Dây dẫn bọc cách điện: Công dụng, phân loại và so sánh với dây dẫn trần

Dây dẫn bọc cách điện đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải điện năng và đảm bảo an toàn cách điện cho người và thiết bị. Để tìm hiểu chi tiết về dây dẫn bọc cách điện và cách phân biệt với dây dẫn trần, bạn có thể theo dõi bài viết sau. 

Dây dẫn bọc cách điện là gì?

Dây dẫn bọc cách điện được hiểu là tất cả các loại dây dẫn điện được bao phủ bởi một lớp vật chất cách điện – cũng chính là lớp vỏ ngoài cùng, có chức năng bảo vệ lõi dẫn điện khỏi các yếu tố thời tiết, môi trường hoặc tác động cơ học, đồng thời ngăn cách dòng điện với con người và thiết bị. Trong mọi trường hợp, dây dẫn bọc cách điện đều có ưu điểm vượt trội hơn dây dẫn trần, đặc biệt là khi tốc độ đô thị hóa tăng nhanh, việc thay thế dây dẫn trần bằng dây bọc cách điện là giải pháp công nghệ có tính khả thi. 

Riêng đối với dây dẫn bọc cách điện sử dụng cho lưới điện trung áp, Thông tư 41/2025/TT-BCT định nghĩa như sau: 

“Dây dẫn bọc cách điện là dây đơn pha được làm bằng nhôm (AAC) hoặc bằng hợp kim nhôm Almélec (AAAC), lớp cách điện bên trong là các hợp chất điền kín các sợi dây dẫn có tiết diện từ 35mm2 đến 240mm2, có lớp vỏ bọc bảo vệ bên ngoài bằng chất PR (XLPE) độ dày thay đổi từ 1,5mm đến 4,5mm. 

Để tăng cao độ bền cách điện và tăng độ dẻo dai của lớp vỏ bọc, người ta sử dụng công nghệ lưu hóa khô hợp chất Pólyéthylen bằng hơi lưu huỳnh (S) chuyển đổi kết cấu mạng phân tử vật liệu cách điện từ liên kết dọc thành liên kết ngang, chính vì thế dây dẫn bọc cách điện có tên là dây XLPE”.

Trong mạng điện hạ áp, dây dẫn bọc cách điện được dùng để chỉ chung các loại dây điện có lớp cách điện PVC hoặc XLPE. Tuy nhiên, trong lưới điện trung áp, đây là loại dây chuyên dùng cho đường dây truyền tải trên cao, được cố định tại các trụ sứ nhưng vẫn cần chọn theo cấp điện áp pha tương ứng. 

Cấp điện áp	Chọn dây có cấp điện áp
35kV	24kV
22kV	25kV
15kV	10kV
10kV	6.3kV
6kV	3.6kV

Tại sao dây dẫn phải bọc cách điện?

Việc trang bị thêm một lớp cách điện có thể ảnh hưởng đến khả năng dẫn điện của lõi kim loại. Tuy nhiên đây lại là giải pháp toàn diện để đảm bảo an toàn điện trong quá trình sử dụng. 

Các yếu tố ảnh hưởng đến dây dẫn điện

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của dây dẫn điện như: 

• Môi trường: Nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng là những yếu tố thời tiết cơ bản thường xuyên tác động đến dây dẫn điện, đặc biệt là dây dẫn được lắp đặt ngoài trời. 
• Hóa chất: Dây dẫn điện lắp đặt tại các nhà máy hóa chất hoặc chôn ngầm đều có thể bị ăn mòn bởi clo, khí hydro và các chất độc hại khác. 
• Tác động cơ học: Để phù hợp với việc đi dây ở nhiều địa hình, khu vực khác nhau, dây dẫn điện thường xuyên bị uốn cong, đôi khi còn bị kéo giãn. Đặc biệt với loại cáp ngầm, ngoài áp lực từ đất, cát, còn có nguy cơ bị côn trùng gặm nhấm. 

Lợi ích khi chọn dây dẫn bọc cách điện

Quy phạm kỹ thuật của Bộ công thương nhấn mạnh, dây bọc cách điện luôn có tính ưu việt hơn dây trần trong mọi tình huống, mọi điều kiện lắp đặt, chứng minh tính đa lợi ích của loại dây dẫn này. 

Đảm bảo an toàn

Dây điện hở, lớp cách điện bị mài mòn hoặc không có lớp cách điện đều là những mối nguy hiểm về điện – theo Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (OSHA). Vì vậy, cách điện trên dây dẫn điện là yếu tố thiết yếu để ngăn cách dòng điện với con người, hạn chế tối đa các tình huống giật điện, bỏng điện, nhất là trong điều kiện ẩm ướt, nhiều hơi nước. 

Ngoài ra, lớp cách điện của dây dẫn cũng ngăn cách các lõi dẫn điện thuộc các dây khác nhau khỏi chập chạm vào nhau, giúp hệ thống điện vận hành an toàn, ổn định. 

Tăng độ bền và khả năng bảo vệ lõi dẫn

Lõi dẫn điện bằng kim loại tuy có độ dẫn điện tốt nhưng lại bị ăn mòn khi tiếp xúc với nước hoặc hóa chất. Vỏ cách điện lúc này đóng vai trò như lớp giáp bảo vệ, ngăn các vật liệu đồng hoặc nhôm tiếp xúc trực tiếp với môi trường, từ đó bảo vệ lõi dẫn và tăng độ bền cho dây dẫn. 

Giảm tổn hao năng lượng

Khi lớp cách điện của dây dẫn bị nứt vỡ, dòng điện có thể rò rỉ ra ngoài, gây tổn hao năng lượng. Lớp bọc cách điện được coi là giải pháp tối ưu để ngăn chặn tình trạng rò điện và tối ưu hiệu suất truyền tải. 

Đặc biệt, dây dẫn bọc cách điện cũng tránh được tình trạng phóng điện của dây dẫn trần. 

Mã hóa màu sắc

Màu sắc của lớp cách điện bên ngoài cho phép người dùng nhận biết các loại dây khác nhau. Điều này cực kỳ quan trọng đối với các kỹ sư điện khi cần thiết kế mạch điện, bảo trì hoặc sửa chữa hệ thống. 

Tiêu chuẩn quốc tế quy định các bảng màu của dây dẫn bọc cách điện như sau: 

• Màu trắng: Biểu thị cỡ dây là 14, dòng điện định mức là 15A. 
• Màu xám: Biểu thị dòng định mức của dây là 15A.
• Màu đen: Cỡ dây 6,8, dòng định mức 40-60A.  
• Màu cam: Cỡ dây 10, dòng định mức là 30A. 
• Màu vàng: Cỡ dây 12, dòng định mức 20A.  

 Quy cách mã hóa màu sắc trên đây có thể khác nhau tại nhiều quốc gia. 

Phân loại dây dẫn bọc cách điện

Cách phân loại dây dẫn bọc cách điện điển hình nhất là dựa vào vật liệu cách điện của dây dẫn. Có 3 loại vật liệu cách điện cơ bản được ưa chuộng trên toàn thế giới là nhựa, cao su và Fluoropolymer. 

Nhựa 

Polyvinyl clorua (PVC) là loại nhựa cách điện phổ biến dùng cho dây dẫn điện. PVC có đặc tính nổi trội là mềm dẻo, giá rẻ, có sẵn trên thị trường và chịu được axit, dung môi, xăng, ozone. Phạm vi nhiệt độ hoạt động của PVC là -55°C đến 105°C, có khả năng chống nước, chống cháy, chống mài mòn. 

Ngoài ra, còn có một số loại nhựa cách điện khác như:

• PVC bán cứng (SR-PVC): Ưu điểm nổi bật nhất là khả năng chống mài mòn cao, đồng thời chống được axit và kiềm, chịu nhiệt, chịu cháy.  
• Plenum Polyvinyl Chloride (Plenum PVC): Được thiết kế với khả năng chống cháy cao hơn, phù hợp lắp đặt tại các không gian phía sau trần thả hoặc sàn nâng.
• Polyetylen (PE): So với PVC, PE có độ linh hoạt thấp hơn nhiều nên khó uốn cong. Bù lại, PE có tính cách điện cao và có khả năng chống nứt, hàn, cắt khi được liên kết chéo. Vật liệu này chủ yếu sử dụng cho cáp đồng trục hoặc cáp điện dung thấp với nhiệt độ hoạt động từ 65°C đến 80°C. 
• Cross-linked Polyethylene (XLPE): Một loại nhựa nhiệt dẻo đã được liên kết chéo. XLPE có tính chất như nhựa PE thông thường nhưng dưới nhiệt độ cao, áp suất lớn và khí trơ đã biến đổi cấu trúc phân tử thành lưới 3 chiều vững chắc, cho phép chống lại sự biến dạng cả khi bị nung nóng nên đây là lựa chọn tối ưu cho các ứng dụng truyền tải ở dòng điện lớn, điện áp cao hoặc trong môi trường khắc nghiệt. 
• Polypropylene (PP): PP có tính chất khá giống PE nhưng hoạt động ở dải nhiệt độ rộng hơn, từ 30°C đến 80°C. 
• Polyurethane (PUR): Dải nhiệt độ hoạt động từ -62°C đến 93°C, có tính linh hoạt cao nhất trong các vật liệu nhựa, đi kèm đặc tính chống nước, hóa chất và chống mài mòn tuyệt vời nên được ưa chuộng cho mục đích quân sự trong điều kiện nhiệt độ thấp và bị nhiễm muỗi.
• Polyetylen clo hóa (CPE): Chống chịu được dầu, nhiệt và một số yếu tố môi trường ngoài trời nên thích hợp dùng cho cáp điều khiển và các loại cáp điện khác trong nhà máy điện công nghiệp. CPE là giải pháp thay thế tiết kiệm và thân thiện với môi trường hơn so với PVC. 
• Nylon: Mềm dẻo nhưng rất bền, chống được hóa chất và mài mòn nên được sử dụng làm lớp cách điện thứ cấp trên các hợp chất cách điện mềm hơn. 

Cao su

Cao su có độ đàn hồi cao, mềm dẻo hơn nhựa, nhất là ở nhiệt độ thấp. Đặc biệt, cao su thực hiện được chính xác nhiệm vụ của hợp chất cách điện là giữ điện tích trong vật liệu. 

Cao su có nhiều loại cách điện như:

• Cao su nhiệt dẻo (TPR): Có khả năng lên màu tốt, phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng, chịu được nhiệt độ cao và chống lão hóa. Ngay cả dưới tác động của nhiệt độ, thời tiết hay thời gian, TPR đều có thể bảo vệ dây dẫn khỏi hiện tượng đóng rắn. 
• Polychloroprene (neoprene): Đây là loại cao su nhiệt rắn tổng hợp có khả năng chống cắt tuyệt vời bên cạnh khả năng chống mòn, dầu và dung môi. Neoprene có tuổi thọ cao, mang đặc tính chống cháy và tự dập tắt vượt trội.
• Cao su styrene butadiene (SBR): Đây là vật liệu cách điện chuyên dụng cho cáp Mil-C-55668 với phạm vi nhiệt độ từ -55°C đến 90°C.
• Silicon: Có khả năng chịu nhiệt đến 180°C cùng độ linh hoạt cao nên được ưa chuộng làm vật chất cách điện cho nhiều loại dây cáp điện.
• Sợi thủy tinh: Với khả năng chịu nhiệt đến 482°C, sợi thủy tinh là lựa chọn lý tưởng cho các môi trường có nhiệt độ khắc nghiệt như lò nung, xưởng đúc, gia công nhôm – thép…  
• Cao su Ethylene Propylene (EPR): Dải nhiệt độ hoạt động -50°C đến 160°C, chủ yếu dùng trong cáp điện cao thế. EPR có khả năng chống nhiệt, oxy hóa, kiềm, cồn, nước, axit.
• Polyethylene chlorosulfonat (CSPE/ Hypalon): Chống được hóa chất và tia UV, hoạt động tốt ở điện áp thấp với dải nhiệt độ rộng. Có thể tìm thấy vật chất này trong nhiều loại dây dẫn của thiết bị gia dụng. 
• Monomer ethylene propylene diene (EPDM): Giữ được độ mềm dẻo trong phạm vi nhiệt độ từ 55°C đến 150°C, đồng thời chống chịu được mài mòn, nhiệt độ, ozone.

Fluoropolymer

Fluoropolymer là một loại nhựa nhiệt dẻo đặc biệt, có cấu trúc phân tử gồm nguyên tử cabon © và flo (F) được liên kết rất mạnh, tạo nên độ ổn định hóa học cao, giúp vật chất này có khả năng chịu nhiệt, hóa chất và cách điện tốt. Fluoropolymer có ứng dụng đặc thù trong ngành chế tạo ô tô và máy bay.  

Một số loại Fluoropolymer được sử dụng làm vật liệu cách điện: 

• Perfluoroalkoxy (PFA): Có độ tản nhiệt rất thấp nhưng dải nhiệt độ hoạt động lại rộng, từ -65°C đến 250°C. Tuy có giá thành cao nhưng PFA lại giúp tiết kiệm điện. 
• Polytetrafluoroethylene (PTFE): Là vật liệu tổng hợp chống được nước, dầu, hóa chất và nhiệt, đồng thời có khả năng chịu nhiệt độ cực cao, đến 204°C.
• Ethylene propylene flo hóa (FEP): Có đặc tính gia công chất lượng cao nên được ưa chuộng dùng cho cáp thông gió và các ứng dụng quân sự.
• Ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) và ethylene chlorotrifluoroethylene (ECTFE): ETFE và ECTFE có thể trở thành vật liệu nhiệt rắn khi được chiếu xạ. So với PFA hay FEP, vật liệu này bền hơn và linh hoạt hơn.
• Polyvinylidene fluoride (PVDF): PVDF nhẹ, mềm dẻo, chống chịu được nhiệt, hóa chất, mài mòn, đặc biệt là rẻ nên được ứng dụng đa dạng trong nhiều ngành công nghiệp. 
• Nhựa nhiệt dẻo đàn hồi (TPE): Được làm từ hỗn hợp polyme, gồm nhựa và cao su nên có thể đúc, đùn, tái sử dụng như nhựa và mang đặc tính co giãn của cao su. TPE thường được dùng trong công nghiệp ô tô và hoặc thiết bị gia dụng. 

Thực tế ở Việt Nam, có 2 loại vật chất cách điện cơ bản nhất là PVC và XLPE. Trong khi dây điện PVC được ứng dụng phổ biến trong hệ thống điện dân dụng hoặc công nghiệp nhẹ thì dây điện XLPE phù hợp lắp đặt trong điều kiện khắc nghiệt của ứng dụng công nghiệp nặng hoặc môi trường có nhiệt độ vận hành cao. 

Cách lựa chọn dây dẫn bọc cách điện

Ngoài các yếu tố quan trọng như dòng điện, điện áp, tiết diện dây dẫn, dưới đây là một số yếu tố quyết định đến việc lựa chọn dây dẫn bọc cách điện. 

Môi trường hoạt động

Điều kiện hoạt động quy định đặc tính đặc trưng của các vật chất cách điện, điển hình:

• Khu vực dễ cháy: Nếu sử dụng cách điện từ nhựa, nên ưu tiên chọn Polyvinyl clorua (PVC) và PVC bán cứng. Ở nhóm cao su, polychloroprene neoprene với khả năng tự dập tắt hoặc silicone là lựa chọn tối ưu. Trong số các fluoropolymer, FEP và PVDF có khả năng chống cháy.
• Lắp đặt ngoài trời: Dây dẫn bọc cách điện lắp đặt ngoài trời phải có khả năng chống chịu các tác động thời tiết như độ ẩm, nhiệt độ cao. Một số tùy chọn điển hình như: nhựa CPE, cao su TPR, EPDM, EPR và PVDF (fluoropolymer).
• Môi trường ẩm ướt: Có thể chọn nhựa Polyetylen và PVC bán cứng cho ứng dụng cách điện ở môi trường có độ ẩm cao mà tiết kiệm được chi phí. Với cao su, hầu hết các loại đều chống chịu được nước nhưng EPR là một lựa chọn đặc biệt tốt. Trong số các loại fluoropolymer, PTFE có khả năng chống nước tốt hơn cả.
• Môi trường hóa chất: Tùy chọn ưu tiên nên là nhựa polyurethane và nylon hoặc sợi thủy tinh và CSPE. Vật liệu cách điện fluoropolymer có khả năng chống hóa chất tốt nhất bao gồm PTFE và PVDF.
• Môi trường nhiệt độ thấp: Polyurethane là lựa chọn cách điện dạng nhựa tốt cho môi trường có nhiệt độ thấp. Với cao su, bạn có thể tùy chọn bất kỳ vật chất nào do đều có tính chất cách điện tốt ở nhiệt độ âm. Đối với fluoropolymer, PFA là lựa chọn phù hợp nhất.

Tính chất điện

Bao gồm điện trở cách điện, độ bền điện môi, độ nhạy dòng điện và khả năng chống hồ quang. Tất cả các yếu tố này đều ảnh hưởng đến tính chất cách điện ở lớp bọc dây dẫn. 

Tính chất nhiệt

Mỗi một vật chất cách điện sẽ có tính chất nhiệt khác nhau, như độ co giãn, nhiệt độ chảy, nhiệt độ mềm dẻo, nhiệt độ hoạt động trong điều kiện ngắn mạch… Cần lựa chọn được loại dây dẫn bọc cách điện phù hợp để đảm bảo hệ thống vận hành ổn định, cả trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt. 

Tính chất cơ học 

Dây dẫn điện được lắp đặt tại nhiều môi trường khác nhau. Các yếu tố cơ học như độ dẻo dai, co giãn, bền nén, độ giòn và khả năng chống mài mòn của từng loại vật liệu cách điện sẽ quyết định môi trường lắp đặt và ứng dụng cụ thể. 

Tính chất hóa học

Nắm bắt được khả năng hấp thụ độ ẩm của vật liệu cách điện, khả năng chống dầu, axit, kiềm, ozone, tia UV hoặc lửa sẽ giúp bạn lựa chọn được loại dây dẫn bọc cách điện tối ưu nhất. 

So sánh dây dẫn bọc cách điện với dây dẫn trần

Có cùng chức năng truyền tải điện và phù hợp để lắp đặt trên không, tuy nhiên, sự khác biệt lớn về lớp cách điện đã quyết định đến sự khác nhau ở nhiều tiêu chí giữa dây bọc cách điện với dây dẫn trần. 

Sự khác nhau giữa dây bọc cách điện và dây trần có trong bảng dưới đây.

Tiêu chí	Dây dẫn bọc cách điện	Dây dẫn trần
Cấu trúc	Có lớp cách điện bọc bên ngoài, thậm chí một số loại còn có 2 lớp cách điện. Phần lõi dẫn điện chủ yếu làm từ đồng hoặc nhôm	Không có lớp cách điện bao bọc bên ngoài. Lõi dẫn điện thường là đồng, nhôm hoặc thép
Khả năng dẫn điện	Kém hơn so với dây dẫn trần	Tốt hơn
Độ an toàn	Đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị	Có nguy cơ phóng điện khi vi phạm khoảng cách an toàn, gây nguy hiểm cho tính mạng con người
Chi phí	Đắt hơn so với dây trần, nhất là đối với lưới điện truyền tải đường dài	Rẻ hơn
Ứng dụng	Đa ứng dụng ở đa cấp điện áp	Dây dẫn điện trên không hoặc dây tiếp địa

Câu hỏi thường gặp về dây dẫn bọc cách điện

Câu hỏi 1: Khi nào nên sử dụng dây dẫn bọc cách điện?

Trả lời: EVN khuyến cáo, trong mọi tình huống dây dẫn bọc cách điện nên được ưu tiên sử dụng hơn là dây dẫn trần. Vì vậy, loại dây này có ứng dụng đa dạng trong tất cả hệ thống điện, từ dân dụng đến công nghiệp. Riêng đường dây truyền tải của lưới điện quốc gia được sử dụng dây dẫn trần bởi ở cấp điện áp lên đến 500kV, không có vật chất cách điện nào hoạt động hiệu quả. 

Câu hỏi 2: Các vật liệu cách điện phổ biến ở Việt Nam là gì?

Trả lời: Dây cáp điện ở Việt Nam thường sử dụng 2 vật chất cách điện phổ biến là nhựa PVC và XLPE. 

Câu hỏi 3: Các vấn đề thường gặp liên quan đến dây dẫn bọc cách điện là gì?

Trả lời: Quá trình sử dụng, dây dẫn điện có thể gặp phải tình trạng nóng lên, bị nứt vỡ hoặc biến dạng, đổi màu lớp cách điện… Hãy kiểm tra lại tiết diện dây dẫn cũng như chất lượng vỏ bảo vệ bên ngoài để thay mới hoặc sửa chữa.