Hướng dẫn chi tiết quy trình thi công cáp điện ngầm theo TCVN

Chu Văn An

Đối với các khu đô thị đông dân cư, địa hình hiểm trở, không thể đi dây trên cao thì cáp điện ngầm sẽ được sử dụng thay thế. Trong bài viết này chúng tôi sẽ giới thiệu đến các bạn quy trình thi công cáp điện ngầm theo tiêu chuẩn quốc gia và một số lỗi thường gặp trong quá trình lắp đặt.

Yêu cầu đối với quá trình thi công cáp điện ngầm

Quy trình thi công cáp điện ngầm phải đáp ứng tiêu chuẩn quốc gia ISO 7997:2009, bao gồm các yêu cầu quan trọng sau:

• Độ sâu đặt cáp: Cáp ngầm và ống bảo vệ phải được đặt ở độ sâu cách mặt đất ít nhất 0,6m, nơi không có áp lực của phương tiện giao thông và ít nhất 1,2m ở nơi chịu áp lực của đường hoặc vật nặng. Ngoài ra, bạn nên đứng cách xa gốc cây lớn ít nhất 1-1,5m.
• Cấu trúc bảo vệ: Cáp ngầm phải có ống bảo vệ hoặc đặt trong máng bê tông cốt thép. Lớp bảo vệ cáp cần được che phủ và không được chênh lệch độ cao có thể làm hỏng cáp.
• Đường kính ống bảo vệ: Trường hợp chỉ có 1 cáp thì đường kính trong của ống phải bằng 1,5 lần đường kính ngoài của cáp; Trường hợp đặt nhiều dây cáp thì đường kính ống phải bằng 1,5 lần đường kính vòng tròn ngoại tiếp của cáp.
• Vị trí hộp cáp ngầm: Cần đặt ở vị trí thuận tiện cho việc kéo cáp, nối cáp hoặc phân nhánh cáp. Chiều dài ống thẳng giữa các hộp cáp phải nhỏ hơn 150m.
• Vị trí của cáp: Không đặt các dây cáp giao nhau hoặc phải có vỏ bảo vệ riêng cho từng đường dây, trong đó khoảng cách giữa hai dây tối thiểu là 15cm.
• Yêu cầu đối với các mối nối, đầu ống và khe hở giữa các ống: Phải được làm từ những vật liệu có khả năng chống thấm, chịu nước và chịu lực tốt, đảm bảo tất cả các mối nối, khe hở đều kín nước. Đặc biệt, các mối nối và đầu ống kim loại phải được phủ băng chống ăn mòn.
• Đất, cát lấp rãnh: Yêu cầu là không có sỏi, đá nhọn để tránh làm rách, hỏng cáp. Đồng thời, tất cả các rãnh cần phải được đầm và san phẳng kỹ lưỡng, đặc biệt khi đặt các ống song song.
• Xử lý đất yếu: Cần có biện pháp xử lý nền đất yếu để đảm bảo tính chất đồng nhất của đất tại các khu vực thi công cáp điện ngầm.
• Cáp riêng biệt: Cáp điện ngầm không được tiếp xúc trực tiếp với cáp quang hoặc cáp điện yếu. Duy trì khoảng cách giữa các dây cáp này ≤30cm.
• Lực kéo cáp: Mỗi loại cáp sẽ có một lực kéo cho phép, đảm bảo quá trình thi công cáp ngầm không vượt quá thông số này, tránh ảnh hưởng đến tính chất của cáp hoặc đứt cáp.

Quy trình thi công cáp ngầm đạt tiêu chuẩn

Mỗi quốc gia sẽ có một quy trình thi công cáp điện ngầm khác nhau. Ở Việt Nam, quy trình cơ bản bao gồm các bước.

Khảo sát mặt đất

Đây là bước đầu tiên trong quá trình thi công cáp ngầm.

• Khảo sát địa hình: Trước khi thi công, nhà thầu cần chuẩn bị mặt bằng, khảo sát địa hình để nắm bắt đặc điểm đất đai, điều kiện môi trường và lập bản đồ lắp đặt.
• Thủ tục pháp lý: Nhà thầu cần phải đăng ký hoặc xin giấy phép xây dựng để tránh các thủ tục pháp lý từ chính phủ.
• Chuẩn bị các vật dụng, dụng cụ, thiết bị cần thiết.

Mương

Để đảm bảo khoảng cách an toàn, số lượng ống xoắn HDPE dự kiến ​​đặt trong rãnh sẽ quyết định chiều rộng của rãnh cáp. Ống bảo vệ cáp cần được đặt trên nền cáp phẳng được nén chặt. Tuyệt đối không đặt ống đáy trên nền sỏi cứng.

Công việc trong giai đoạn đào rãnh bao gồm:

• Xác định chính xác kích thước và vị trí của rãnh cần đào.
• Xác định vị trí, độ sâu các công trình ngầm tại khu vực cần đào, đặc biệt là các loại cáp điện khác để điều chỉnh phương pháp đào rãnh phù hợp.
• Tính số ống bảo vệ cáp từ chiều rộng rãnh rồi tiến hành đào rãnh.

Hiện nay có 2 phương pháp đào rãnh chôn cáp phổ biến là bằng máy và thủ công. Đối với những khu vực nhạy cảm sẽ sử dụng công nghệ đào rãnh không đào rãnh.

Đào mương bằng máy

Đây là phương pháp tối ưu nhất trong quá trình thi công cáp điện ngầm. Thông thường, chủ đầu tư sẽ sử dụng máy xúc để đào rãnh có chiều rộng miệng hố tối đa là 15m. Trong khi chiều rộng thông thường của hào sẽ từ 0,6 – 1,2m, độ sâu trung bình là 1,2m.

Sau khi đào, rãnh sẽ được lấp lại bằng vật liệu san lấp nhiệt tầng sôi hoặc cát nhiệt. Tuy nhiên, không phải tất cả các khu vực đều có thể được xây dựng bằng phương pháp này. Việc đào rãnh bằng máy chỉ có thể thực hiện ở những nơi có địa hình không quá phức tạp, đặc biệt là những nơi không có đường dây điện bên dưới.

Đào rãnh thủ công

Đào rãnh thủ công được áp dụng trong những trường hợp đào bằng máy không khả thi, ví dụ: khu vực thi công có hệ thống cáp điện ngầm hoặc điều kiện đất đá phức tạp. Đặc biệt, việc đào rãnh sẽ sử dụng xẻng, xà beng thay vì máy xúc.

Đào hố bằng công nghệ

Đối với những khu vực đào rãnh thủ công và đào rãnh bằng máy đều không phù hợp sẽ áp dụng công nghệ không đào rãnh bằng kích ống, đào hầm vi mô hoặc khoan định hướng ngang.

• Kích ống và tạo đường hầm vi mô: Hố sẽ được đào hai bên đối tượng với chiều dài từ 30 – 100m, sau đó dùng vỏ thép để dọn đường.
• Khoan định hướng ngang: Một lỗ nhỏ khoảng 152mm sẽ được khoan dưới chướng ngại vật, sau đó nắp polyetylen sẽ được kéo lại. Với công nghệ này, ống dẫn cáp được lắp đặt mà không cần sử dụng vỏ bọc bảo vệ.

Trải ống bảo vệ

Đặt ống nhựa xoắn HDPE hoặc ống bảo vệ cáp vào rãnh đào, đảm bảo khoảng cách tối thiểu theo quy định khi đặt ống song song, tránh cát, nước hay côn trùng, động vật xâm nhập vào bên trong. Bạn nên đánh dấu ở hai đầu ống để việc kéo cáp điện được nhanh hơn.

Sau khi rải xong, ống bảo vệ cáp sẽ được cố định bằng dây thép hoặc gỗ và mương cáp sẽ được lấp đầy bằng cát sạch, không chứa sỏi, đá.

Kéo cáp vào ống

Trước khi kéo cáp vào ống, trước tiên sẽ đưa một gá nhỏ khoảng 9,5 mm vào ống để kiểm tra xem có vật cản không. Sau đó cáp sẽ được bó lại gọn gàng và sử dụng phương pháp kéo đẩy thích hợp để đưa vào ống bảo vệ.

Quá trình kéo cáp cần đảm bảo tốc độ kéo ổn định, khoảng 30m/phút. Tuyệt đối không ngừng kéo cáp đột ngột, có thể ảnh hưởng đến độ căng của cáp. Ngoài ra, để giảm lực kéo, nên tra dầu bôi trơn vào cáp, đồng thời duy trì lực kéo tiêu chuẩn theo từng loại cáp thông qua lực kế. Để tránh cáp bị chạy quá tải, phanh sẽ được sử dụng nhưng lực căng hồi vị phải được kiểm tra liên tục.

Đối với cáp chôn trực tiếp trong đất, cáp sẽ được kéo qua các con lăn cách nhau 1,5m trong rãnh.

Kết nối cáp

Để nối hai đoạn cáp phải sử dụng ống nối chuyên dụng, đường kính nối phải lớn hơn dây dẫn và được bọc bằng vật liệu cách điện để quản lý ứng suất điện.

• Cáp đùn (XLPE): Lớp bên ngoài của đầu cáp sẽ được loại bỏ để lộ dây dẫn và một đầu nối phù hợp sẽ được sử dụng để nối hai đoạn cáp. Các mối nối này sẽ được bịt kín bằng dụng cụ nối cáp.
• Cáp HPPT và SCFF: Khi nối đầu cáp cần tính toán độ liên tục thủy lực cũng như áp suất dương trong cáp. Để nối cáp SCFF, một mối nối liên kết sẽ được sử dụng, trong đó ống bọc thép được hàn ngang qua mối nối 3 pha và vào các đầu ống trước khi tạo áp suất bằng khí nitơ khô và dầu điện môi.

Xây dựng hoàn thành

Sau khi nối, cáp sẽ được kết nối với các thiết bị khác thông qua các thiết bị đầu cuối để người thợ thi công có thể thuận tiện theo dõi quá trình chuyển đổi giữa lớp cách điện của cáp có độ bền điện môi cao và không khí có độ bền điện môi thấp, đồng thời ngăn ngừa hơi ẩm, hóa chất hoặc côn trùng xâm nhập vào cáp.

Tấm đế của đầu nối cáp phải được cách ly khỏi cấu trúc đỡ để quản lý dòng điện tuần hoàn và cho phép áp thêm điện áp bảo vệ catốt vào ống dẫn cáp. Đặc biệt, sau khi hoàn tất quá trình thi công cáp ngầm, các kỹ sư điện sẽ phải sử dụng đồng hồ vạn năng để kiểm tra tính thông mạch của cáp trước khi đưa vào sử dụng.

Xem thêm: Quy trình sản xuất dây cáp điện đạt tiêu chuẩn kỹ thuật như thế nào?

Những lỗi thường gặp trong quá trình thi công cáp điện ngầm

Do môi trường lắp đặt đặc thù, dễ bị hơi nước, côn trùng xâm nhập và áp lực từ đất, nước nên quá trình thi công cáp điện ngầm khắt khe hơn và dễ mắc một số sai sót như:

• Sử dụng ống bảo vệ cáp kém chất lượng, không phù hợp với đặc tính của từng loại cáp ngầm khiến cáp dễ bị hư hỏng, đứt trong lòng đất.
• Việc đặt cáp trực tiếp vào rãnh mà không có lớp cát mịn bảo vệ ở phía dưới khiến cáp hoặc ống dẫn dễ bị đá hoặc vật sắc nhọn trộn lẫn trong đất.
• Lắp đặt cáp không thẳng hàng hoặc vi phạm tiêu chuẩn khoảng cách giữa hai đoạn cáp song song.
• Kỹ thuật nén đất, cát không đạt tiêu chuẩn khiến đất bị lún, rỗng, ảnh hưởng đến tuổi thọ của cáp.
• Việc không đảm bảo lực kéo cáp tiêu chuẩn khiến cáp bị kéo quá chặt hoặc chùng, gây hư hỏng dây dẫn hoặc lớp cách điện.
• Đặt cáp ngầm quá gần ống nước, ống dẫn khí, công trình ngầm hoặc các loại cáp điện khác.
• Băng tín hiệu không được đặt đúng vị trí để chôn cáp ngầm hoặc không được trang bị khiến máy đào không thể nhận biết có cáp ngầm bên dưới.
• Các kết nối kém hoặc các đầu nối không được cách điện đúng cách, gây nguy cơ rò rỉ điện hoặc đoản mạch.
• Dụng cụ, thiết bị bảo hộ khi làm việc với điện không đảm bảo tiêu chuẩn, dễ gây tai nạn về điện.
• Không tuân thủ các quy định theo tiêu chuẩn ISO 7997:2009 hoặc các tiêu chuẩn quốc tế hiện hành.

Một số thắc mắc về quá trình thi công cáp điện ngầm

Câu 1: Độ sâu tiêu chuẩn khi chôn cáp ngầm là bao nhiêu?

Hồi đáp: Cáp điện ngầm thường được chôn ở độ sâu 0,6 – 1,2m tùy theo áp lực của các phương tiện tại khu vực cần chôn cáp ngầm.

Câu 2: Các phương pháp thi công cáp ngầm phổ biến là gì?

Hồi đáp: Có hai phương pháp lắp đặt cáp điện ngầm phổ biến ở Việt Nam là chôn cáp trực tiếp xuống đất và chôn cáp trong ống bảo vệ.

Câu 3: Mục đích của việc rải cát dưới ống bảo vệ cáp ngầm là gì?

Hồi đáp: Lớp cát phía dưới giúp giảm thiểu tác động từ đất, tăng cường bảo vệ ống cáp, ngăn chặn sỏi, đá cứng làm rách hoặc hư hỏng ống cáp.