PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWÖU LWL 6/10 kV: cáp tang cuốn trung thế tích hợp sợi quang cho máy xúc, máy nghiền di động và thiết bị cảng – con số nào quyết định khi chọn cáp chịu kéo, chịu xoắn và chống mài mòn

Reeling & Trailing Cables for Cranes & Mining — Feichun Special Cable Blogs
PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWÖU LWL 6/10 kV: cáp tang cuốn trung thế có sợi quang, lực kéo, xoắn, mài mòn và tang mono-spiral
FEICHUN CABLE · BÀI KỸ THUẬT

PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWÖU LWL 6/10 kV: cáp tang cuốn trung thế tích hợp sợi quang cho máy xúc, máy nghiền di động và thiết bị cảng – con số nào quyết định khi chọn cáp chịu kéo, chịu xoắn và chống mài mòn

Bài viết phân tích cấu tạo cáp tang cuốn ba lõi 6/10 kV theo DIN VDE 0250-813, kiểm tra bằng tính toán các thông số trong datasheet (lực kéo, bán kính uốn, đường kính tang, dòng theo số lớp tang, sụt áp, dòng nạp, ngắn mạch, quỹ suy hao quang), so sánh với các họ cáp tang cuốn và cáp kéo lê cùng loại, phân định ranh giới sử dụng (tang mono-spiral, tang trụ, xích dẫn cáp, kéo lê, đổi hướng chữ S), trình bày công nghệ vật liệu và thiết kế của FeiChun cho cáp mỏ chịu kéo và mài mòn, và nêu danh mục hồ sơ cần yêu cầu, gồm bộ chứng nhận của FeiChun.

6/10 (12) kVDIN VDE 0250-8133×25 – 3×300 mm²EPR · vỏ PCP 5GM5Kéo 20/25 N/mm²Xoắn ±100 °/mTốc độ 120 m/phút6/12/18/24 sợi quangFeiChun: CE · UKCA · VDE · EAC · ATEX · IECEx
Nguồn dữ liệu. Thông số của cáp lấy từ datasheet công khai PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWOEU LWL 6/10 kV (bản 09/10/2026)[1], đối chiếu với catalogue mỏ lộ thiên 04/2025 của cùng hãng[2] và bảng cáp tang cuốn cùng dòng[3][4]; so sánh với cáp tương đương của Tratos và Faber[5][6][7]; hệ số giảm dòng theo số lớp tang từ tài liệu VDE 0298-4[8][9]; thông tin tang mono-spiral từ nhà sản xuất tang[10][11]; công bố về vật liệu, thiết kế và kiểm tra chất lượng của FeiChun[14][15][16]. Các con số tính (lực kéo, chiều dài kéo lê, bán kính tang, dòng theo lớp, sụt áp, dòng nạp, ngắn mạch, quỹ suy hao quang) do tác giả tính theo công thức trong bài. PROTOLON là tên thương mại của bên thứ ba, chỉ dùng để nhận diện loại cáp. Kích thước, khối lượng, dòng cho phép trong bảng là số liệu của datasheet tham khảo; số liệu chính thức cho cáp của FeiChun (cấu tạo, kích thước, điện trở đo, tiết diện PE, chứng nhận) phải lấy từ bảng dữ liệu và biên bản thử của FeiChun cho đúng mã. Số liệu các nguồn có thể lệch nhau, kể cả hai tài liệu của cùng một hãng (ví dụ nhiệt độ tối thiểu khi chuyển động −35 hay −30 °C).

1. Tổng quan và cách đọc ký hiệu

PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWÖU LWL 6/10 kV là cáp tang cuốn trung thế ba lõi, có dây nối đất tách chia và phần tử quang nằm trong cùng một lõi cáp. Chữ (M) trong nhãn hiệu là Mining, R là cáp tang cuốn (Reeling), LWL (Lichtwellenleiter) là sợi quang[2]. Hãng nêu mục đích: nối các máy xử lý vật liệu lớn như máy xúc, xe tải tự đổ, máy nghiền di động trong mỏ lộ thiên, chịu ứng suất cơ học cao khi dùng với tang mono-spiral và tang trụ[1].

Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Với kỹ sư cảng, họ cáp này đáng cân nhắc ở thiết bị bốc xếp hàng rời di chuyển dọc ray hoặc trên bãi (máy rải – thu hồi, máy dỡ tàu, một số cẩu giàn tốc độ vừa) cần cấp nguồn 6 – 10 kV kèm đường quang trên cùng một sợi cáp. Ranh giới tốc độ rất rõ: datasheet cho phép tới 120 m/phút khi cuốn và 100 m/phút khi cuộn lại[1]; cẩu container tốc độ cao dùng họ cáp khác (mục 7).

Ba điểm về ký hiệu thường bị bỏ qua:

  • Mã cấu tạo. «3×240+2×120/2+LWL» gồm ba ruột pha 240 mm², hai dây PE (tổng tiết diện 120 mm² chia hai dây, theo quy ước x/n của họ cáp này; cần xác nhận bằng bản vẽ) và phần tử quang ở khe thứ ba. Bản không quang thay phần tử quang bằng dây PE thứ ba (3×240+3×120/3): nặng 12 570 kg/km so với 12 600 kg/km, cùng Ø 73,3 – 77,3 mm[1][2]. Thêm 6 – 24 sợi quang chỉ tăng khoảng 0,2 % khối lượng (tác giả tính).
  • Cấp điện áp. 6/10 (12) kV là U0/U (Um). Ở lưới 10 kV nối đất trực tiếp, U0 = 10/√3 ≈ 5,77 kV. Cấp U0 = 6 kV cũng phù hợp lưới 6 kV trung tính cách ly, nơi sự cố chạm đất có thể tồn tại và cáp phải chịu U0 = U (nguyên tắc FeiChun nêu cho lưới IT[15]). Chọn cấp theo loại hệ thống và thời gian cắt sự cố, không chọn theo thói quen.
  • Tên thương mại. PROTOLON là nhãn hiệu của bên thứ ba, bài chỉ dùng để nhận diện loại cáp. Số liệu trong các bảng là của datasheet tham khảo; cấu tạo, kích thước và hồ sơ của cáp FeiChun phải lấy theo đúng mã của FeiChun.
Đặc tính chính (theo datasheet)
Hạng mụcGiá trịÝ nghĩa kỹ thuật
Điện áp danh định6/10 (12) kV; điện áp thử xoay chiều 17 kV; điện áp danh nghĩa 10 000 V[1]lưới 6 kV và 10 kV của mỏ, bãi hàng rời và cảng
Tiêu chuẩnDIN VDE 0250-813 (chung); EN 50525-2-21 (điện); DIN VDE 0207-21 (hợp chất); DIN VDE 0298-3 (cơ); IEC 60811-404 (dầu); IEC 60332-1-2 (cháy)[1]quyết định cách thử và quy tắc tính bán kính uốn, lực kéo
Ruộtđồng trần, sợi rất mảnh (class FS)[1]mềm, chịu uốn lặp trên tang
Cách điệnEPR PROTOLON, tối thiểu 3GI3; bán dẫn trong EPR, bán dẫn ngoài NBR « easy-strip »[1]mềm hơn XLPE; FeiChun nêu EPR ít nhạy cây nước hơn XLPE[15]
Gia cườngbện polyester[1]chống xoắn và chịu kéo
Vỏtrong: cao su (GM1b); ngoài: polychloroprene PCP, tối thiểu 5GM5[1]mài mòn, dầu, ozone, UV, nước biển
Nhiệt độ90 °C làm việc; 250 °C ngắn mạch; cố định −40 … +80 °C; chuyển động −35 … +80 °C[1]catalogue 04/2025 ghi −30 °C khi chuyển động[2]: cần chốt theo hồ sơ lô hàng
Chứng chỉ trong datasheetGOST-R/-K/-B (chứng chỉ cháy Liên bang Nga)[1]liên quan hồ sơ dự án EAEU

2. Cấu tạo: từ ruột đồng mảnh đến vỏ PCP 5GM5

Từ trong ra ngoài, mỗi lõi gồm ruột đồng mảnh, lớp bán dẫn trong, cách điện EPR và lớp bán dẫn ngoài. Ba lõi xoắn quanh trục cáp; trong ba khe giữa các lõi có hai dây PE (đồng trần rất mảnh) và phần tử quang gồm sáu ống quanh một lõi đỡ trung tâm. Ngoài cụm lõi là vỏ trong cao su, lớp bện polyester và vỏ ngoài polychloroprene[1][2].

1234567893×240+2×120/2+LWL, 6/10 kV (sơ đồ)1Ruột đồng trần, sợi rất mảnh (class FS), 240 mm²ba ruột pha; sợi mảnh để chịu uốn lặp trên tang2Lớp bán dẫn trong: EPR bán dẫnlàm đều điện trường quanh ruột3Cách điện EPR PROTOLON, tối thiểu 3GI390 °C liên tục, 250 °C ngắn mạch4Lớp bán dẫn ngoài: NBR « easy-strip »dễ bóc khi làm đầu cáp, hạn chế làm xước cách điện5Dây nối đất PE tách chia, ở khe giữa các lõiđồng trần rất mảnh; mã 3×240 ghi 2×120/26Phần tử quang: 6 ống quanh lõi đỡ trung tâmmỗi ống 1 – 4 sợi: 6, 12, 18 hoặc 24 sợi7Vỏ trong cao su (datasheet ghi GM1b)đệm giữa lõi và lớp bện8Lớp bện polyester gia cườngchống xoắn, chịu kéo; nằm giữa hai lớp vỏ cao su9Vỏ ngoài polychloroprene (PCP), tối thiểu 5GM5chống mài mòn, dầu, ozone, UV, nước biểnMinh họa nguyên lý theo datasheet [1]; tỷ lệ, bề dày từng lớp và màu vỏ chỉ mang tính sơ đồ; bản vẽ thật theo bảng dữ liệu FeiChun
Hình 1. Sơ đồ mặt cắt PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWÖU LWL 6/10 kV 3×240+2×120/2+LWL (minh họa nguyên lý, không theo tỷ lệ).
Từ lớp cấu tạo đến chế độ hỏng
LớpVai tròNếu thiếu hoặc kémCần yêu cầu
1. Ruột class FSsợi mảnh phân bố ứng suất uốn trên nhiều sợiđứt sợi do mỏi uốn, nóng cục bộ tại chỗ đứtsố sợi, bước bện, điện trở ruột ≤ giới hạn class 5 (IEC 60228)
2 – 4. Bán dẫn + EPRkiểm soát điện trường; cách điện mềm khi uốnphóng điện cục bộ ở lỗ khí hoặc chỗ bóc không phẳng; nứt cách điện khi uốn lạnhthử điện áp 17 kV từng cuộn; thử PD nếu dự án yêu cầu; lực bóc lớp NBR
5. Dây PE tách chiađường dẫn dòng chạm đất và giữ điện thế chạmtiết diện thiếu thì nóng chảy khi chạm đấttiết diện PE theo mm² và thời gian cắt của lưới
6. Phần tử quangtruyền dữ liệu, bỏ một cáp điều khiển riêngsợi giãn hoặc gãy vi uốn khi kéo quá hoặc uốn dưới R tối thiểuloại và số sợi; đo suy hao từng cuộn bằng OTDR
7. Vỏ trongđệm giữa lõi và lớp bện; cách ly nhiệtlõi bị ép lệch khi quấn nhiều lớphợp chất (GM1b hay 5GM3) và bề dày
8. Bện polyesterchống xoắn, chịu một phần lực kéo, giữ hình học tròncáp xoắn thành lò xo (Z-kink) trên tang; ruột phải chịu kéo trực tiếploại sợi, góc bện; thử xoắn ±100 °/m
9. Vỏ PCP 5GM5chịu mài mòn, cắt, xé, dầu, UV, ozone, nước biểnvỏ mòn thủng thì ẩm đi theo khe vào lõi, bện và cách điện xuống cấpchỉ số mài mòn ISO 4649; độ bền kéo và giãn dài vỏ; bề dày

Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Ba điểm của thiết kế này đáng chú ý khi so với cáp trung thế lắp cố định:

  • Không có màn chắn kim loại riêng cho từng lõi. Điện trường được kiểm soát bằng hai lớp bán dẫn; dây PE nằm trong khe giữa các lõi đóng vai trò đường dẫn sự cố chạm đất (nguyên lý chung của họ (N)TSCGEWÖU; xác nhận theo bản vẽ). Nếu hệ thống bảo vệ cần giám sát tiếp địa (ground check), chọn biến thể có lõi điều khiển, ví dụ «3×50+1×25+1×(4×2,5ST)+LWL»[1].
  • Lớp NBR « easy-strip ». Lớp bán dẫn ngoài bóc được dễ khi làm đầu cáp; điều này giảm nguy cơ làm xước cách điện, nguyên nhân thường gặp của hỏng đầu cáp sau vài tháng vận hành (đối chiếu với nhà thi công đầu cáp).
  • Bện polyester nằm giữa hai lớp vỏ cao su. Ở họ PROTOLON(SMK), hãng mô tả bện này liên kết lưu hóa với hai lớp vỏ[3]; ở mã (M)R datasheet chỉ ghi vật liệu. Điều cần hỏi là bện chịu bao nhiêu phần lực kéo, vì phần còn lại do ruột đồng chịu.
Khác biệt giữa hai tài liệu cùng hãng. Datasheet 09/10/2026 ghi vỏ trong là hợp chất EPR đặc biệt GM1b[1], catalogue 04/2025 ghi 5GM3[2]. Đây là lý do cần xin bản vẽ cấu tạo của đúng lô hàng thay vì suy từ catalogue.

3. Thông số theo datasheet

Điện và nhiệt
Thông sốGiá trịGhi chú
Điện áp danh định U0/U (Um)6/10 (12) kV[1]—
Điện áp thử xoay chiều17 kV[1]17/6 ≈ 2,83 lần U0 (tác giả tính)
Điện áp danh nghĩa10 000 V[1]—
Nhiệt độ ruột90 °C làm việc; 250 °C ngắn mạch[1]ngắn mạch tính với k = 143 (mục 5.4)
Nhiệt độ môi trường, lắp cố định−40 … +80 °C[1]—
Nhiệt độ môi trường, chuyển động−35 … +80 °C[1]catalogue 04/2025: −30 … +80 °C[2]
Cơ và hóa
Thông sốGiá trịGhi chú
Xoắn cho phép±100 °/m[1]trên 10 m chiều dài tự do: ±1 000°, tức ±2,8 vòng (tác giả tính)
Lực kéo cho phép (quy tắc)20 N/mm² tĩnh; 25 N/mm² động[1]tính trên tổng tiết diện ba ruột pha (kiểm tra ở mục 4)
Tốc độcuộn lại tới 100 m/phút; cuốn tới 120 m/phút[1]tang mono-spiral hoặc tang trụ
Bán kính uốn (VDE 0298-3)6×D cố định; 10×D khi chuyển động; ≥ 20×D giữa hai lần đổi hướng chữ S[1]D lấy theo đường kính ngoài lớn nhất
Chịu dầu, ozone, UVcó[1]dầu theo IEC 60811-404
Chịu nước biểncó[1]không phải cáp ngâm nước lâu dài (họ PROTOLON(ST) dùng cho ngâm tới 500 m[2])
Chống cháyIEC 60332-1-2[1]vỏ PCP chứa clo, không phải cáp không halogen
Về đọc con số «20/25 N/mm²». Đây là quy tắc lực kéo cho tải lâu dài, tính theo tiết diện đồng của ba ruột pha. Nó không phải lực phá hủy, và không phải giá trị để thiết kế sát biên: tang phải điều khiển mô-men để lực kéo không vượt giá trị này khi tăng tốc, đổi chiều hay trượt trên con lăn. Nhà sản xuất tang nhấn mạnh việc điều khiển tốc độ và mô-men làm tăng tuổi thọ cáp[10].

4. Kích thước và kiểm tra theo bảng

Kích thước và thông số điện – cơ, 6/10 kV (datasheet)[1]
Cấu tạoMã (SAP)Ø ruột, mmØ cáp, mmKhối lượng, kg/kmLực kéo, NR 20 °C, Ω/kmDòng, AC, nF/kmL, mH/km
3×25+2×25/2+LWLM_R_L_10KV_0057,141,3 – 44,32 6601 5000,78391313300,35
3×35+2×25/2+LWLM_R_L_10KV_0088,442,9 – 45,93 0702 1000,5541623800,33
3×50+2×25/2+FOM_R_L_10KV_01010,144,1 – 47,13 5603 0000,3862024300,29
3×70+2×35/2+LWLM_R_L_10KV_01211,849,4 – 53,44 9004 2000,2722504900,28
3×95+2×50/2+LWLM_R_L_10KV_01413,852,8 – 56,85 7705 7000,2063015600,27
3×120+2×70/2+LWLM_R_L_10KV_00115,556,4 – 60,46 9507 2000,1613526200,25
3×150+2×70/2+LWLM_R_L_10KV_00217,462,9 – 66,98 5609 0000,1294046700,25
3×185+2×95/2+LWLM_R_L_10KV_00319,265,7 – 69,79 81011 1000,1064617300,24
3×240+2×120/2+LWLM_R_L_10KV_00422,173,3 – 77,312 60014 4000,08015408200,24
3×300+2×150/2+LWLM_R_L_10KV_00724,778,7 – 82,715 09018 0000,06416209100,23
Biến thể có lõi điều khiển (ST)
Cấu tạoMã (SAP)Ø ruột, mmØ cáp, mmKhối lượng, kg/kmLực kéo, NR 20 °C, Ω/kmDòng, AC, nF/kmL, mH/km
3×50+1×25+1x(4×2,5ST)+LWLM_R_L_10KV_02010,147,8 – 50,83 9903 0000,3862024300,32
3×70+1×35+1x(4×2,5ST)+LWLM_R_L_10KV_02111,852,2 – 55,25 1004 2000,2722504900,28
3×95+1×50+1x(4×2,5ST)+LWLM_R_L_10KV_02213,860,1 – 64,17 3505 7000,2063015600,27
3×120+1×70+1x(4×2,5ST)+LWLM_R_L_10KV_02315,566,0 – 70,08 8007 2000,1613526200,25

Dòng cho phép theo VDE 0298-4 bảng 15, đặt trên bề mặt ở 30 °C; kích thước ứng với cấu hình sợi quang chuẩn của bảng. Cấu hình 6, 12, 18 hoặc 24 sợi, loại G62,5, G50 và E9, hoặc phối hợp nhiều loại, theo yêu cầu[1].

Ttĩnh = 20 · 3 · S; Tđộng = 25 · 3 · S; 3×240: 20 · 720 = 14 400 N; 25 · 720 = 18 000 N

Kiểm tra: cả 10 dòng của bảng khớp công thức (ví dụ 3×120: 20 · 360 = 7 200 N; 3×300: 20 · 900 = 18 000 N). Điện trở 0,0801 Ω/km của ruột 240 mm² là giới hạn lớn nhất của ruột đồng trần class 5 theo IEC 60228; ruột đồng mạ thiếc cùng cỡ ghi 0,0817 Ω/km trong bảng cáp TENAX của cùng hãng[2]. Khối lượng đồng ruột pha 3×240: 720 · 8,89 ≈ 6 401 kg/km, bằng khoảng 51 % khối lượng cáp 12 600 kg/km (tác giả tính).

Số liệu lệch giữa hai tài liệu. Ở 3×70+2×35/2+LWL, catalogue 04/2025 ghi Ø 47,7 – 50,7 mm và 4 480 kg/km[2], datasheet 09/10/2026 ghi 49,4 – 53,4 mm và 4 900 kg/km[1]; ở 3×150+2×70/2+LWL: 61,9 – 65,9 mm, 8 350 kg/km so với 62,9 – 66,9 mm, 8 560 kg/km. Thiết kế tang, máng và con lăn theo bảng của lô hàng cụ thể, không theo bảng tham khảo.

5. Tính toán cho tang và tuyến cáp

5.1 Lực kéo, chiều dài kéo lê và chiều dài treo

Lkéo lê = T / (μ · m′ · g); Ltreo = T / (m′ · g); 3×240: m′ = 12,6 kg/m → m′ · g ≈ 123,6 N/m
Chiều dài tối đa theo lực kéo tĩnh 20 N/mm² (biên trên, chưa tính rung, va đập, độ dốc)
CỡT tĩnh, NT động, Nm′, kg/mTreo thẳng đứngKéo lê μ = 0,4μ = 0,6μ = 0,8
3×503 0003 7503,5686 m215 m143 m107 m
3×704 2005 2504,9087 m218 m146 m109 m
3×1207 2009 0006,95106 m264 m176 m132 m
3×18511 10013 8759,81115 m288 m192 m144 m
3×24014 40018 00012,60116 m291 m194 m146 m
3×30018 00022 50015,09122 m304 m203 m152 m
Chiều dài tối đa theo giới hạn kéo tĩnh 20 N/mm² (biên trên, chưa tính rung và va đập)050100150200250300350m3×253×353×503×703×953×1203×1503×1853×2403×300μ = 0,4: 304 mμ = 0,6: 203 mμ = 0,8: 152 mtreo thẳng đứng: 122 mL = T / (μ · m′ · g) với T = 20 · 3 · S (N) và m′ theo bảng khối lượng [1]; μ là hệ số ma sát giả định của tác giả
Hình 2. Chiều dài tối đa theo giới hạn kéo tĩnh: tăng tiết diện chỉ tăng chiều dài tối đa chậm, vì khối lượng cáp tăng gần tỷ lệ với lực kéo cho phép.

Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Với 3×240, chiều dài treo thẳng đứng chỉ khoảng 117 m và kéo lê trên nền (μ = 0,6) khoảng 194 m, còn với 3×50 lần lượt là 86 m và 143 m. Vì vậy cáp tang cuốn chỉ nên lê một đoạn ngắn giữa điểm cấp và máy; đoạn lê dài cần họ cáp kéo lê (mục 7). Lực quán tính cũng cộng thêm: cáp 3×240 dài 300 m có khối lượng 3 780 kg; gia tốc 0,5 m/s² đòi lực khoảng 1 890 N, tức khoảng 10,5 % lực kéo động 18 000 N (ví dụ minh họa, chưa gồm ma sát và lực căng giữ của động cơ tang).

Tang 300 m cáp 3×240 nặng gần 3,8 t. Trang sản phẩm tang cẩu cảng của Wabtec nêu cỡ cáp từ 25 đến 95 mm², dài tới 650 m, tốc độ tới 80 m/phút[11]: cỡ 240 – 300 mm² vì vậy thường thuộc thiết bị mỏ lớn, không phải tang cẩu cảng thông thường.

5.2 Bán kính uốn, lõi tang và khoảng cách chữ S

Ruốn = 10 · Dmax; Dlõi tang ≥ 2 · Ruốn = 20 · Dmax; khoảng cách chữ S ≥ 20 · Dmax; n = v / (π · Dlớp)
Bán kính và kích thước tối thiểu (D lấy theo Ø lớn nhất của datasheet)
CỡDmax, mmR cố định 6×D, mmR chuyển động 10×D, mmLõi tang tối thiểu, mmKhoảng cách chữ S, mm
3×7053,43205341 0681 068
3×12060,43626041 2081 208
3×18569,74186971 3941 394
3×24077,34647731 5461 546
3×30082,74968271 6541 654

Tốc độ vòng quay: cáp 120 m/phút trên lõi tang 1,6 m ứng với 23.9 vòng/phút, trên tang 3,0 m là 12.7 vòng/phút, trên tang 5,0 m là 7.6 vòng/phút (tác giả tính, theo đường kính lớp). Nhà sản xuất tang nêu tang mono-spiral có đường kính ngoài từ 1 100 đến 8 000 mm[10].

5.3 Dòng cho phép theo số lớp cáp còn trên tang

Dòng 540 A của 3×240 là dòng trên bề mặt ở 30 °C[1]. Khi cáp quấn trên tang, VDE 0298-4 cho hệ số 0,80 (một lớp, quấn xoắn), 0,61, 0,49, 0,42 và 0,38 cho hai đến năm lớp[8].

Dòng cho phép theo số lớp cáp còn trên tang (datasheet 540 A và 352 A ở 30 °C, đặt trên bề mặt)0100200300400500600A540352I₀ (30 °C, trên bề mặt)4322821 lớp × 0,803292152 lớp × 0,612651723 lớp × 0,492271484 lớp × 0,422051345 lớp × 0,383×240+2×120/2+LWL3×120+2×70/2+LWLhệ số quấn trên tang theo VDE 0298-4 [8]; số liệu do tác giả tính
Hình 3. Dòng cho phép của 3×240 và 3×120 theo số lớp cáp còn trên tang (hệ số VDE 0298-4, ví dụ minh họa).
Dòng cho phép sau hệ số tang, A (30 °C)
CỡI₀, A1 lớp2 lớp3 lớp4 lớp5 lớpMVA tại I₀ ở 6 kV / 10 kV
3×953012411841471261143,13 / 5,21
3×1203522822151721481343,66 / 6,10
3×1504043232461981701544,20 / 7,00
3×1854613692812261941754,79 / 7,98
3×2405404323292652272055,61 / 9,35
3×3006204963783042602366,44 / 10,74

Ví dụ chọn cỡ (minh họa của tác giả): thiết bị 2,5 MW, 6 kV, cos φ = 0,85 có dòng I = 2 500 / (√3 · 6 · 0,85) ≈ 283 A.

Cỡ cáp cần thiết theo số lớp còn trên tang
Số lớpHệ sốI₀ cần, ACỡ chọn
1 lớp0,803543×150 (404 A)
2 lớp0,614643×240 (540 A); 3×185 chỉ có 461 A
3 lớp0,495783×300 (620 A)
4 lớp0,42674vượt cỡ 300 mm² (620 A)
5 lớp0,38745vượt cỡ 300 mm² (620 A)

Một lớp thì 3×120 (352 A × 0,80 = 282 A) thiếu 1 A so với 283 A, phải lên 3×150. Hai lớp đã cần 3×240, ba lớp cần 3×300, từ bốn lớp trở lên không còn cỡ nào trong bảng. Đây là lý do tang mono-spiral (cáp xếp vòng chồng vòng, làm mát tốt hơn theo nhà sản xuất tang[10]) hoặc cách vận hành giữ số lớp ít đáng được xem xét từ giai đoạn thiết kế.

Cách nhìn khác ở Mỹ. MSHA không dùng hệ số tang của ICEA khi đánh giá cáp mỏ; cơ quan này tính dòng theo chu kỳ tải trung bình, giả định người vận hành tháo bớt lớp cáp khỏi tang để làm mát, và cảnh báo nguy cơ quá nhiệt khi ba đến bốn lớp nằm lại trên tang trong thời gian dài[9]. Quy tắc VDE là dòng liên tục; với tải gián đoạn có thể dùng hệ số trung gian nhưng cần nhà sản xuất tang và cáp chấp thuận bằng văn bản.

5.4 Sụt áp, dòng nạp, ngắn mạch và dây PE

R90 °C = R20 °C · 1,275; X = 2π · 50 · L; ΔU = √3 · I · l · (R · cos φ + X · sin φ); 3×240: R90 ≈ 0,1021 Ω/km, X ≈ 0,0754 Ω/km
Sụt áp trên cáp 3×240 và 3×120 (cos φ = 0,85; phần trăm so với 6 kV)
Tải200 m400 m600 m
3×240, 300 A≈ 13 V (0,22 %)≈ 26 V (0,44 %)≈ 39 V (0,66 %)
3×240, 400 A≈ 18 V (0,29 %)≈ 35 V (0,58 %)≈ 53 V (0,88 %)
3×120, 200 A≈ 15 V (0,25 %)≈ 30 V (0,50 %)≈ 45 V (0,75 %)
3×120, 300 A≈ 22 V (0,37 %)≈ 45 V (0,75 %)≈ 67 V (1,12 %)

Ở 6/10 kV, sụt áp trên vài trăm mét hiếm khi quyết định cỡ cáp; giới hạn nằm ở dòng theo số lớp tang và lực kéo. Dòng nạp cũng nhỏ:

Ic = 2π · 50 · C · U/√3; Qc = 2π · 50 · C · U²
Dòng nạp và công suất phản kháng nạp (tác giả tính từ điện dung datasheet)
CỡC, nF/kmIc ở 10 kVQc ở 10 kVIc ở 6 kV
3×955601,02 A/km17,6 kvar/km0,61 A/km
3×1206201,12 A/km19,5 kvar/km0,67 A/km
3×1857301,32 A/km22,9 kvar/km0,79 A/km
3×2408201,49 A/km25,8 kvar/km0,89 A/km

Cáp 3×240 dài 600 m ở 6 kV nạp khoảng 0,5 A: không đáng kể.

Ingắn mạch = k · S / √t, k = 143 (đồng, cách điện 90 → 250 °C)
Dòng ngắn mạch chịu được (tác giả tính)
Dây dẫn0,5 s1 s3 s
Ruột 240 mm² (mỗi lõi)48,5 kA34,3 kA19,8 kA
PE tổng 120 mm² (nếu 2×120/2 là tổng)24,3 kA17,2 kA9,9 kA
Mỗi dây PE 60 mm² (chia hai)12,1 kA8,6 kA5,0 kA

Giá trị 3×240 ở 1 s là 34,3 kA. Tiết diện PE phải đối chiếu với dòng chạm đất và thời gian cắt của lưới cụ thể: nếu lưới giới hạn dòng chạm đất bằng điện trở trung tính thì PE thường không phải thông số quyết định, nhưng ở lưới nối đất trực tiếp thì ngược lại. Hãy yêu cầu tiết diện PE thực theo mm², không chỉ ghi chú «2×120/2».

6. Sợi quang: suy hao và quỹ đường truyền

Phần tử quang gồm sáu ống quanh một lõi đỡ trung tâm, mỗi ống chứa 1, 2, 3 hoặc 4 sợi, tạo cấu hình 6, 12, 18 hoặc 24 sợi[1]. Ở cáp tương đương của Tratos, ống đệm làm bằng ETFE có hợp chất chèn đầy và có mã màu để nhận dạng sợi[5].

Phần tử quang: sáu ống đệm quanh lõi đỡ, mỗi ống 1 – 4 sợi1 sợi/ống → 6 sợi6 ống × 1 sợi mỗi ống2 sợi/ống → 12 sợi6 ống × 2 sợi mỗi ống3 sợi/ống → 18 sợi6 ống × 3 sợi mỗi ống4 sợi/ống → 24 sợi6 ống × 4 sợi mỗi ốngMinh họa: màu ống, màu sợi và số khe đệm theo mã màu và bản vẽ của nhà sản xuất [1][5]
Hình 4. Bốn cấu hình sợi quang trong phần tử quang: 6, 12, 18 và 24 sợi (minh họa).
Thông số sợi theo datasheet[1]
Thông sốG62,5/125 (đa mode)G50/125 (đa mode)E9/125 (đơn mode)
Suy hao 850 nm< 3,3 dB/km< 2,8 dB/km—
Suy hao 1 310 nm< 0,9 dB/km< 0,8 dB/km< 0,4 dB/km
Suy hao 1 550 nm——< 0,3 dB/km
Băng thông 850 nm> 400 MHz> 400 MHz—
Băng thông 1 310 nm> 600 MHz> 1 200 MHz—
Khẩu độ số0,275 ± 0,020,2 ± 0,020,14 ± 0,02
Tán sắc màu 1 300 / 1 550 nm——< 3,5 / < 18 ps/(nm·km)
Đường kính vỏ phản xạ / lớp phủ125 μm / 250 μm125 μm / 250 μm125 μm / 250 μm

Datasheet ghi băng thông bằng MHz; đơn vị chuẩn của sợi đa mode là MHz·km, cần xác nhận với nhà sản xuất.

Suy hao của riêng sợi trong cáp (chưa tính đầu nối, mối hàn, đầu nối xoay)
Chiều dàiE9 ở 1 310 nmE9 ở 1 550 nmG50 ở 850 nmG62,5 ở 850 nm
0,5 km0,20 dB0,15 dB1,40 dB1,65 dB
1 km0,40 dB0,30 dB2,80 dB3,30 dB
2 km0,80 dB0,60 dB5,60 dB6,60 dB
5 km2,00 dB1,50 dB14,00 dB16,50 dB

Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Ở 850 nm, 1 km sợi G50 đã mất 2,8 dB, còn đơn mode E9 ở 1 310 nm chỉ mất 0,4 dB. Tuyến quang từ tang tới phòng điều khiển trên bãi hoặc mỏ thường dài hơn vài trăm mét, nên đơn mode E9 là lựa chọn an toàn cho quỹ đường truyền; đa mode chỉ phù hợp khoảng cách ngắn và thiết bị đầu cuối đã chọn sẵn 850 nm. Trên tang cần thêm suy hao của bộ nối quang xoay hoặc bộ chuyển quang: nhà sản xuất tang cung cấp cả hai giải pháp[10][11], và phải cộng vào quỹ đường truyền.

Lưu ý thiết kế. Sợi quang nằm trong cáp chịu uốn lặp và kéo: giữ R ≥ 10×D, không vượt lực kéo 20/25 N/mm², không kẹp cáp bằng đầu kẹp cứng ở điểm cấp. Hãng cáp có dịch vụ gắn sẵn đầu quang, hàn nối nóng chảy và đo OTDR[2]; hãy yêu cầu biên bản đo suy hao sau sản xuất cho từng sợi theo đúng loại sợi, và phạm vi dịch vụ tương ứng của FeiChun.

7. So sánh: các họ cáp tang cuốn và cáp kéo lê

Cùng ký hiệu (N)TSCGEWÖU nhưng mỗi họ cáp tối ưu cho một kiểu tải cơ học khác nhau. Bảng dưới đây gom số liệu công bố của Prysmian để so sánh trực tiếp.

Họ PROTOLON và TENAX: tải cơ học và tốc độ
Tiêu chíPROTOLON (M) R LWL (bài này)PROTOLON (SMK)PROTOLON (FL)PROTOLON (SB)TENAX TTS LWL
Hình họctròn: ba lõi, PE tách chia và phần tử quang[1]tròn[4]dẹt: ba lõi song song[16]tròn, cáp kéo lê[2]tròn[4]
Lực kéo (quy tắc)20 tĩnh / 25 động N/mm²[1]30 N/mm²[4]15 N/mm²[4]15 N/mm² tĩnh[2]25 N/mm²[4]
Tốc độcuộn lại 100; cuốn 120 m/phút[1]240 m/phút[4]120 m/phút[4]không nêu (cáp kéo lê)[2]180 m/phút[4]
Xoắn±100 °/m[1]±25 °/m (theo bảng SMK được FeiChun trích)[16]không cho phép[16]±100 °/m[2]—
Nhiệt độ môi trường tối thiểu khi chuyển động−35 °C[1]−35 °C[4]−35 °C[4]−20 °C[2]−25 °C[4]
Xếp hạng tải cơ học (theo tài liệu cẩu của hãng)—rất cao[4]vừa[4]—cao[4]
Sợi quangtích hợp 6 – 24 sợicó bản LWL riêngcó bản FL-LWL—bản LWL tích hợp
Dùng chínhmáy lộ thiên, tang mono-spiral và tang trụ, ≤ 120 m/phútcẩu container tốc độ rất caocẩu nhanh, uốn một mặt phẳngmáy xúc: mài mòn, chà xát khi kéo lêthiết bị nặng, tốc độ vừa – cao

«—»: không có trong nguồn đã dùng. Các giá trị lực kéo và tốc độ lấy từ tài liệu cẩu của Prysmian và catalogue mỏ lộ thiên; nhà sản xuất khác có thể dùng cách xác định khác.

Đối chiếu với cáp tang cuốn trung thế hãng khác
CápLực kéoXoắnR chuyển độngGhi chú
Rheyfirm RTS R-(N)TSCGEWOEUS30 N/mm²[7]±25 °/m[7]12ר[7]đồng mạ thiếc; bện polyester; vỏ CR 5GM5[7]
TRATOSFLEX-ESDB 3×25 8,7/15 kV3 000 N tĩnh (40 N/mm²); 4 125 N động (55 N/mm²)[6]—12ר[6]mono-spiral: 200 m/phút hai chiều, 300 m/phút một chiều; tang ngẫu nhiên 60 m/phút[6]
Tratos MTO-M R-(N)TSCGEWÖU———vận hành 60 m/phút, cuộn lại 100 m/phút; ống đệm ETFE[5]

Diễn giải kỹ thuật (tác giả). (M) R LWL nằm ở giữa dải: lực kéo 20/25 N/mm² thấp hơn các cáp cẩu hạng nặng (30 – 55 N/mm²), đổi lại bán kính uốn cho phép nhỏ hơn (10×D so với 12ר ở hai họ của hãng khác) và dung sai xoắn rộng hơn (±100 °/m so với ±25 °/m). Cáp cẩu nặng có thêm gia cường thường cứng hơn; điều này gợi ý rằng máy lộ thiên dùng tang lớn, tốc độ vừa không nhất thiết cần mức kéo tối đa, và nên ưu tiên bán kính uốn nhỏ để tang gọn.

Vật liệu vỏ ngoài: chọn theo môi trường
Vật liệuĐiểm mạnhGiới hạnVí dụ trong nguồn
Polychloroprene (PCP/CR) 5GM5bền cơ học, chịu dầu, ozone, UV, nước biển; chậm cháy IEC 60332-1-2[1]chứa clo (không phải LSZH); mềm lạnh tới −35 °C theo datasheet(M)R[1]; SB[2]
CPE / CMFeiChun nêu hút nước < 0,5 % (28 ngày, 70 °C), chịu axit tới pH 2,5, có chất chống nấm[15]; PROTOLON(ST) dùng CM/CPE chịu nước tới 500 m[2]số liệu của hãng cho cáp Type 275; cần số thử cho mã cụ thể(ST)[2]; Type 275 FeiChun[15]
Polyurethane (PUR) polyethermài mòn và xé tốt; dẻo tới −50 °C; không halogen (TENAX-PUR)[2]; polyether chống thủy phân tốt hơn polyester[14]; vỏ PUR mỏng hơn cho phép cáp nhỏ, nhẹ hơn[13]giá cao hơn; phải xác nhận gốc polyether hay polyesterTENAX-PUR[2]; BUFLEX-M[14]

Mài mòn là chỉ tiêu có thể đo. Chỉ số mài mòn theo ISO 4649 (số càng thấp càng chống mài mòn tốt) không phải yêu cầu bắt buộc của ICEA nhưng được dùng như thước đo tham chiếu, vì vỏ bị mài mòn là nguyên nhân hỏng cáp mỏ nghiêm trọng[12]. Hãy đưa chỉ số này, cùng độ bền xé, vào bảng yêu cầu khi so sánh hai nhà cung cấp.

Quy tắc chọn họ cáp. Máy lộ thiên dùng tang, tốc độ ≤ 120 m/phút → (M) R LWL. Cẩu cần ≥ 240 m/phút → họ SMK (30 N/mm², 240 m/phút)[4]; tốc độ cao hơn cần hỏi nhà sản xuất. Tang một lớp, uốn một mặt phẳng → họ FL. Kéo lê dài trên nền hoặc đá → họ SB hoặc TENAX[2], không dùng cáp tang cuốn. Ngâm nước tới 500 m → họ ST[2]. Hầm kín cần không halogen → TENAX-PUR (không halogen)[2].

8. Ứng dụng: tang mono-spiral, tang trụ, xích dẫn cáp, kéo lê và đổi hướng chữ S

Tang mono-spiral xếp cáp vòng chồng lên vòng như lò xo phẳng, không có lớp chéo nhau; nhà sản xuất tang nêu thiết kế này ngăn cáp bị xoắn và làm mát cáp tốt nhất[10]. Tang trụ cho nhiều lớp chồng lên nhau, nên nhiệt tích tụ lớn hơn (hệ số ở mục 5.3). Datasheet nêu rõ cáp phù hợp cả hai loại tang[1].

Tang mono-spiralđiểm cấpmono-spiral: vòng cáp chồng lên vòng, không chéo nhauR lõi tang ≥ 10×D; tốc độ cáp ≤ 120 m/phút
Cáp xếp vòng chồng vòng trên tang mono-spiral; hãng tang nêu thiết kế này chống xoắn cáp và làm mát tốt nhất[10]
Tang trụ nhiều lớpbộ dẫn cáptang trụ nhiều lớp: hệ số dòng 0,80 / 0,61 / 0,49(1 / 2 / 3 lớp còn trên tang, VDE 0298-4)lớp trong chịu nhiệt và nén lớn nhất
Tang trụ nhiều lớp: lớp trong nóng nhất; áp hệ số 0,80 / 0,61 / 0,49 theo số lớp[8]
Máy xúc, máy nghiền di độngtủ cấpmỏ lộ thiên: kéo, mài mòn, cạnh đácáp tang cuốn nối máy với tủ cấpđoạn lê dài hơn: dùng cáp kéo lê chuyên dụng
Máy xúc hoặc máy nghiền di động ở mỏ lộ thiên: tang trên máy, cáp nối tới tủ cấp
Xích dẫn cáp?Ø ≈ 77 mm, ≈ 12,6 kg/m, R uốn ≥ 10×D ≈ 773 mm (3×240)datasheet không công bố tuổi thọ uốn lặpcần hãng xích và hãng cáp xác nhận bằng văn bản
Xích dẫn cáp cỡ lớn: datasheet không công bố tuổi thọ uốn lặp, cần xác nhận bằng văn bản
Đổi hướng chữ S≥ 20×Dđổi chiều chữ S qua con lănD = 77,3 mm → khoảng cách ≥ 1 546 mm (3×240)
Đổi chiều chữ S: khoảng cách giữa hai lần đổi hướng ≥ 20×D[1]
Đầu cáp và sợi quangđầu cốt MVPEđầu nối quangtách ba lõi, PE và khối sợi quang tại đầu cáp
Đầu cáp: ba lõi, PE và khối sợi quang tách riêng; đầu quang nên gắn sẵn
Kiểm tra theo kịch bản
Kịch bảnTải chínhCần kiểm tra
Máy xúc, máy nghiền di động ở mỏ lộ thiên (tang trên máy)kéo, xoắn, mài mòn khi lê; 6/10 kVlực kéo ≤ 20/25 N/mm²; đoạn lê giữa tủ cấp và máy ngắn (mục 5.1); kiểm tra mòn vỏ định kỳ
Máy rải – thu hồi, máy dỡ tàu ở bãi hàng rờitang một hướng dọc ray; có đường quangtốc độ ≤ 120 m/phút; E9 nếu tuyến quang > vài trăm mét; nước biển bắn (datasheet: chịu) nhưng không ngâm
Cẩu giàn RMG, RTG tốc độ vừatang cuốn, đổi chiều, nhiệttang cẩu cảng của Wabtec: 25 – 95 mm², tới 80 m/phút[11]; cẩu nhanh xem họ SMK, FL (mục 7)
Tang trụ nhiều lớpnhiệt do nhiều lớpáp hệ số 0,80 → 0,38 (mục 5.3); chọn cỡ lớn hơn hoặc giữ ít lớp
Xích dẫn cápuốn lặp một mặt phẳngR xích ≥ 10×D; hãng xích và hãng cáp xác nhận; datasheet không nêu tuổi thọ uốn
Đổi hướng chữ S qua con lănuốn ngược chiềukhoảng cách ≥ 20×D; đường kính con lăn ≥ 2R
Kéo lê dài trên nềnmài mòn, cắt, xékhông phải mục đích chính; dùng cáp kéo lê (SB, TENAX)
Hầm kín, nơi đông ngườikhói và khí clo khi cháyvỏ PCP chứa clo; nếu hồ sơ phòng cháy đòi không halogen, chọn bản PUR không halogen
Giới hạn. Bài này chỉ trình bày số liệu công khai và phép tính sơ bộ; thiết kế tang, dẫn cáp và nguồn cấp cho thiết bị di động trung thế cần kỹ sư chuyên ngành thực hiện, kèm hệ thống nghiên cứu (dòng ngắn mạch, nối đất, bảo vệ). Datasheet không công bố tuổi thọ uốn lặp, lực kéo động ngoài quy tắc N/mm², hay số vòng tang tối đa, nên những giá trị này phải lấy từ nhà sản xuất cáp.

9. Công nghệ vật liệu và thiết kế của FeiChun cho cáp mỏ chịu kéo và mài mòn

FeiChun mô tả mình là công ty kỹ thuật polymer chuyên hai nhóm cáp: cáp tang cuốn mềm và cáp kéo lê hạng nặng cho mỏ; lợi thế cốt lõi là tự nghiên cứu và pha chế hợp chất vỏ, cách điện (PUR, CPE, EPR) từ nguyên liệu gốc[15]. Các nội dung dưới đây là công bố trong các bài kỹ thuật của FeiChun; mức áp dụng cho từng mã phải được xác nhận trong bản vẽ cấu tạo.

9.1 Tự pha chế hợp chất và vòng kín từ hợp chất đến cáp

Nhà máy thông thường: mua hạt hợp chất → đùn → xuất xưởng | FeiChun: pha chế → thử tính chất → đùn → thử hiện trường → chỉnh công thức

Hãng cho rằng nhà máy mua hợp chất khó truy nguyên nguyên nhân hỏng đến công thức; còn FeiChun kiểm soát công thức nên khi gặp sự cố hiện trường có thể quy về đặc tính hợp chất và chỉnh lại[15]. Quy trình gồm các bước: pha trộn hợp chất, chuẩn bị ruột, đùn cách điện và vỏ với giám sát đường kính và độ lệch tâm vòng kín, lưu hóa liên tục, lắp ráp lõi, rồi thử từng cuộn[15]. Với cáp trung thế VDE 0250-813, hãng nêu đùn đồng thời ba lớp (bán dẫn trong, cách điện, bán dẫn ngoài) để tránh lỗ khí[14].

Điểm kiểm soát chất lượng FeiChun công bố (trích)
Công đoạnPhép thửTiêu chí
Hợp chấtđộ nhớt Mooney (ASTM D1646)trong ±5 % so với mục tiêu công thức
Hợp chất vỏ CPEhút nước (IEC 60811-402)< 0,5 % khối lượng (28 ngày, 70 °C)
Hợp chấtđộ bền kéo, giãn dài (IEC 60811-501)theo bảng đặc tính của hợp chất
Ruộtđiện trở một chiều ở 20 °C (IEC 60228)trong giới hạn class 5
Cách điệnhot set (IEC 60811-507)giãn dài ≤ 175 %, biến dạng dư ≤ 15 %
Đùnbề dày và độ lệch tâmtrong min/max; độ lệch tâm ≤ 10 %
Thành phẩmthử điện áp xoay chiều từng cuộntheo IEC 60502 hoặc tiêu chuẩn hợp đồng
Hồ sơtruy xuất nguồn gốccuộn → lô hợp chất → lô ruột → biên bản thử

Nguồn: bảng điểm kiểm soát chất lượng trong bài giới thiệu FeiChun[15]. Không có số liệu riêng cho mã LWL 6/10 kV.

9.2 Chống xoắn và chịu kéo

FeiChun mô tả bốn đặc điểm chống xoắn phối hợp: bện lõi chéo xoắn xen kẽ trái – phải, bện polyester gia cường, bước xoắn ngắn, và phần tử aramid ở tâm cho biến thể K (tăng chịu kéo cho tuyến dài hoặc tang thẳng đứng)[14]. Ở dòng BUFLEX-M, hãng nói lớp bện tổng hợp do chính FeiChun thiết kế khớp với hình học bước xoắn của từng cấu hình[14]. Với cáp (M) R LWL, bện polyester đã có trong datasheet tham khảo[1]; nếu lực kéo cần vượt 25 N/mm², tuyến rất dài hoặc có đoạn thẳng đứng, hãy hỏi FeiChun về biến thể có lõi đỡ aramid.

9.3 Vật liệu vỏ và gói cho môi trường ẩm nóng

FeiChun nêu hai điểm cần cân nhắc ngoài quy chuẩn VDE: ở nhiệt độ 35 – 45 °C, tốc độ thủy phân vật liệu có liên kết este tăng gấp 2 – 4 lần so với 15 – 25 °C (tốc độ thủy phân tăng khoảng gấp đôi sau mỗi 10 °C); và polyether PUR không có liên kết este nên chống thủy phân tốt hơn polyester PUR[14]. Từ đó hãng đưa ra «gói tropical hóa» năm hạng mục, công bố cho cáp mỏ Type 275 3,3/3,3 kV:

Gói tropical hóa FeiChun (công bố cho cáp Type 275)
Hạng mụcCơ chế hỏng nhắm tớiLợi ích công bố
Ruột đồng mạ thiếc toàn bộ lõioxy hóa đồng trong môi trường ẩm, có axitngăn oxit làm tăng điện trở tiếp xúc ở đầu cáp
EPR chống thủy phân (liên kết ngang silane)thủy phân làm giảm độ bền điện môigiữ > 90 % độ bền điện môi sau 1 000 h ngâm nước 90 °C, so với 60 – 70 % của EPR liên kết peroxit (số của FeiChun)
Vỏ CPE hút nước cực thấp, có chất chống nấmnước thấm qua vỏ và sinh học tấn công vỏhút nước thấp hơn 2 – 4 lần so với PCP tiêu chuẩn (số của FeiChun)
Sợi trương nở chặn nước giữa các lõinước đi dọc cáp qua khe sau khi vỏ thủnggiới hạn hư hỏng ở vùng gần chỗ thủng vỏ
Bề dày cách điện theo cấp 3,3 kVcây nước phát triển trong cách điệnđường khuếch tán ẩm dài hơn
Vỏ hỏng → ẩm xâm nhập → cách điện xuống cấp → ruột ăn mòn → sự cố điện: vỏ là quân cờ domino đầu tiên

9.4 Bằng chứng hiện trường và số liệu trích dẫn

FeiChun công bố ca so sánh tại mỏ vàng Lihir (Papua New Guinea): cáp Type 275 tiêu chuẩn mất cách điện từ trên 100 MΩ·km xuống 2 MΩ·km sau 14 tháng, còn cáp tropical hóa cùng cỡ 3×50 mm² giữ trên 100 MΩ·km sau 36 tháng, cùng mỏ và cùng điều kiện vận hành[15]. Đây là cáp AS/NZS 1802, không phải mã LWL 6/10 kV, nên chỉ minh họa nguyên lý «kiểm soát vỏ và vật liệu»; số liệu do FeiChun công bố, tác giả không kiểm chứng độc lập. Cũng theo FeiChun, trích dữ liệu PEMA, lỗi cáp chiếm khoảng 15 – 20 % thời gian dừng cẩu container, và cảng dùng cáp theo VDE 0250 giảm khoảng 40 % thời gian dừng đột xuất[14]; con số này chưa được tác giả kiểm chứng.

9.5 Áp dụng cho mã (M) R LWL 6/10 kV: hạng mục cần FeiChun xác nhận

Bảng hỏi FeiChun cho mã (M) R LWL 6/10 kV
Hạng mụcDatasheet tham khảo [1]Nên hỏi FeiChun
Ruộtđồng trần class FSđồng trần hay mạ thiếc (R20 3×240: 0,0801 hay 0,0817 Ω/km); số sợi, bước bện
Cách điệnEPR, tối thiểu 3GI3kiểu liên kết ngang; kết quả thử thủy phân; bề dày danh định và nhỏ nhất
Bán dẫn ngoàiNBR easy-striplực bóc; điện trở suất
Bệnpolyesterloại sợi, góc bện; có lõi đỡ aramid (biến thể K) không
Vỏ ngoàiPCP, tối thiểu 5GM5PCP, CPE hay PUR; bề dày; chỉ số mài mòn ISO 4649; độ bền xé
Chống thấm dọcdatasheet không nêucó sợi trương nở hoặc băng chặn nước không
Sợi quang6, 12, 18, 24 sợi; G50, G62,5, E9loại sợi, ống đệm, đo suy hao từng cuộn
Dây PE2×120/2 (3×240)tiết diện thật theo mm² và số dây
Về công nghệ độc quyền. Công thức hợp chất, kết cấu ruột, góc bện và bề dày từng lớp là dữ liệu nhà máy; bài này không suy đoán các giá trị đó. Hãy yêu cầu bảng cấu tạo, biên bản thử điển hình và chứng nhận theo đúng mã.

10. Thử nghiệm và hồ sơ cần xem

Với cáp tang cuốn, hồ sơ chất lượng quan trọng ngang catalogue: một cáp có số liệu đẹp nhưng không có biên bản thử theo đúng mã và lô thì không chứng minh được gì về tuổi thọ uốn và mài mòn.

Danh mục phép thử nên yêu cầu
Phép thửTham chiếuGhi chú
Điện áp xoay chiều17 kV theo datasheet; DIN VDE 0250-813mọi cuộn; ghi thời gian thử và nhiệt độ
Điện trở ruột 20 °CIEC 60228 class 53×240 ≤ 0,0801 Ω/km nếu ruột đồng trần
Điện trở cách điệntheo hợp đồngghi nhiệt độ đo
Kích thước, bề dày vỏtheo bản vẽkiểm tra Ø min – max và độ lệch tâm
Độ bền kéo, giãn dài vỏ và cách điệnIEC 60811-501trước và sau già hóa
Hot set cách điệnIEC 60811-507kiểm tra liên kết ngang
Chịu dầuIEC 60811-404datasheet nêu tiêu chuẩn này
Cháy lanIEC 60332-1-2datasheet nêu tiêu chuẩn này
Mài mòn vỏISO 4649 (chỉ số mài mòn)thước đo tham chiếu, nên đưa vào hợp đồng
Xoắn ±100 °/m và uốn trên tangtheo thỏa thuậnthử mẫu với R = 10×D
Sợi quangđo từng cuộn, từng sợi ở 850 / 1 310 / 1 550 nmOTDR; ghi mức suy hao và vị trí sự cố
Hiện trường sau lắp hoặc sửathử VLF 0,1 Hzhãng cáp nêu hệ VLF tới 60 kV[2]

Tên bài thử và tiêu chuẩn lấy từ datasheet, catalogue và các bài của FeiChun[1][2][12][15]; phiên bản và giới hạn theo hợp đồng.

11. Sự cố thường gặp và cách phòng

Chế độ hỏng thường gặp ở cáp tang cuốn trung thế (tổng hợp của tác giả)
Chế độ hỏngDấu hiệuNguyên nhân thường gặpBiện pháp
Cáp xoắn thành lò xo (Z-kink) trên tangcáp nổi vòng, kẹt ở bộ dẫntích lũy xoắn qua nhiều lớp; lệch trục dẫn cápbện polyester và bước xoắn ngắn (mục 9.2); canh thẳng bộ dẫn; kiểm tra xoắn ±100 °/m
Quá kéoruột giãn, sợi quang suy hao tăng hoặc đứttang không điều khiển mô-men; tăng tốc đột ngột; kẹt trên con lănđiều khiển mô-men; giữ T ≤ 20/25 N/mm² (mục 5.1)
Quá nhiệt trên tangvỏ mềm, nứt; cách điện nóngnhiều lớp cáp còn trên tang, tải liên tụcáp hệ số lớp (mục 5.3); tháo bớt lớp; chọn cỡ lớn hơn; tang mono-spiral
Vỏ mòn thủngthấy bện, nước vào khekéo lê trên đá, chà xát trên con lăn, cạnh sắchạn chế đoạn lê; chỉ số mài mòn ISO 4649; bảo vệ vỏ tại điểm chà xát
Ẩm xâm nhập dọc cápđiện trở cách điện giảm dầnvỏ thủng; ruột trần; khe không chặn nướcruột mạ thiếc; sợi chặn nước; thử điện trở cách điện định kỳ
Gãy sợi quangsuy hao tăng, mất tín hiệuuốn dưới R tối thiểu; kẹp cáp cứng; kéo quágiữ R ≥ 10×D; dùng đầu kẹp lưới giảm lực; đo OTDR định kỳ
Hỏng đầu cápphóng điện tại chỗ cắt bán dẫnxước cách điện khi bóc; lắp saidùng lớp NBR easy-strip đúng quy trình; thợ có chứng chỉ; phụ kiện đúng cấp

Cơ chế hỏng ở bảng trên khớp với mô tả của FeiChun về hai dạng hỏng phổ biến nhất của cáp tang cuốn: đứt ruột do mỏi uốn và nứt vỏ do tiếp xúc lặp lại với bề mặt tang[15].

12. Dữ liệu cần yêu cầu khi đặt hàng

Danh mục yêu cầu
Dữ liệuVì sao cần
Cấp điện áp và hệ thống: 6/10 kV, kiểu nối đất trung tính, thời gian tồn tại chạm đấtchọn U0 và cách điện
Tiết diện, cấu hình PE (mm² thực), phần tử quang, lõi điều khiểndòng, ngắn mạch, giám sát tiếp địa
Số sợi quang, loại sợi (G50, G62,5, E9), bước sóng thiết bịquỹ suy hao và băng thông
Loại tang (mono-spiral hay trụ), lõi tang, số lớp tối đa, tốc độ, gia tốctính lực kéo, dòng giảm, tuổi thọ
Chiều dài cáp, đoạn lê, độ dốc, điều kiện nềnkiểm tra lực kéo và mài mòn
Bảng dữ liệu theo lô: Ø min – max, khối lượng, điện trở đo, điện dungtính tang và kích thước máng
Ruột đồng trần hay mạ thiếc; chống thấm dọc; vật liệu vỏ (PCP, CPE, PUR)môi trường ẩm nóng, nước biển, axit
Chỉ số mài mòn ISO 4649, độ bền xé, giãn dài vỏso sánh nhà cung cấp
Biên bản thử điển hình, thử từng cuộn, đo suy hao quangnghiệm thu
Yêu cầu cháy và khói: IEC 60332-1-2 đủ hay cần không halogenhồ sơ phòng cháy chữa cháy
Phụ kiện: đầu cáp, hộp nối, đầu nối quang đúng cấpchất lượng lắp đặt
Chứng nhận theo mã cáp, phạm vi và thời hạn hiệu lựchồ sơ dự án

13. Chứng nhận của FeiChun

FeiChun Cable: bộ chứng nhận đầy đủ

Theo thông tin của FeiChun, hệ thống cáp của công ty đáp ứng CE, UKCA, VDE, EAC, ATEX, IECEx và có chứng nhận an toàn cháy của Nga. Bộ hồ sơ này giúp rút ngắn nghiệm thu cho dự án mỏ, cảng và công nghiệp, đặc biệt khi cùng một chủ đầu tư mua cả cáp tang cuốn, cáp kéo lê và cáp cố định.[17]

CE – Liên minh châu Âu
UKCA – Anh
VDE – tiêu chuẩn Đức
EAC – Nga và EAEU
ATEX – vùng nổ
IECEx – sơ đồ quốc tế
Chứng nhận an toàn cháy Nga
Cách dùng chứng nhận đúng. Hãy xin bản sao và đối chiếu mã cáp, dải điện áp, tiết diện, phạm vi và thời hạn hiệu lực; chứng nhận của một họ cáp, đặc biệt cáp hạ áp, không tự động áp dụng cho cáp tang cuốn trung thế 6/10 kV có sợi quang. Datasheet tham khảo dẫn chứng chỉ cháy GOST-R/-K/-B của Liên bang Nga[1]: nếu dự án thuộc EAEU, yêu cầu FeiChun nêu chứng nhận nào áp dụng cho đúng mã. ATEX và IECEx chỉ liên quan khi tuyến đi vào khu vực có khí nổ, và cần làm rõ áp dụng cho cáp, hệ thống cáp hay đầu vào cáp. Với cáp tang cuốn mỏ, hồ sơ quyết định là biên bản thử theo DIN VDE 0250-813 (mục 10) cho đúng mã.
FeiChun Cable / 飞纯电缆
Yêu cầu kỹ thuật và dự án: [email protected]
Điện thoại
+86 13855123218

14. FeiChun: bản đồ chọn cáp trong một dự án mỏ hoặc cảng

Trong một dự án, tuyến cấp điện đi qua nhiều đoạn có tải cơ học khác nhau: đoạn cố định, đoạn tang cuốn, đoạn kéo lê. Mỗi đoạn cần một họ cáp riêng; mua một họ cho cả tuyến là nguồn gốc của nhiều sự cố.

Bản đồ chọn cáp FeiChun
Đoạn tuyếnLoại cápBài kỹ thuật liên quan
Tuyến 22 kV ngầm cố địnhCu/XLPE/PVC/DSTA/PVC 12,7/22(24) kV 3×240Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC 22 kV 3×240 mm²
Cáp tang cuốn trung thế tròn, tang chịu xoắn lớnPROTOLON(SMK) (N)TSCGEWÖU 6/10 kVPROTOLON(SMK) (N)TSCGEWÖU 6/10 kV
Cáp tang cuốn dẹt có sợi quangPROTOLON(FL)-LWL 3,6/6 hoặc 6/10 kVPROTOLON(FL)-LWL (N)TSFLCGEWÖU
Cáp kéo lê PUR chịu lạnh tới −50 °CTENAX-PUR (N)TSCGEH3S 6/10 kVTENAX-PUR (N)TSCGEH3S 6/10 kV
Cáp tang cuốn hạ áp cho cẩu, festoon, spreader(N)SHTÖU / NSHTOEU-J 0,6/1 kV(N)SHTÖU / NSHTOEU-J 0,6/1 kV 4×35 mm²
Đoạn kéo lê, thiết bị mỏ hạ ápNSSHÖU-J theo DIN VDE 0250-812NSSHÖU-J 3×240+1×150 0,6/1 kV
Hướng dẫn họ cáp DIN VDE 0250 của FeiChunBUFLEX-M, TENAX-PUR, (N)TSCGEWÖUWhat Is Feichun VDE 0250 Reeling Cable?
Giới thiệu năng lực vật liệu và sản xuấttự pha chế hợp chất, tropical hóaAbout Feichun Cable
Về tiếng Việt và tiếng Anh. Một số bài của FeiChun viết bằng tiếng Anh; số liệu các bài có thể thay đổi theo thời điểm đăng. Hãy lấy bảng dữ liệu theo mã của lô hàng làm căn cứ cuối cùng.

Hỏi đáp

PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWÖU LWL 6/10 kV là loại cáp gì?

Cáp tang cuốn trung thế ba lõi 6/10 (12) kV theo DIN VDE 0250-813: ruột đồng sợi rất mảnh, cách điện EPR có lớp bán dẫn trong và ngoài, hai dây PE tách chia và phần tử quang 6 ống (6, 12, 18 hoặc 24 sợi) trong các khe giữa lõi, vỏ trong cao su, lớp bện polyester và vỏ ngoài polychloroprene 5GM5. Dùng cho máy xúc, xe tải tự đổ, máy nghiền di động ở mỏ lộ thiên với tang mono-spiral và tang trụ.

Lực kéo, tốc độ và xoắn cho phép là bao nhiêu?

Theo datasheet: lực kéo 20 N/mm² tĩnh và 25 N/mm² động trên tổng tiết diện ba ruột pha (3×240: 14 400 N và 18 000 N), tốc độ tới 100 m/phút khi cuộn lại và 120 m/phút khi cuốn, xoắn ±100 °/m. Đây là quy tắc cho tải lâu dài, không phải lực phá hủy.

Bán kính uốn và đường kính lõi tang tối thiểu?

Bán kính 6×D khi cố định, 10×D khi chuyển động, và khoảng cách giữa hai lần đổi hướng chữ S tối thiểu 20×D. Với 3×240 (Ø lớn nhất 77,3 mm): R chuyển động 773 mm, lõi tang tối thiểu khoảng 1 546 mm, khoảng cách chữ S 1 546 mm (tác giả tính).

Dòng cho phép trên tang nhiều lớp?

Dòng 540 A của 3×240 là ở 30 °C đặt trên bề mặt. Khi quấn trên tang, VDE 0298-4 cho hệ số 0,80, 0,61, 0,49, 0,42 và 0,38 cho một đến năm lớp: còn khoảng 432, 329, 265, 227 và 205 A. Nên giữ ít lớp hoặc chọn tiết diện lớn hơn.

Sợi quang trong cáp: loại nào, suy hao bao nhiêu?

Phần tử quang 6 ống, mỗi ống 1 – 4 sợi: 6, 12, 18 hoặc 24 sợi loại G62,5, G50 hoặc E9. Suy hao: G62,5 dưới 3,3 dB/km ở 850 nm; G50 dưới 2,8 dB/km; E9 dưới 0,4 dB/km ở 1 310 nm và dưới 0,3 dB/km ở 1 550 nm. Tuyến dài nên dùng E9.

Khác gì so với PROTOLON (SMK), (FL) và (SB)?

SMK chịu kéo cao hơn (30 N/mm²) và tốc độ tới 240 m/phút cho cẩu nhanh; FL là cáp dẹt 15 N/mm² và 120 m/phút, uốn một mặt phẳng; SB là cáp kéo lê chịu mài mòn nền (15 N/mm² tĩnh). (M) R LWL dành cho máy lộ thiên dùng tang, tốc độ vừa, có sợi quang tích hợp.

Có dùng cho cẩu cảng, RMG, RTG không?

Được cho thiết bị di chuyển tốc độ vừa, cấp nguồn 6 – 10 kV kèm đường quang, nếu tốc độ cáp không vượt 120 m/phút và không cần ngâm nước. Cẩu tốc độ cao từ 240 m/phút nên dùng họ khác. Vỏ PCP chứa clo, không phải cáp không halogen.

Chứng nhận của FeiChun gồm những gì?

Theo thông tin của FeiChun: CE, UKCA, VDE, EAC, ATEX, IECEx và chứng nhận an toàn cháy của Nga. Cần xin bản sao theo đúng mã cáp, dải điện áp, tiết diện và thời hạn hiệu lực, cùng biên bản thử theo DIN VDE 0250-813.

Nguồn

  1. Prysmian, PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWOEU LWL 6/10KV, datasheet (DE00_PROTOLON_M_R_NTSCGEWO_LWL_10KV, 09/10/2026; 6/10 (12) kV, test 17 kV, 20/25 N/mm², ±100 °/m, 100/120 m/phút, 10×D, bảng kích thước 3×25 – 3×300) [liên kết]
  2. Prysmian, Advanced Cable Solutions for Opencast Mining (04/2025): (M) R và (M) R LWL 3,6/6 – 20/35 kV; PROTOLON (SB), (SB-SAM), (ST), TENAX; ký hiệu M = Mining; dịch vụ đầu quang, VLF, OTDR [liên kết]
  3. Prysmian, PROTOLON(SMK) (N)TSCGEWOEU, Medium Voltage Round (bện polyester liên kết lưu hóa giữa hai vỏ; chữ S 20×D) [liên kết]
  4. Prysmian, Produktübersicht Kranleitungen (so sánh lực kéo, tốc độ, nhiệt độ: SMK 30 N/mm² 240 m/phút; FL 15 N/mm² 120 m/phút; TENAX TTS LWL 25 N/mm² 180 m/phút) [liên kết]
  5. Tratos, MTO-M R-(N)TSCGEWÖU (ống đệm ETFE có hợp chất chèn, mã màu sợi; vận hành 60 m/phút, cuộn lại 100 m/phút) [liên kết]
  6. Faber Kabel, TRATOSFLEX-ESDB 3×25+3×10 8,7/15 kV (3 000 N tĩnh, 4 125 N động; 12ר; mono-spiral 200/300 m/phút) [liên kết]
  7. Faber Kabel, Rheyfirm (RTS) R-(N)TSCGEWOEUS (30 N/mm², ±25 °/m, 12ר, bện polyester, CR 5GM5) [liên kết]
  8. Lapp, T12 Current ratings (VDE 0298-4: hệ số cáp quấn trên tang 0,80 / 0,61 / 0,49 / 0,42 / 0,38) [liên kết]
  9. MSHA, PIB P10-20 (không áp dụng hệ số tang; đánh giá theo chu kỳ tải; nguy cơ nhiệt khi nhiều lớp) [liên kết]
  10. Conductix, Motor Driven Reels (tang mono-spiral 1 100 – 8 000 mm; chống xoắn, làm mát cáp; điều khiển mô-men; bộ phát quang) [liên kết]
  11. Wabtec, Harbor Cable Reels (tang cẩu STS, RTG, RMG: cáp tới 650 m, 25 – 95 mm², tới 80 m/phút; đầu nối quang xoay) [liên kết]
  12. US Patent 10 522 269 (chỉ số mài mòn ISO 4649 của vỏ cáp mỏ; số thấp là chống mài mòn tốt) [liên kết]
  13. Cranebriefing, High speed cabling (Nexans Buflex X’Prem: vỏ PUR mỏng, nhẹ, chống mài mòn tốt hơn cáp vỏ cao su) [liên kết]
  14. FeiChun, What Is Feichun VDE 0250 Reeling Cable? (chống xoắn, đùn ba lớp, polyether PUR, tropical hóa, số liệu PEMA) [liên kết]
  15. FeiChun, About Feichun Cable (tự pha chế hợp chất, vòng kín, điểm kiểm soát chất lượng, ca Lihir, gói tropical hóa) [liên kết]
  16. FeiChun, PROTOLON(FL)-LWL (N)TSFLCGEWÖU 3,6/6 hoặc 6/10 kV (cáp dẹt có sợi quang; bảng SMK ±25 °/m) [liên kết]
  17. FeiChun Cable: thông tin về chứng nhận của công ty.

Tên tiêu chuẩn và thương hiệu của bên thứ ba chỉ dùng để nhận diện kỹ thuật, không hàm ý liên kết. Số liệu các nguồn có thể khác nhau; hãy đối chiếu với phiên bản tiêu chuẩn hiện hành và bảng dữ liệu của FeiChun.

FEICHUN CABLE

[email protected]
+86 13855123218

PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWÖU LWL 6/10 kV – bài kỹ thuật, cập nhật 9/10/2026.

Previous Article

Cáp tang cuốn, cáp cuộn và cáp kéo lê chịu kéo, chịu mài mòn cho cẩu cảng và mỏ: NSHTÖU, (N)SHTÖU-V, NGFLGÖU, PUR, (N)TSCGEWÖU - con số nào quyết định khi chọn, và thiết kế của FeiChun

Next Article

RONDOFLEX (C)-FC XPRT (N)GRDGCGOEU-J 0,6/1 kV: cáp festoon có màn chắn chung cho biến tần - con số nào quyết định khi chọn cho cẩu cảng, băng tải và thiết bị mỏ

Write a Comment

Leave a Comment

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注