Cáp ngầm là gì?

Hãy tưởng tượng tất cả những sợi dây điện lộn xộn từng treo lơ lửng trên đường phố. Giờ hãy tưởng tượng một thế giới nơi dòng điện được truyền tải an toàn, ẩn mình dưới chân chúng ta! Đó chính là công việc tuyệt vời của cáp ngầm . Những sợi cáp này giống như những con đường bí mật dẫn điện, đảm bảo nhà cửa, trường học và nhà máy luôn có điện mỗi ngày.

Tại sao chúng ta lại đặt chúng dưới lòng đất? Ừ thì, dây điện trên cao có thể đứt trong những cơn bão lớn, hoặc trông khá xấu xí khi lơ lửng trên bầu trời. Cáp ngầm thì an toàn trước thời tiết xấu như gió, mưa và sét, và chúng làm cho thành phố của chúng ta đẹp hơn nhiều! Nhưng vấn đề là: chúng tốn kém hơn nhiều để lắp đặt và sửa chữa nếu có sự cố.

Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ đi sâu tìm hiểu về các loại cáp ngầm khác nhau, thành phần cấu tạo, cách chúng giữ mát, cách các kỹ sư lắp đặt chúng dưới lòng đất, cách họ sửa chữa chúng, và những điều chúng ta cần suy nghĩ cho hành tinh của mình.

Cách chúng tôi phân loại cáp ngầm

Các kỹ sư có những cách thông minh để nhóm cáp, gần giống như việc phân loại sách trong thư viện. Điều này giúp họ chọn đúng loại cáp cho từng công việc. Chúng ta sẽ xem xét ba cách chính mà họ thực hiện việc này.

Có bao nhiêu dây bên trong

Trước tiên, hãy nghĩ về phần cốt lõi của cáp – những sợi dây thực sự dẫn điện. Một cáp có bao nhiêu dây chính?

• Cáp đơn lõi: Hãy tưởng tượng một sợi cáp chỉ có một dây chính bên trong. Đó chính là cáp đơn lõi! Chúng giống như một làn đường siêu tốc trên đường cao tốc, rất lý tưởng để truyền tải điện năng lớn. Ví dụ, chúng được sử dụng để kết nối các máy móc công suất lớn hoặc truyền tải điện năng đi xa. Điểm thú vị của chúng là gì? Chúng không quá nặng và dễ uốn cong, nhưng hãy nhớ rằng, chúng chỉ truyền tải một dòng điện chính.
• Cáp ba lõi: Bây giờ, hãy hình dung 3 dây chính được bó lại với nhau bên trong một sợi cáp chắc chắn. Đây là cáp ba lõi. Tại sao lại là ba? Bởi vì hầu hết các hệ thống điện lớn của chúng ta (như trong nhà máy hoặc cả khu dân cư) hoạt động tốt nhất với hệ thống điện "ba pha", vốn cực kỳ hiệu quả. Những sợi cáp này bền chắc và gọn gàng hơn so với việc sử dụng ba dây đơn riêng biệt. Chúng giống như ba làn đường trên một xa lộ, tất cả đều hoạt động cùng nhau!
• Cáp nhiều lõi: Nếu bạn cần nhiều kết nối riêng biệt hơn nữa thì sao? Cáp nhiều lõi có bốn hoặc thậm chí nhiều dây chính bên trong. Chúng được sử dụng khi bạn cần điều khiển nhiều thứ khác nhau cùng lúc trong một hệ thống điện phức tạp. Chúng giống như một mạng lưới đường dẫn bí mật bên trong một sợi cáp!

  Theo cường độ dòng điện (Điện áp định mức)

  Tiếp theo, các kỹ sư phân loại cáp theo mức độ "đẩy" (cái mà chúng ta gọi là điện áp ) của dòng điện. Hãy tưởng tượng việc so sánh một vòi nước nhỏ trong vườn với một vòi cứu hỏa khổng lồ - cả hai đều dẫn nước, nhưng với cường độ rất khác nhau!

  • Cáp điện áp thấp (LV): Loại cáp này có thể chịu được điện áp lên đến 1kV. Chúng có mặt ở khắp mọi nơi! Bạn có thể tìm thấy chúng ở nhà, trường học và trong các cửa hàng, dùng để cấp điện cho đèn, máy tính và các vật dụng hàng ngày. Đây là loại cáp bạn thường thấy nhất ở các thị trấn và thành phố.
  • Cáp trung thế (MV): Loại cáp này bền hơn! Chúng hoạt động với điện áp từ 1kV đến 35kV. Chúng giống như những con đường chính kết nối các nhà máy điện lớn với các tòa nhà lớn hoặc khu công nghiệp. Chúng là một mắt xích cực kỳ quan trọng trong mạng lưới điện của chúng ta.
  • Cáp cao thế (HV): Đây thực sự là những gã khổng lồ! Chúng truyền tải điện từ 35kV, đôi khi lên đến hàng trăm nghìn vôn! Cáp cao thế giống như những siêu xa lộ truyền tải điện, vận chuyển lượng điện khổng lồ trên những khoảng cách rất xa, từ nơi sản xuất (như một nhà máy điện lớn) đến các thành phố lớn.

  Bằng cách chúng được đặt xuống đất

  Cuối cùng, làm thế nào các kỹ sư có thể giấu những sợi cáp này dưới lòng đất? Có nhiều kiểu khác nhau, và mỗi kiểu đều có ưu và nhược điểm riêng.

  • Cáp chôn trực tiếp: Đây là cách đơn giản nhất. Các kỹ sư đào một cái mương, đặt cáp trực tiếp xuống đất rồi phủ lên. Một khi cáp đã được chôn, bạn sẽ không thể nhìn thấy chúng nữa, điều này rất tuyệt vời về mặt thẩm mỹ! Cách này tiết kiệm chi phí hơn. Nhưng vấn đề là: nếu cáp bị đứt sau đó, việc tìm ra chính xác vị trí đứt cũng giống như mò kim đáy bể, và việc đào nó lên là một công việc khó khăn.
  • Lắp đặt máng: Hãy tưởng tượng việc đặt cáp bên trong một hộp bê tông dài, hở đặt trên mặt đất. Đây là cách lắp đặt máng. Những dây cáp này dễ nhìn thấy và dễ tiếp cận, nên việc kiểm tra hoặc sửa chữa chúng không quá khó khăn. Thật tuyệt nếu bạn nghĩ rằng mình có thể cần thêm cáp sau này.
  • Lắp đặt đường hầm: Đối với những dự án thực sự lớn, chẳng hạn như đưa điện xuống lòng sông hoặc xuyên qua trung tâm thành phố lớn, các kỹ sư đôi khi phải xây dựng hẳn một đường hầm ngầm chỉ để lắp đặt cáp! Việc này tốn rất nhiều chi phí ban đầu. Nhưng một khi đã hoàn thành, việc kiểm tra, sửa chữa hoặc lắp đặt thêm cáp bên trong sẽ dễ dàng hơn rất nhiều. Nó giống như việc bạn có một đường hầm ngầm riêng để dẫn điện vậy, thật tuyệt vời!

  Cáp ngầm được làm bằng gì?

  Hãy tưởng tượng cáp ngầm như một củ hành tây rất chắc chắn, có nhiều lớp. Mỗi lớp có một nhiệm vụ cực kỳ quan trọng, đảm bảo dòng điện chạy an toàn và cáp tồn tại lâu dài dưới lòng đất.

  • Lõi hoặc Dây dẫn: Đây là trung tâm, là động cơ, bộ phận chính thực sự dẫn điện. Nó thường được làm từ nhiều sợi đồng hoặc nhôm mỏng xoắn lại với nhau. Tại sao lại xoắn? Bởi vì nó làm cho cáp dễ uốn cong, giúp việc lắp đặt dễ dàng hơn! Đôi khi, dây đồng được phủ một lớp thiếc mỏng màu bạc để giúp kết nối tốt hơn và ngăn ngừa gỉ sét.
  • Lớp cách điện: Lớp này là một lớp bảo vệ cực kỳ quan trọng bao quanh mỗi dây. Nó được làm bằng nhựa hoặc cao su đặc biệt. Nhiệm vụ của nó là gì? Ngăn điện thoát ra ngoài (gọi là rò rỉ điện!) và giữ cho các dây không chạm vào nhau, tránh gây ra đoản mạch hoặc thậm chí là hỏa hoạn. Lớp cách điện càng dày thì khả năng giữ điện càng mạnh.
  • Vỏ kim loại: Bên ngoài lớp cách điện là một lớp kim loại chắc chắn, thường được làm bằng chì hoặc nhôm. Lớp này giống như lớp áo giáp của cáp! Nó ngăn nước, khí và các hóa chất độc hại có trong đất xâm nhập vào các bộ phận quan trọng bên trong. Lớp vỏ kim loại này rất quan trọng để đảm bảo cáp bền bỉ trong nhiều năm dưới lòng đất.
  • Lớp lót: Ngay trên lớp chắn kim loại là một lớp mềm, thường được làm bằng vải cứng như đay. Mục đích của nó là gì? Nó chỉ đơn giản là để bảo vệ lớp chắn kim loại khỏi bị trầy xước hoặc đè bẹp khi lớp tiếp theo, cứng hơn nhiều, được thêm vào. Hãy coi nó như một lớp đệm bảo vệ.
  • Lớp giáp: Đây là lớp bảo vệ cáp cực kỳ chắc chắn! Lớp giáp được làm từ một hoặc hai lớp dây thép hoặc băng dính chắc chắn quấn quanh cáp. Lớp này bảo vệ cáp khỏi các tác động vật lý – chẳng hạn như khi có vật sắc nhọn vô tình đâm vào cáp trong quá trình lắp đặt, hoặc khi có người đào bới gần cáp. Một số loại cáp không cần lớp bảo vệ này nếu chúng được đặt ở vị trí rất an toàn.
  • Lớp bảo vệ: Cuối cùng, lớp ngoài cùng, thường cũng được làm từ sợi đay. Lớp bảo vệ này giống như lớp vỏ ngoài của cáp. Nó bảo vệ lớp thép bọc thép chắc chắn khỏi bị gỉ sét và ảnh hưởng của thời tiết. Đây chính là lớp phòng thủ cuối cùng!

  Vật liệu cách nhiệt hiện đại

  • Polyethylene liên kết ngang (XLPE): Vật liệu này giống như một siêu anh hùng cách điện! Nó chịu nhiệt tuyệt vời, không hòa tan với hóa chất và ngăn nước tuyệt vời. Điều này làm cho nó hoàn hảo cho cáp công suất cao. XLPE cũng có thể hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao hơn nhiều, nghĩa là cáp làm bằng vật liệu này có thể truyền tải điện năng lớn hơn nữa!
  • Cao su Ethylene Propylene (EPR): Đây là một lựa chọn tuyệt vời khác! EPR cực kỳ linh hoạt và chịu được những thay đổi lớn về nhiệt độ rất tốt. Vì vậy, dù mặt đất nóng như thiêu đốt vào mùa hè hay lạnh cóng vào mùa đông, cáp EPR vẫn hoạt động hoàn hảo. Đây là một bước ngoặt cho những nơi có thời tiết khắc nghiệt!

  Những vật liệu cách điện bằng nhựa tiên tiến này giúp cáp bền hơn nhiều, ít phải sửa chữa hơn và hoạt động tốt hơn nhiều so với vật liệu cũ. Giống như việc nâng cấp từ một chiếc xe cũ, chậm chạp lên một chiếc xe thể thao hoàn toàn mới, siêu tốc độ để chạy bằng điện vậy!

  Phần kết luận

  Vậy, chúng ta đã học được gì về những sợi cáp ngầm tuyệt vời, ẩn mình này? Chúng là một phương thức cực kỳ thông minh và quan trọng để cung cấp điện cho tất cả chúng ta. Chúng làm cho thị trấn của chúng ta đẹp hơn, bảo vệ nguồn điện khỏi những cơn bão dữ dội, và an toàn hơn rất nhiều cho người dân. Đây quả là một giải pháp tuyệt vời!

  Đúng là chúng tốn kém hơn khi lắp đặt và khó sửa chữa hơn nếu có sự cố. Nhưng các kỹ sư đã tìm ra những cách thông minh để nhóm chúng lại (theo số lượng dây, theo công suất và theo cách lắp đặt), và các vật liệu mới như XLPE và EPR giúp chúng bền hơn và có tuổi thọ cao hơn bao giờ hết.

  Điều quan trọng nhất đối với các kỹ sư là xử lý nhiệt. Quá nhiều nhiệt có thể gây ra vấn đề lớn! Vì vậy, họ luôn phải cân nhắc loại đất xung quanh cáp, độ sâu chôn cáp và số lượng cáp được bó lại với nhau. Những chi tiết này là cốt lõi để đảm bảo an toàn cho nguồn điện.

  Khi ngày càng nhiều thành phố trên thế giới lựa chọn ẩn đường dây điện vì một tương lai an toàn và tươi đẹp hơn, chúng ta cần tiếp tục học hỏi. Chúng ta phải tiếp tục nghiên cứu cách những sợi cáp này ảnh hưởng đến Trái Đất về lâu dài. Bằng cách này, chúng ta có thể tiếp tục cải thiện và đảm bảo tương lai điện năng vừa an toàn cho chúng ta vừa tốt cho hành tinh. Đây là một công việc lớn, nhưng là công việc mà những con người tận tâm đang thực hiện mỗi ngày!