Hãy tưởng tượng một sự cố nghiêm trọng tại một hoạt động khai thác lớn, nơi thiết bị cốt lõi đột ngột ngừng hoạt động do cáp không thể chịu được điều kiện làm việc khắc nghiệt. Việc ngăn chặn những sự cố như vậy và đảm bảo truyền tải điện ổn định đòi hỏi phải lựa chọn cẩn thận cáp điện 22kV. Bài viết này xem xét các thông số kỹ thuật, ứng dụng và tiêu chí lựa chọn cho các thành phần thiết yếu này.

Cáp điện 22kV, thường được đánh giá ở mức 12.7/22kV, đóng vai trò là thành phần cơ bản trong hệ thống phân phối điện áp trung bình. Mặc dù thường liên quan đến các tiêu chuẩn của Anh (chẳng hạn như cáp PVC BS6622 và cáp LSZH BS7835), định mức điện áp 12.7/22kV cũng xuất hiện trong các tiêu chuẩn quốc gia khác, bao gồm các thông số kỹ thuật SANS của Nam Phi. Tương tự như cáp 20kV của Châu Âu, cáp 22kV tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế IEC 60502-2. Cả cáp 22kV và 20kV đều có điện áp hệ thống tối đa (Um) là 24kV.

Cáp 22kV truyền thống chủ yếu sử dụng dây dẫn bằng đồng để có độ dẫn điện vượt trội. Tuy nhiên, dây dẫn bằng nhôm là một lựa chọn thay thế khả thi khi giảm trọng lượng là rất quan trọng, mặc dù chúng cần nhiều không gian lắp đặt hơn do độ dẫn điện hơi thấp hơn.

Cáp 22kV ba lõi tiêu chuẩn thường có cách điện và vỏ bọc bằng PVC hoặc LSZH (Low Smoke Zero Halogen). PVC mang lại khả năng cách điện và chống chịu thời tiết tuyệt vời, trong khi LSZH mang lại sự an toàn cao hơn với lượng khí thải khói giảm và thành phần không chứa halogen trong quá trình đốt cháy. Đối với các ứng dụng đòi hỏi độ bền cơ học và khả năng chống chịu môi trường cao hơn, vỏ MDPE (Polyethylene mật độ trung bình) có sẵn.

Cáp theo tiêu chuẩn Anh thường kết hợp lớp bọc thép bằng dây thép để bảo vệ cơ học trong các ứng dụng chôn trực tiếp. Tuy nhiên, không phải tất cả các cáp 22kV đều yêu cầu bảo vệ bằng áo giáp. Ví dụ, cáp SANS 622 được thiết kế cho thiết bị di động hạng nặng sử dụng gia cố bện nylon để tăng cường tính linh hoạt, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng khai thác.

Các ứng dụng chuyên biệt có thể yêu cầu các lớp cách điện bổ sung giữa các lớp chắn dây đồng và/hoặc băng cân bằng điện áp để cải thiện khả năng chống thấm nước và bảo vệ dây dẫn.

Các tiêu chuẩn quốc tế khác nhau điều chỉnh việc sản xuất cáp 22kV để đáp ứng các yêu cầu của hệ thống điện khu vực:

• BS 6622: Tiêu chuẩn của Anh này bao gồm cáp điện cách điện đùn được đánh giá từ 3.8/6.6kV đến 19/33kV, chỉ định cấu tạo, vật liệu, hiệu suất điện và phương pháp thử nghiệm. Cáp 22kV tuân thủ BS 6622 thường có cách điện XLPE với vỏ bọc ngoài bằng PVC và lớp bọc thép bằng dây thép để lắp đặt cố định.
• BS 7835: Tương tự như BS 6622 nhưng sử dụng vật liệu vỏ bọc LSZH (Low Smoke Zero Halogen) để tăng cường an toàn trong các khu vực đông dân cư và các cơ sở giao thông công cộng.
• IEC 60502-2: Tiêu chuẩn của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế về cáp điện cách điện đùn được đánh giá từ 1kV(Um=1.2kV) đến 30kV(Um=36kV), bao gồm các yêu cầu về thiết kế, sản xuất, thử nghiệm và lắp đặt cho các ứng dụng toàn cầu.
• SANS 622: Tiêu chuẩn của Nam Phi về cáp bọc cao su khai thác, nhấn mạnh tính linh hoạt và khả năng chống mài mòn cho môi trường khai thác khắc nghiệt.

Là các thành phần quan trọng trong truyền tải điện áp trung bình, cáp 22kV phục vụ nhiều lĩnh vực khác nhau:

• Hệ thống điện: Kết nối các trạm biến áp với mạng lưới phân phối và cung cấp cho người dùng công nghiệp lớn, tạo thành xương sống của lưới điện đô thị và nông thôn.
• Hoạt động công nghiệp: Cấp điện cho máy móc hạng nặng, dây chuyền sản xuất và cơ sở hạ tầng trong các nhà máy, mỏ và cảng.
• Các dự án cơ sở hạ tầng: Cung cấp điện đáng tin cậy cho sân bay, đường sắt, đường hầm và các cơ sở quan trọng khác.
• Năng lượng tái tạo: Kết nối các trang trại gió và nhà máy điện mặt trời với lưới điện chính, tạo điều kiện phân phối năng lượng sạch.

Việc lựa chọn cáp phù hợp đòi hỏi phải đánh giá toàn diện nhiều yếu tố kỹ thuật:

• Định mức điện áp: Phù hợp với thông số kỹ thuật của cáp với các yêu cầu 12.7/22kV của hệ thống để ngăn ngừa các mối nguy hiểm về an toàn.
• Vật liệu dẫn điện: Cân bằng nhu cầu về độ dẫn điện với các ràng buộc về ngân sách, xem xét hiệu suất vượt trội của đồng so với các ưu điểm về trọng lượng và chi phí của nhôm.
• Vật liệu cách điện: Chọn vật liệu phù hợp cho môi trường hoạt động - XLPE cho hiệu suất điện/nhiệt cao, PVC cho khả năng chống chịu thời tiết chung hoặc vật liệu chuyên dụng cho các điều kiện khắc nghiệt.
• Vật liệu vỏ bọc: Chọn giữa PVC (sử dụng chung), LSZH (khu vực an toàn cao) hoặc PE (môi trường ăn mòn/nước).
• Phương pháp lắp đặt: Chọn cấu trúc cáp phù hợp với các ứng dụng chôn (bọc thép), trên không (gia cố) hoặc ống dẫn (linh hoạt).
• Các yếu tố môi trường: Xem xét nhiệt độ, độ ẩm và sự tiếp xúc với hóa chất khi chỉ định các đặc tính của cáp.
• Tiêu chuẩn tuân thủ: Xác minh việc tuân thủ các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế có liên quan như GB/T 12706 hoặc IEC 60502.