Đặc điểm, kết cấu và phân loại cáp ACSR

phân-loại-acsr

Dây dẫn bằng thép gia cường và ruột dẫn nhôm (ACSR) là loại cáp điện phổ biến nhất trong số các loại cáp cho đường dây trên cao. ACSR được biết là có độ bền và độ dẫn điện cao với chi phí thấp, nó được sử dụng gần như rộng rãi ở tất cả các quốc gia hiện nay.

Cáp ACSR là gì?

Tên gọi ACSR là viết tắt của Aluminum Conductor Steel Reinforced (Cáp nhôm có lõi thép gia cường) gồm lõi thép và các lớp sợi nhôm xoắn bện ở ngoài, trong đó lõi thép có tác dụng tạo lực kéo căng và độ bền cho cáp còn sợi nhôm là chất dẫn điện.

Nhôm là một trong những chất dẫn điện tốt với chi phí thấp so với đồng nhưng nhôm có nhược điểm là độ bền kém hơn. Một dây dẫn hoàn toàn sản xuất từ nhôm không thể lắp đặt ở khoảng cách xa vì độ võng (sag line) của nó rất cao, tức là dây sẽ bị trùng xuống rất thấp khi tải điện với nhiệt độ cao. Nhược điểm này của nhôm đã được khắc phục bằng lõi thép. Sợi thép làm tăng độ bền của dây dẫn.

Thiết kế dây dẫn ACSR

Thiết kế và sản xuất cáp ACSR dựa trên mức điện áp hoặc cường độ dòng điện mà nó tải. Ví dụ, nếu chúng ta đang sử dụng ở 11 kV, thiết kế của dây dẫn sẽ là ACSR 1/7 có nghĩa là 1 sợi thép được bao quanh bởi 7 sợi nhôm. ACSR của chúng tôi có tổng số sợi thép và nhôm theo tiêu chuẩn TCVN 5064 là 7, 19, 37, 61… nhưng có thể thay đổi số lượng sợi tùy thuộc vào yêu cầu của khách hàng.

Bạn xem chi tiết thông số kỹ thuật tại đây.

Kích thước dây dẫn ACSR

Như chúng ta đã thấy rằng các dây dẫn ACSR có kích thước tùy theo số lượng sợi và mức độ truyền tải điện áp. Về các khía cạnh khác của kích thước, chúng ta cũng có thể xác định kích thước nhôm, đường kính… Ví dụ, ở điện áp hoạt động là 66/132 kV, khả năng mang dòng của dây là 480A ở 75 độ C. Dây ACSR này gồm có 30 sợi nhôm và 7 sợi thép. Đường kính của mỗi sợi nhôm cũng như sợi thép là 3mm. Đường kính tổng thể của dây dẫn sẽ là 210mm2.

Tương tự, ở điện áp tải 220 kV, công suất mang dòng là 735A ở 75 độ C. Đối với dây dẫn ACSR này, chúng ta sẽ sử dụng 54 sợi nhôm và 7 sợi thép. Đường kính của mỗi sợi nhôm là 3,15 mm và tương tự, các sợi thép có đường kính 3,15 mm. Đường kính tổng thể của dây dẫn trở thành 286mm2.

Ở điện áp làm việc là 400 kV, công suất mang dòng là 800Aở 75 độ C. Đối với dây dẫn ACSR này, chúng ta sẽ sử dụng 54 sợi nhôm và 7 sợi thép. Đường kính của mỗi sợi nhôm là 3,53 mm và tương tự, các sợi thép có đường kính 3,53 mm. Đường kính tổng thể của dây dẫn trở thành 318mm2…

Phân loại ACSR

Có một phân loại ngắn gọn về dây dẫn ACSR khi nó được đặt tên theo loài vật như sau:

  • Dog: Điện áp hoạt động 33/66 kV Khả năng mang dòng điện 300 A;
  • Panther: điện áp hoạt động 66/132 kV Khả năng mang dòng điện 480 A;
  • Zebra: Điện áp hoạt động 220 kV Khả năng mang dòng điện 735 A;
  • Moose: Điện áp hoạt động 400 kV Khả năng mang dòng điện 800 A;

Bảng tham khảo

Tên gọi cáp ACSR Tiết diện mặt cắt định danh Số sợi nhôm/ sợi thép/ Đường kính tổng Trọng lượng Khả năng tải điện ở 45 độ C (Ampe)
(mm2) Al/St/Dia. (Kg/Km)
Mole 10 6/1/1.50 43 90
Rose 18 6/1/1.96 72 100
Squirrel 20 6/1/2.11 85 130
Gopher 25 6/1/2.36 106 150
Weasel 30 6/1/2.59 128 170
Fox 35 6/1/2.79 149 190
Ferret 40 6/1/3.00 171 210
Rabbit 50 6/1/3.35 214 240
Mink 60 6/1/3.66 255 260
Skunk 60 12/7/2.59 464 270
Beaver 70 6/1/3.99 303 290
Horse 70 12/7/2.79 538 300
Raccoon 80 6/1/4.09 320 300
Otter 80 6/1/4.22 339 310
Cat 95 6/1/4.50 386 340
Dog 100 6/4.72+7/1.57 394 360
Hare 100 6/1/4.72 425 360
Hyena 100 7/4.39 + 7/1.93 453 360
Cougar 125 18/1/3.05 419 400
Leopard 125 6/5.28+7/1.75 493 410
Tiger 125 30/7/2.36 603 420
Wolf 150 30/7/2.59 726 470
Dingo 150 18/1/3.35 506 450
Caracal 175 18/1/3.61 587 560
Lynx 175 30/7/2.79 842 520
Panther 200 30/7/3.00 974 560
Jaguar 200 18/1/3.86 671 560
Lion 230 30/7/3.18 1095 610
Bear 250 30/7/3.35 1214 650
Goat 320 30/7/3.71 1489 730
Sheep 370 30/7/3.99 1723 800
Antelope 370 54/7/2.97 1414 790
Bison 380 54/7/3.00 1443 800
Zebra 420 54/7/3.18 1622 860
Deer 420 30/7/4.27 972 870
Elk 475 30/7/4.50 2190 930
Camel 475 54/7/3.35 1799 920
Moose 520 54/7/3.53 1998 980

Đặc tính của ACSR

1. Tổn thất do hiệu ứng bề mặt (skin effects)

Một trong những đặc tính quan trọng của dây dẫn ACSR là hiệu ứng bề mặt. Hiệu ứng bề mặt được định nghĩa là dòng điện “chạy” ở bề mặt của dây nhiều hơn ở lõi của dây, nghĩa là hiệu quả truyền tải điện của dây điện đó chủ yếu tập trung ở bề mặt.

Hiệu ứng này khiến cho tiết diện dẫn điện hiệu quả của dây bị giảm xuống, đồng nghĩa là điện trở hiệu quả tăng lên nên tổn thất điện xảy ra khi sử dụng thiết bị điện.

2. Hiệu ứng tiệm cận (proximately effects)

Đây là một trong những đặc tính của dây dẫn ACSR ảnh hưởng lên các đường dây liên lạc gần đó. Bây giờ các đường dây liên lạc mang tín hiệu ở tần số rất cao. Khi một đường dây dẫn điện được đặt gần đường dây liên lạc thì giữa hai đường dây này có sự giao thoa tần số và gây nhiễu. Đây được gọi là hiệu ứng tiệm cận.

3. Từ trễ

Như chúng ta đã thấy, dòng điện không được phân bố đồng đều trong ruột dẫn của ACSR do sự hiện diện của từ trường biến thiên. Từ trường biến thiên cũng gây ra hiện tượng từ trễ trong dây dẫn. Tổn thất từ ​​trễ có nghĩa là sự mất mát từ tính của vật liệu do các chu kỳ từ. Sự mất mát này là do sự phân bố không đồng đều của các liên kết từ thông trong dây dẫn ACSR.

Có thể lưu ý rằng tổn thất này giống như tổn thất do trễ trong máy biến áp. Nhưng vấn đề với dây dẫn ACSR là chúng ta không thể khắc phục tổn thất này. Trong máy biến áp, nó được khắc phục bằng cách sử dụng thép silic.

Ưu điểm của ACS

  • Dây dẫn ACSR có độ bền kéo cao.
  • Kết cấu xoắn bện (stranded) dễ sản xuất;
  • Dẫn điện tốt với chi phí hợp lý.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.