn trong các trường hợp khác nhau. 

Phương pháp tính toán chung đối với cáp

Các phương thức lắp đặt đối với các loại dây dẫn và cáp khác nhau

  • Các phương thức lắp đặt khác nhau được mô tả ở Bảng 1, đối với các loại dây dẫn và cáp khác nhau.
Bảng 1

Bảng 1

Các phương thức lắp đặt cho các trường hợp khác nhau

  • Các phương thức lắp đặt cho các trường hợp khác nhau có thể thực hiện trong nhiều trường hợp khác nhau. Sự kết hợp này được mô tả trong bảng 2.
  • Các con số trong bảng này đề cập đến các hệ thống đi dây khác nhau (có thể xem ở hình 1)
Bảng 2

Bảng 2

Một vài ví dụ về cách đi dây và các phương thức lắp đặt chuẩn

  • Để minh họa rõ hơn về cách đi dây và phương thức lắp đặt khác nhau, chúng ta có thể xem hình 1.
  • Một số cách đi dây chuẩn được định nghĩa (tương ứng với chữ cái từ A đến G), trong đó các phương thức lắp đặt giống nhau được gom thành nhóm dựa vào khả năng mang dòng điện của mỗi cách đi dây.
3

Hình 1

4

Hình 1

Nhiệt độ làm việc lớn nhất

  • Khả năng mang dòng điện được cho trong bảng dưới đây được xác định để đảm bảo sự chịu đựng về cách điện lớn nhất của vật liệu trong một khoảng thời gian cho phép. Đối với các vật liệu cách điện khác nhau, nhiệt độ lớn nhất cho phép được cho như trong Bảng.

5

Hệ số hiệu chỉnh

  • Khi tính đến ảnh hưởng của môi trường và các điều kiện lắp đặt khác nhau, các hệ số hiệu chỉnh được đưa vào.
  • Tiết diện của cáp được xác định dựa vào dòng điện định mức của tải IB chia cho các hệ số hiệu chỉnh, k, k2, ….             I’B =IB/(k1.k2)
    • I’B là dòng điện tải hiệu chỉnh, nó tương đương với khả năng mang dòng điện của cáp.

Nhiệt độ môi trường

  • Khả năng mang dòng điện của cáp trong không khí dựa vào nhiệt độ trung bình của không khí ở 30oC. Với các nhiệt độ khác, hệ số hiệu chỉnh được cho ở bảng dưới đối với các vật kiệu cách điện PVC, EPR và XLPE.
  • Hệ số hiệu chỉnh này là k1

6

  • Khả năng mang dòng điện của cáp đi trong đất dựa vào nhiệt độ trung bình của đất ở 20oC. Với các nhiệt độ khác, hệ số hiểu chỉnh được cho trong bảng dưới đối với các vật liệu cách điện PVC, EPR và XLPE
  • Hệ số hiệu chỉnh này là k2:

7

Nhiệt trở đất của suất

  • Khả năng mang dòng điện của cáp đi trong đất dựa vào điện trở suất của đất bằng 2.5K.m/W. Đối với các giá trị khác, hệ số hiệu chỉnh được cho như bảng sau. Hệ số hiệu chỉnh này là k3

8

  • Dựa vào kinh nghiệm, tồn tại quan hệ giữa đặc tính của đất và điện trở suất. Do đó, chúng ta có được hệ số hiệu chỉnh k3 được đề suất như bảng dưới, tùy theo tính chất của đất.

9

Nhóm các dây dẫn hoặc cáp

  • Khả năng mang dòng điện được cho ở bảng dưới phụ thuộc vào số lượng dây dẫn chứa trong một mạch đơn:
    • Hai dây dẫn cách điện hoặc hai cáp đơn lõi, hoặc một cáp hai lõi (áp dụng cho trường hợp mạch một pha);
    • Ba dây dẫn cách điện hoặc ba cáp đơn lõi, hoặc một cái ba lõi (áp dụng cho trường hợp mạch ba pha).
  • Trường hợp có dây dẫn cách điện hoặc cáp đi cùng trong một nhóm, hệ số suy giảm nhóm (được gọi là k4) sẽ được áp dụng.
  • Các ví dụ được trình bày trong 3 bảng lien tiếp dưới đây cho các cấu (gồm các cách lắp đặt, đi trên không hoặc đi trong đất).
    • Bảng dưới đưa ra các giá trị của hệ số hiệu chỉnh ký cho các số của dây dẫn hoặc cáp không chân ngầm, đối với trường hợp mạch hoặc cáp đa lõi.

10

    • Bảng dưới cho giá trị của hệ số hiệu chỉnh k4 đối với các cấu trúc khác nhau của dây dẫn và cáp không chôn, cho trường hợp nhóm nhiều hơn một mạch của cáp đơn lõi đi trên không.

11

    • Bảng dưới đưa ra các giá trị của hệ số hiệu chỉnh k4 cho các cấu trúc của dây dẫn và cáp chôn trong đất.

12

Sóng hài dòng điện

  • Khả năng mang dòng điện của dây dẫn 3 pha, cáp 4 lõi hoặc cáp 5 lõi được giả thiết rằng chỉ có 3 dây dẫn mang tải.
  • Tuy nhiên, khi sóng hài dòng điện chạy trong mạch, dòng trung tính có thể giá trị cao, và có khi còn cao hơn dòng điện pha. Đây là trường hợp mà sóng hài bậc 3 của dòng điện ba pha không khử được trên các pha khác, và hình thành trên dây trung tính dòng hài bậc 3 tổng.
  • Chính điều này đã ảnh hưởng đến khả năng mang dòng điện của cáp, và hệ số hiệu chỉnh k5 sẽ được áp dụng ở đây.
  • Thêm vào đó, nếu phần trăm của hài bậc ba hạ lớn hơn 33%, dòng điện trên dây trung tính sẽ lớn hơn dòng điện trên dây pha và việc lựa chọn kích cỡ của các sở đưa vào dòng trên dây trung tính. Hiệu ứng nhiệt do sóng hài dòng điện trên dây pha lúc này sẽ được tính toán đến.
  • Giá trị của k5 phụ thuộc vào sáng hài bậc ba được cho ở Bảng sau:

13

Dòng điện cho phép như là một đặc trưng cho tiết diện cắt ngang của dây dẫn

  • Tiêu chuẩn IEC 60364-5-52 đưa ra dữ liệu đầy đủ dưới dạng bảng về dòng điện cho phép như một đặc trưng cho tiết diện cắt ngang của cáp. Trong đó nhiều thông số được tính đến như: cách lắp đặt, dạng cách điện, vật liệu dây dẫn, số lượng dây dẫn.
  • Như một ví dụ, bảng dưới đưa ra khả năng mang dòng điện đối với các cách lắp đặt khác nhau của cách điện PVC, gồm 3 dây dẫn bằng đồng hoặc bằng nhôm, đi trên không hoặc đi trong đất.

14

Làm chủ thiết kế hệ thống điện cùng chuyên gia 

Đề xuất phương pháp tính toán đơn giản cho cáp

  • Để việc lựa chọn cáp được dễ dàng hơn, 2 bảng chọn cáp đơn giản hơn được đề xuất, cho trường hợp cáp chôn ngầm và cáp không chôn.
  • Những bảng này chỉ ra những trường hợp thông dụng nhất sử dụng với nhiều cấu trúc và điều đó giúp ta tra cứu dễ dàng hơn các số liệu trong bảng.

Trường hợp cáp không chôn

15

  • Hệ số hiệu chỉnh được đưa ra trong bảng dưới đối với các nhóm gồm nhiều mạch hoặc cáp đa lõi

16

Cáp chôn ngầm

17

Hệ thống thanh dẫn cáp

  • Việc lựa chọn hệ thống thanh dẫn rất đơn giản, bằng cách sử dụng các dữ liệu được cung cấp bởi nhà sản xuất. Đối với công nghệ này ta không cần quan tâm đến các thông số như: cách lắp đặt, vật liệu cách điện hay hệ số hiệu chỉnh của nhóm.
  • Tiết diện cắt ngang của bất kỳ mô hình nào được xác định bởi nhà sản xuất đều dựa trên:
    • Dòng điện định mức 
    • Nhiệt độ của môi trường ở 35 °C,
    • 3 dây dẫn mang tải.

Dòng điện định mức

  • Dòng định mức được tính toán có thể tính đến:
    • Cách bố trí,
    • Dòng điện tiêu thụ bởi các tải khác nhau được kết nối dọc theo hệ thống thanh dẫn. 

Nhiệt độ môi trường

  • Hệ số hiệu chỉnh được áp dụng khi nhiệt độ môi trường lớn hơn 35 °C. Đối với trường , hợp dải công suất trung bình và cao (lên đến 4,000 A), hệ số hiệu chỉnh được cho ở Bảng.
Nhiệt độ °C 35 40 45 50 55
Hệ số hiệu chỉnh 1 0,97 0,93 0,90 0,86

Dòng trên dây trung tính

  • Khi sóng hài bậc 3 của dòng điện tuần hoàn, trên dây trung tính sẽ mang dòng điện đáng kể, vì thế cần phải tính toán đến công suất tốn hao tương ứng. Hình dưới mô tả giá trị lớn nhất cho phép của dòng điện trên dây pha và trung tính. (trong hề đơn vị pu) như một hàm số của hài bậc 3 trong hệ thống thanh dẫn công suất cao.

18

  • Cách bố trí của hệ thống thanh dẫn phụ thuộc vào vị trí của tải (máy điện, lò sưởi), vị trí của các nguồn điện và khả năng sửa chữa cho hệ thống.
    • Một đường dây phân phối cho khu vực từ 4 đến 6 m
    • Thiết bị bảo vệ cho người sử dụng hiện nay được đặt trong các ổ cấm, kết nối trực tiếp đến các điểm sử dụng.
    • Một lộ ra có thể cung cấp cho tất cả các tải có công suất khác nhau.
  • Khi lắp đặt hệ thống thanh dẫn, có thể phải tính toán đến dòng tiêu thụ , trên đường dây phân phối.
  • ln bằng tổng dòng điện tiêu thụ của các tải: ln =>  ∑lB.
  • Vì tất cả những người sử dụng không làm việc cùng một thời điểm và không ở tình trạng đầy tải, nên hệ số đồng thời ko được sử dụng : Trong đó ln = ∑ (lB . ks).

19

Trích: Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC – Bản chính sửa 2019

Nâng cao kiến thức – Con đường ngắn nhất để nâng cao thu nhập và địa vị

Hãy chia sẻ, nếu bạn cảm thấy bài viết có ích cho bạn bè !