
PROTOLON (SM-R) AWG (N)TSCGEWÖU 8 kV và 15 kV: cáp tang cuốn trung thế cỡ AWG không sợi quang cho máy rải – thu hồi, cẩu container và máy xếp dỡ tàu – chọn 8 kV hay 15 kV, con số nào quyết định khi chọn cáp chịu kéo, chịu xoắn và chống mài mòn, và công nghệ vật liệu của FeiChun cho cáp mỏ chịu uốn, kéo và mài mòn
Bài viết phân tích hai cấp điện áp của họ cáp tang cuốn trung thế cách điện EPR có lớp bán dẫn, vỏ polychloroprene gia cường bện polyester, ba lõi công suất bện cùng hai dây PE và một dây ground check, không có sợi quang: bản 8 kV (7 cấu tạo, 4 AWG đến 4/0 AWG) và bản 15 kV (7 cấu tạo cùng dải cỡ). Các thông số trong hai datasheet được kiểm tra bằng tính toán (đổi AWG sang mm², lực kéo và chiều dài treo, bán kính uốn, lõi tang và sức chứa tang, dòng theo nhiệt độ và số lớp tang theo VDE 0298-4 so với ICEA, sụt áp, ngắn mạch của dây PE mạ thiếc, điện áp thử), đối chiếu với bản LWL có sợi quang, với cáp mỏ ICEA SHD-GC và các họ cáp tang cuốn khác, hướng dẫn chọn 8 kV hay 15 kV theo điện áp lưới, phân định ranh giới sử dụng (tang, máy rải – thu hồi, cẩu container, máy xếp dỡ tàu, xích dẫn cáp, kéo lê, đổi hướng chữ S), giải thích mạch giám sát ground check, trình bày công nghệ hợp chất tự pha chế, ruột mạ thiếc, chống xoắn, tropical hóa và kiểm soát sản xuất của FeiChun cho cáp mỏ chịu kéo, chịu uốn và mài mòn, và nêu danh mục hồ sơ cần yêu cầu, gồm bộ chứng nhận của FeiChun.
- 3×4/0 AWG tương đương bao nhiêu mm²? AWG sang mm² cho cáp tang cuốn?
- Cáp 8 kV hay 15 kV cho lưới 6,6 / 6,9 / 11 kV?
- Cáp tang cuốn 8 kV và 15 kV chịu kéo bao nhiêu, treo thẳng đứng được bao nhiêu mét?
- Bán kính uốn, lõi tang tối thiểu, khoảng cách chữ S và sức chứa tang?
- Dòng cho phép khi cáp quấn nhiều lớp trên tang: VDE hay ICEA?
- Vì sao có hai dây PE và dây ground check? Ruột mạ thiếc k = 143 hay 122?
- Khác gì bản LWL, cáp mỏ ICEA SHD-GC, (M) R LWL, SMK, FL?
- Dùng cho máy rải – thu hồi, cẩu container, máy xếp dỡ tàu, xích dẫn cáp, kéo lê được không?
- Công nghệ vật liệu của FeiChun cho cáp chịu uốn, kéo và mài mòn?
- FeiChun có những chứng nhận nào?
1. Tổng quan và cách đọc ký hiệu
PROTOLON (SM-R) AWG (N)TSCGEWOEU 8 kV và 15 kV là cáp tang cuốn trung thế di động cỡ AWG, không có phần tử sợi quang: ba lõi EPR có bán dẫn trong và ngoài, hai dây PE và một dây kiểm tra tiếp địa, bện polyester, vỏ ngoài polychloroprene tối thiểu 5GM5 với bề dày theo ICEA, nhiệt độ ruột 90 °C. Hãng mô tả đây là cáp trung thế mềm cho ứng suất cơ học cực lớn, ví dụ tốc độ chạy cao, với ứng dụng là tang máy rải – thu hồi, cẩu container, cẩu xử lý gỗ, máy dỡ tàu và máy xếp tàu[1][2]. Cùng họ có bản (SM-R)-LWL tích hợp sợi quang, được phân tích trong bài về PROTOLON (SM-R)-LWL AWG 15 kV.
Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Sáu điều cần nhớ ngay từ đầu:
- Cấp 8 kV và 15 kV là cấp điện áp kiểu Bắc Mỹ. Theo quy ước ICEA/NEMA, điện áp ghi trên cáp là điện áp dây–dây (cáp 15 kV chỉ chịu 8,66 kV dây–đất ở mức cách điện 100 %)[7], khác cách ghi U0/U của VDE (ví dụ 6/10 kV). Vì vậy cáp này có hồ sơ UL, MSHA và bề dày vỏ theo ICEA, nhưng vẫn «dựa trên DIN VDE 0250-813» và tính dòng theo VDE 0298-4: hai hệ tiêu chuẩn với hệ số giảm dòng trên tang khác nhau (mục 5.3).
- Chỉ có một phương án cấu hình trong mỗi cấp: cả bảy cỡ ruột (4 AWG đến 4/0 AWG) đều là «3 ruột pha + 2 dây PE + 1 dây ground check 8 AWG». So với bản LWL 8 kV, cáp này nhỏ hơn 2,7 – 5,9 % về Ø và nhẹ hơn 2,7 – 12,8 % ở cùng cỡ ruột (mục 7.1).
- Đặc tính cơ học giống hệt ở hai cấp: kéo 20/30 N/mm², xoắn ±25 °/m, bán kính 10×D, chữ S 20×D, tốc độ tang không hạn chế. Lên 15 kV không làm cáp bền kéo hơn; chỉ làm cáp to hơn 11 – 16 % và nặng hơn 19 – 27 %.
- Dòng điện giống hệt ở hai cấp (4 AWG: 132 A … 4/0 AWG: 364 A) và trùng với bản LWL 8 kV; cáp 15 kV nặng hơn mà không mang thêm dòng.
- Cáp nhẹ hơn thì treo thẳng đứng được dài hơn: 3×4/0 AWG treo tĩnh được 74 m ở 8 kV và 61 m ở 15 kV. Mọi cỡ đều dưới 75 m (mục 5.1).
- Hai dây PE cộng một dây ground check là cấu hình của cáp kéo – tang cuốn trung thế VDE 0250-813 để nối với rơ-le giám sát tiếp địa (mục 2.1 và 5.5), không phải để cấp thêm tín hiệu.
Sáu điểm về ký hiệu và hồ sơ thường bị bỏ qua:
- PROTOLON (SM-R). Datasheet không giải thích chữ SM-R; họ cùng nhóm có PROTOLON (SMK), PROTOLON (M) R. Hậu tố LWL (Lichtwellenleiter, sợi quang) không có trong cáp này.
- (N)TSCGEWOEU (viết VDE: (N)TSCGEWÖU). FeiChun giải mã: (N) kiểu chuẩn VDE; T cáp tang cuốn hoặc kéo; SC lớp bán dẫn; GE dây nối đất phân bố; W bện polyester; Ö vỏ chịu dầu; U vỏ elastomer. Cáp này không có chữ K: phần tử đỡ dạng cradle bằng aramid (Kevlar) chỉ có ở biến thể (N)TSKCGEWÖU dùng cho tuyến dài hơn 200 m hoặc tang thẳng đứng[10]. Datasheet ghi vật liệu gia cường là bện polyester[1][2].
- Mã cấu tạo. «3×1/0AWG+2×4AWG+1×8AWG» là ba ruột pha 1/0 AWG, hai dây PE 4 AWG và một dây 8 AWG. Datasheet mô tả «dây nối đất tách làm hai và có thêm dây kiểm tra tiếp địa»; tác giả đọc dây 8 AWG còn lại là dây ground check (cách đọc khớp với bản LWL cùng họ). Cần xác nhận bằng bản vẽ.
- Mã ngoài «5DK8***» và «*RED». Hầu hết các dòng chưa điền đủ mã ngoài; ở 8 kV chỉ có hai dòng đầy đủ (5DK84060 và 5DK84360), ở 15 kV có ba dòng (5DK8407, 5DK8458, 5DK8431). Dấu «*RED» đứng sau 3×1/0 AWG (8 kV) và 3×2/0 AWG (15 kV) không được giải thích trong datasheet; khi đặt hàng phải ghi mã đầy đủ.
- Tiêu chuẩn nền. DIN VDE 0250-813 là tiêu chuẩn «Isolierte Starkstromleitungen; Leitungstrosse» (cáp kéo), bản 1985-05, viện dẫn thử mài mòn VDE 0472-605 và thử điện trở giữa dây PE với lớp bán dẫn VDE 0472-512[8]. Vì bản này đã cũ và chỉ có cấp U0/U kiểu châu Âu, datasheet ghi «dựa trên» chứ không ghi «theo».
- Tên thương mại. PROTOLON là nhãn hiệu của bên thứ ba, bài chỉ dùng để nhận diện loại cáp; cấu tạo, kích thước và hồ sơ của cáp FeiChun phải lấy theo đúng mã của FeiChun.
| Hạng mục | 8 kV | 15 kV | Ý nghĩa kỹ thuật |
|---|---|---|---|
| Loại cáp | cáp tang cuốn di động; cách điện EPR; bán dẫn EPR; vỏ neoprene có gia cường; bề dày vỏ theo ICEA; 90 °C (giống nhau ở cả hai cấp) | thiết kế cho tang và máy di động trung thế | |
| Điện áp danh nghĩa U | 8 000 V | 15 000 V | điện áp dây–dây theo cách ghi của ICEA/NEMA[7] |
| Điện áp thử xoay chiều | 18 kV | 29 kV | lõi điều khiển: 2 kV (datasheet nêu, cáp này không có lõi điều khiển trong mã cấu tạo) |
| Thử / U và thử / U0 | 2,25 và 3,90 | 1,93 và 3,35 | tác giả tính (U0 = U/√3) |
| Số cấu tạo trong datasheet | 7 (4 AWG … 4/0 AWG) | 7 (4 AWG … 4/0 AWG) | không có cỡ MCM ở hai cấp này |
| Ø cáp (min – max) | 46,7 – 72,3 mm | 54,9 – 81,5 mm | cùng cỡ ruột, 15 kV lớn hơn 8 kV 11 – 16 % |
| Khối lượng | 3 600 – 8 850 kg/km | 4 300 – 10 800 kg/km | kg/km của datasheet |
| Dòng (VDE 0298-4, 30 °C, đặt tự do) | 132 – 364 A (giống nhau ở hai cấp) | chưa gồm hệ số tang, nhiệt độ, nhóm (mục 5.3) | |
| Lực kéo | 20 N/mm² tĩnh; 30 N/mm² động | tính trên tổng tiết diện ba ruột pha | |
| Xoắn; tốc độ; bán kính | ±25 °/m; tang không hạn chế (trên 240 m/phút hỏi hãng); 6×D cố định, 10×D chuyển động, chữ S ≥ 20×D | VDE 0298-3; D lấy theo Ø ngoài lớn nhất | |
| Nhiệt độ | ruột 90 °C; ngắn mạch 250 °C; cố định −40 … +80 °C; chuyển động −35 … +60 °C | ruột mạ thiếc: xem mục 5.5 | |
| Hóa và cháy | chậm cháy IEC/EN 60332-1-2; chịu dầu IEC/EN 60811-404; ozone; UV; nước biển | PCP chứa clo; datasheet không nêu IEC 60754, IEC 61034 | |
| Hồ sơ trong datasheet (của Prysmian) | UL file E251483; MSHA P-189-4; dựa trên DIN VDE 0250-813; DIN VDE 0298-4 | không phải chứng nhận của FeiChun (mục 13) | |
2. Cấu tạo: ba lõi EPR có bán dẫn, hai dây PE, dây ground check, bện polyester và vỏ PCP 5GM5
Từ trong ra ngoài, mỗi lõi công suất gồm ruột đồng mạ thiếc sợi rất mảnh (class FS), lớp bán dẫn trong EPR, cách điện EPR PROTOLON tối thiểu 3GI3 và lớp bán dẫn ngoài NBR « easy-strip ». Ba lõi được bện cùng hai dây PE (cũng là đồng mạ thiếc class FS) và một dây kiểm tra tiếp địa; ngoài cụm lõi là vỏ trong PCP 5GM3, lớp bện polyester gia cường và vỏ ngoài PCP PROTOFIRM tối thiểu 5GM5[1][2]. Cấu tạo mô tả giống hệt ở hai cấp 8 và 15 kV; khác biệt nằm ở bề dày cách điện và vỏ mà datasheet không công bố, chỉ suy ra được từ đường kính ngoài (hình 2).
2.1 Vì sao có hai dây PE và một dây ground check
Ở thiết bị di động trung thế, dây PE là đường về của dòng chạm đất; nếu dây này đứt mà không ai biết, khung máy có thể mang điện áp nguy hiểm. Vì vậy mạch cấp điện phải giám sát liên tục tính liên tục của PE bằng dây pilot (ground check): rơ-le chỉ cho đóng điện khi mạch pilot – PE – thiết bị đầu cuối ở máy có đúng đặc tính, và nhả khi PE hoặc pilot đứt, pilot chạm đất hoặc thiết bị đầu cuối bị gỡ[9]. Quy định MSHA 30 CFR 75.902 cũng đòi máy cắt nhả khi dây PE hoặc dây pilot đứt, và bộ nối cáp phải được chế tạo để dây pilot đứt trước, dây PE đứt sau[9].
Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Chia PE thành hai dây (ví dụ 2×4 AWG thay vì một dây 1/0 AWG) có hai lý do: hai dây nhỏ nằm gọn trong hai khe giữa các lõi và giữ cáp tròn đều; và mỗi dây mảnh chịu uốn tốt hơn một dây lớn. Tổng tiết diện hai dây PE bằng khoảng 79 % tiết diện một ruột pha ở mọi cỡ (bảng mục 5.5). Dây ground check chỉ mang dòng kiểm tra nhỏ nên 8 AWG ở mọi cỡ.
| Lớp | Vai trò | Nếu thiếu hoặc kém | Cần yêu cầu |
|---|---|---|---|
| 1. Ruột class FS, mạ thiếc | sợi rất mảnh phân bố ứng suất uốn trên nhiều sợi; thiếc chống oxy hóa | đứt sợi do mỏi uốn, nóng cục bộ tại chỗ đứt; ruột trần oxy hóa ở khí hậu mặn ẩm | số sợi, Ø sợi; lớp thiếc (FeiChun nêu 5 – 10 µm); điện trở ruột; giới hạn nhiệt ngắn mạch của ruột mạ thiếc (mục 5.5) |
| 2. Bán dẫn trong + EPR 3GI3 | kiểm soát điện trường, cách điện mềm khi uốn | phóng điện cục bộ ở lỗ khí hoặc mặt phân cách; nứt khi uốn lạnh | đùn ba lớp một lần; thử 18 / 29 kV từng cuộn; đo PD nếu hợp đồng yêu cầu; mức cách điện 100 / 133 % |
| 3. Bán dẫn ngoài NBR easy-strip | kiểm soát điện trường mặt ngoài; dễ bóc khi làm đầu cáp | khó bóc làm xước cách điện, hỏng đầu cáp sớm | lực bóc; điện trở suất; điện trở giữa PE và lớp bán dẫn (VDE 0472-512 [8]) |
| 4. Hai dây PE và ground check | đường dòng chạm đất; giám sát tiếp địa | tiết diện thiếu thì nóng chảy khi chạm đất; mất giám sát thì không cắt kịp | tiết diện PE theo mm²; dòng chạm đất và thời gian cắt của lưới; điện trở dây pilot |
| 5. Vỏ trong PCP 5GM3 | đệm giữa cụm lõi và lớp gia cường | lõi bị ép lệch khi quấn nhiều lớp | hợp chất, bề dày; có ép lấp khe hay không |
| 6. Bện polyester | chống xoắn, chịu một phần lực kéo, giữ hình học tròn | cáp xoắn thành lò xo (Z-kink) trên tang; ruột đồng phải chịu kéo trực tiếp | loại sợi, góc bện; thử xoắn ±25 °/m; có lõi đỡ aramid không |
| 7. Vỏ ngoài PCP 5GM5 | chịu mài mòn, cắt, dầu, ozone, UV, nước biển | vỏ mòn thủng thì ẩm đi theo khe vào lõi và cách điện xuống cấp | chỉ số mài mòn ISO 4649; độ bền xé; giãn dài; hút ẩm; bề dày theo ICEA |
Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Ba nhận xét từ cấu tạo và bảng số liệu. Thứ nhất, khối lượng cáp chủ yếu là cao su; đồng của ba ruột pha chiếm 16 % và 13 % khối lượng ở cỡ 4 AWG (8 và 15 kV), 32 % và 26 % ở cỡ 4/0 AWG (tính 8,89 kg/km cho mỗi mm² đồng; chưa kể PE). Lực kéo cho phép tính theo tiết diện đồng nên cáp có tỷ lệ đồng cao hơn treo được dài hơn (mục 5.1). Thứ hai, lớp bện polyester là phần tử gia cường duy nhất datasheet nêu; dây PE không được tính vào lực kéo. Thứ ba, ở trung thế, chất lượng lớp bán dẫn và độ sạch của đùn quyết định tuổi thọ điện nhiều hơn con số điện áp thử: một lỗ khí nhỏ ở mặt phân cách là điểm khởi đầu của phóng điện cục bộ, vì vậy FeiChun nhấn mạnh đùn đồng thời ba lớp cho cáp VDE 0250-813[10].
3. Thông số theo datasheet và những chỗ cần lưu ý
| Thông số | 8 kV | 15 kV | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Điện áp danh nghĩa U | 8 000 V | 15 000 V | dây–dây[7] |
| Điện áp thử xoay chiều | 18 kV | 29 kV | lõi điều khiển 2 kV (không có trong cấu tạo này) |
| Nhiệt độ ruột | 90 °C; ngắn mạch 250 °C | k tính cho ngắn mạch: mục 5.5 | |
| Môi trường, lắp cố định | −40 … +80 °C | — | |
| Môi trường, chuyển động | −35 … +60 °C (hai datasheet nhất quán) | thấp hơn mức +80 °C của cáp (M) R | |
| Hóa và cháy | IEC/EN 60332-1-2; dầu IEC/EN 60811-404; ozone; UV; nước biển | PCP chứa clo; không nêu IEC 60754 / 61034 | |
| Thông số | Giá trị | Ghi chú |
|---|---|---|
| Lực kéo (quy tắc) | 20 N/mm² tĩnh; 30 N/mm² động | tính trên tổng tiết diện ba ruột pha; kiểm tra cả 14 dòng ở mục 4 (lệch tối đa 5 N) |
| Xoắn | ±25 °/m | trên 10 m chiều dài tự do: ±250°, tức ±0,7 vòng (tác giả tính) |
| Tốc độ | tang (cuốn): không hạn chế; trên 240 m/phút nên hỏi hãng | 240 m/phút = 4 m/s |
| Bán kính uốn (VDE 0298-3) | 6×D cố định; 10×D chuyển động; ≥ 20×D giữa hai lần đổi hướng chữ S | D lấy theo Ø ngoài lớn nhất |
| Thử cơ trong datasheet | uốn ngược; uốn trên con lăn; xoắn | datasheet không công bố số chu kỳ |
| Dòng cho phép | 132 – 364 A theo VDE 0298-4, đặt tự do ở 30 °C | chưa gồm hệ số tang, nhiệt độ và nhóm |
4. Kích thước, kiểm tra theo bảng và đổi AWG sang mm²
Hai bảng dưới gom toàn bộ 14 dòng của hai datasheet[1][2]. Các cột ΣS, R chuyển động và lõi tang tối thiểu do tác giả thêm; số liệu còn lại là số của datasheet. D lấy theo giá trị lớn nhất của khoảng Ø cáp.
| Cấu tạo | Mã (SAP / ngoài) | Ø ruột, mm | Ø cáp, mm | Khối lượng, kg/km | Kéo tĩnh, N | Kéo động, N | Dòng, A (30 °C) | ΣS 3 ruột pha, mm² (tác giả) | R chuyển động 10×D, mm (tác giả) | Lõi tang tối thiểu 20×D, mm (tác giả) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3×4AWG+2×8AWG+1×8AWG | — / 5DK84060 | 6,8 | 46,7 – 50,7 | 3 600 | 1 270 | 1 905 | 132 | 63,4 | 507 | 1 014 |
| 3×2AWG+2×6AWG+1×8AWG | — / 5DK8*** | 8,4 | 52,0 – 56,0 | 4 550 | 2 020 | 3 030 | 176 | 100,9 | 560 | 1 120 |
| 3×1AWG+2×5AWG+1×8AWG | — / 5DK8*** | 9,5 | 54,5 – 58,5 | 5 130 | 2 540 | 3 810 | 204 | 127,2 | 585 | 1 170 |
| 3×1/0AWG+2×4AWG+1×8AWG *RED | 20160691 / 5DK8*** | 10,6 | 57,0 – 61,0 | 5 600 | 3 210 | 4 815 | 236 | 160,5 | 610 | 1 220 |
| 3×2/0AWG+2×3AWG+1×8AWG | — / 5DK8*** | 11,8 | 59,5 – 63,5 | 6 680 | 4 050 | 6 075 | 273 | 202,3 | 635 | 1 270 |
| 3×3/0AWG+2×2AWG+1×8AWG | 20004762 / 5DK84360 | 13,5 | 64,7 – 68,7 | 7 500 | 5 100 | 7 650 | 315 | 255,0 | 687 | 1 374 |
| 3×4/0AWG+2×1AWG+1×8AWG | — / 5DK8*** | 15,0 | 68,3 – 72,3 | 8 850 | 6 430 | 9 645 | 364 | 321,6 | 723 | 1 446 |
| Cấu tạo | Mã (SAP / ngoài) | Ø ruột, mm | Ø cáp, mm | Khối lượng, kg/km | Kéo tĩnh, N | Kéo động, N | Dòng, A (30 °C) | ΣS 3 ruột pha, mm² (tác giả) | R chuyển động 10×D, mm (tác giả) | Lõi tang tối thiểu 20×D, mm (tác giả) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3×4AWG+2×8AWG+1×8AWG | 20004758 / 5DK8407 | 6,8 | 54,9 – 58,9 | 4 300 | 1 270 | 1 905 | 132 | 63,4 | 589 | 1 178 |
| 3×2AWG+2×6AWG+1×8AWG | 20095177 / 5DK8458 | 8,4 | 58,6 – 62,6 | 5 530 | 2 020 | 3 030 | 176 | 100,9 | 626 | 1 252 |
| 3×1AWG+2×5AWG+1×8AWG | 20505533 / 5DK8*** | 9,5 | 61,8 – 65,8 | 6 200 | 2 540 | 3 810 | 204 | 127,2 | 658 | 1 316 |
| 3×1/0AWG+2×4AWG+1×8AWG | 20431801 / 5DK8*** | 10,6 | 64,5 – 68,5 | 7 130 | 3 210 | 4 815 | 236 | 160,5 | 685 | 1 370 |
| 3×2/0AWG+2×3AWG+1×8AWG *RED | 20004761 / 5DK8431 | 11,8 | 67,7 – 71,7 | 7 950 | 4 050 | 6 075 | 273 | 202,3 | 717 | 1 434 |
| 3×3/0AWG+2×2AWG+1×8AWG | 20454961 / 5DK8*** | 13,5 | 72,0 – 76,0 | 9 150 | 5 100 | 7 650 | 315 | 255,0 | 760 | 1 520 |
| 3×4/0AWG+2×1AWG+1×8AWG | — / 5DK8*** | 15,0 | 77,5 – 81,5 | 10 800 | 6 430 | 9 645 | 364 | 321,6 | 815 | 1 630 |
Kiểm tra: cả 14 dòng khớp công thức lực kéo; lực kéo động luôn bằng 1,5 lần lực kéo tĩnh và dòng chỉ phụ thuộc cỡ ruột pha (giống hệt ở hai cấp). Lực kéo chỉ tính ba ruột pha; dây PE và ground check không được tính. Khối lượng riêng từ 3,6 đến 8,8 kg/m ở 8 kV và từ 4,3 đến 10,8 kg/m ở 15 kV; đường kính ngoài từ 46,7 đến 81,5 mm: đây là cáp cỡ lớn, nặng hơn nhiều so với cáp festoon hay cáp xích dẫn cáp.
| Cỡ ruột pha | mm² | Ø ruột datasheet, mm | Cỡ mét gần nhất | Chênh so với cỡ mét | R20 lý thuyết, Ω/km | R90 lý thuyết, Ω/km | Dòng datasheet, A |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4 AWG | 21,15 | 6,8 | 25 mm² | −15,4 % | 0,815 | 1,039 | 132 |
| 2 AWG | 33,62 | 8,4 | 35 mm² | −3,9 % | 0,513 | 0,654 | 176 |
| 1 AWG | 42,41 | 9,5 | 50 mm² | −15,2 % | 0,407 | 0,518 | 204 |
| 1/0 AWG | 53,49 | 10,6 | 50 mm² | +7,0 % | 0,322 | 0,411 | 236 |
| 2/0 AWG | 67,43 | 11,8 | 70 mm² | −3,7 % | 0,256 | 0,326 | 273 |
| 3/0 AWG | 85,01 | 13,5 | 95 mm² | −10,5 % | 0,203 | 0,259 | 315 |
| 4/0 AWG | 107,20 | 15,0 | 120 mm² | −10,7 % | 0,161 | 0,205 | 364 |
R20 lý thuyết tính cho đồng ủ (17,241 Ω·mm²/km) và R90 = R20 · 1,275; ruột mạ thiếc bện thực có điện trở nhỉnh hơn vài phần trăm và datasheet không công bố điện trở, nên cần yêu cầu R20 đo theo mã. Chỉ có 2 AWG (−3,9 %) và 2/0 AWG (−3,7 %) nằm trong ±5 % của một cỡ mét; 4, 1, 3/0 và 4/0 AWG thấp hơn cỡ mét gần nhất 10 – 15 %, 1/0 AWG cao hơn 7 %. Vì vậy khi thay cáp mét bằng cáp AWG phải kiểm tra lại dòng và lực kéo thay vì đổi theo tên cỡ.
5. Tính toán cho tang, tuyến cáp và nguồn điện
5.1 Lực kéo, chiều dài treo thẳng đứng và chiều dài kéo lê
| Cỡ | T tĩnh, N | T động, N | m′ 8 kV, kg/m | Treo tĩnh 8 kV, m | Treo động 8 kV, m | Kéo lê 8 kV, m | m′ 15 kV, kg/m | Treo tĩnh 15 kV, m | Treo động 15 kV, m | Kéo lê 15 kV, m |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3×4 AWG | 1 270 | 1 905 | 3,60 | 36 | 54 | 60 | 4,30 | 30 | 45 | 50 |
| 3×2 AWG | 2 020 | 3 030 | 4,55 | 45 | 68 | 75 | 5,53 | 37 | 56 | 62 |
| 3×1 AWG | 2 540 | 3 810 | 5,13 | 50 | 76 | 84 | 6,20 | 42 | 63 | 70 |
| 3×1/0 AWG | 3 210 | 4 815 | 5,60 | 58 | 88 | 97 | 7,13 | 46 | 69 | 76 |
| 3×2/0 AWG | 4 050 | 6 075 | 6,68 | 62 | 93 | 103 | 7,95 | 52 | 78 | 87 |
| 3×3/0 AWG | 5 100 | 7 650 | 7,50 | 69 | 104 | 116 | 9,15 | 57 | 85 | 95 |
| 3×4/0 AWG | 6 430 | 9 645 | 8,85 | 74 | 111 | 123 | 10,80 | 61 | 91 | 101 |
Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Con số đáng chú ý nhất là chiều dài treo: ở cả hai cấp chỉ treo thẳng đứng được khoảng 36 – 74 m ở 8 kV và 30 – 61 m ở 15 kV. Vì vậy tuyến có đoạn treo thẳng đứng dài (tháp máy xếp dỡ tàu, cần máy xúc, giếng) phải đặt lực kéo giữ cáp ở tang hoặc đỡ cáp theo từng đoạn, và nên hỏi FeiChun về biến thể có lõi đỡ aramid (chữ K, mục 9). Tăng cỡ ruột không kéo dài thêm bao nhiêu (8 kV: 36 m ở 4 AWG so với 74 m ở 4/0 AWG) vì khối lượng cáp tăng gần tỷ lệ với lực kéo cho phép. Chiều dài kéo lê chỉ nên hiểu là biên trên cho đoạn ngắn giữa điểm cấp và máy: lê dài trên đá cần cáp kéo lê (mục 7, 8).
Lực quán tính cộng thêm vào lực kéo: cáp 3×1/0 AWG dài 300 m có khối lượng 1 680 kg ở 8 kV và 2 139 kg ở 15 kV; gia tốc 0,5 m/s² đòi lực khoảng 840 N và 1 070 N, tức 26 % và 33 % lực kéo tĩnh 3 210 N (17 % và 22 % lực kéo động 4 815 N) (ví dụ minh họa, chưa gồm ma sát và lực căng giữ của động cơ tang). Cáp 15 kV nặng hơn nên lực quán tính chiếm tỷ lệ lớn hơn trong lực kéo cho phép ở cùng gia tốc. Nhà sản xuất tang nhấn mạnh điều khiển tốc độ và mô-men tang làm tăng tuổi thọ cáp[12]; lực kéo thực tế phải được giữ dưới 20 N/mm² khi tăng tốc, đổi chiều hoặc trượt trên con lăn.
5.2 Bán kính uốn, lõi tang, khoảng cách chữ S, tốc độ vòng quay và sức chứa tang
| Cỡ | Dmax 8 kV, mm | R cố định 6×D, mm | R chuyển động 10×D, mm | Lõi tang và chữ S, mm | Dmax 15 kV, mm | R chuyển động 15 kV, mm | Lõi tang và chữ S 15 kV, mm |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3×4 AWG | 50,7 | 304 | 507 | 1 014 | 58,9 | 589 | 1 178 |
| 3×2 AWG | 56,0 | 336 | 560 | 1 120 | 62,6 | 626 | 1 252 |
| 3×1 AWG | 58,5 | 351 | 585 | 1 170 | 65,8 | 658 | 1 316 |
| 3×1/0 AWG | 61,0 | 366 | 610 | 1 220 | 68,5 | 685 | 1 370 |
| 3×2/0 AWG | 63,5 | 381 | 635 | 1 270 | 71,7 | 717 | 1 434 |
| 3×3/0 AWG | 68,7 | 412 | 687 | 1 374 | 76,0 | 760 | 1 520 |
| 3×4/0 AWG | 72,3 | 434 | 723 | 1 446 | 81,5 | 815 | 1 630 |
| Ø lớp cáp | n ở 120 m/phút, vòng/phút | n ở 240 m/phút, vòng/phút |
|---|---|---|
| 1.5 m | 25,5 | 50,9 |
| 2.5 m | 15,3 | 30,6 |
| 4.0 m | 9,5 | 19,1 |
Ở 3×4/0 AWG 15 kV, Ø lớn nhất 81,5 mm đòi lõi tang tối thiểu 1 630 mm và bán kính dẫn cáp 815 mm; ở 8 kV là 1 446 mm và 723 mm. Con lăn dẫn và máng phải có bán kính không nhỏ hơn bán kính uốn chuyển động 10×D. Với đổi hướng chữ S, khoảng cách tối thiểu 20×D giữa hai lần đổi hướng bằng đường kính lõi tang tối thiểu: đây là ràng buộc bố trí cơ khí hay bị bỏ qua khi thiết kế bộ dẫn cáp.
Sức chứa tang (tác giả). Cùng một tang trụ, cáp 15 kV chứa ít hơn vì D lớn hơn: bề rộng 1 500 mm xếp được 24 vòng mỗi lớp với cáp 8 kV (D = 61,0 mm) nhưng chỉ 21 vòng với cáp 15 kV (D = 68,5 mm); sức chứa ở ba lớp giảm 11 %, trong khi khối lượng cáp trên tang vẫn tăng.
| Số lớp | Ø ngoài cuộn 8 kV, mm | Chiều dài 8 kV, m | Khối lượng cáp 8 kV, kg | Ø ngoài cuộn 15 kV, mm | Chiều dài 15 kV, m | Khối lượng cáp 15 kV, kg | Chênh chiều dài |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 lớp | 1 522 | 110 | 617 | 1 537 | 97 | 691 | −12,1 % |
| 2 lớp | 1 644 | 230 | 1 285 | 1 674 | 203 | 1 446 | −11,6 % |
| 3 lớp | 1 766 | 358 | 2 005 | 1 811 | 318 | 2 266 | −11,3 % |
| 4 lớp | 1 888 | 496 | 2 777 | 1 948 | 442 | 3 150 | −10,9 % |
5.3 Dòng cho phép: nhiệt độ môi trường, số lớp trên tang và hai bộ hệ số VDE – ICEA
Dòng trong datasheet là dòng theo VDE 0298-4 cho cáp đặt tự do trong không khí ở 30 °C[1][2]. Hai hiệu chỉnh cần áp thêm: nhiệt độ môi trường và số lớp cáp còn trên tang.
| Cấu tạo | 30 °C | 35 °C | 40 °C | 45 °C | 50 °C | 55 °C | 60 °C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3×4 AWG | 132 | 126 | 120 | 114 | 108 | 101 | 93 |
| 3×2 AWG | 176 | 169 | 161 | 152 | 144 | 134 | 124 |
| 3×1 AWG | 204 | 195 | 186 | 177 | 167 | 156 | 144 |
| 3×1/0 AWG | 236 | 226 | 215 | 204 | 193 | 180 | 167 |
| 3×2/0 AWG | 273 | 261 | 249 | 236 | 223 | 209 | 193 |
| 3×3/0 AWG | 315 | 302 | 288 | 273 | 257 | 241 | 223 |
| 3×4/0 AWG | 364 | 349 | 332 | 315 | 297 | 278 | 257 |
Công thức khớp bảng hệ số của VDE 0298-4 cho cáp 90 °C (0,91 ở 40 °C; 0,82 ở 50 °C; 0,71 ở 60 °C)[4]; hệ số chính thức theo bảng VDE 0298-4 hiện hành. Datasheet không tính bức xạ mặt trời và hệ số nhóm.
Hệ số theo số lớp cáp còn trên tang lấy từ VDE 0298-4: 0,80, 0,61, 0,49, 0,42 và 0,38 cho một đến năm lớp[4]. ICEA S-75-381 dùng bộ hệ số khác, 85, 65, 45 và 35 % cho một đến bốn lớp[5]. MSHA không dùng hệ số tang của ICEA khi xét chấp thuận thiết bị: cơ quan này đánh giá 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[5].
| Cấu tạo | I0 | VDE 1 lớp (0,80) | VDE 2 lớp (0,61) | VDE 3 lớp (0,49) | VDE 4 lớp (0,42) | ICEA 1 lớp (0,85) | ICEA 2 lớp (0,65) | ICEA 3 lớp (0,45) | ICEA 4 lớp (0,35) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3×4 AWG | 132 | 106 | 81 | 65 | 55 | 112 | 86 | 59 | 46 |
| 3×2 AWG | 176 | 141 | 107 | 86 | 74 | 150 | 114 | 79 | 62 |
| 3×1 AWG | 204 | 163 | 124 | 100 | 86 | 173 | 133 | 92 | 71 |
| 3×1/0 AWG | 236 | 189 | 144 | 116 | 99 | 201 | 153 | 106 | 83 |
| 3×2/0 AWG | 273 | 218 | 167 | 134 | 115 | 232 | 177 | 123 | 96 |
| 3×3/0 AWG | 315 | 252 | 192 | 154 | 132 | 268 | 205 | 142 | 110 |
| 3×4/0 AWG | 364 | 291 | 222 | 178 | 153 | 309 | 237 | 164 | 127 |
Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Giá trị 8 kV và 15 kV của datasheet (132, 176, 204, 364 A ở 4, 2, 1 và 4/0 AWG) khớp bảng ICEA của cáp mỏ SHD-GC ở 40 °C (122, 159, 184, 321 A): quy về cùng nhiệt độ chênh trong khoảng −1,2 % đến +3,5 % (bảng mục 7.2)[6]. Điều này cho thấy datasheet dùng dòng của cùng một họ tiêu chuẩn cho cả hai cấp.
Ví dụ chọn cỡ (minh họa của tác giả).
| Số lớp | Hệ số VDE / ICEA | I0 cần theo VDE ở 30 °C, A | Cỡ chọn (VDE, 30 °C) | I0 cần theo VDE ở 40 °C, A | Cỡ chọn (VDE, 40 °C) | I0 cần theo ICEA ở 30 °C, A | Cỡ chọn (ICEA, 30 °C) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 lớp | 0,80 / 0,85 | 273 | 3×3/0 AWG (315 A) | 299 | 3×3/0 AWG (315 A) | 257 | 3×2/0 AWG (273 A) |
| 2 lớp | 0,61 / 0,65 | 359 | 3×4/0 AWG (364 A) | 393 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) | 336 | 3×4/0 AWG (364 A) |
| 3 lớp | 0,49 / 0,45 | 446 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) | 489 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) | 486 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) |
| 4 lớp | 0,42 / 0,35 | 521 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) | 570 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) | 625 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) |
| Số lớp | Hệ số VDE / ICEA | I0 cần theo VDE ở 30 °C, A | Cỡ chọn (VDE, 30 °C) | I0 cần theo VDE ở 40 °C, A | Cỡ chọn (VDE, 40 °C) | I0 cần theo ICEA ở 30 °C, A | Cỡ chọn (ICEA, 30 °C) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 lớp | 0,80 / 0,85 | 328 | 3×4/0 AWG (364 A) | 359 | 3×4/0 AWG (364 A) | 309 | 3×3/0 AWG (315 A) |
| 2 lớp | 0,61 / 0,65 | 430 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) | 471 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) | 404 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) |
| 3 lớp | 0,49 / 0,45 | 536 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) | 587 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) | 583 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) |
| 4 lớp | 0,42 / 0,35 | 625 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) | 684 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) | 750 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) |
Ở ví dụ A (8 kV), theo VDE ở 30 °C một lớp cần 3×3/0 AWG (315 A), hai lớp cần 3×4/0 AWG (364 A), và từ 3 lớp trở lên không còn cỡ nào trong bảng 8 kV; ở 40 °C môi trường, hai lớp đã vượt cỡ lớn nhất. Ở ví dụ B (15 kV), một lớp đã phải dùng 3×4/0 AWG (364 A), và từ hai lớp trở lên vượt cỡ lớn nhất. Đây là lý do cần quyết định từ giai đoạn thiết kế: số lớp tối đa còn trên tang, kiểu tang (mono-spiral hay tang trụ), chế độ tháo cáp và hệ số tải. Tang mono-spiral xếp cáp vòng chồng vòng nên được hãng tang nêu là làm mát tốt hơn[12].
Điện áp cao hơn giảm dòng, nên giảm cỡ cáp. MSHA liệt kê trong biện pháp chống quá nhiệt cáp trên tang: tăng cỡ cáp, hoặc sửa thiết bị để dùng điện áp vận hành cao hơn sao cho cùng công suất đạt được ở dòng thấp hơn[5]. Minh họa với cùng thiết bị 2,5 MVA:
| Điện áp lưới | Dòng, A | I0 cần ở hai lớp (VDE), A | Cỡ nhỏ nhất trong datasheet |
|---|---|---|---|
| 4,16 kV | 347 | 569 | vượt cỡ lớn nhất (364 A) |
| 6,6 kV | 219 | 359 | 3×4/0 AWG (364 A) |
| 11 kV | 131 | 215 | 3×1/0 AWG (236 A) |
5.4 Sụt áp
| Tải | 300 m | 500 m | 800 m | 1 000 m |
|---|---|---|---|---|
| 8 kV, lưới 6,6 kV: 3×1/0 AWG, 150 A | ≈ 31 V (0,47 %) | ≈ 52 V (0,79 %) | ≈ 84 V (1,27 %) | ≈ 104 V (1,58 %) |
| 8 kV, lưới 6,6 kV: 3×4/0 AWG, 250 A | ≈ 29 V (0,45 %) | ≈ 49 V (0,74 %) | ≈ 79 V (1,19 %) | ≈ 98 V (1,49 %) |
| 15 kV, lưới 11 kV: 3×1/0 AWG, 150 A | ≈ 31 V (0,28 %) | ≈ 52 V (0,47 %) | ≈ 84 V (0,76 %) | ≈ 104 V (0,95 %) |
| 15 kV, lưới 11 kV: 3×4/0 AWG, 250 A | ≈ 29 V (0,27 %) | ≈ 49 V (0,45 %) | ≈ 79 V (0,71 %) | ≈ 98 V (0,89 %) |
Ở 300 m, sụt áp dưới 1 % trong cả bốn ví dụ; ở 1 000 m, lưới 6,6 kV tới 1,5 – 1,6 % còn lưới 11 kV chỉ khoảng 0,9 %. Với tuyến dài vài trăm mét trở lên phải kiểm tra sụt áp, nhưng ở phần lớn thiết bị di động giới hạn của cáp này nằm ở dòng theo số lớp tang và lực kéo. Điện kháng X = 0,10 Ω/km là giả định (datasheet không công bố); cáp 6/10 kV cùng họ của hãng nêu điện cảm 0,23 – 0,35 mH/km, tức 0,07 – 0,11 Ω/km ở 50 Hz[12], nên giả định này hợp lý. Cần yêu cầu điện kháng và điện dung đo theo mã khi tính chính xác.
5.5 Ngắn mạch, ruột mạ thiếc, tiết diện dây PE và ground check
| Cỡ ruột pha | Dây PE | Σ tiết diện PE, mm² | so với 1 ruột pha | k = 143: 1 s | k = 122: 1 s |
|---|---|---|---|---|---|
| 3×4 AWG | 2×8 AWG | 16,7 | 79 % | 2,39 kA | 2,04 kA |
| 3×2 AWG | 2×6 AWG | 26,6 | 79 % | 3,81 kA | 3,25 kA |
| 3×1 AWG | 2×5 AWG | 33,5 | 79 % | 4,80 kA | 4,10 kA |
| 3×1/0 AWG | 2×4 AWG | 42,3 | 79 % | 6,05 kA | 5,17 kA |
| 3×2/0 AWG | 2×3 AWG | 53,3 | 79 % | 7,63 kA | 6,51 kA |
| 3×3/0 AWG | 2×2 AWG | 67,2 | 79 % | 9,62 kA | 8,21 kA |
| 3×4/0 AWG | 2×1 AWG | 84,8 | 79 % | 12,14 kA | 10,36 kA |
| dây ground check | 1×8 AWG | 8,4 | — | 1,20 kA | 1,02 kA |
| Dây dẫn | k = 143: 0,5 s | 1 s | 3 s | k = 122: 0,5 s | 1 s | 3 s |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ruột 1/0 AWG (53,49 mm²) | 10,82 kA | 7,65 kA | 4,42 kA | 9,24 kA | 6,53 kA | 3,77 kA |
| Ruột 4/0 AWG (107,2 mm²) | 21,69 kA | 15,34 kA | 8,86 kA | 18,51 kA | 13,09 kA | 7,56 kA |
Datasheet ghi nhiệt độ ruột khi ngắn mạch là 250 °C, tương ứng k = 143. Nhưng bảng mật độ dòng ngắn mạch của VDE 0298-4 (trích qua LAPP) có ghi chú rằng với ruột mạ thiếc nhiệt độ bị giới hạn ở 200 °C (và 160 °C nếu có mối hàn thiếc mềm): mật độ dòng cho 1 s khi bắt đầu ở 90 °C là 122 A/mm², thấp hơn 15 % so với 143 A/mm²[4]. Vì ruột và dây PE của cáp này đều mạ thiếc (class FS), nên giá trị an toàn của hai dây PE 2×4 AWG (cáp 3×1/0 AWG) là 5,17 kA trong 1 s thay vì 6,05 kA. Hãy hỏi hãng cáp k nào áp dụng cho ruột mạ thiếc của mã đặt hàng, và đối chiếu tiết diện PE với dòng chạm đất và thời gian cắt của lưới: 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 và điện trở dây pilot, không chỉ ghi chú theo AWG.
5.6 Điện áp thử, điện áp danh định và bề dày cách điện ICEA
| Cấp | U, V (dây–dây) | Thử xoay chiều | Thử / U | Thử / U0 | Bề dày cách điện ICEA SHD-GC (100 %) | U0 = U/√3, V |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 8 kV | 8 000 | 18 kV | 2,25 | 3,90 | 150 mil ≈ 3,8 mm | 4 619 |
| 15 kV | 15 000 | 29 kV | 1,93 | 3,35 | 210 mil ≈ 5,3 mm | 8 660 |
Phép thử kéo dài vài phút ở tần số công nghiệp không thay cho thử phóng điện cục bộ và thử xung; với tuyến trung thế dài có đầu cáp, hãy yêu cầu thêm biên bản đo PD nếu hợp đồng đòi hỏi (mục 10). Bề dày cách điện danh định của cáp mỏ SHD-GC theo ICEA là 110, 150 và 210 mil (2,8; 3,8 và 5,3 mm) cho 5, 8 và 15 kV ở mức 100 %[6]; datasheet PROTOLON không công bố bề dày, và cũng không nêu mức 100 %, 133 % hay 173 %. Mức cách điện cần chọn theo cách nối đất trung tính và thời gian tồn tại sự cố chạm đất: 100 % khi sự cố được cắt trong 1 phút, 133 % khi trong 1 giờ, 173 % khi không xác định[7]. Datasheet cũng không công bố điện dung và dòng nạp, nên chưa tính được công suất phản kháng nạp của tuyến.
6. Chọn 8 kV hay 15 kV
Cấp điện áp của cáp tang cuốn được chọn theo điện áp lưới dây–dây và cách nối đất trung tính, không theo thói quen mua hàng. Theo quy ước ICEA/NEMA, điện áp ghi trên cáp là điện áp dây–dây và mức cách điện (100, 133 hoặc 173 %) được chọn theo thời gian tồn tại sự cố chạm đất[7].
| Điện áp lưới (dây–dây) | Cấp cáp tối thiểu (100 %) | Khi lưới không nối đất trực tiếp | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| 3,3 kV; 4,16 kV | 5 kV (13 kV thử), không thuộc bài này | hỏi mức 133 % hoặc dùng 8 kV | cấp 5 kV của họ này có thêm cỡ MCM (bài LWL 5 kV và 8 kV) |
| 6,0; 6,6; 6,9; 7,2 kV | 8 kV (18 kV thử) | hỏi mức 133 % hoặc dùng 15 kV | cỡ lớn nhất 4/0 AWG, 364 A ở 30 °C |
| 10; 11; 13,8 kV | 15 kV (29 kV thử) | hỏi mức 133 % / 173 % | cỡ lớn nhất 4/0 AWG, 364 A ở 30 °C |
Cái giá của cấp điện áp cao hơn. Nếu lưới là 6,6 kV thì dùng cáp 8 kV; nếu lưới 11 kV thì bắt buộc cáp 15 kV. Nhưng khi chọn giữa hai cấp cho cùng một cỡ ruột, 15 kV phải trả bằng đường kính, khối lượng, lõi tang và chiều dài treo:
| Cấu tạo | Ø max, mm | so với 8 kV | m′, kg/m | so với 8 kV | Lõi tang tối thiểu, mm | Treo thẳng đứng, m | Tỷ lệ đồng | Dòng, A |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3×1/0 AWG, 8 kV | 61,0 | — | 5,60 | — | 1 220 | 58 | 25 % | 236 |
| 3×1/0 AWG, 15 kV | 68,5 | +12,3 % | 7,13 | +27,3 % | 1 370 | 46 | 20 % | 236 |
| 3×4/0 AWG, 8 kV | 72,3 | — | 8,85 | — | 1 446 | 74 | 32 % | 364 |
| 3×4/0 AWG, 15 kV | 81,5 | +12,7 % | 10,80 | +22,0 % | 1 630 | 61 | 26 % | 364 |
7. So sánh với bản LWL, cáp mỏ ICEA SHD-GC và các họ cáp tang cuốn khác
7.1 Cáp này và bản có sợi quang cùng họ
Bản (SM-R)-LWL có cùng ruột, cùng dây PE, cùng vỏ nhưng thêm phần tử sợi quang (6 đến 24 sợi G62,5, G50 hoặc E9)[3]. Đặt cạnh nhau ở 8 kV, mỗi cỡ ruột có cùng cấu hình 2×PE nên chênh lệch chủ yếu là phần tử quang thay cho dây ground check:
| Cấu tạo (2×PE) | (N)TSCGEWÖU 8 kV: Ømax mm / kg/km | (SM-R)-LWL 8 kV: Ømax mm / kg/km | Chênh Ø | Chênh khối lượng |
|---|---|---|---|---|
| 3×4 AWG | 50,7 / 3 600 | 52,1 / 3 700 | +1,4 mm (+2,8 %) | +100 kg/km (+2,8 %) |
| 3×2 AWG | 56,0 / 4 550 | 58,2 / 4 850 | +2,2 mm (+3,9 %) | +300 kg/km (+6,6 %) |
| 3×1 AWG | 58,5 / 5 130 | 60,6 / 5 470 | +2,1 mm (+3,6 %) | +340 kg/km (+6,6 %) |
| 3×1/0 AWG | 61,0 / 5 600 | 63,6 / 6 240 | +2,6 mm (+4,3 %) | +640 kg/km (+11,4 %) |
| 3×2/0 AWG | 63,5 / 6 680 | 66,7 / 7 100 | +3,2 mm (+5,0 %) | +420 kg/km (+6,3 %) |
| 3×3/0 AWG | 68,7 / 7 500 | 71,7 / 8 600 | +3,0 mm (+4,4 %) | +1 100 kg/km (+14,7 %) |
| 3×4/0 AWG | 72,3 / 8 850 | 76,8 / 9 900 | +4,5 mm (+6,2 %) | +1 050 kg/km (+11,9 %) |
Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Phần tử quang làm cáp to hơn 2,8 – 6,2 % và nặng hơn 3 – 15 %; vì các dòng LWL không luôn ghi số sợi nên con số chỉ đúng cho cấu hình ghi trên cùng dòng. Ở 15 kV chênh tương tự (3×1/0 AWG: 68,5 mm so với 70,9 mm; 3×4/0 AWG: 81,5 mm so với 84,8 mm theo bài LWL 15 kV). Nếu thiết bị đã có đường truyền dữ liệu riêng (không dùng cáp quang qua tang), cáp không sợi quang cho lõi tang nhỏ hơn, tang chứa dài hơn và treo thẳng đứng dài hơn; nếu cần tín hiệu qua tang thì dùng bản LWL, và tính thêm suy hao quang và bán kính uốn theo cáp lực.
7.2 Cáp mỏ ICEA SHD-GC
Cáp mỏ ICEA S-75-381 loại SHD-GC (ba lõi, hai dây đất và một dây kiểm tra tiếp địa, vỏ CPE gia cường hở) là đối chứng gần nhất về cấp 8 và 15 kV[6]; điều thú vị là cấu hình lõi giống PROTOLON này (ba pha + hai PE + một ground check):
| Cấp, cỡ ruột | SHD-GC: Ø mm / kg/km / A ở 40 °C [6] | PROTOLON: Ømax mm / kg/km / A quy về 40 °C | Chênh Ø | Chênh khối lượng | Chênh dòng |
|---|---|---|---|---|---|
| 8 kV, 4 AWG | 49,3 / 3 439 / 122 | 50,7 / 3 600 / 120 | +2,8 % | +4,7 % | −1,2 % |
| 8 kV, 2 AWG | 53,8 / 4 463 / 159 | 56,0 / 4 550 / 161 | +4,1 % | +1,9 % | +1,0 % |
| 8 kV, 1 AWG | 56,1 / 5 284 / 184 | 58,5 / 5 130 / 186 | +4,3 % | −2,9 % | +1,2 % |
| 8 kV, 4/0 AWG | 69,9 / 8 927 / 321 | 72,3 / 8 850 / 332 | +3,4 % | −0,9 % | +3,5 % |
| 15 kV, 2 AWG | 61,2 / 5 520 / 164 | 62,6 / 5 530 / 161 | +2,3 % | +0,2 % | −2,0 % |
| 15 kV, 1 AWG | 64,0 / 6 434 / 187 | 65,8 / 6 200 / 186 | +2,8 % | −3,6 % | −0,4 % |
Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Ở đúng cấu hình ba pha + hai PE + ground check, PROTOLON chỉ lớn hơn cáp mỏ cùng cấp 2,3 – 4,3 % về đường kính và chênh từ −3,6 % đến +4,7 % về khối lượng; dòng quy về 40 °C chênh từ −2,0 % đến +3,5 %. Đây là hai họ khác thiết kế: SHD-GC là cáp kéo lê, PROTOLON có bện polyester và vỏ cho tang. Khi một dự án mỏ viết yêu cầu theo ICEA SHD-GC nhưng thiết bị dùng tang, cần làm rõ cáp tang cuốn (như họ này) hay cáp kéo lê mới là đúng loại.
7.3 Các họ cáp tang cuốn khác
| Cáp | Điện áp / cỡ ruột | Lực kéo (quy tắc) | Xoắn | Tốc độ | R chuyển động | Ghi chú |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PROTOLON (SM-R) AWG (N)TSCGEWÖU 8 / 15 kV (bài này) | 8, 15 kV; 4 AWG – 4/0 AWG | 20 tĩnh / 30 động N/mm² | ±25 °/m | tang: không hạn chế; trên 240 m/phút hỏi hãng | 10×D | PCP 5GM5; bện polyester; không sợi quang[1][2] |
| PROTOLON (SM-R)-LWL AWG 5 / 8 / 15 kV | 5, 8, 15 kV; 4 AWG – 4/0 AWG (5 kV tới 500 MCM) | 20 tĩnh / 30 động N/mm² | ±25 °/m | như trên | 10×D | có phần tử sợi quang[3] |
| PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWÖU LWL | 6/10 kV; 3×25 – 3×300 mm² | 20 tĩnh / 25 động N/mm² | ±100 °/m | cuộn lại 100; cuốn 120 m/phút | 10×D | máy lộ thiên; tang mono-spiral và tang trụ[12] |
| PROTOLON (SMK) (N)TSCGEWÖU | 6/10 kV | 30 N/mm² | ±25 °/m | 240 m/phút | — | cẩu container tốc độ cao[12] |
| PROTOLON (FL)-LWL (dẹt) | 3,6/6 – 6/10 kV | 15 N/mm² | không cho phép | 120 m/phút | 10×D (D = 1,5 × chiều cao) | chỉ uốn một mặt phẳng[12] |
| BUFLEX-M của FeiChun | 0,6/1 – 6,6/6,6 kV | lõi aramid ở tâm | bện chống xoắn | tang 60 m/phút; festoon 200 m/phút | 6×D cố định, 8×D chuyển động | PUR polyether; trên 1 triệu chu kỳ ở bán kính danh định (FeiChun nêu)[10] |
Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Cáp (SM-R) cùng cấp lực kéo và xoắn với họ SMK (30 N/mm² động, ±25 °/m), tức thuộc nhóm cáp tang cuốn tốc độ cao và chịu xoắn, khác với (M) R LWL 6/10 kV được tối ưu cho máy lộ thiên tốc độ vừa (xoắn ±100 °/m, 120 m/phút). Ba điều cần lưu ý: số N/mm² không so được trực tiếp giữa các hãng nếu cách tính tiết diện khác; cùng lực kéo tuyệt đối, cỡ AWG lớn hơn hoặc nhỏ hơn cỡ mét gần nhất 4 – 15 % (mục 4); và datasheet này liệt kê tang mà không nêu xích dẫn cáp hay kéo lê.
| Vật liệu | Điểm mạnh | Giới hạn | Nguồn |
|---|---|---|---|
| Polychloroprene (PCP/CR) 5GM5 | bền cơ học, chịu dầu, ozone, UV, nước biển; chậm cháy IEC 60332-1-2; theo FeiChun 5GM5: kéo ≥ 15 N/mm², giãn dài ≥ 300 %, xé ≥ 30 N/mm | chứa clo (không phải LSZH); hút ẩm 1,5 – 3 % theo FeiChun; mềm lạnh tới −35 °C theo datasheet | [1][2][10] |
| CPE nhiệt đới hóa | FeiChun nêu hút nước dưới 0,5 % (28 ngày, 70 °C), chịu axit tới pH 2,5, có chất chống nấm | số liệu của hãng cho cáp mỏ Type 275; cần số thử cho mã cụ thể; chứa clo | [11] |
| PUR gốc polyether | mài mòn và xé tốt; dẻo tới −50 °C (TENAX-PUR); polyether chống thủy phân tốt hơn polyester; FeiChun nêu hút ẩm dưới 0,8 % | giá cao hơn; phải xác nhận gốc polyol và số đo thực | [10][11] |
Quy tắc chọn họ cáp (tác giả). Tang tốc độ cao, xoắn ±25 °/m, mạng 8 – 15 kV kiểu ICEA, không cần tín hiệu qua cáp → họ (SM-R) cỡ AWG này; cần cả dữ liệu → bản LWL; theo VDE U0/U → (M) R, SMK. Tang một lớp, uốn một mặt phẳng → họ FL dẹt. Kéo lê dài trên nền hoặc đá → cáp kéo lê vỏ dày (Type 240 / 275, TENAX-PUR của FeiChun), không dùng cáp tang cuốn. Hầm kín cần không halogen → yêu cầu phương án vỏ không halogen và hồ sơ IEC 60754, IEC 61034.
8. Ứng dụng: tang, máy rải – thu hồi, cẩu container, xếp dỡ tàu, xích dẫn cáp, kéo lê
Datasheet liệt kê năm loại tang: máy rải – thu hồi, cẩu container, cẩu xử lý gỗ, máy dỡ tàu và máy xếp tàu[1][2]. Các hình dưới đặt từng ứng dụng cạnh các ràng buộc tính ở mục 5; dấu tích xanh là ứng dụng được datasheet nêu, dấu chéo đỏ là tải ngoài phạm vi datasheet, dấu hỏi vàng là trường hợp cần hỏi hãng.
| Kịch bản | Tải chính | Cần kiểm tra |
|---|---|---|
| Máy rải – thu hồi trên bãi hàng rời | tang theo ray; đổi chiều; bụi, nước biển bắn | tốc độ; số lớp còn trên tang và hệ số dòng (mục 5.3); mài mòn vỏ ở bộ dẫn cáp; 6,6 kV → 8 kV, 11 kV → 15 kV |
| Cẩu giàn container (RMG, RTG) | tang trên chân cẩu; uốn lặp; nhiệt | lõi tang ≥ 20×D; tốc độ trên 240 m/phút hỏi hãng; điều khiển mô-men tang; hệ số nhiệt |
| Máy dỡ tàu, máy xếp tàu | tang trên tháp hoặc cần; có đoạn treo thẳng đứng; nước biển bắn | chiều dài treo ≈ 30 – 74 m ở 20 N/mm² (mục 5.1, bảng của đúng cấp); lực kéo giữ cáp; vỏ chịu nước biển (datasheet nêu), không ngâm |
| Cẩu xử lý gỗ | bụi, mảnh gỗ, va đập, mài mòn ngoài trời | chỉ số mài mòn ISO 4649; độ bền xé; kiểm tra mòn vỏ định kỳ |
| Máy xúc, máy nghiền di động ở mỏ | kéo, xoắn, mài mòn khi lê | datasheet không liệt kê; hỏi hãng số chu kỳ uốn và hồ sơ phê duyệt (MSHA, UL trong datasheet là của Prysmian) |
| Festoon | cáp nặng 3,6 – 10,8 kg/m, Ø 46,7 – 81,5 mm | datasheet chỉ liệt kê tang; tính tải xe đỡ và khoảng cách; xin xác nhận bằng văn bản |
| Xích dẫn cáp | uốn lặp một mặt phẳng; Ø lớn | datasheet không nêu; R xích ≥ 10×D (507 – 815 mm); hãng xích và hãng cáp xác nhận; số chu kỳ uốn |
| Đổi hướng chữ S qua con lăn | uốn ngược chiều | khoảng cách ≥ 20×D (1 014 – 1 630 mm); đường kính con lăn ≥ 2R |
| Treo thẳng đứng dài hoặc tang thẳng đứng | lực kéo bản thân cáp | giới hạn ≈ 30 – 74 m ở 20 N/mm²; hỏi FeiChun về biến thể có lõi đỡ aramid (K) |
| Kéo lê trên nền, mặt mỏ | mài mòn, cắt, nghiền, xoắn | không phải mục đích chính; dùng cáp kéo lê vỏ dày (Type 240 / 275, TENAX-PUR) |
| Hầm kín, nơi đông người | khói và khí clo khi cháy | PCP chứa clo; nếu hồ sơ phòng cháy đòi không halogen, yêu cầu phương án khác |
| Môi trường trên +60 °C hoặc dưới −35 °C khi chuyển động | nóng hoặc lạnh quá mức | ngoài dải của datasheet; dưới −35 °C xét PUR (TENAX-PUR, tới −50 °C)[10] |
9. Công nghệ vật liệu và thiết kế của FeiChun cho cáp mỏ và cáp tang cuốn chịu kéo, chịu uốn và mài mòn
FeiChun mô tả mình là công ty kỹ thuật polymer chuyên hai nhóm cáp: cáp tang cuốn mềm (BUFLEX-M, họ VDE 0250) cho cẩu cảng STS/RTG, máy rải – thu hồi, giàn khoan, và cáp kéo lê hạng nặng cho mỏ (Type 240, Type 275 theo AS/NZS 1802, TENAX-PUR); lợi thế cốt lõi là tự nghiên cứu và pha chế hợp chất vỏ và cách điện (PUR, CPE, EPR) từ nguyên liệu gốc[11]. Cáp tang cuốn trung thế 8 – 15 kV chịu đúng hai điểm yếu mà FeiChun nêu cho cáp tang cuốn: đứt ruột do mỏi uốn và nứt vỏ do tiếp xúc lặp lại với bề mặt tang[11]. Các nội dung dưới đây là công bố 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
FeiChun cho rằng nhà máy mua hợp chất đã trộn sẵn kiểm soát được quá trình lắp ráp cơ học nhưng không kiểm soát được đặc tính phân tử quyết định hành vi của cáp ngoài hiện trường; khi cáp hỏng, nhà máy chỉ còn ba lựa chọn là đổi nhà cung cấp hợp chất, tăng bề dày hoặc chấp nhận tỷ lệ hỏng[11]. Ngược lại, phòng thí nghiệm polymer của FeiChun pha chế từ polymer gốc, chất hóa dẻo, chất liên kết ngang, chất độn khoáng, chất ổn định UV, phụ gia chống nấm và bột màu, nên khi có sự cố có thể quy nguyên nhân về đặc tính hợp chất và chỉnh công thức[11]. Quy trình khép kín gồm pha trộn, chuẩn bị ruột (kéo, mạ thiếc, bện class 5 hoặc 6), đùn cách điện và vỏ với giám sát đường kính bằng laser và độ lệch tâm, lưu hóa liên tục, lắp ráp lõi trên máy bện hành tinh, rồi thử từng cuộn[11]. Với cáp trung thế VDE 0250-813, FeiChun nêu đùn đồng thời ba lớp (bán dẫn trong, cách điện, bán dẫn ngoài) để cáp không có lỗ khí[10].
| Công đoạn | Phép thử | Tiêu chí |
|---|---|---|
| Hợp chất | độ nhớt Mooney (ASTM D1646) | trong ±5 % so với mục tiêu công thức |
| Hợp chất vỏ CPE | hút nước (IEC 60811-402) | dưới 0,5 % khối lượng (28 ngày, 70 °C) |
| Ruột | độ dày lớp thiếc; điện trở một chiều 20 °C (IEC 60228) | thiếc 5 – 10 µm; trong giới hạn class 5 |
| Cách điện | hot set (IEC 60811-507); điện môi sau ngâm nước | giãn dài ≤ 175 %, biến dạng dư ≤ 15 %; trên 90 % sau 1 000 h ở 90 °C (EPR chống thủy phân) |
| Đùn | bề dày và độ lệch tâm | trong min/max; độ lệch tâm ≤ 10 % |
| Thành phẩm | thử điện áp xoay chiều từng cuộn; điện trở cách điện | theo IEC 60502 hoặc tiêu chuẩn hợp đồng; trên 500 MΩ·km ở 20 °C |
| Hồ sơ | truy xuất nguồn gốc | cuộn → lô hợp chất → lô ruột → biên bản thử |
Nguồn: bảng điểm kiểm soát chất lượng trong bài giới thiệu FeiChun[11]. Không có số liệu riêng cho mã 8 kV hoặc 15 kV.
9.2 Năm bài toán của cáp tang cuốn trung thế và lời giải FeiChun công bố
| Bài toán | Cơ chế hỏng | Lời giải FeiChun công bố | Số liệu đi kèm (do FeiChun nêu) | Cần xác minh |
|---|---|---|---|---|
| Mỏi uốn ruột | uốn lặp quanh tang; tập trung ứng suất ở lớp sợi ngoài | ruột đồng mạ thiếc class 5 (class 6 khi yêu cầu), bước bện ngắn, ruột sợi mảnh[10][11] | BUFLEX-M: bán kính 6×D cố định, 8×D chuyển động; trên 1 triệu chu kỳ ở bán kính danh định[10] | số chu kỳ thử theo R = 10×D, tốc độ và tiêu chí đạt; class FS hay class 5/6 |
| Kéo và xoắn | Z-kink (cáp xoắn lò xo); ruột chịu kéo trực tiếp | phần tử aramid (Kevlar) ở tâm cho biến thể K; bện lõi chéo xoắn xen kẽ trái – phải; bện polyester; bước xoắn ngắn; bện tổng hợp chống xoắn do FeiChun thiết kế[10] | (N)TSKCGEWÖU: chữ K dùng cho tuyến dài trên 200 m hoặc tang thẳng đứng[10] | biên bản thử xoắn ±25 °/m theo đúng mã; có aramid hay không |
| Mài mòn và xé vỏ | cạnh tang, con lăn, bộ dẫn cáp, nền | vỏ CR 5GM5 theo VDE hoặc PUR polyether, CPE tự pha chế[10][11] | 5GM5: kéo ≥ 15 N/mm², xé ≥ 30 N/mm; PUR polyether hút ẩm dưới 0,8 %[10][11] | chỉ số ISO 4649, độ bền xé, giãn dài của đúng vỏ sẽ giao |
| Ẩm nóng, thủy phân, ăn mòn | thủy phân EPR và PUR polyester; cây nước; oxy hóa ruột trần; nước đi dọc cáp | EPR liên kết ngang silane thay peroxide; ruột mạ thiếc toàn bộ; sợi trương nở chặn nước; CPE hút ẩm thấp, chống nấm[11] | EPR giữ trên 90 % điện môi sau 1 000 h ngâm nước 90 °C, so với 60 – 70 % của EPR peroxide[11] | biên bản thử thủy phân của đúng mã; kiểu liên kết ngang |
| Trung thế: PD và đầu cáp | lỗ khí ở mặt phân cách; bóc làm xước | đùn đồng thời bán dẫn trong – EPR – bán dẫn ngoài; đo Ø bằng laser; độ lệch tâm ≤ 10 %; lưu hóa liên tục[10][11] | thử điện áp từng cuộn; điện trở cách điện trên 500 MΩ·km (20 °C)[11] | đo PD (nếu hợp đồng đòi); lực bóc lớp ngoài; mức cách điện 100 / 133 % |
9.3 Hai hướng thiết kế: tang cuốn trung thế và cáp kéo lê vỏ CPE
Diễn giải kỹ thuật (tác giả). Nhìn hai mặt cắt theo đường đi của lực. Ở cáp tang cuốn có phần tử đỡ aramid (biến thể K) và BUFLEX-M, lực kéo của tang đi qua aramid và bện chống xoắn thay vì qua đồng; datasheet 8 kV và 15 kV chỉ nêu bện polyester nên đoạn này cần xác nhận. Ở cáp kéo lê Type 275, vỏ CPE dày và màn chắn composite chịu mài mòn nền, còn lõi dẫn hướng giãn được để tín hiệu bảo vệ cắt khi vỏ hỏng; nước lan dọc cáp bị sợi trương nở chặn lại. FeiChun xếp mỗi họ vào một kiểu chuyển động: cáp tang cuốn dùng khi có tang hoặc festoon, cáp kéo lê dùng khi cáp nằm trên nền và bị máy kéo, không có «lai» giữa hai loại[11]. Quy tắc này khớp với kết luận của mục 7 và 8.
Hai thiết kế khác trong họ VDE 0250-813 của FeiChun đáng chú ý cho tuyến cảng và mỏ: TENAX-PUR 6/10 kV có vỏ PUR dẻo tới −50 °C (vỏ elastomer 5GM3 / 5GM5 cứng dưới khoảng −25 °C theo FeiChun), và biến thể (N)TMCGEH3S có sợi LED chạy xoắn dưới vỏ TPU trong suốt để tăng khả năng nhìn thấy cáp, nhằm giảm tai nạn xe tải cán cáp ở mỏ lộ thiên[10].
9.4 Vật liệu vỏ: hút ẩm, thủy phân và cái giá của polyether
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 (khoảng gấp đôi sau mỗi 10 °C); và polyether PUR không có liên kết este nên chống thủy phân tốt hơn polyester PUR[10]. Chọn polyether cho cảng nhiệt đới là đánh đổi có chủ đích: được bền thủy phân, đổi lại phải dùng phụ gia và thiết kế để giữ độ bền xé và mài mòn; FeiChun nêu bổ sung phụ gia chống xé, ổn định UV và giảm ma sát bề mặt cho PUR gốc polyether của BUFLEX-M[10][11]. Hệ quả cho người mua: không so tên vật liệu, mà đưa chỉ số mài mòn ISO 4649, độ bền xé, hút ẩm và loại polyol của đúng vỏ sẽ giao vào hợp đồng.
9.5 Gói tropical hóa, bằng chứng hiện trường và luận điểm học thuật
| Hạng mục | Cơ chế hỏng nhắm tới | Lợi ích công bố |
|---|---|---|
| Ruột đồng mạ thiếc toàn bộ lõi | oxy hóa đồng trong môi trường ẩm, có axit | ngăn 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 môi | giữ trên 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) |
| Bề dày cách điện theo cấp 3,3 kV | cây nước phát triển trong cách điện | đường khuếch tán ẩm dài hơn (FeiChun nêu dày hơn 40 – 50 %) |
| Sợi trương nở chặn nước giữa các lõi | nước đi dọc cáp qua khe sau khi vỏ thủng | giới hạn hư hỏng ở vùng gần chỗ thủng vỏ |
| Vỏ CPE hút nước cực thấp, có chất chống nấm | nước thấm qua vỏ; sinh học tấn công vỏ | hút nước thấp hơn 2 – 4 lần so với PCP tiêu chuẩn (số của FeiChun) |
Bằng chứng hiện trường (số liệu do FeiChun công bố). 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; cáp tropical hóa cùng cỡ 3×50 mm² giữ trên 100 MΩ·km sau 36 tháng, cùng mỏ, cùng khu vực, cùng điều kiện vận hành[11]. Tại Kalimantan, FeiChun nêu tuổi thọ tăng từ 6 – 18 tháng (vỏ PCP tiêu chuẩn) lên 24 – 48 tháng (CPE tropical hóa)[11]. Phân tích tổng chi phí của FeiChun cho 5 000 m cáp Type 275 3×50 mm²: cáp tropical hóa đắt hơn khoảng 17 % khi mua (khoảng 105 000 so với 90 000 USD) nhưng tổng chi phí 36 tháng khoảng 105 000 USD so với 290 000 – 310 000 USD khi phải thay hai lần[11]. Phạm vi: đây là cáp AS/NZS 1802 cho mỏ, không phải mã 8 kV hoặc 15 kV AWG; số liệu chỉ minh họa nguyên lý «kiểm soát vỏ và vật liệu», tác giả không kiểm chứng độc lập.
Luận điểm học thuật làm cơ sở (qua trích dẫn trong bài giới thiệu của FeiChun)[11].
- Nghiên cứu về giám sát cách điện cáp cao áp trong mỏ than hầm lò (PMC9152389) ghi nhận độ ẩm không khí thường trên 90 %, nhỏ giọt, tản nhiệt kém làm cáp già hóa nhanh; tác động môi trường chỉ tới cách điện sau khi xuyên qua hoặc vượt lớp vỏ ngoài, nên toàn vẹn của vỏ là tuyến phòng thủ đầu tiên. Nhận xét của tác giả: đây là bằng chứng gián tiếp cho việc đầu tư vào vỏ, không phải số đo của cáp FeiChun.
- Nghiên cứu về đánh giá trạng thái vận hành cáp XLPE mỏ (PMC9571771) nhấn mạnh môi trường hầm hẹp làm cáp dễ hỏng cơ học do va đập, mài mòn và kéo lê, và hư hại cách điện thường bắt đầu từ việc vỏ bị phá.
- Tổng quan 2025 của MDPI về các đường suy giảm cách điện cáp (Fire 8(10), 397) nêu hiện tượng phóng điện bề mặt nguy hiểm ở môi trường ô nhiễm hoặc ẩm cao, và UV cùng độ ẩm đẩy nhanh biến đổi hóa học làm giảm khả năng chống cháy.
- Nghiên cứu về polyetylen và EPR liên kết ngang silane so với peroxit (Allen và cộng sự, 1992, Polymer Degradation and Stability) cho thấy vật liệu liên kết ngang silane có năng lượng hoạt hóa suy giảm nhiệt – oxy hóa cao hơn; FeiChun dùng điều này để giải thích lựa chọn EPR silane chống thủy phân. Nhận xét của tác giả: năng lượng hoạt hóa cao hơn là chỉ báo, còn kết luận về tuổi thọ phải đến từ thử ngâm nước ở nhiệt độ làm việc của đúng hợp chất.
- FeiChun trích số liệu của 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[10]. Tác giả chưa kiểm chứng số liệu này độc lập.
9.6 Áp dụng cho mã 8 kV và 15 kV cỡ AWG: ánh xạ và bảng hỏi FeiChun
Website của FeiChun có chuyên mục riêng cho cáp di động ICEA S-75-381 (Portable Power Cables)[11]: đây là hệ tiêu chuẩn của các cấp 5, 8 và 15 kV cỡ AWG và MCM. Vì datasheet tham khảo là của Prysmian, người mua nên hỏi FeiChun về cấu tạo tương đương theo các hạng mục dưới đây thay vì giả định.
| Hạng mục | Datasheet tham khảo [1][2] | Công nghệ FeiChun liên quan | Nên hỏi FeiChun |
|---|---|---|---|
| Cấp điện áp và mức cách điện | U = 8 000 / 15 000 V; thử 18 / 29 kV; không nêu 100 / 133 % | cấu hình điện áp và ghi nhãn theo hệ nối đất của khách[11] | mức cách điện 100 hay 133 %; bề dày danh định và nhỏ nhất; thử PD |
| Ruột và dây PE | đồng mạ thiếc, class FS; AWG; hai dây PE + 1×8 AWG | ruột mạ thiếc class 5 / 6, thiếc 5 – 10 µm kiểm bằng XRF[11] | class FS hay 6; số sợi; R20 đo; k ngắn mạch cho ruột mạ thiếc (122 hay 143); tiết diện PE (mm²) |
| Cách điện và bán dẫn | EPR ≥ 3GI3; bán dẫn trong EPR; ngoài NBR easy-strip | EPR liên kết ngang silane; đùn ba lớp một lần[10][11] | kiểu liên kết ngang; thử thủy phân; lực bóc lớp ngoài |
| Gia cường | bện polyester | aramid ở tâm (K); bện chống xoắn FeiChun thiết kế[10] | có lõi đỡ aramid không; lực kéo ≥ 20 N/mm²; chiều dài treo thẳng đứng cho phép (≈ 30 – 74 m ở 20 N/mm²) |
| Vỏ | PCP 5GM3 trong; PCP 5GM5 ngoài; bề dày theo ICEA | CPE hút ẩm thấp; PUR polyether; chỉ số mài mòn[11] | PCP, CPE hay PUR; ISO 4649; độ bền xé; hút ẩm; bề dày |
| Chặn nước dọc | datasheet không nêu | sợi trương nở chặn nước giữa các lõi[11] | có sợi hoặc băng chặn nước không; nước biển bắn có làm ẩm vào khe không |
| Ground check | 1×8 AWG | tùy biến tiết diện PE, lõi dẫn hướng[11] | điện trở dây pilot; tương thích rơ-le giám sát; thử liên tục sau thử uốn |
| Dòng theo VDE 0298-4 | 132 – 364 A, như nhau ở hai cấp | — | bảng dòng theo đúng mã và cấp điện áp; hệ số tang VDE hay ICEA |
| Cơ học | 20/30 N/mm²; ±25 °/m; tang không hạn chế | BUFLEX-M trên 1 triệu chu kỳ ở 8×D[10] | số chu kỳ uốn ở R = 10×D, tốc độ thực; thử xoắn ±25 °/m |
| Hồ sơ | UL E251483; MSHA P-189-4 (của Prysmian) | CE, UKCA, VDE, EAC, ATEX, IECEx, chứng nhận an toàn cháy Nga (FeiChun)[10][11] | chứng nhận theo đúng mã; nếu dự án đòi UL hoặc MSHA thì hỏi riêng |
10. Thử nghiệm và hồ sơ cần xem
Với cáp tang cuốn trung thế, hồ sơ chất lượng của lô quan trọng ngang catalogue: datasheet không công bố số chu kỳ uốn, bề dày cách điện, điện trở ruột, điện dung hay kết quả PD[1][2], nên chỉ biên bản thực mới cho biết lô hàng đang ở đâu so với giới hạn.
| Phép thử | Tham chiếu | Ghi chú |
|---|---|---|
| Điện áp xoay chiều | 18 kV (8 kV), 29 kV (15 kV)[1][2] | mọi cuộn; ghi thời gian thử và nhiệt độ |
| Phóng điện cục bộ (PD) | IEC 60885-3 | datasheet không nêu; yêu cầu nếu tuyến dài hoặc hợp đồng đòi |
| Điện trở ruột 20 °C | IEC 60228 | datasheet không công bố; ruột mạ thiếc nhỉnh hơn đồng trần |
| Điện trở giữa dây PE và lớp bán dẫn | DIN VDE 0472-512[8] | viện dẫn trong DIN VDE 0250-813; liên quan trực tiếp đến dòng chạm đất |
| Liên tục dây PE và dây pilot | thử đo từng cuộn; sau thử uốn | mạch ground check phụ thuộc điện trở pilot[9] |
| Điện trở cách điện | FeiChun nêu trên 500 MΩ·km ở 20 °C[11] | mọi cuộn; ghi nhiệt độ đo |
| Kích thước, bề dày vỏ, độ lệch tâm | theo bản vẽ | Ø min – max theo bảng; bề dày vỏ theo ICEA |
| Độ bền kéo, giãn dài của vỏ và cách điện | IEC 60811-501 | trước và sau già hóa; thêm già hóa trong nước nóng cho EPR |
| Hot set của cách điện | IEC 60811-507 | kiểm tra mức liên kết ngang |
| Hút nước của vỏ | IEC 60811-402 | FeiChun nêu CPE dưới 0,5 % (28 ngày, 70 °C)[11] |
| Chịu dầu | IEC/EN 60811-404 | datasheet nêu tiêu chuẩn này |
| Cháy lan | IEC/EN 60332-1-2 | datasheet nêu; mật độ khói IEC 61034 và halogen IEC 60754 không được nêu |
| Mài mòn vỏ | ISO 4649; DIN VDE 0472-605[8] | thước đo tham chiếu, nên đưa vào hợp đồng |
| Uốn ngược, uốn trên con lăn, xoắn | datasheet liệt kê ba thử này[1][2] | ghi số chu kỳ, R = 10×D, tốc độ, tiêu chí đạt; đo điện trở ruột và thử điện áp sau thử |
Tên bài thử và tiêu chuẩn lấy từ datasheet, trang DIN và các bài của FeiChun; phiên bản và giới hạn theo hợp đồng.
11. Sự cố thường gặp và cách phòng
| Chế độ hỏng | Dấu hiệu | Nguyên nhân thường gặp | Biện pháp |
|---|---|---|---|
| Cáp xoắn thành lò xo (Z-kink) trên tang | cáp nổi vòng, kẹt ở bộ dẫn | tích lũy xoắn qua nhiều lớp; bộ dẫn lệch trục | bện polyester, bước xoắn ngắn; canh thẳng bộ dẫn; thử xoắn ±25 °/m[10] |
| Quá kéo | ruột giãn; vỏ nứt ở điểm kẹp | treo thẳng đứng vượt ≈ 30 – 74 m; tang không điều khiển mô-men; tăng tốc đột ngột | giữ T ≤ 20 / 30 N/mm² (mục 5.1); đỡ cáp theo đoạn; hỏi biến thể có aramid |
| Quá nhiệt trên tang | vỏ mềm, nứt; mùi khét | nhiều lớp còn trên tang, tải liên tục, môi trường 50 – 60 °C | hệ số lớp VDE / ICEA (mục 5.3); tháo bớt lớp khỏi tang[5]; chọn cỡ lớn hơn hoặc nâng điện áp; tang mono-spiral |
| Vỏ mòn thủng | thấy bện hoặc lõi | kéo lê, chà xát trên con lăn, cạnh sắc | hạn chế đoạn lê; chỉ số mài mòn ISO 4649; bảo vệ điểm chà xát |
| Ẩm xâm nhập dọc cáp | điện trở cách điện giảm dần | vỏ thủng; khe không chặn nước; ruột trần | ruột mạ thiếc; sợi trương nở chặn nước; thử điện trở cách điện định kỳ |
| Phóng điện cục bộ, hỏng đầu cáp | phóng điện ở chỗ cắt bán dẫn | lỗ khí ở mặt phân cách; bóc làm xước; phụ kiện sai cấp (8 kV dùng cho 15 kV) | lớp NBR easy-strip đúng quy trình; thợ có chứng chỉ; phụ kiện đúng cấp 8 / 15 kV; đo PD |
| Rơ-le ground check nhả liên tục | máy dừng không rõ lý do, hết tiếp xúc lúc chạy | dây pilot hoặc PE mỏi đứt từng phần; đầu nối kẹp cứng; điện trở pilot đổi theo nhiệt độ | đo liên tục PE – pilot sau mỗi lần xếp lại tang; kẹp đầu cáp bằng đầu kẹp lưới giảm lực; không dùng ngón nối tạm[9] |
| Chạm đất không cắt kịp | bảo vệ không tác động đúng | PE nhỏ so với dòng chạm đất; mất giám sát ground check; k ngắn mạch chọn sai cho ruột mạ thiếc | đối chiếu PE với dòng chạm đất và thời gian cắt (mục 5.5); kiểm tra mạch ground check |
| Hỏng do đổi hướng chữ S | vỏ mòn, ruột mỏi tại con lăn | khoảng cách giữa hai con lăn dưới 20×D | bố trí ≥ 20×D; đường kính con lăn ≥ 2R |
Cột nguyên nhân và biện pháp là tổng hợp của tác giả từ datasheet, bản tin MSHA và các phép tính trong bài[1][2][5]; datasheet không công bố tỷ lệ hỏng hay tuổi thọ cho từng chế độ. 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[11].
12. Dữ liệu cần yêu cầu khi đặt hàng
| Dữ liệu | Vì sao cần |
|---|---|
| Điện áp lưới dây–dây, kiểu nối đất trung tính, thời gian tồn tại chạm đất | chọn cấp 8 / 15 kV và mức cách điện 100 / 133 / 173 % |
| Cấu hình đủ: cỡ ruột pha (AWG hoặc mm²), số và tiết diện dây PE (mm²), ground check; có cần phần tử quang không | dòng, ngắn mạch, bảo vệ, đặt đúng mã (tránh nhầm các dòng «5DK8***» và bản LWL) |
| Rơ-le giám sát tiếp địa: kiểu, điện áp mạch pilot, thiết bị đầu cuối | điện trở dây pilot, tương thích đầu cuối và rơ-le |
| Kiểu tang (mono-spiral hay trụ), lõi tang, bề rộng, số lớp tối đa còn trên tang, tốc độ, gia tốc | tính lực kéo, dòng giảm, sức chứa tang, tuổi thọ |
| Chiều dài cáp, đoạn treo thẳng đứng, đoạn lê, độ dốc, điều kiện nền | kiểm tra lực kéo và mài mòn (mục 5.1) |
| Môi trường: nhiệt độ cao nhất và thấp nhất, nắng, nước biển bắn, bụi, axit, dầu | chọn vỏ (PCP, CPE hay PUR) và hệ số nhiệt |
| Bảng dữ liệu theo lô: Ø min – max, khối lượng, điện trở đo, điện dung, điện kháng, bề dày cách điện và vỏ | thiết kế tang, máng, con lăn; tính sụt áp |
| Ruột đồng trần hay mạ thiếc; chặn nước dọc; loại polyol nếu vỏ PUR; k ngắn mạch áp dụng | môi trường ẩm nóng, nước biển; bảo vệ |
| Chỉ số mài mòn ISO 4649, độ bền xé, giãn dài, hút ẩm của vỏ | so sánh nhà cung cấp |
| Biên bản thử điện áp, PD (nếu cần), thử uốn – xoắn, liên tục PE và pilot | nghiệm thu |
| Yêu cầu cháy và khói: IEC 60332-1-2 đủ hay cần không halogen, MSHA, IEC 61034 | hồ sơ phòng cháy chữa cháy |
| Phụ kiện: đầu cáp trung thế, hộp nối, bộ nối đúng cấp 8 / 15 kV (pilot phải đứt trước PE) | chất lượng lắp đặt[9] |
| Chứng nhận theo mã cáp, phạm vi và thời hạn hiệu lực | hồ sơ dự án |
13. Chứng nhận FeiChun
Yêu cầu kỹ thuật và dự án: [email protected]
+86 13855123218
14. FeiChun: bản đồ chọn cáp trong một dự án cảng hoặc mỏ
Trên cùng một thiết bị, đoạn cố định, đoạn tang cuốn, đoạn festoon hoặc xích và đoạn kéo lê thường cần các họ cáp khác nhau. Mua một họ cho cả tuyến là nguồn gốc của nhiều sự cố.
| Đoạn tuyến | Loại cáp | Bài kỹ thuật liên quan |
|---|---|---|
| Tuyến 22 kV ngầm cố định | Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC 12,7/22(24) kV 3×240 | Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC 22 kV 3×240 mm² |
| Tang cuốn trung thế cỡ AWG, MCM có sợi quang, 5 / 8 / 15 kV | PROTOLON (SM-R)-LWL AWG (N)TSKCGEWÖU | PROTOLON (SM-R)-LWL AWG (N)TSKCGEWÖU 15 kV |
| Tang cuốn trung thế cỡ AWG không sợi quang, 8 / 15 kV | PROTOLON (SM-R) AWG (N)TSCGEWÖU | Bài này (bản 8 kV và 15 kV không sợi quang) |
| Tang cuốn trung thế tròn, tốc độ cao, chịu xoắn | PROTOLON(SMK) (N)TSCGEWÖU 6/10 kV | PROTOLON(SMK) (N)TSCGEWÖU 6/10 kV 3×25+3×25/3 |
| Tang cuốn trung thế có sợi quang cho máy lộ thiên, tốc độ vừa | PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWÖU LWL 6/10 kV | PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWÖU LWL 6/10 kV |
| Tang cuốn dẹt có sợi quang (3,6/6 – 6/10 kV) | PROTOLON(FL)-LWL (N)TSFLCGEWÖU | PROTOLON(FL)-LWL (N)TSFLCGEWÖU 3,6/6 hoặc 6/10 kV |
| Cáp tang cuốn, cuộn và kéo lê chịu kéo, chịu mài mòn | NSHTÖU, (N)SHTÖU-V, NGFLGÖU, PUR, (N)TSCGEWÖU | Cáp tang cuốn, cáp cuộn và cáp kéo lê chịu kéo, chịu mài mòn |
| 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 |
| Festoon và xích dẫn cáp 0,6/1 kV vỏ PUR không halogen có màn chắn | FESTOONFLEX C-PUR-HF | FESTOONFLEX C-PUR-HF 0,6/1 kV và công nghệ PUR của FeiChun |
| Cáp kéo lê PUR chịu lạnh tới −50 °C | TENAX-PUR (N)TSCGEH3S 6/10 kV | TENAX-PUR (N)TSCGEH3S 6/10 kV |
| Cáp kéo lê mỏ và cách phân biệt với cáp tang cuốn | Type 240, Type 275, TENAX-PUR | What Is Mining Trailing Cable? |
| Hướng dẫn họ cáp DIN VDE 0250 của FeiChun | BUFLEX-M, NSHTÖU, (N)TSCGEWÖU, TENAX-PUR | What Is Feichun VDE 0250 Reeling Cable? |
| Giới thiệu năng lực vật liệu và sản xuất | tự pha chế hợp chất PUR, CPE, EPR; tropical hóa | About Feichun Cable |
Hỏi đáp
PROTOLON (SM-R) AWG (N)TSCGEWÖU 8 kV và 15 kV là loại cáp gì?
Cáp tang cuốn trung thế di động cỡ AWG, không có sợi quang: ruột đồng mạ thiếc sợi rất mảnh (class FS), cách điện EPR có lớp bán dẫn trong và ngoài, ba lõi công suất bện cùng hai dây PE và một dây kiểm tra tiếp địa (ground check), vỏ trong PCP 5GM3, bện polyester, vỏ ngoài PCP 5GM5 với bề dày theo ICEA. Bản 8 kV thử 18 kV, bản 15 kV thử 29 kV, mỗi bản có 7 cấu tạo từ 4 AWG tới 4/0 AWG. Dùng cho tang máy rải – thu hồi, cẩu container, cẩu gỗ, máy dỡ và xếp tàu; kéo 20 N/mm² tĩnh, 30 N/mm² động, xoắn ±25 °/m.
Chọn cáp 8 kV hay 15 kV cho lưới 6,6, 6,9 hay 11 kV?
Điện áp ghi trên cáp theo ICEA/NEMA là điện áp dây–dây. Theo thông lệ Bắc Mỹ với mức cách điện 100 %: lưới 6,0 – 7,2 kV (6,6 và 6,9 kV) dùng cấp 8 kV; lưới 10, 11 và 13,8 kV dùng cấp 15 kV; lưới 3,3 và 4,16 kV dùng cấp 5 kV. Lưới trung tính cách ly hoặc chạm đất tồn tại lâu cần mức cách điện 133 % hoặc 173 %, thường lên cấp kế tiếp. Datasheet không nêu mức 100/133 %, nên phải hỏi nhà sản xuất.
3×4/0 AWG tương đương bao nhiêu mm²? Đổi AWG sang mm² thế nào?
4/0 AWG là 107,2 mm²; 3/0 AWG 85,0; 2/0 AWG 67,4; 1/0 AWG 53,5; 1 AWG 42,4; 2 AWG 33,6; 4 AWG 21,2 mm². Chỉ 2 AWG và 2/0 AWG nằm trong ±5 % của một cỡ mét (35 và 70 mm²); 4, 1, 3/0 và 4/0 AWG thấp hơn cỡ mét gần nhất 10 – 15 %, 1/0 AWG cao hơn 7 %, nên phải kiểm tra lại dòng và lực kéo khi thay thế.
Lực kéo cho phép và chiều dài treo thẳng đứng tối đa?
Lực kéo 20 N/mm² tĩnh và 30 N/mm² động trên tổng tiết diện ba ruột pha: từ 1 270 N (3×4 AWG) đến 6 430 N (3×4/0 AWG). Cáp 8 kV nhẹ hơn nên treo dài hơn cáp 15 kV: 3×4/0 AWG treo thẳng đứng được khoảng 74 m ở 8 kV và 61 m ở 15 kV; 3×4 AWG khoảng 36 m và 30 m. Tuyến treo dài cần đỡ theo đoạn hoặc biến thể có lõi đỡ aramid.
Bán kính uốn, lõi tang tối thiểu và khoảng cách đổi hướng chữ S?
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 (VDE 0298-3). Ví dụ 3×1/0 AWG 8 kV (Ø lớn nhất 61,0 mm): R chuyển động 610 mm, lõi tang tối thiểu 1 220 mm, khoảng cách chữ S 1 220 mm; 3×4/0 AWG 15 kV (81,5 mm): 815 mm và 1 630 mm.
Tốc độ tối đa của cáp trên tang là bao nhiêu?
Datasheet ghi tốc độ chạy giàn (cuốn tang) không hạn chế và khuyến nghị hỏi nhà sản xuất khi trên 240 m/phút (4 m/s). Đây là giá trị hướng dẫn: datasheet không công bố số chu kỳ uốn, nên cần hỏi hãng theo bán kính, gia tốc và hành trình thực.
Dòng cho phép khi cáp quấn nhiều lớp trên tang: dùng hệ số VDE hay ICEA? Cáp 15 kV có mang nhiều dòng hơn 8 kV không?
Dòng trong datasheet là dòng theo VDE 0298-4 đặt tự do ở 30 °C, và giống hệt ở 8 kV và 15 kV (132 A ở 4 AWG đến 364 A ở 4/0 AWG). VDE 0298-4 cho hệ số tang 0,80, 0,61, 0,49, 0,42 cho một đến bốn lớp; ICEA dùng 0,85, 0,65, 0,45, 0,35. MSHA không áp hệ số tang khi xét chấp thuận mà đánh giá theo chu kỳ tải trung bình. Ví dụ 3×4/0 AWG (364 A) ở bốn lớp còn 153 A (VDE) hoặc 127 A (ICEA); ở môi trường 60 °C cần nhân thêm 0,707.
Ruột mạ thiếc chịu ngắn mạch bao nhiêu: k = 143 hay 122?
Datasheet ghi nhiệt độ ngắn mạch 250 °C ứng với k = 143. Bảng VDE 0298-4 (qua LAPP) giới hạn ruột mạ thiếc ở 200 °C, ứng với k = 122, tức mật độ dòng 1 s là 122 A/mm². Với hai dây PE 2×4 AWG (cáp 3×1/0 AWG), giá trị an toàn là 5,17 kA trong 1 s thay vì 6,05 kA. Hãy hỏi hãng cáp k áp dụng cho ruột mạ thiếc của mã đặt hàng.
Vì sao cáp có hai dây PE và một dây ground check?
Dây PE mang dòng chạm đất; dây ground check (pilot) cho rơ-le giám sát tiếp địa biết PE còn nguyên vẹn. Rơ-le chỉ cho đóng điện khi mạch pilot – PE – thiết bị đầu cuối có đúng đặc tính và nhả khi PE hoặc pilot đứt, pilot chạm đất hoặc đầu cuối bị gỡ. Bộ nối cáp phải làm dây pilot đứt trước, dây PE đứt sau.
Cáp có dùng được cho xích dẫn cáp, festoon hoặc kéo lê không?
Datasheet chỉ liệt kê các tang. Cáp nặng 3,6 – 10,8 kg/m, Ø 46,7 – 81,5 mm, R ≥ 10×D nên xích dẫn cáp và festoon cần hãng xích và hãng cáp xác nhận bằng văn bản; kéo lê trên nền hoặc đá cần cáp kéo lê vỏ dày (Type 240 / 275, TENAX-PUR của FeiChun).
Khác gì bản có sợi quang (LWL), cáp mỏ ICEA SHD-GC, PROTOLON (M) R LWL, SMK và FL?
So với bản (SM-R)-LWL cùng 8 kV, cáp này nhỏ hơn khoảng 3 – 6 % về Ø vì không có phần tử quang. So với SHD-GC cùng cấp, đường kính và khối lượng chênh vài phần trăm, nhưng PROTOLON có bện polyester và vỏ cho tang. (M) R LWL 6/10 kV: 20/25 N/mm², xoắn ±100 °/m, 120 m/phút, cho máy lộ thiên. SMK: 30 N/mm², 240 m/phút. FL là cáp dẹt 15 N/mm², không cho xoắn. Số liệu từ các hãng khác nhau không so trực tiếp.
Vỏ PCP, CPE hay PUR: chọn thế nào cho cảng nhiệt đới và mỏ?
PCP 5GM5 bền cơ học, chịu dầu, ozone, UV, nước biển nhưng chứa clo và hút ẩm 1,5 – 3 % theo FeiChun. CPE nhiệt đới hóa hút nước dưới 0,5 %, chịu axit tới pH 2,5. PUR gốc polyether hút ẩm dưới 0,8 %, dẻo tới −50 °C và bền thủy phân, đổi lại phải có phụ gia để giữ độ bền xé và mài mòn. Hãy yêu cầu ISO 4649, độ bền xé, hút ẩm và loại polyol của đúng vỏ.
Công nghệ của FeiChun giúp gì cho cáp chịu uốn, kéo và mài mòn?
FeiChun công bố tự pha chế hợp chất PUR, CPE, EPR từ nguyên liệu gốc, ruột đồng mạ thiếc class 5, phần tử aramid, bện chống xoắn, EPR liên kết ngang silane (trên 90 % điện môi sau 1 000 h ở 90 °C), PUR polyether hút ẩm dưới 0,8 %, CPE hút nước dưới 0,5 %, sợi trương nở chặn nước và kiểm soát đùn vòng kín. Các số liệu hiện trường (Lihir, Kalimantan) là công bố của nhà sản xuất cho cáp kéo lê Type 275; cấu tạo và số liệu thử chính thức phải lấy từ bảng dữ liệu theo đúng mã.
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; UL file E251483 và MSHA P-189-4 trong datasheet là hồ sơ của cáp Prysmian, không phải chứng nhận của FeiChun.
Nguồn
- Prysmian, PROTOLON (SM-R) AWG (N)TSCGEWOEU 8KV, Portable Power Reeling Cable (datasheet bản in 10/10/2026: 7 cấu tạo AWG, thử 18 kV, UL E251483, MSHA P-189-4) [liên kết]
- Prysmian, PROTOLON (SM-R) AWG (N)TSCGEWOEU 15KV (datasheet bản in 10/10/2026: 7 cấu tạo AWG, thử 29 kV) [liên kết]
- Prysmian, PROTOLON (SM-R)-LWL AWG (N)TSKCGEWOEU 8KV và 15KV (bản có sợi quang cùng họ; dùng để so sánh Ø và khối lượng) [liên kết]
- LAPP, T12 Current ratings (VDE 0298-4: hệ số cáp quấn trên tang 0,80 / 0,61 / 0,49 / 0,42 / 0,38; hệ số nhiệt độ môi trường; mật độ dòng ngắn mạch, ruột mạ thiếc giới hạn 200 °C) [liên kết]
- MSHA, Program Information Bulletin P10-20 (quá nhiệt cáp lớp trên tang; hệ số ICEA 85 / 65 / 45 / 35 % cho 1 – 4 lớp; biện pháp: nâng điện áp vận hành, tháo bớt lớp) [liên kết]
- IEWC, ALL-TEMP INDUSTRITE Type SHD-GC 5, 8 và 15 kV (ICEA S-75-381 / NEMA WC-58: bề dày cách điện 110 / 150 / 210 mil ở 100 %, Ø, khối lượng, dòng ở 40 °C) [liên kết]
- Okonite, Technical Tip 27: Percent Insulation Level (điện áp cáp là dây–dây; mức 100 / 133 / 173 % theo thời gian tồn tại sự cố chạm đất; 15 kV ứng với 8,66 kV dây–đất) [liên kết]
- DIN / DKE, DIN VDE 0250-813 (VDE 0250-813:1985-05), «Leitungstrosse»: tiêu đề, ấn bản và các tiêu chuẩn thử viện dẫn (VDE 0472-605 mài mòn; VDE 0472-512 điện trở giữa dây PE và lớp bán dẫn) [liên kết]
- Giám sát ground check của cáp kéo: US 6,304,089 (dây pilot giám sát tính liên tục của dây PE; thiết bị đầu cuối; máy cắt nhả khi đứt hoặc chạm đất) và MSHA, Program Policy Manual Vol. V (30 CFR 75.902: máy cắt nhả khi dây PE hoặc pilot đứt; bộ nối làm đứt dây pilot trước) [liên kết]
- FeiChun, What Is Feichun VDE 0250 Reeling Cable? (ký hiệu VDE, (N)TSKCGEWÖU, chống xoắn, đùn ba lớp, BUFLEX-M, TENAX-PUR, PUR polyether, số liệu PEMA, thông tin chứng nhận) [liên kết]
- FeiChun, About Feichun Cable (tự pha chế hợp chất, vòng kín, điểm kiểm soát chất lượng, tropical hóa, ca Lihir và Kalimantan, chuyên mục ICEA S-75-381, thông tin chứng nhận; trích PMC9152389, PMC9571771, MDPI Fire 2025, Allen 1992) [liên kết]
- FeiChun, PROTOLON (M) R-(N)TSCGEWÖU LWL 6/10 kV (bài kỹ thuật 09/10/2026: số liệu (M) R, SMK, FL; điện cảm; tang mono-spiral; mức điều khiển mô-men tang) [liên kết]
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 cho đúng mã và lô hàng.


