Những năm gần đây, đặc biệt trên lưới điện gần biển, xuất hiện ngày càng nhiều hiện tượng phóng điện tại vị trí dây khóa cổ sứ (dây composite). Rất nhiều vị trí dây dẫn bị phóng điện, phần cách điện bị phá hủy, phần lõi nhôm bị phóng hỏng, tiềm ẩn rất lớn nguy cơ sự cố đứt dây gây nguy hiểm và làm tăng tổn thất điện năng lưới điện trung thế.
Trong quá trình vận hành, đã có nhiều đề xuất về phương án xử lý như thay dây khóa cổ sứ loại composite bằng dây nhôm trần, dây đồng trần, bổ sung băng keo và dây buộc rút để định vị dây khóa cổ sứ composite… tuy nhiên hiệu quả mang lại là không cao, hiện tượng phóng điện vẫn tiếp tục xuất hiện nhiều và ngày một nặng nề hơn.
1.Nguyên nhân:
Trường hợp tự đứt cáp hoặc hỏng cách điện như trên có thể được giải thích như sau:
+ Sự hình thành 2 điện cực của tụ điện, điện môi
Khi có dòng điện chạy qua, xung quanh cáp sẽ xuất hiện một điện trường mạnh. Đó gọi là hiệu ứng lân cận. Tại vị trí cách sứ đỡ dây 40cm trên cáp buộc định hình loại composit, sẽ xuất hiện điện thế có trị số nhỏ hơn điện thế trên dây pha và hình thành một tụ điện“trong đó một cực là dây dẫn điện và một cực là dây buộc định hình, cách điện của dây dẫn đóng vai trò là điện môi”.
+ Dòng điện phân
Cách sứ đỡ 40cm là điểm thít chặt nhất của dây buộc định hình vào dây dẫn, do tác dụng của gió mưa và ánh sáng mặt trời dây định hình bị co dãn liên tục gây ra trầy sước, nứt vỏ cách điện, nước mưa ngấm vào tạo ra dòng điện phân.
Muối mặn có trong không khí ven biển có thể chứa ion chloride, những ion này có thể xâm nhập và phản ứng với PVC, cũng dẫn đến sự phân hủy của polymer.
+ Nhược điểm của dây buộc sứ composit
Vật liệu composite có thể bị phân hủy nhanh chóng dưới tác động của tia UV từ ánh nắng mặt trời. Composite thường không dẫn điện, điều này có thể tạo ra điểm phân cực và làm tăng nguy cơ hình thành tụ điện. Có thể không có độ bền cơ học cần thiết để chịu đựng các tác động cơ học liên tục như gió, mưa, hoặc sự co giãn nhiệt. Các loại composite có thể không chịu được môi trường ăn mòn, đặc biệt là với muối và độ ẩm từ không khí biển
2.Hệ quả:
Do dây dẫn điện làm bằng nhôm, nên tại điểm phóng dòng điện phân, dây nhôm liên tục bị cháy, dẫn đến đứt lìa. Trên bề mặt cắt ngang dây dẫn sẽ xuất hiện một lớp bột nhôm mỏng bị cháy, vỏ cách điện bị cháy sùi lên.
3.Hướng xử lý:
+ Loại bỏ hiệu ứng cực của tụ điện
+ Thay thế dây composit bằng sợi dây nhôm (tách từ dây AC50) hay dây đồng bọc lõi đơn (lõi 1 sợi, S = 4mm2)
+ Tạo ra sự đẳng thế giữa dây dẫn và dây buộc định hình, giúp loại bỏ điện thế khác biệt giữa chúng
4.Các phương án xử lý thực tế
Sau khi nghiên cứu và chọn lọc các biện pháp xử lý các vị trí bị phóng điện dây khoá cổ sứ, có 4 phương án đưa ra thí điểm như sau:
a. Loại bỏ hiệu ứng cực của tụ điện và thay thế dây composit
– Phương án 1: Kiểm tra, vệ sinh kĩ phần đường dây và dây buộc composite tại vị trí phóng điện, sử dụng dây nhôm (tách từ dây AC50) quấn siết chặt một đầu của dây composite (quấn 5 vòng liên tiếp sít nhau), sau đó quấn rời (sưa) ôm lấy dây composite (đảm bảo dây composite ôm chặt vào dây dẫn) đi về phía đầu dây composite còn lại và quấn siết chặt đầu còn lại này (quấn 5 vòng liên tiếp sít nhau như ở đầu kia). Cuối cùng phần đầu dây nhôm này sẽ quay thẳng lại vào nối kín mạch với đầu dây nhôm kia.
– Phương án 2: Sử dụng dây đồng bọc lõi đơn (lõi 1 sợi, S = 4mm2) thay thế cho dây buộc composite hiện tại và lưu ý phải nối kín mạch (nối 2 đầu sợi dây đồng với nhau).
– Phương án 3: Sử dụng dây nhôm trần (tách từ dây AC50) thay cho dây buộc composite và lưu ý phải nối kín mạch (nối 2 đầu sợi dây nhôm với nhau).
Việc nối hai đầu của sợi dây nhôm (tách từ dây AC50) hay dây đồng bọc lõi đơn (lõi 1 sợi, S = 4mm2) như trên tạo thành một mạch kín giúp loại bỏ hiệu ứng cực của tụ điện. Khi không có hiệu ứng cực tụ điện, không còn sự phân cực điện thế giữa dây dẫn và dây buộc, do đó cũng giảm thiểu rủi ro rò rỉ hoặc phóng điện
b.Tạo ra sự đẳng thế giữa dây dẫn và dây buộc định hình, giúp loại bỏ điện thế khác biệt giữa chúng
– Phương án 4: Dùng ghíp bấm thủng có bọc cách điện để kẹp dây dẫn với dây buộc định hình nhằm tạo ra sự đẳng thế, xóa bỏ sự phân cực.
.
5.Thử nghiệm thực tế
Với mỗi phương án lựa chọn cho 5 vị trí để làm điểm và theo dõi kết quả, từ đó đi đến lựa chọn giải pháp xử lý hiện tượng phóng điện dây khóa cổ sứ cho lưới điện trung thế 22 kV dây bọc như sau:
– Đối với các vị trí bị phóng điện dây khoá cổ sứ nhưng chưa đến mức dây dẫn bị cháy vỏ và đứt sợi thì tiến hành xử lý theo phương án:
+ Kiểm tra, vệ sinh kĩ phần đường dây tại vị trí phóng điện, sử dụng dây đồng bọc lõi đơn (lõi 1 sợi, S = 4mm2) thay thế cho dây buộc composite hiện tại và lưu ý phải nối kín mạch (nối 2 đầu sợi dây đồng lại với nhau).
– Đối với các vị trí phóng điện dây khoá cổ sứ dẫn tới dây dẫn bị cháy vỏ và đứt một số sợi, phương án xử lý như sau:
+ Với các vị trí dây dẫn bị phóng cháy võ và đứt < 6 sợi: Tiến hành vệ sinh dây dẫn, sử dụng băng cao su cách điện “số 23” hoặc “130C” quấn quanh để xử lý cách điện và sử dụng băng vinyl cao cấp “Super 33+” quấn bọc bảo vệ bên ngoài, đồng thời thay thế dây buộc composite bằng dây đồng bọc lõi đơn (lõi 1 sợi, S = 4mm2).
+ Với các vị trí dây dẫn bị phóng cháy vỏ và đứt < 12 sợi (>6 sợi): Vệ sinh dây dẫn, sử dụng băng cao su cách điện “số 23” hoặc “130C” quấn quanh và sử dụng băng vinyl cao cấp “Super 33+”, thay thế dây buộc như trên, đồng thời táp thêm dây XLPE/A-12,7 kV bằng kẹp cáp ADB chịu lực và kẹp răng để dẫn điện (mỗi vị trí sử dụng 2 kẹp cáp ADB và 2 kẹp răng, kẹp cáp bố trí phía trong để chịu lực, kẹp răng bố trí phía ngoài để dẫn điện).
+ Với các vị trí dây dẫn bị phóng cháy vỏ và đứt > 12 sợi, phải tiến hành nối lại dây.
6.Kết quả
Giải pháp này đã được triển khai thực hiện cho nhiều vị trí bị phóng điện trên lưới với kết quả mang lại khá hiệu quả. Đến nay, hầu hết các vị trí sau khi được xử lý đã giảm thiểu đáng kể hiện tượng phóng điện, có nhiều vị trí không còn hiện tượng phóng điện như trước, các vị trí dây dẫn bị hỏng đã được xử lý khắc phục kịp thời, góp phần nâng cao độ an toàn tin cậy cung cấp điện và giảm tổn thất trên lưới điện.
7.Phương pháp chống sự cố đứt dây.
Để chống hiện tượng tự đứt dây, phải tuân thủ các yêu cầu:
– Chọn dây cáp có cấp cách điện lớn hơn hoặc bằng điện áp pha của đường dây.
– Không được làm tổn thương lớp vỏ bọc bên ngoài dây dẫn trong quá trình thi công.
– Dùng kẹp nối dây, ống nối dây có bọc cách điện, đảm bảo mối nối không bị hở cách điện.
– Phải dùng ghíp bấm thủng có bọc cách điện để kẹp dây dẫn với dây buộc định hình nhằm tạo ra sự đẳng thế, xóa bỏ sự phân cực.
– Tại điểm khóa cổ sứ nối hai đầu của sợi dây nhôm (tách từ dây AC50) hay dây đồng bọc lõi đơn (lõi 1 sợi, S = 4mm2) tạo thành một mạch kín giúp loại bỏ hiệu ứng cực của tụ điện
– Tuyệt đối không được gọt lớp cách điện khi đấu nối.
– Khi nối dây phải dùng ống nối chịu lực luồn trong ống bằng chất dẻo co ngót, không được để hở cách điện của dây dẫn bọc.
– Tuyệt đối không dùng ghíp nhôm trần để kẹp nối dây dẫn bọc.
– Tăng cường điểm thoát quá điện áp do sét trên đường dây.
– Ưu tiên dùng cáp bọc trong khu vực đông dân cư để đảm bảo an toàn điện cho người. Không sử dụng dây dẫn bọc cách điện trung áp tại các vùng có mật độ sét lớn, vùng ven biển có hơi nước nhiễm mặn.
Để khám phá thêm về những giải pháp kỹ thuật tiên tiến và dịch vụ xây dựng hệ thống điện chuyên nghiệp, từ việc thiết kế và triển khai trạm sạc nhanh xe điện cho đến xây dựng mới và bảo trì đường dây điện trung và hạ thế cùng với trạm biến áp đến 35kV, hãy ghé thăm website của chúng tôi hoặc liên hệ trực tiếp qua hotline: +84919758191.
Tại QuangAnhcons, chúng tôi cam kết cung cấp các giải pháp tối ưu, bền vững với sự an toàn và hiệu quả hàng đầu. Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi luôn sẵn lòng hỗ trợ và đồng hành cùng bạn trong mọi dự án, từ lớn đến nhỏ, với mục tiêu đem lại sự hài lòng tuyệt đối cho khách hàng.
