1500 Câu hỏi Nghành Điện | 9 – 2 Dây dẫn

9 – 2 – 1
Hỏi: Trên dây dẫn một pha của đường dây tải điện siêu cao áp tại sao có hai sợi hoặc ba sợi dây dẫn?
Đáp: Cường độ điện trường quanh dây dẫn đường dây siêu cao áp 330kV trở lên thông thường đều vượt quá cường độ chịu áp của không khí, vì thế không khí chung quanh sẽ bị điện ly mà phát ra huỳnh quang màu tím, và có tiếng “lách tách”; hiện tượng này gọi là điện quầng (hoa). Điện hoa sẽ gây ra tổn hao công suất; có khi mỗi kilomet có thể lên tới vài chục kilôoát; đồng thời gây nhiễu đối với đường dây thông tin và vô tuyến điện. Vì thế thường áp dụng biện pháp tăng đường kính dây dẫn hoặc khoảng cách giữa các dây để phòng ngửa xảy ra điện hoa. Trong đó biện pháp tăng đường kính dây dẫn tương đối có hiệu quả, nhưng sẽ tăng đầu tư đường dây lên rất nhiều. Vì thế áp dụng phương pháp gián tiếp tăng đường kính dây dẫn, tức áp dụng dây dẫn rời (dùng hai sợi dây dẫn bằng 1/2 tiết diện hoặc ba sợi dây dẫn bằng 1/3 tiết diện của tiết diện cần thiết để thay thế) và giữa các sợi dây dẫn tách rời có một khoảng cách nhất định, là có thể giảm được hiện tượng điện hoa.

9 – 2 – 2
Hỏi: Dây dẫn đường dây trên không tại sao thường dùng dây xoắn nhiều sợi mà ít dùng dây một sợi?
Đáp: So với dây một sợi, dây xoắn nhiều sợi nói chung có các ưu điểm sau đây:
1. Khi tiết diện tương đối lớn, do công nghệ chế tạo hoặc do ngoại lực gây nên khiếm khuyết thì dây một sợi không thể bảo đảm cường độ cơ học vốn có của nó, tỉ lệ xuất hiện khiếm khuyết cũng một chỗ của dây nhiều sợi sẽ rất ít, cường độ cơ học của dây nhiều sợi tương ứng tương đối cao.
2. Khi tiết diện tương đối lớn thì tính mềm của dây nhiều sợi cao hơn dây một sợi điều đó làm cho việc chế tạo, lắp ráp cất giữ dây dẫn đều tương đối dễ dàng.
3. Khi dây dẫn bị gió gây dao động, dây một sợi dễ bị đứt, dây nhiều sợi khó bị đứt. Vì thế, dây dẫn của đường dây trên không nói chung đều dùng dây nhiều sợi.

9 – 2 – 3
Hỏi: Đường dây thấp áp trên không ngoài trời đã có cách điện vỏ sứ, người lại không động tới, tại sao thường thường không dùng dây trần mà dùng dây cách điện có bọc ngoài?
Đáp: Loại dây dẫn cách điện này bên ngoài chỉ bọc một lớp hoặc hai lớp vài sợi, rồi tẩm chất chống nước phủ bitum. Tác dụng chủ yếu của nó là phòng ngừa dây dẫn bị xâm thực bởi gió mưa hoặc khí ẩm trong không khí, cho nên, loại dây dẫn này gọi là “dây mưa gió”. Tuy với sự cố ngoài dự tính, nó cũng có tác dụng cách điện nhất định, nhưng khi thiết kế và lắp đặt, về mặt cách điện và an toàn vẫn phải xử lý như dây dẫn trần.

9 – 2 – 4
Hỏi: Đường dây trên không bằng dây trần, tại sao dây buộc dùng để cố định dây dẫn lên vỏ sứ cũng phải sử dụng vật liệu giống như dây dẫn?
Đáp: Trong môi trường ẩm thấp hoặc mưa, nếu dây dẫn và dây buộc là hai loại kim loại khác nhau thì ở chỗ tiếp xúc với nhau sẽ sinh ra tác dụng ăn mòn điện hóa nghiêm trọng, dẫn đến dây dẫn bị rỗ lốm đốm, hoặc ăn mòn bong tróc, lâu ngày dễ dẫn đến đứt dây dẫn. Cho nên, dây buộc phải dùng vật liệu giống như dây dẫn.

9 – 2 – 5
Hỏi: Khi độ tăng nhiệt không đổi, lưu lượng tải cuộn dây dẫn trên không phải chăng tỉ lệ thuận với tiết diện dây dẫn?
Đáp: Khi độ tăng nhiệt không đổi, lưu lượng tải của dây dẫn trên không sẽ không tỉ lệ thuận với diện tích tiết diện của dây dẫn. Đó là do mật độ dòng điện cho phép trong dây dẫn không phải là hằng số mà thay đổi theo diện tích tiết diện dây dẫn. Khi diện tích tiết diện dây dẫn tăng, do điều kiện tỏa nhiệt thay đổi, mật độ dòng điện cho phép giảm. Căn cứ vào nguyên tắc nhiệt lượng do dòng điện chạy qua dây dẫn sinh ra phải bằng với khả năng tỏa nhiệt của dây dẫn (liên quan tới diện tích bề mặt và nhiệt độ dây dẫn), có thể tính ra lưu lượng tải cho phép của dây dẫn khi độ tăng nhiệt không thay đổi tỷ lệ thuận với lũy thừa 1,5 của đường kính dây dẫn. Lại do diện tích tiết diện của dây dẫn tỉ lệ thuận với bình phương của đường kính dây dẫn, cho nên lưu lượng tải của dây dẫn tỉ lệ thuận với lũy thừa 0,75 của diện tích tiết diện dây dẫn.

9 – 2 – 6
Hỏi: Khi dòng điện của dây dẫn trên không vượt quá lưu lượng tải an toàn của nó, dây dẫn liệu có bị nóng chảy?
Đáp: Lưu lượng tải an toàn của dây dẫn là căn cứ vào nhiệt độ cho phép cao nhất của nó để xác định, bởi vì dây dẫn quá nóng sẽ ảnh hưởng đến cường độ cơ học của nó. Nhiệt độ cho phép cao nhất là căn cứ vào cường độ cơ học của dây dẫn sau 30 năm vận hành không được thấp hơn 93% cường độ cũ đã qui định. Vì thế, khi dòng điện của dây dẫn vượt qua lưu lượng tải an toàn của nó sẽ không bị nóng chảy, nhưng sẽ làm giảm cường độ cơ học của nó, rút ngắn tuổi thọ sử dụng.

9 – 2 – 7
Hỏi: Phương pháp đơn giản dùng mật độ dòng điện nào đó để tính toán lưu lượng tải của cáp điện tiết diện khác nhau, tại sao không chính xác?
Đáp: Lưu lượng tải cho phép của cáp điện không những phụ thuộc vào tiết diện lõi dây dẫn mà còn liên quan tới tình hình tỏa nhiệt. Khả năng tỏa nhiệt quyết định bởi đường kính ngoài dây dẫn và tính năng tỏa nhiệt của vật liệu bọc ngoài dây cáp điện. Giữa các tham số này với tiết diện tiêu chuẩn của cáp điện không phải là quan hệ đường thẳng giản đơn, ví như, dây điện cách điện vỏ cao su, lõi đơn bằng đồng 500V, khi tiết diện là 1mm2 thì lưu lượng tải là 21 A ; khi 10mm2 là 85A, chứ không phải 210A. Vì thế, phương pháp đơn giản dùng mật độ dòng điện nào đó để tính toán lưu lượng tải của cáp điện là không chính xác chặt chẽ, cần phải căn cứ vào tiêu chuẩn lưu lượng tải để chọn cáp điện, dây điện.

9 – 2 – 8
Hỏi: Dây dẫn trên không cao áp liệu có thể đùng phương pháp hàn nối để liên kết không? Tại sao?
Đáp: Đường dây cao áp trên không, việc liên kết đây dẫn nói chung không dùng phương pháp hàn nối. Bởi vì khi hàn nối phải làm nóng dây dẫn, dây dẫn qua làm nóng sẽ mềm, cường độ cơ học giảm. Cường độ cơ học trên toàn bộ đường dây không đều, chỗ hàn nối trở thành khâu yếu. Lực căng mà đường dây trên không phải chịu đựng nói chung tương đối lớn, khâu yếu này dễ dẫn đến sự cố đứt dây.

9 – 2 – 9
Hỏi: Ống ép nối dây dẫn, trong vận hành đường dây tải điện cao áp, tại sao lại dần dần không bảo đảm công năng?
Đáp: Đường dây tải điện cao áp trong thời gian vận hành lâu dài luôn ở vào trạng thái bị kéo. Tuy ống ép nối dây dẫn có đủ cường độ chống kéo, nhưng trong quá trình thi công ép nối dễ để lại khiếm khuyết tiềm ẩn bên trong (lớp ôxy hóa trên đầu dây dẫn bị ép nối chưa xử lý sạch, ép nối không chặt, vị trí ép lệch ống thép v.v…) nếu ép nối bằng cách nổ, còn có thể khiến lõi sắt bị cháy rỗ. Ngoài ra do ép nối không chặt kín khí nước lọt vào, gây nứt, cong v.v… đều tăng nhanh sự xấu đi của ống ép nối. Tốc độ xấu đi của nó thường có liên quan đến dòng điện phụ tải chạy qua lớn hay nhỏ, đặc biệt khi có phụ tải định, đầu nối của dây dẫn do nóng mà điện trở tăng cao làm tăng nhanh sự ôxy hóa ăn mòn vật liệu, làm tăng độ dày màng ôxy hóa mặt tiếp xúc bên trong ống ép nối; điện trở tiếp xúc tăng lên, khiến nhiệt độ tăng cao, cứ thế xấu dần. Kết quả khiến đầu nối dây dẫn bị trượt tuột ra gây nên sự cố đứt dây, mất điện.

9 – 2 – 10
Hỏi: Chỗ đầu nối đây dẫn bằng nhôm, trong tình hình dòng điện phụ tải không vượt quá trị số qui định, tại sao sau thời gian sử dụng lâu, thấy có hiện tượng nóng chảy? Làm sao để phòng ngừa?
Đáp: Dây dẫn bằng nhôm liên kết với công tắc, cầu dao khác bằng vít siết chặt. Do cường độ cơ học của nhôm kém, tương đối mềm, thiếu tính đàn hồi, cho nên, sau khi mũ ốc ép lên, dây dẫn bằng nhôm sẽ biến dạng. Như vậy, hình thành tiếp xúc không tốt.

9 – 2 – 11
Hỏi: “Dây hoa” nói chung, tại sao trong hai dây bện vào nhau, luôn có một sợi chỉ có một màu, còn sợi kia là lốm đốm?
Đáp: Đó là nhằm dễ phân biệt hai sợi dây. Ví dụ, dây dẫn của một số thiết bị điện, đối với đầu nào tiếp đất có yêu cầu nhất định (như đui đèn xoáy thường yêu cầu miệng đui đèn tiếp dây đất để tránh người chạm vào bị điện giật). Hai sợi dây dùng màu khác nhau khi đấu dây sẽ phân biệt được dây nào là dây tiếp đất, không cần đấu xong rồi mới thử lại.

9 – 2 – 12
Hỏi: Bạc chì bên ngoài dây bọc chì cách điện có tác dụng gì? Dây bọc chì sau khi đứt hoặc rạch vỏ chì ra tại sao phải dùng hợp kim chì thiếc để hàn kín lại hoặc dùng băng keo nhựa cách điện để buộc chặt lại?
Đáp: Vỏ chì bọc kín bên ngoài dây dẫn cách điện bọc chì là dùng để tăng cường cường độ cơ học của dây dẫn và làm cho cách điện dây dẫn bên trong không bị va quệt làm hỏng, như vậy dây dẫn cách điện ngăn cách với không khí ẩm ướt bên ngoài, khó bị ẩm, biến chất, vì thế có thể tăng tuổi thọ sử dụng.
Hàn kín dây bọc chì sau khi bị cắt đứt hoặc bóc tách ra, nếu sử dụng ngoài trời là nhằm phòng ngừa nước mưa xâm thực, nên dùng hợp kim chì thiếc để hàn kín.

9 – 2 – 13
Hỏi: Khi thi công dây nhôm trần tại sao không được kéo trượt trên mặt đất hoặc trên thanh ngang như dây đồng?
Đáp: Khi thi công dây nhôm, cần đặc biệt chú ý thương tổn cơ học bề mặt. Vì thế không được kéo trượt dây trên mặt đất hoặc trên thanh ngang. Khi đặt dây, ở các chỗ đều phải dùng ròng rọc gỗ để đỡ nhằm tránh thương tổn bề mặt. Bởi vì chỉ cần có một vết thương tổn nhỏ, khiến dây nhôm dễ bị ăn mòn.

9 – 2 – 14
Hỏi: Hai cách rải dây thủ công như (a), (b) trong hình 9 – 2 – 14, nên dùng cách nào?
Đáp: Nên áp dụng phương pháp rải dây như hình (b). Bởi vì rải dây theo hình (a), kết quả khiến dây dễ cong vênh, gập gãy và làm hỏng chất cách điện, và khi rải, đường dây kéo không thẳng. Nếu theo phương pháp như hình (b) thì không có hiện tượng trên.

9 – 2 – 15
Hỏi: Tại sao thường bọc một lớp sợi bông vào giữa lõi đồng dẫn điện với cách điện cao su của dây hoa và dây bọc cao su?
Đáp: Đó là nhằm phòng ngừa lõi đồng dây dẫn tiếp xúc lâu ngày với vỏ cao su gây ăn mòn. Vì thế, trong quá trình lưu hóa chế tạo dây bọc vỏ cao su, có một ít
lưu huỳnh tự do không hóa hợp với cao su sống, có thể hóa hợp với đồng, sinh ra một lớp sunfát đồng trên bề mặt. Khi nhiệt độ sử dụng tương đối cao, tác dụng hóa hợp này càng mạnh. Như vậy, sẽ làm giảm tiết diện hữu hiệu của dây dẫn, rút ngắn tuổi thọ sử dụng của dây dẫn. Vì thế bọc một lớp sợi bông hoặc dây vải bông ngoài lõi đồng rồi mới bọc lớp cách điện bằng cao su; cũng có thể mạ một lớp thiếc bên ngoài lõi đồng.
Khi trong quá trình chế tạo không sử dụng lưu huỳnh làm chất lưu hóa thì có thể không dùng lớp sợi bông.