Bảng Dòng CB Tiêu Chuẩn Và Phương Pháp Lựa Chọn CB Phù Hợp Với Dòng Tải

Trong thực tế thiết kế hệ thống điện dân dụng và công nghiệp, CB thường được sản xuất theo các cấp dòng tiêu chuẩn nhằm phù hợp với nhu cầu sử dụng thực tế cũng như đảm bảo khả năng bảo vệ hệ thống điện trước các sự cố quá tải và ngắn mạch. Việc lựa chọn đúng cấp dòng CB không chỉ giúp hệ thống vận hành ổn định mà còn hạn chế tình trạng nhảy CB ngoài ý muốn trong quá trình sử dụng.

Các cấp dòng CB phổ biến hiện nay trên thị trường bao gồm:

Trong quá trình lựa chọn CB, kỹ sư thiết kế thường áp dụng nguyên tắc chọn dòng định mức của CB lớn hơn dòng tải thực tế khoảng 20–25% nhằm đảm bảo thiết bị đóng cắt không bị tác động khi tải tăng nhẹ hoặc khi thiết bị điện xuất hiện dòng khởi động trong thời gian ngắn.

Ví dụ, nếu dòng tải tính toán của hệ thống là 80A thì dòng định mức CB thường được xác định theo công thức: In=1.25×80=100A

Như vậy trong trường hợp này có thể lựa chọn CB 100A để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, đồng thời vẫn duy trì được khả năng bảo vệ an toàn cho dây dẫn và thiết bị điện phía sau.

Bước 3: Cách Chọn Tiết Diện Cáp Điện Theo Dòng Tải Và Điều Kiện Lắp Đặt Thực Tế

Sau khi hoàn thành bước lựa chọn CB phù hợp với dòng điện tải, công việc tiếp theo là xác định tiết diện cáp điện đáp ứng được khả năng tải dòng cũng như điều kiện vận hành thực tế của công trình. Đây là bước cực kỳ quan trọng vì nếu chọn sai tiết diện dây dẫn, hệ thống điện có thể gặp phải hiện tượng phát nhiệt quá mức, tổn hao điện năng lớn hoặc sụt áp vượt giới hạn cho phép.

Nguyên tắc cơ bản khi lựa chọn cáp điện là khả năng tải dòng của dây dẫn phải lớn hơn dòng điện làm việc thực tế của hệ thống nhằm đảm bảo cáp không bị quá nhiệt trong quá trình vận hành liên tục; Iz≥1.25×I

Trong đó:

• Iz là dòng điện cho phép của cáp
• I là dòng điện tải thực tế

Tuy nhiên, trong thực tế thi công hệ thống điện, việc lựa chọn cáp điện không chỉ đơn giản dựa vào dòng tải mà còn phải xem xét đồng thời nhiều yếu tố kỹ thuật khác nhằm đảm bảo độ chính xác và độ an toàn lâu dài cho hệ thống.

Một số yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tải dòng của cáp điện bao gồm:

• Phương pháp lắp đặt cáp điện
• Nhiệt độ môi trường xung quanh
• Số lượng tuyến cáp đi chung trong máng cáp hoặc ống điện
• Chiều dài tuyến cáp cấp nguồn
• Điều kiện tản nhiệt thực tế
• Chế độ vận hành liên tục hoặc gián đoạn của tải

Ví dụ, cùng sử dụng một loại cáp điện có cùng tiết diện nhưng nếu cáp được đi nổi ngoài không khí với điều kiện thông thoáng tốt thì khả năng tải dòng sẽ cao hơn đáng kể so với trường hợp cáp đi âm tường, đi trong ống kín hoặc đi tập trung nhiều tuyến trong máng cáp làm giảm khả năng tản nhiệt tự nhiên.

Chính vì vậy, trong thiết kế điện chuyên nghiệp, kỹ sư thường phải áp dụng thêm các hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, hệ số nhóm cáp và hệ số điều kiện lắp đặt để đảm bảo tiết diện cáp được lựa chọn phù hợp với điều kiện thực tế của công trình.

Bảng Dòng Cho Phép Của Cáp Đồng Tham Khảo

Dưới đây là bảng dòng cho phép tham khảo đối với cáp đồng thông dụng thường sử dụng trong hệ thống điện dân dụng và công nghiệp.

Bảng trên chỉ mang tính tham khảo trong điều kiện tiêu chuẩn. Khi áp dụng thực tế, cần hiệu chỉnh thêm theo điều kiện lắp đặt và tiêu chuẩn thiết kế đang sử dụng.

Ví dụ, nếu hệ thống có dòng tải khoảng 100A thì có thể lựa chọn:

• Cáp đồng 35mm²
• Hoặc cáp đồng 50mm²

Trong thực tế thi công, nhiều kỹ sư thường ưu tiên lựa chọn tiết diện lớn hơn một cấp so với giá trị tối thiểu nhằm giảm tổn hao điện năng, giảm nhiệt độ dây dẫn, hạn chế sụt áp và tạo khả năng dự phòng khi tải tăng trong tương lai.

Bước 4: Kiểm Tra Sụt Áp Cáp Điện Trong Hệ Thống Điện

Ngoài khả năng chịu tải của dây dẫn, một yếu tố cực kỳ quan trọng khác trong thiết kế hệ thống điện là kiểm tra sụt áp trên đường dây nhằm đảm bảo thiết bị điện phía cuối nguồn vẫn nhận đủ điện áp cần thiết để hoạt động ổn định.

Trên thực tế, nhiều công trình mặc dù chọn cáp đủ tải nhưng do chiều dài tuyến cáp quá lớn nên điện áp cuối nguồn bị suy giảm đáng kể, làm động cơ hoạt động yếu, thiết bị điện vận hành không ổn định và gia tăng tổn hao điện năng trong quá trình sử dụng.

Công thức tính sụt áp thường được áp dụng như sau:

ΔU=2×ρ×L×I/S​

Trong đó:

• ρ là điện trở suất của vật liệu dẫn điện
• L là chiều dài tuyến cáp
• I là dòng điện tải
• S là tiết diện dây dẫn

Giới Hạn Sụt Áp Cho Phép Theo Tiêu Chuẩn

Theo tiêu chuẩn thiết kế điện hiện nay, độ sụt áp trên đường dây cần được giới hạn trong mức cho phép nhằm đảm bảo chất lượng điện áp cung cấp cho thiết bị điện.

Nếu kết quả tính toán cho thấy độ sụt áp vượt quá giới hạn cho phép thì cần áp dụng các giải pháp kỹ thuật như:

• Tăng tiết diện cáp điện
• Rút ngắn chiều dài tuyến cáp
• Hoặc sử dụng nhiều sợi cáp đấu song song để giảm điện trở đường dây

Ví Dụ Thực Tế Về Phương Pháp Chọn Thiết Bị Đóng Cắt (CB) Và Cáp Điện

Giả sử hệ thống điện có các thông số như sau:

• Công suất tải: 75kW
• Điện áp nguồn: 380V
• Hệ số công suất cosφ = 0.85
• Chiều dài tuyến cáp: 80m

Bước 1: Tính Dòng Điện Tải

Dòng điện tải được xác định theo công thức: I=750001.732×380×0.85≈134A

Kết quả tính toán cho thấy hệ thống có dòng tải khoảng 134A.

Bước 2: Chọn CB Phù Hợp

Dòng định mức CB được tính như sau: In=1.25×134=168A

Do trên thị trường không có cấp CB 168A nên phương án phù hợp nhất là lựa chọn CB 200A nhằm đảm bảo hệ thống vận hành ổn định và vẫn duy trì được khả năng bảo vệ an toàn.

Bước 3: Chọn Tiết Diện Cáp Điện

Theo nguyên tắc lựa chọn cáp: Iz≥168A

Trong trường hợp này có thể lựa chọn một trong hai phương án phổ biến:

• Sử dụng cáp đồng 4x70mm²
• Hoặc sử dụng 2 tuyến cáp 4x35mm² đi song song

Tuy nhiên, xét về mặt kỹ thuật và thi công thực tế thì phương án sử dụng cáp 4x70mm² thường được đánh giá tối ưu hơn vì giúp giảm số lượng tuyến cáp, thi công gọn gàng hơn, hạn chế đầu nối trung gian, giảm tổn hao điện năng trên đường dây và thuận tiện hơn trong quá trình vận hành cũng như bảo trì hệ thống điện sau này.