Khi thiết kế và lắp đặt hệ thống điện, việc lựa chọn đúng tiết diện dây dẫn là một yếu tố quan trọng giúp đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hệ thống. Tiết diện dây dẫn không chỉ ảnh hưởng đến khả năng dẫn điện mà còn tác động đến độ bền và tuổi thọ của hệ thống. Vậy, tiết diện là gì và làm thế nào để chọn đúng tiết diện dây dẫn theo công suất?
Bài viết này của 1FIX sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về khái niệm tiết diện, tầm quan trọng của việc lựa chọn đúng tiết diện dây dẫn, và cung cấp bảng chọn tiết diện dây dẫn phù hợp theo công suất sử dụng.
Tiết diện là gì?
Tiết diện là hình phẳng có được do cắt một hình khối bằng một mặt phẳng. Nguồn Wikipedia
Tiết diện dây dẫn là gì?
Như định nghĩa trên, vậy tiết diện dây dẫn chính là hình phẳng có được sau khi cắt vuông góc với lõi dây dẫn điện như đồng hay nhôm hoặc đồng pha nhôm mà không tính phần vỏ cách điện.
Nếu bạn cắt trực tiếp và vuông góc với chiều rộng của dây thì bạn sẽ nhìn vào điểm cuối và nó trông giống như một vòng tròn. Khu vực điểm cuối là diện tích tiết diện cắt ngang, đó là Pixr². Một diện tích mặt cắt lớn hơn sẽ dẫn đến điện trở trên mm² thấp hơn khi loại dây giống nhau.
Điều này áp dụng cho một dây dẫn lõi đơn. Trong trường hợp cáp nhiều sợi (đa lõi), cần tính tiết diện một sợi và sau đó nhân với số lượng sợi. “Diện tích bề mặt” càng lớn thì cáp có khả năng mang dòng điện càng tốt – càng dày thì càng tốt.
Tiết diện dây dẫn điện đã trở thành một phương pháp tiêu chuẩn để so sánh độ dẫn của các loại cáp khác nhau trên thị trường.
Tầm Quan Trọng Của Việc Chọn Đúng Tiết Diện Dây Dẫn
Việc chọn đúng tiết diện dây dẫn là một yếu tố cực kỳ quan trọng trong thiết kế và lắp đặt hệ thống điện. Đây không chỉ là một yêu cầu kỹ thuật mà còn liên quan trực tiếp đến sự an toàn, hiệu quả và độ bền của toàn bộ hệ thống điện. Dưới đây là những lý do vì sao việc lựa chọn đúng tiết diện dây dẫn lại quan trọng đến vậy.
Đảm Bảo An Toàn Điện
Một trong những lý do chính để chọn đúng tiết diện dây dẫn là đảm bảo an toàn điện. Dây dẫn có tiết diện quá nhỏ sẽ không đủ khả năng chịu tải dòng điện cao, dẫn đến hiện tượng quá nhiệt. Quá nhiệt có thể làm nóng chảy lớp vỏ cách điện, gây ra ngắn mạch, cháy nổ và nguy cơ hỏa hoạn. Do đó, chọn đúng giúp ngăn chặn các nguy cơ tiềm ẩn và đảm bảo an toàn cho con người và tài sản.
Hiệu Quả Truyền Tải Điện Năng
Tiết diện dây dẫn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả truyền tải điện năng. Dây dẫn có tiết diện quá nhỏ sẽ có điện trở cao, gây ra tổn thất năng lượng dưới dạng nhiệt. Điều này không chỉ làm giảm hiệu suất của hệ thống mà còn dẫn đến lãng phí năng lượng. Chọn đúng giúp giảm tổn thất điện năng, tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm chi phí vận hành.
Độ Bền và Tuổi Thọ Hệ Thống
Hệ thống điện với dây dẫn có tiết diện phù hợp sẽ hoạt động ổn định và bền bỉ hơn. Dây dẫn không bị quá tải sẽ ít bị hư hỏng, giảm thiểu nhu cầu bảo trì và thay thế. Điều này không chỉ kéo dài tuổi thọ của dây dẫn mà còn của toàn bộ hệ thống điện, đảm bảo hoạt động liên tục và đáng tin cậy.
Tuân Thủ Quy Chuẩn và Tiêu Chuẩn Kỹ Thuật
Việc chọn đúng tiết diện dây dẫn cũng liên quan đến việc tuân thủ các quy chuẩn và tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành. Các tiêu chuẩn này được thiết lập để đảm bảo an toàn và hiệu quả của hệ thống điện. Việc tuân thủ giúp đảm bảo rằng hệ thống điện được thiết kế và lắp đặt đúng cách, tránh các vi phạm pháp lý và bảo vệ người sử dụng.
Tính Kinh Tế
Mặc dù dây dẫn có tiết diện lớn hơn thường có chi phí ban đầu cao hơn, nhưng nó mang lại hiệu quả kinh tế dài hạn. Dây dẫn phù hợp giúp giảm tổn thất điện năng và chi phí bảo trì, từ đó giảm tổng chi phí sở hữu và vận hành của hệ thống điện. Đầu tư ban đầu vào dây dẫn chất lượng cao với tiết diện phù hợp sẽ mang lại lợi ích kinh tế lâu dài.
Công suất điện là gì, công thức tính công suất
Công suất điện tức thời có công thức là P(t)=U(t).I(t) . Trong đó u, i là những giá trị tức thời của hiệu điện thế (đơn vị là V) và cường độ dòng điện (đơn vị A), công suất được tính theo đơn vị W. Trường hợp u và i không đổi theo thời gian (dòng điện không đổi) thì P=U.I. Đây thực tế là cách tính công suất phổ biến nhất.
Đơn vị đo công suất là Watt (W), được lấy theo tên nhà bác học James Watt.
Công thức tính cường độ dòng điện 1 pha
I= Pt/UCosφ
Công thức tính cường độ dòng điện 3 pha
I = P/(√3 × pf × V)
Công thức tính cường độ dòng điện 1 pha
I= Pt/UCosφ
Công thức tính cường độ dòng điện 3 pha
I = P/(√3 × pf × V)
Công thức tính tiết diện dây dẫn theo dòng điện
S= I / J
S: là tiết diện dây dẫn (mm2)
I: dòng điện chạy qua mặt cắt vuông (A)
J: mật độ dòng điện cho phép (A/mm2)
Với dây điện loại tốt trên thị trường như cáp điện Cadivi, Lioa…có lõi bằng đồng nguyên chất thì giá trị J = (4 – 6). Tuy nhiên để an toàn, với tải hoạt động liên tục ta nên chọn J = 4, tất nhiên là có thể chọn giá trị trong khoảng từ 4 – 6.
Ví dụ: cách tính tiết diện dây dẫn cho một bếp từ có công suất là 6KW sử dụng điện 1 pha thì lúc đó:
I = 6000/(220×0.8) = 34.2A
Với I = 34.2 thì ta nên chọn dây đồng có tiết diện là S=34.2/=5.7 mm²
Lúc này chọn dây dẫn cho thiết bị có lõi 6mm là an toàn nhất. Ví dụ có thể chọn dây cáp Cadivi 6.0 (dây cáp điện Cadivi 6.0 là sản phẩm dây cáp có tiết diện dây dẫn là 6mm2 có khả năng hoạt động ở mức điện áp là 450/750V.)
Bảng tra tiết diện dây dẫn
| Tiết diện ruột dẫn | Công suất chịu tải | Chiều dài đường dây |
|---|---|---|
| 3mm² | ≤ 5,5kW | ≤ 30m |
| 4mm² | ≤ 6,8 kW | ≤ 30m |
| 5mm² | ≤ 7,8 kW | ≤ 35m |
| 5.5mm² | ≤ 8,3 kW | ≤ 35m |
| 6mm² | ≤ 8,7 kW | ≤ 35m |
| 7mm² | ≤ 9,5 kW | ≤ 40m |
| 8mm² | ≤ 9,5 kW | ≤ 40m |
| 10 mm² | ≤ 12,1 kW | ≤ 45 |
| 11 mm² | ≤ 12,9 kW | ≤ 45 |
| 14 mm² | ≤ 15,0 kW | ≤ 50 |
Các câu hỏi thường gặp về tiết diện và cách chọn dây điện
1HP bằng bao nhiêu W?
Một đơn vị đo công suất hay gặp khác dùng để chỉ công suất động cơ là mã lực (viết tắt là HP). Được tính là công cần thiết để nâng một khối lượng. Trong thực tế để chuyển đổi nhanh chóng giữa các đơn vị “mã lực” và “kW”, người ta dùng cácc chuyển đổi như sau: 1 HP = 0.745699872 KW = 745,699872 W. Lưu ý là hệ chuyển đổi HP này có khác biệt giữa hệ đo lường Anh và hệ đo lường Pháp. Ở Việt Nam nếu không cần số liệu chính xác thì người ta tính 1 HP = 750 W
Cách chọn dây điện trong nhà
Cách chọn dây điện là cách nói thông dụng của việc tính toán tiết diện dây phù hợp với công suất của thiết bị. Như vậy ngoài việc xác định được dây mạch điện chính của nhà có tiết diện là bao nhiêu thì ta tiếp tục cân nhắc đến mạch điện cục bộ, ví dụ như nhà bếp có bao nhiêu thiết bị tổng công suất là bao nhiêu, phòng ngủ có công suất là bao nhiều thì lúc đó mới chọn được dây dẫn phù hợp như công thức nêu trên. Xin tham khảo thêm tại đây.
So sánh dây dẫn điện và dây cáp điện
Dây dẫn điện thông thường sẽ có 2 loại chính: dây trần và dây bọc. Công dụng của dây dẫn điện là truyền tải điện năng.
Đối với dây có vỏ bọc: gồm có 1 lõi dẫn điện và 1 lớp vỏ bọc bằng nhựa PVC (đôi khi là 2 lớp).
Ký hiệu: CV hoặc CE
Dây cáp điệnluôn bao gồm nhiều lớp bọc bao gồm lớp vỏ cách điện và một lớp vỏ bảo vệ chống lại các tác động cơ học và ảnh hưởng từ môi trường. Do đó, dây cáp điện sẽ có kích thước lớn hơn so với dây dẫn điện và có hình dáng giống như một sợi cáp.
Dây cáp điện thường được dùng để truyền tải nguồn điện cao và dùng để truyền tín hiệu điều khiển.
Kí hiệu CVV, CEV, CVE (C:đồng, E:XLPE, V: PVC)
