Chi tiết về cấu tạo dây cáp điện gồm mấy phần?

Cấu tạo dây cáp điện gồm mấy phần là câu hỏi nền tảng mà mọi kỹ sư điện, nhà thầu thi công và chuyên gia trong ngành cần nắm vững. Hiểu rõ cấu trúc và chức năng từng thành phần cáp điện không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu quả truyền tải mà còn đảm bảo an toàn điện tuyệt đối trong mọi hệ thống, từ cáp điện hạ thế đến cáp điện trung thế.

Cấu trúc cơ bản theo tiêu chuẩn kỹ thuật:

• Theo tiêu chuẩn TCVN và các chuẩn quốc tế IEC, cấu tạo cáp điện tiêu chuẩn được xây dựng từ 3 thành phần cốt lõi
• Mỗi bộ phận đảm nhận vai trò chuyên biệt trong quá trình dẫn điện và bảo vệ
• Các loại cáp điện chuyên dụng còn bổ sung thêm nhiều lớp phụ trợ để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cao trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt

Bài viết này sẽ phân tích chi tiết từng lớp cấu tạo và mối quan hệ giữa vật liệu với hiệu suất vận hành, đồng thời hướng dẫn cách lựa chọn phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể. Với chuyên môn sâu rộng trong lĩnh vực sản xuất dây cáp điện, Ngoc Lan Cable cam kết cung cấp những kiến thức chuyên môn chính xác nhất về bản chất vật lý và nguyên lý hoạt động của từng thành phần.

 

 

1. Cấu tạo dây cáp điện tiêu chuẩn gồm 3 phần chính

Theo tiêu chuẩn TCVN và các chuẩn quốc tế như IEC, cấu tạo dây cáp điện cơ bản được xây dựng từ 3 thành phần chính, mỗi phần có vai trò và chức năng riêng biệt trong hệ thống truyền tải điện.

Ba thành phần này bao gồm:

• Ruột dẫn điện (conductor)
• Lớp cách điện (insulation)
• Vỏ bảo vệ (sheath)

Cấu trúc này được thiết kế để tối ưu hóa hiệu quả truyền tải và đảm bảo an toàn vận hành cho mọi ứng dụng từ dân dụng đến công nghiệp.

1.1. Phần 1: Ruột dẫn điện (Conductor) – Thành phần truyền tải dòng điện

Ruột dẫn điện là thành phần trung tâm và quan trọng nhất, có chức năng chính là truyền tải dòng điện từ nguồn đến tải tiêu thụ. Đây chính là “con đường” mà electrons di chuyển để thực hiện quá trình dẫn điện hiệu quả.

Về cấu trúc, ruột dẫn có thể là xoắn tròn đồng tâm (nhiều sợi nhỏ xoắn lại) hoặc xoắn đồng tâm cán nén chặt. Số sợi phổ biến thường là 7, 19, 37, hoặc 61 sợi tùy theo tiết diện và yêu cầu của ứng dụng cụ thể.

Vật liệu làm ruột dẫn thường là đồng (Cu) hoặc nhôm (Al), được sử dụng nhiều do có điện trở suất thấp và khả năng dẫn điện tốt. Đồng được ưa chuộng hơn nhờ độ dẫn điện cao (điện trở suất ở 20ºC chỉ 0.017241 Ω.mm²/m), độ bền cơ học tốt và khả năng chống ăn mòn vượt trội.

 

Tiêu chí so sánh	Ruột đồng (Cu)	Ruột nhôm (Al)
Điện trở suất	0.017241 Ω.mm²/m	0.0283 Ω.mm²/m
Khối lượng riêng	8.96 g/cm³	2.70 g/cm³
Độ bền kéo	Cao (220-250 MPa)	Trung bình (70-120 MPa)
Chi phí	Cao hơn	Thấp hơn 30-40%

 

1.2. Phần 2: Lớp cách điện (Insulation) – Hệ thống bảo vệ lõi dẫn

Lớp cách điện bao quanh lõi dẫn điện, đóng vai trò cách ly điện giữa ruột dẫn với môi trường xung quanh. Nó còn có chức năng cách ly giữa các ruột dẫn với nhau trong cáp đa lõi và ngăn cách với các vật nối đất, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho hệ thống.

Lớp cách điện làm từ PVC (Polyvinyl Chloride) và XLPE (Cross-linked Polyethylene) là 2 loại phổ biến nhất. Trong đó, cách điện PVC có chi phí thấp, dễ gia công nhưng chỉ chịu nhiệt đến 70°C. Ngược lại, cách điện XLPE có khả năng chịu nhiệt cao hơn (90°C) và độ bền cơ học tốt hơn, tuy nhiên giá thành thường cao hơn PVC.

Việc lựa chọn chất cách điện tốt quyết định trực tiếp đến tuổi thọ và độ an toàn của cáp điện, đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp và truyền tải điện áp cao.

1.3. Phần 3: Vỏ bảo vệ (Jacket/Sheath) – Lớp bảo vệ cơ học bên ngoài

Vỏ bảo vệ là lớp ngoài cùng, có vai trò bao bọc tất cả các lõi, bảo vệ cơ học và hóa học cho toàn bộ cấu trúc bên trong.

Chức năng chính của vỏ bọc là chống lại các tác động từ môi trường như va đập, ẩm ướt, hóa chất và tia UV, đảm bảo tuổi thọ lâu dài cho cáp điện.

Khác với lớp cách điện tập trung vào tính năng cách điện, vỏ bảo vệ chủ yếu đảm nhận vai trò bảo vệ cơ học, có độ bền cơ học cao và khả năng chống lão hóa tốt trong môi trường khắc nghiệt. Vật liệu thường dùng là PVC thường hoặc các vật liệu nhựa dùng cho cáp chống cháy như LSZH, FR-PVC (PVC chống cháy lan).

2. Các thành phần phụ thường gặp trong cấu tạo cáp điện chuyên dụng

Bên cạnh 3 thành phần chính đã phân tích, các loại cáp điện chuyên dụng thường được bổ sung thêm nhiều lớp phụ trợ để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cao trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

Hiểu rõ vai trò của từng thành phần phụ sẽ giúp bạn lựa chọn đúng loại cáp cho từng ứng dụng cụ thể. Điều này đặc biệt quan trọng khi làm việc với các dự án yêu cầu cáp điện chuyên dụng cho công nghiệp hoặc các hệ thống có điều kiện vận hành đặc thù.

 

 

2.1. Lớp độn (filler) và băng quấn (binding tape) – Thành phần định hình cáp điện

Lớp độn và băng quấn là 2 thành phần đóng vai trò quan trọng trong việc định hình và ổn định cấu trúc của cáp điện đa lõi. Lớp độn được đặt trong các khoảng trống giữa các lõi dẫn để tạo cho cụm cáp tròn hơn. Băng quấn có nhiệm vụ cố định cụm lõi và các sợi độn, ngăn chặn hiện tượng dịch chuyển vị trí của các lõi khi cáp bị uốn cong.

Vật liệu thường dùng:

• Vật liệu làm lớp độn thường ở dạng sợi tròn hoặc dẹt như sợi polypropylene (sợi PP Yarn), sợi PVC, sợi tổng hợp có tính chất không dẫn điện.
• Băng quấn cố định thường là các loại băng Mylar, Băng PE (Polyeste film), PPF (Polyphenol formaldehit/Polypropylen), PET (Polyethylene Telephtalate).

Những vật liệu này được lựa chọn phải tương thích với nhiệt độ làm việc của cáp và vật liệu cách điện.

Chức năng kỹ thuật:

• Duy trì hình dạng tròn đều của cáp trong quá trình sản xuất và thi công
• Giảm thiểu ứng tác động cơ học lên từng lõi dẫn riêng lẻ
• Cải thiện tính linh hoạt và độ bền uốn của toàn bộ cáp điện

Đặc biệt, đối với cáp điều khiển nhiều lõi, lớp độn còn giúp phân tách các nhóm lõi khác nhau, giảm thiểu nhiễu điện từ chéo và đảm bảo chất lượng tín hiệu truyền tải ổn định.

2.2. Lớp vỏ bọc phân cách (Separation sheath) – Màng ngăn cách bảo vệ

Lớp phân cách là một lớp vật liệu được đặt giữa các thành phần khác nhau trong cáp, thường nằm giữa nhóm lõi dẫn (có cách điện) và lớp giáp bảo vệ (hoặc màng chắn kim loại). Thành phần này đóng vai trò như một “hàng rào” vật lý ngăn chặn sự tương tác có hại giữa các vật liệu khác nhau.

Vật liệu chế tạo lớp phân cách thường là nhựa PVC cho cáp có giáp bảo vệ. Độ dày của lớp này thường từ 1.0 – 1.8 mm nhưng đóng vai trò then chốt trong việc duy trì tính toàn vẹn của cáp điện.

Ứng dụng quan trọng:

• Ngăn chặn phản ứng hóa học giữa kim loại của giáp và vật liệu cách điện
• Bảo vệ thành phần bên trong cáp trước các tác động lực từ quá trình sản xuất hoặc thi công lắp đặt cáp.

2.3. Màng chắn kim loại (Metallic screen) và giáp bảo vệ (Armour)

Màn chắn kim loại (màn chắn chống nhiễu) là lớp được thiết kế chống nhiễu điện từ và bảo vệ ruột dẫn khỏi các tác động bên ngoài.

Vật liệu dùng làm màn chắn kim loại thường là đồng hoặc nhôm, kết cấu có thể ở dạng băng, sợi giáp hoặc kết hợp cả băng và sợi hoặc là sợi đan thành lưới.

Giáp bảo vệ là lớp tăng cường cơ học mạnh mẽ nhất trong cấu tạo cáp, được thiết kế để chống lại các tác động cơ học từ bên ngoài như va đập, áp lực, động vật gặm nhấm, chống trộm…Thành phần này đặc biệt quan trọng đối với cáp ngầm và các ứng dụng trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

Loại giáp phổ biến nhất là giáp kim loại bao gồm băng thép kép mạ kẽm (DSTA), sợi thép mạ kẽm (SWA), băng nhôm kép (DATA), sợi nhôm (AWA)… được xoắn xung quanh cáp. Đặc biệt, đối với cáp 1 ruột thì lớp giáp bảo vệ phải là vật liệu phi từ tính.

 

 

3. Phân loại dây cáp điện phổ biến dựa trên cấu tạo

Việc phân biệt dây điện và cáp điện dựa trên cấu tạo là yếu tố then chốt giúp bạn lựa chọn sản phẩm tối ưu cho từng dự án. Hiểu rõ kiến thức về cấu trúc bên trong không chỉ liên kết trực tiếp với ứng dụng của cáp điện trên thực tế mà còn giúp bạn đưa ra quyết định chính xác và hiệu quả kinh tế.

3.1. Phân loại dựa trên cấu trúc ruột dẫn

Cấu trúc ruột dẫn là yếu tố đầu tiên quyết định đến tính chất cơ học và điện học của cáp.
Các loại cấu trúc chính:

• Cáp ruột dẫn cấp 2 xoắn đồng tâm
  • Gồm số sợi được quy định theo tiêu chuẩn TCVN 6612 như 7, 19, 37, 61…xoắn lại với nhau theo hướng ngược chiều kim đồng hồ
  • Độ linh hoạt cao, phù hợp cho nhiều điều kiện lắp đặt
  • Ứng dụng: Hệ thống điện dân dụng, công nghiệp
• Cáp ruột dẫn cấp 2 xoắn đồng tâm cán nén chặt
  • Số sợi được quy định theo tiêu chuẩn TCVN 6612, sau đó được cán nén chặt tạo thành bề mặt tròn nhẵn
  • Tăng mật độ vật liệu dẫn điện so với cấu trúc xoắn thường
  • Khả năng chống ăn mòn tốt hơn nhờ ít khe hở
  • Ứng dụng: Hệ thống điện công nghiệp.

3.2. Phân loại dựa trên số lõi dẫn

Số lõi dẫn quyết định trực tiếp đến khả năng ứng dụng của cáp trong các hệ thống điện khác nhau. Việc lựa chọn số lõi phù hợp không chỉ đảm bảo hiệu quả truyền tải mà còn tối ưu hóa chi phí đầu tư và vận hành cho dự án.
Phân loại chi tiết theo số lõi:

• Cáp đơn lõi
  • Một lõi dẫn duy nhất với cách điện riêng biệt
  • Khả năng tản nhiệt tốt, phù hợp với dòng điện lớn
  • Dễ dàng lắp đặt và bảo trì
  • Ứng dụng: Truyền tải điện áp cao trên lưới điện, kết nối hệ thống, bảng điều khiển, máy móc, thiết bị…
• Cáp 3 lõi
  • Ba lõi dẫn trong một vỏ bọc chung
  • Phù hợp với hệ thống 3 pha cân bằng
  • Ứng dụng: Động cơ công nghiệp, hệ thống phân phối
•  Cáp 4 lõi (3 pha + 1 trung tính)
  • Ba lõi pha và một lõi trung tính/nối đất
  • Khả năng cân bằng tải, ổn định điện áp và đảm bảo an toàn
  • Ứng dụng: Hệ thống điện dân dụng, tòa nhà thương mại
• Cáp đa lõi
  • Từ 2 đến 61 lõi trong một cáp
  • Mỗi lõi có tiết diện nhỏ (0.5 – 4.0 mm²)
  • Tối ưu cho truyền tín hiệu và điều khiển
  • Ứng dụng: hệ thống tự động hóa, các thiết bị máy móc

Hướng dẫn lựa chọn số lõi:

• Xác định loại hệ thống điện (1 pha, 3 pha, điều khiển)
• Tính toán dòng điện và yêu cầu bảo vệ
• Đánh giá không gian lắp đặt và phương pháp thi công
• Cân nhắc chi phí vật liệu và nhân công

3.3. Phân loại dựa trên loại vỏ bọc

Loại vỏ bọc là yếu tố quyết định khả năng thích ứng của cáp với môi trường làm việc cụ thể. Mỗi vật liệu vỏ bọc có đặc tính riêng biệt về khả năng chống chịu nhiệt độ, hóa chất, cháy nổ và tác động cơ học.
Các loại vỏ bọc phổ biến:

• Cáp bọc PVC tiêu chuẩn
  • Nhiệt độ làm việc: đến 70°C
  • Chi phí thấp, dễ gia công và lắp đặt
  • Đặc tính tốt, ổn định về điện, cơ tính và lý tính
  • Ứng dụng: Lắp đặt cố định trong tòa nhà, nhà xưởng
• Cáp bọc XLPE chịu nhiệt
  • Nhiệt độ làm việc: đến 90°C
  • Độ bền cơ học, tuổi thọ cao
  • Khả năng chống tia UV tốt
  • Ứng dụng: Đường dây ngoài trời, môi trường khắc nghiệt
• Cáp bọc HDPE
  • Nhiệt độ làm việc: đến 125°C
  • Độ bền cơ học tốt hơn các loại PE khác, chịu va đập, chịu mài mòn tốt.
  • Cách điện và chống thấm nước tốt. Chịu được tia UV.
  • Ứng dụng: Dùng trong cáp viễn thông, cáp quang, cáp ngầm trung thế…
• Cáp có vỏ bọc chống cháy lan
• • Tiêu chuẩn IEC 60331, không lan truyền lửa
  • Duy trì hoạt động trong 90-180 phút khi có cháy
  • Vỏ bọc LSZH (Low Smoke Zero Halogen), FR-PVC (Fire resistant PVC)…
  • Ứng dụng: Hệ thống báo cháy, thoát hiểm, bệnh viện, chung cư cao tầng…

Ngoài ra còn có các loại vỏ bọc dây cáp điện chuyên dụng khác như cao su, nylon, PE (PolyEthylene), PUR (PolyUrethane), PP (PolyPropylene), PAR (PolyAmide Resin)…

 

Môi trường	Nhiệt độ	Vỏ bọc khuyến nghị	Đặc điểm nổi bật
Trong nhà	20-60°C	PVC tiêu chuẩn	Kinh tế, dễ thi công
Ngoài trời	-20 đến 80°C	XLPE	Chống tia UV, độ bền tốt
Công nghiệp	Biến đổi	XLPE	Chống hóa chất, chống tác động cơ học tốt
An toàn	Mọi điều kiện	LSZH, FR-PVC chống cháy lan	Bảo vệ con người và tài sản khi có sự cố

 

4. Câu hỏi thường gặp về cấu tạo cáp điện (FAQ)

4.1. Lớp cách điện và vỏ bảo vệ khác nhau như thế nào?

Lớp cách điện bao quanh ruột dẫn điện, có chức năng ngăn cách cách ly điện giữa các ruột dẫn hoặc giữa ruột dẫn với môi trường xung quanh. Vỏ bảo vệ là lớp ngoài cùng, đảm nhận vai trò bảo vệ và chống lại các tác động cơ học cho toàn bộ cáp.

Sự khác biệt chính nằm ở mục đích: cách điện tập trung vào tính năng điện (ngăn dòng rò), trong khi vỏ bảo vệ chủ yếu đảm bảo tính năng cơ học (chống va đập, chống ẩm).

4.2. Lõi đồng và lõi nhôm, loại nào tốt hơn?

Lõi đồng có điện trở suất thấp hơn 39% và độ bền cao, phù hợp ứng dụng công nghiệp yêu cầu độ tin cậy cao. Lõi nhôm nặng 30% và rẻ hơn 30-40% so với đồng, tối ưu cho đường dây truyền tải xa và các dự án có yêu cầu tiết kiệm chi phí.

Lựa chọn phụ thuộc yêu cầu cụ thể: đồng cho độ tin cậy, nhôm cho tính kinh tế.Trong ứng dụng thực tế, tùy theo yêu cầu của các dự án mà cả 2 loại vật liệu này được sử dụng rộng rãi và phải tuân thủ theo tiêu chuẩn kỹ thuật TCVN/IEC để đảm bảo an toàn khi sử dụng.

4.3. Có phải cáp điện nào cũng có đúng 3 phần không?

Không. Cấu tạo 3 phần cơ bản áp dụng cho cáp thông thường (lõi dẫn, cách điện, vỏ bọc). Cáp chuyên dụng có thêm các thành phần như giáp kim loại, lớp độn, lớp bọc phân cách, màn chắn… tùy theo môi trường và yêu cầu kỹ thuật cụ thể.

Ví dụ: Cáp ngầm có thêm giáp thép, cáp điều khiển có thêm lớp độn, cáp chống nhiễu có thêm màn chắn ruột dẫn.

4.4. Cáp điện gia đình và công nghiệp có cấu tạo khác nhau không?

Cáp gia đình có cấu tạo đơn giản 2 phần, điện áp 220V/380V, vỏ bọc PVC thường, tập trung vào tính kinh tế và dễ lắp đặt. Cáp công nghiệp phức tạp hơn với 4-7 lớp, điện áp 1kV-35kV, có thêm giáp bảo vệ hoặc lớp độn, lớp phân cách…

Sự khác biệt này đến từ yêu cầu khác nhau về môi trường làm việc, mức độ an toàn và tuổi thọ sử dụng giữa hai ứng dụng.

5. Kết luận: Nắm vững cấu tạo để ứng dụng hiệu quả

Cấu tạo dây cáp điện gồm mấy phần phụ thuộc vào loại cáp và ứng dụng cụ thể. Ba thành phần cốt lõi – lõi dẫn điện, lớp cách điện và vỏ bảo vệ – tạo nền tảng cho mọi loại cáp điện tiêu chuẩn, đảm bảo hiệu quả truyền tải và an toàn vận hành.

Các thành phần phụ như lớp độn, giáp bảo vệ và lớp phân cách được bổ sung khi cần đáp ứng yêu cầu đặc biệt về độ bền, chống nhiễu hoặc an toàn trong môi trường khắc nghiệt. Hiểu rõ từng thành phần giúp bạn nhận biết chất lượng sản phẩm, lựa chọn cáp điện phù hợp và đảm bảo vận hành an toàn theo tiêu chuẩn TCVN.

Với cam kết chất lượng và chuyên môn kỹ thuật, Ngoc Lan Cable luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn tìm hiểu chi tiết về các sản phẩm cáp điện chất lượng cao, hoặc liên hệ trực tiếp với đội ngũ kỹ sư để được tư vấn giải pháp tối ưu cho dự án cụ thể.