🧠 Cấu tạo cáp ngầm 22kV – Giải phẫu từng lớp như thật

Một sợi cáp ngầm 22kV gồm những lớp gì? Mỗi lớp có chức năng gì? Cùng Kiến Hải mổ xẻ cấu tạo chi tiết – từ lõi dẫn đến lớp giáp thép – để hiểu rõ cách cáp ngầm vận hành an toàn dưới lòng đất.

🧭 Giới thiệu nhanh

Cáp ngầm 22kV là loại cáp trung thế, truyền tải điện năng ổn định và an toàn cho các khu dân cư, khu công nghiệp, đô thị, resort…
Đặc điểm của nó là được chôn dưới đất, nên cần nhiều lớp bảo vệ – từ lớp lõi bên trong đến “áo giáp” bên ngoài.

👉 Hiểu rõ từng lớp là chìa khóa để:

• Chọn đúng loại cáp phù hợp môi trường sử dụng
• Giám sát đúng kỹ thuật khi thi công
• Giảm rủi ro vận hành, kéo dài tuổi thọ hệ thống

🧱 Cấu tạo chi tiết của một sợi cáp ngầm 22kV

🔵 1. Lõi dẫn điện (Conductor)

• Chức năng: Truyền tải điện năng
• Chất liệu:
  • Đồng (Cu): dẫn điện tốt, mềm dẻo, phổ biến
  • Nhôm (Al): nhẹ hơn, rẻ hơn nhưng dẫn điện kém hơn
• Hình dạng:
  • Nhiều sợi nhỏ bện lại (stranded conductor) – dễ uốn cong, tránh gãy gập khi thi công
• Tiết diện phổ biến: 50 – 300 mm² (tùy công suất)

📝 Nếu chọn tiết diện quá nhỏ → dây nóng lên, tổn hao điện lớn, nguy cơ cháy.
📝 Ngược lại, tiết diện quá lớn thì… tốn tiền không cần thiết.

⚫ 2. Lớp bán dẫn trong (Inner Semi-conducting Layer)

• Vị trí: Bao sát bên ngoài lõi đồng
• Chức năng:
  • Làm đều điện trường quanh lõi → tránh hiện tượng “tập trung điện trường” gây phóng điện cục bộ
  • Lấp kín các khoảng trống giữa lõi và cách điện
• Vật liệu: Polyme pha muội than – có độ dẫn điện nhẹ, mềm

💬 Hãy tưởng tượng điện áp 22kV như nước trong vòi – nếu không có lớp này, nước sẽ “xì” ở những điểm gồ ghề của lõi → chập điện hoặc đánh thủng cách điện.

🧊 3. Lớp cách điện (XLPE insulation)

• XLPE = Cross-linked Polyethylene
• Đặc tính vượt trội:
  • Chịu điện áp cao (lên đến 24kV)
  • Chịu nhiệt đến 90°C khi làm việc thường xuyên
  • Không chảy khi quá nhiệt
  • Bền cơ học, không hút ẩm
• Độ dày: 5 – 8 mm
• Chức năng:
  • Ngăn cách hoàn toàn dòng điện với bên ngoài
  • Là “tường thành” ngăn sự cố chạm điện

📝 Đây là lớp quan trọng nhất để cách ly điện. Nếu có lỗi trong lớp XLPE (rỗ khí, rách…) thì cáp sẽ hỏng chỉ sau vài ngày vận hành.

⚫ 4. Lớp bán dẫn ngoài (Outer Semi-conducting Layer)

• Vị trí: Bao quanh lớp XLPE
• Chức năng:
  • Làm đều điện trường tại bề mặt cách điện
  • Tạo tiếp xúc tốt với lớp giáp kim loại phía ngoài
• Vật liệu: Tương tự lớp bán dẫn trong – nhưng mềm hơn để không làm trầy lớp giáp

💬 Nghĩ đơn giản: nếu lớp XLPE là bức tường, thì lớp bán dẫn ngoài là lớp vữa bảo vệ – giữ điện trường “êm dịu”, không xung đột gây đánh thủng.

🟠 5. Lớp giáp kim loại (Metallic Screen)

• Vị trí: Bao quanh lớp bán dẫn ngoài
• Chức năng:
  • Dẫn dòng rò hoặc sự cố về đất (kết nối với hệ thống tiếp địa)
  • Chắn nhiễu điện từ – bảo vệ thiết bị xung quanh
• Chất liệu: Dây đồng trần bện xoắn hoặc băng đồng quấn sát

💡 Lớp này bắt buộc phải nối đất ở đầu cấp – nếu không, sự cố nhỏ có thể biến thành sự cố lớn. Đây là lớp “áo chống nhiễu điện từ”, bảo vệ toàn bộ môi trường xung quanh.

🧥 6. Lớp độn và vỏ lót (Filler + Inner Sheath)

• Chức năng:
  • Làm tròn cáp nếu là loại 3 lõi
  • Ngăn hơi ẩm thâm nhập vào trong
  • Tạo mặt tiếp xúc êm cho lớp giáp sắt
• Vật liệu: Nhựa mềm (PVC) hoặc sợi độn tổng hợp

📝 Lớp này giống như lớp đệm trong áo giáp, giúp mọi phần bên trong luôn ổn định và kín khí. Thiếu lớp này, các lõi sẽ cấn vào nhau → tăng nguy cơ phóng điện giữa các pha.

🛡️ 7. Lớp giáp thép (Steel Tape Armour – STA)

• Chức năng:
  • Chống va đập khi chôn trực tiếp
  • Ngăn chuột cắn, gặm nhấm
  • Tăng cứng, chống móp méo khi lấp đất, cán xe qua
• Cấu tạo: Băng thép mỏng cuốn xoắn quanh cáp
• Lưu ý:
  • Dùng STA cho cáp 3 lõi
  • Nếu là cáp 1 lõi, thường thay bằng giáp nhôm hoặc giáp phi kim để tránh dòng Foucault

💬 Nghĩ đơn giản: đây là chiếc “áo giáp” chống đạn cho sợi cáp. Không có nó, cáp sẽ rất yếu ớt khi nằm trong đất. Nếu lớp này bị bỏ qua, chỉ cần một chiếc xẻng hoặc gọng xe chạm vào – cáp có thể hư hỏng hoặc gây sự cố nghiêm trọng.

💡 Vì sao cáp ngầm 1 lõi không dùng giáp sắt (STA)?
Ở cáp ngầm 1 lõi, khi dòng điện xoay chiều chạy qua lõi dẫn sẽ sinh ra từ trường biến thiên xung quanh. Nếu lớp giáp ngoài bằng thép – một vật liệu dẫn điện – thì từ trường này sẽ cảm ứng dòng điện xoáy (dòng Foucault) trong lớp giáp. Dòng xoáy này khiến cáp nóng lên, tăng tổn hao, giảm tuổi thọ XLPE, thậm chí gây sự cố phóng điện.
Vì vậy, với cáp 1 lõi, người ta không dùng giáp sắt, mà thay bằng giáp nhôm (ATA) hoặc sợi thủy tinh phi kim để tránh sinh dòng Foucault, đồng thời vẫn bảo đảm khả năng bảo vệ cơ học và an toàn điện. Ngược lại, cáp 3 lõi thì từ trường của 3 pha triệt tiêu nhau gần hết → dòng Foucault gần như bằng 0, nên giáp sắt dùng tốt.

🌧️ 8. Lớp vỏ ngoài (Outer Sheath)

• Vật liệu: PE, HDPE hoặc PVC màu đen
• Chức năng:
  • Chống nước, chống dầu
  • Chống tia UV, mối mọt, hóa chất
  • Bảo vệ toàn bộ “nội thất” bên trong

💬 Đây là “chiếc áo khoác ngoài cùng” giúp sợi cáp tồn tại bền bỉ suốt hàng chục năm.

📝 Trên lớp này thường in rõ các thông số như: CU/XLPE/PVC/DSTA/PE 3x95mm² 22kV – giúp dễ nhận biết khi kiểm tra hiện trường.

📊 Tóm tắt toàn bộ cấu tạo

✅ Kết luận

Một sợi cáp ngầm 22kV là kết tinh của kỹ thuật – vật liệu – an toàn – độ bền.
Hiểu rõ từng lớp không chỉ giúp anh/chị chọn đúng sản phẩm, mà còn giám sát thi công chặt chẽ hơn, tránh lỗi kỹ thuật và rủi ro về sau.

“Hiểu từng lớp, tránh rủi ro ngầm – không phải cứ chôn xuống là xong!”

📘 Bài tiếp theo

Trong bài số 3, Kiến Hải sẽ chia sẻ chi tiết quy trình thi công cáp ngầm: đào mương – đặt ống – rải cáp – lấp đất – kiểm tra cách điện.
Bài viết sẽ giúp chủ đầu tư và kỹ sư hiện trường nắm rõ từng bước – đảm bảo an toàn – đúng kỹ thuật – nghiệm thu thuận lợi.

✍️ Bài viết được thực hiện bởi Kiến Hải

Chuyên cung cấp thiết bị điện đạt chuẩn kỹ thuật cho công trình 22kV.
Nội dung được biên soạn dựa trên kinh nghiệm thi công thực tế, giúp anh/chị hiểu đúng và chọn đúng thiết bị điện.