Bọc dây điện là gì? Phân loại và cách chọn vỏ bọc dây điện chất lượng

Chu Văn An

Bọc dây điện là một trong những công đoạn chính trong quy trình sản xuất dây cáp điện. Vậy dùng vật liệu gì để làm vỏ bọc dây điện và cách chọn vỏ bọc dây điện chất lượng? Hãy tìm hiểu trong bài viết.

Dây quấn là gì?

Bọc dây điện là bước cuối cùng trong quy trình sản xuất dây cáp điện tiêu chuẩn trước khi đóng gói và bảo quản. Mục đích chính của bước này là bọc lõi dẫn điện của dây cáp điện bằng một lớp vỏ bảo vệ có khả năng cách điện và chống lại nhiệt độ, độ ẩm, hóa chất hoặc tác động cơ học. Ngoài ra, bọc dây điện còn giúp hạn chế rò rỉ điện, gây nguy hiểm cho người sử dụng.

Vỏ bọc dây điện sau khi được bọc thường có những đặc điểm sau:

• Khả năng cách điện: Đây là đặc tính quan trọng nhất của vỏ bọc dây điện, nhằm ngăn chặn những nguy hiểm về điện như đoản mạch, chập mạch khi các dây dẫn tiếp xúc với nhau hay phóng điện, rò rỉ điện khi người dùng vi phạm nguyên tắc an toàn. Khả năng cách điện của vỏ dây phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu cấu thành.
• Khả năng bảo vệ: Với dây điện, lớp vỏ đóng vai trò như một tấm chắn, giúp lõi không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, độ ẩm, hóa chất, côn trùng cắn hay tác động cơ học. Đối với con người, vỏ dây điện có nhiệm vụ cách ly các bộ phận dẫn điện, ngăn ngừa tai nạn điện.
• Đảm bảo tính thẩm mỹ: So với dây trần, dây điện bọc ngoài không chỉ tăng độ an toàn mà còn đảm bảo tính thẩm mỹ trong các công trình hiện đại. Lớp vỏ này thường được đánh mã màu theo tiêu chuẩn để dễ dàng phân biệt và thể hiện tính thẩm mỹ của không gian sử dụng.

Lợi ích từ việc bọc dây điện

Không chỉ đơn giản là vật liệu bọc bên ngoài, vỏ bọc dây còn mang lại nhiều lợi ích cho dây cáp điện cũng như hệ thống điện và người sử dụng.

• Ngăn ngừa rò rỉ điện và cháy nổ: Bọc dây điện giúp tăng khả năng chịu nhiệt, hạn chế rò rỉ điện có thể dẫn đến đoản mạch ở dây dẫn. Đặc biệt, lớp bọc dây điện còn có đặc tính chống cháy hoặc ngăn chặn cháy lan khi có hỏa hoạn.
• Tăng tuổi thọ của dây nguồn: Khi được phủ một lớp bảo vệ vật lý, lõi dẫn điện bên trong của dây cáp điện sẽ không tiếp xúc trực tiếp với môi trường, không bị ma sát, mài mòn, góp phần tăng độ bền cho dây điện.
• An toàn cho con người: An toàn điện là nền tảng của mọi hệ thống điện. Vỏ cách nhiệt giúp cách ly con người và dòng điện, giúp giảm thiểu nguy cơ xảy ra tai nạn điện trong quá trình sử dụng và vận hành hệ thống.
• Giảm tiếng ồn điện tử: Lớp phủ dây điện có khả năng chống nhiễu điện từ, chống nhiễu, bảo vệ tín hiệu, từ đó làm tăng hiệu suất và độ ổn định của hệ thống điện, điện tử.
• Dễ dàng nhận biết: Vỏ bọc dây điện thường được mã hóa bằng nhiều màu sắc khác nhau, tương ứng với chức năng của từng dây dẫn, giúp các kỹ sư dễ dàng thiết kế, thi công hoặc sửa chữa mạch điện, đồng thời cảnh báo người dùng khi tiếp xúc với dây dẫn đang có điện.

Phân loại vỏ bọc dây điện phổ biến hiện nay

PVC và XLPE là hai loại vật liệu cách điện phổ biến nhất cho dây cáp điện tại Việt Nam. Ngoài 2 loại vật liệu này, vỏ bọc dây điện còn có thể sử dụng nhiều loại vật liệu khác như PE, PP, HDPE, cao su…

Vỏ bọc dây điện PVC (PolyVinyl Clorua)

Loại polymer này được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu nhờ các đặc tính nổi bật như tính dẻo, giá thành rẻ, sẵn có, cách điện tốt, chịu được axit, dung môi, bazơ và nhiều loại hóa chất khác. PVC có dải nhiệt độ hoạt động khá rộng, từ -55°C đến 105°C, nhiệt độ tiêu chuẩn là 70°C. Tuy nhiên, vật liệu này có khả năng chịu nhiệt hạn chế và thường sinh ra khói độc khi đốt cháy.

Vật liệu cách nhiệt PVC hiện nay được sử dụng phổ biến cho các loại cáp điện dùng trong điện gia dụng hoặc công nghiệp nhẹ.

Bọc dây điện bằng PE (PolyEthylene)

PE là một loại nhựa nhiệt dẻo. Dưới áp suất và nhiệt độ thích hợp, quá trình trùng hợp ethylene (C2H4) giúp PE tăng khả năng chống nứt, hàn hoặc cắt.

So với PVC, PE có độ dẻo kém hơn nên khó uốn cong. Bù lại, bọc dây điện bằng PE làm tăng tính chất cách điện của dây cáp điện, đồng thời tăng cường khả năng chịu tải và chống ăn mòn của dây. Vật liệu này chủ yếu được sử dụng cho cáp đồng trục hoặc cáp điện dung thấp với nhiệt độ hoạt động từ 65°C đến 80°C.

Lưu ý, dây điện bọc PE khiến dây cáp tạo ra khói đen và đôi khi bị cháy nên không phù hợp để lắp đặt trong hệ thống điện gia đình.

Vỏ bọc dây điện XLPE (PolyEthylene liên kết ngang)

Nhờ quá trình liên kết ngang các phân tử PE với nhau, XLPE không chỉ thừa hưởng những ưu điểm của PE mà còn được nâng cấp khả năng chịu nhiệt lên tới 250°C trong trường hợp ngắn mạch tạm thời, với nhiệt độ làm việc tiêu chuẩn lên tới 90°C.

Ngoài ra, XLPE còn có khả năng chống biến dạng khi nung nóng, cộng thêm khả năng chống ăn mòn hóa học, chống nứt nẻ nên đây là vật liệu cách điện phổ biến cho các dây cáp điện hoạt động ở điện áp cao, trong môi trường khắc nghiệt hoặc dùng cho hệ thống dây điện ngầm.

Nhược điểm của vật liệu này là giá thành cao hơn PVC và PE, đồng thời đòi hỏi quy trình sản xuất và gia công phức tạp hơn.

Vỏ bọc dây điện HDPE (PolyEthylene mật độ cao)

HDPE là loại nhựa tổng hợp có cấu trúc tinh thể bền chắc và độ cứng cao hơn PE. Nhờ đó mà vỏ dây từ HDPE mang lại độ bền cơ học tốt hơn, có khả năng chống mài mòn và va đập mạnh.

HDPE còn có đặc tính cách nhiệt, chống thấm nước, nhiệt độ làm việc tiêu chuẩn lên tới 75°C. Đặc biệt, vật liệu này được bổ sung hợp chất UVA có tác dụng chống lại tia UV nên thích hợp làm vỏ bọc cho cáp viễn thông, cáp quang hoặc cáp điện chôn trực tiếp dưới lòng đất.

Nhược điểm của HDPE là khả năng chịu nhiệt hạn chế và dễ gãy ở nhiệt độ thấp.

Dây quấn không chứa halogen (LSZH/LSOH)

Lớp vỏ này được làm từ hỗn hợp nhựa polyolefin không chứa halogen (như clo, flo, brom) nên khi đốt thường ít khói và không sinh ra khí độc.

Loại vật liệu này có các dạng phổ biến bao gồm LSZH (Low Smoke Zero Halogen), LSF (Low Smoke and Fume) hay HFFR (Halogen-Free and Flame Retardant), trong đó LSZH có khả năng chống cháy cao nhất nên được ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy hóa chất, nhà máy điện hạt nhân, tàu ngầm hay hệ thống điện trong các công trình công cộng.

Bọc dây điện bằng cao su

Cao su có độ đàn hồi cao, dẻo hơn nhựa, có thể chịu được ma sát và chịu được nhiệt độ khắc nghiệt như quá cao hoặc quá thấp nên được sử dụng khá phổ biến trong nhiều hệ thống điện. Đặc biệt, cao su tổng hợp như silicon được ưu tiên sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao như hàng không vũ trụ, gia công sắt thép nhờ đặc tính chịu nhiệt lên tới 800°C.

Một số loại vỏ dây khác

• PUR (PolyUrethane): Là loại nhựa tổng hợp có khả năng chịu nhiệt, rất dẻo, dẻo nhất trong các loại vật liệu nhựa, có khả năng kháng hóa chất, tia UV, nước và khó cháy. Tuy nhiên, PUR khá đắt nên chỉ được sử dụng làm vỏ bọc cho một số ứng dụng đặc biệt như dây robot, dây di động hoặc dùng cho mục đích quân sự.
• PP (PolyPropylene): Có đặc tính khá giống PE nhưng hoạt động ở dải nhiệt độ rộng hơn, từ 30°C đến 80°C.
• EPR (Cao su Ethylene Propylene): Là một dạng cao su tổng hợp, chịu được nhiệt độ cao (-50°C đến 160°C), có khả năng chống ăn mòn và có độ dẻo tương đối vượt trội. EPR chủ yếu được sử dụng trong cáp điện áp cao. Tuy nhiên, ở điều kiện nhiệt độ thấp, độ bền của loại vật liệu này sẽ bị giảm đi.

Cẩn thận khi chọn vỏ bọc dây điện chất lượng

Khi chọn vỏ bọc dây cho cáp, bạn cần lưu ý một số yếu tố quan trọng.

Môi trường hoạt động

Các điều kiện hoạt động của cáp điện quyết định việc lựa chọn vỏ bọc dây thích hợp. Ví dụ:

• Lắp đặt trong nhà: Bạn có thể lựa chọn loại vỏ bọc dây điện thông dụng nhất là PVC hoặc LSZH nếu muốn an toàn hơn.
• Lắp đặt ngoài trời: Ưu tiên lựa chọn các loại vật liệu có khả năng chống chịu các yếu tố thời tiết như XLPE, HDPE, EPR.
• Môi trường ẩm ướt: Bạn có thể lựa chọn loại vỏ bọc từ PE, XLPE hoặc PVC.
• Môi trường nhiệt độ thấp: Các lựa chọn điển hình bao gồm PUR hoặc cao su.
• Môi trường có nhiều hóa chất: Tốt nhất nên chọn PUR, nylon hoặc sợi thủy tinh cho vỏ dây.
• Khu vực dễ nổ: Bạn có thể lựa chọn vỏ LSZH/LSOH để hạn chế khói và khí độc.

Yêu cầu về độ bền của cáp

Nếu công trình, hệ thống có yêu cầu cao về độ bền của dây cáp điện thì nên lựa chọn vỏ bọc dây điện làm từ XLPE hoặc cao su, có khả năng chịu được nhiệt độ khắc nghiệt.

Yêu cầu về chi phí

Trong số các loại vật liệu trên, PVC có giá thành rẻ nhất do có sẵn trên thị trường nên nếu hệ thống điện của bạn không có nhu cầu bảo vệ quá đặc thù thì đây là loại vỏ bọc dây phù hợp nhất. Ngoài ra, PE còn là sự thay thế khả thi cho một số loại vật liệu khá đắt tiền như XLPE, LSZH, PUR.

Yêu cầu tiêu chuẩn

Vỏ bọc dây điện thường được sản xuất theo một số tiêu chuẩn quốc tế phổ biến như UL, IEC, NEC hay tiêu chuẩn quốc gia -TCVN. Bạn nên chọn mua những loại dây cáp điện đạt tiêu chuẩn điển hình này để đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng.

Một số lưu ý khác

• Độ dày vỏ bảo vệ: Dây cáp điện chất lượng sẽ có độ đồng tâm tốt, nghĩa là độ dày từ lõi đến vỏ dây ở mỗi đoạn dây là như nhau. Bạn cần chọn cáp có độ đồng tâm tiêu chuẩn, khoảng 80%.
• Màu sắc: Bạn nên chọn màu sắc của vỏ dây phù hợp với môi trường lắp đặt. Ví dụ, đối với dây điện ngoài trời, ưu tiên chọn màu sắc đậm, nổi bật để dễ nhận biết. Dây điện gia dụng có thể lựa chọn phù hợp với màu tường hoặc sàn nhà.

Câu hỏi thường gặp về vỏ bọc dây điện

Câu 1: Vỏ bọc dây điện nào phù hợp nhất cho hệ thống điện gia đình?

Hồi đáp: Xét về tính năng bảo vệ và giá cả hợp lý, PVC là loại vỏ bọc dây điện phù hợp nhất cho mạng điện gia đình.

Câu 2: Cách kiểm tra vỏ dây điện đơn giản nhất?

Hồi đáp: Bạn có thể kiểm tra vỏ bọc dây điện có bị hỏng hay không bằng 2 phương pháp đơn giản:

• Quan sát trực quan: Kiểm tra xem vỏ có bị trầy xước, nứt, đổi màu hay phồng rộp không, áp dụng cho dây đã qua sử dụng.
• Chạm: Với một dây mới, bạn có thể kiểm tra bằng tay. Nếu vỏ mềm, mịn và không có vết xước thì có thể xác định dây đang hoạt động tốt.

Để kiểm tra chính xác nhất, bạn nên sử dụng các dụng cụ chuyên dụng để xác định các thông số như độ điện môi, độ bền của vỏ dây.