Hộp phân nhánh cáp kiểu châu Âu và hộp phân nhánh cáp kiểu Mỹ

Các thiết bị cắm điện hiện đang được sử dụng trong hộp phân phối cáp cao áp ở nước ta được chia thành hai loại: kiểu châu Âu và kiểu Mỹ. Thiết bị kiểu châu Âu đề cập đến khái niệm đấu nối cáp của các trạm biến áp dạng hộp ngoài trời được du nhập từ châu Âu vào những năm 1980 trong lĩnh vực hộp phân phối cáp, còn thiết bị kiểu Mỹ là khái niệm cắm điện của các trạm biến áp dạng hộp đặt trên bệ được nhập khẩu từ Hoa Kỳ vào những năm 1990.

1. Sự khác biệt giữa các thiết bị kiểu châu Âu và các thiết bị kiểu Mỹ

Không có ranh giới rõ ràng giữa các thiết bị của châu Âu và Mỹ, và sự hiểu biết của những người trong ngành ở nước tôi cũng không nhất quán. Chúng có sự khác biệt nhỏ về hiệu năng và giá cả, và việc làm rõ sự khác biệt này trong quá trình lựa chọn sản phẩm là điều cần thiết.

1.1 Cấu trúc cách điện của thiết bị khác nhau

Các dây dẫn của thiết bị kiểu Mỹ được bao bọc bởi ba lớp cao su. Lớp trong cùng là lớp chắn bán dẫn, lớp giữa là lớp cách điện chính, và lớp ngoài cùng là lớp chắn bán dẫn có nối đất liên tục, vì vậy nó được gọi là loại có lớp chắn và giá thành cao hơn một chút. Bề mặt ngoài của thiết bị kiểu châu Âu được bọc bằng hai lớp cao su, và không có lớp nối đất ngoài cùng.

1.2 Khái niệm về kết nối mạch nhánh là khác biệt

Các thiết bị kiểu châu Âu sử dụng phương pháp phân nhánh nối tiếp, nghĩa là một số thiết bị hình chữ T cách điện bằng cao su silicon được kết nối nối tiếp từ hướng nhánh ngắn từng cái một để tạo thành mạch chính, và các nhánh được lấy từ nhánh dài của mỗi đoạn chữ T. Phương pháp phân nhánh nối tiếp này có một số nhược điểm: nếu mạch nhánh của một đoạn chữ T bị lỗi, thì phải tháo rời linh kiện nối tiếp, và phải tháo đoạn chữ T bị lỗi ra và lắp ráp lại trước khi nó có thể tiếp tục hoạt động. Sau khi xử lý lỗi xong, linh kiện cần phải được lắp lại. Việc tháo rời và lắp ráp lại cùng một lúc rất rắc rối; mạch chính có nhiều kết nối nối tiếp, điều này ảnh hưởng đến độ tin cậy của dẫn điện và làm giảm tính ổn định động; khi có nhiều linh kiện được kết nối nối tiếp, khó giữ cho trục nằm trên cùng một đường thẳng, khiến một số giao diện kết nối bị lệch khỏi vị trí bình thường, làm giảm độ bền điện môi của giao diện và khả năng chống thấm nước.

Thiết bị của Mỹ sử dụng phương thức đấu nhánh song song, khắc phục được những nhược điểm đã nêu của phương thức đấu nhánh nối tiếp. Đấu nhánh song song là việc gắn một nhóm thiết bị cách điện (ba pha) gọi là thanh dẫn điện lên thành hộp đấu nhánh, đóng vai trò như một thanh dẫn điện. Trên thanh dẫn điện có một số đầu nối hình nón bên ngoài được đấu song song, bất kể đó là dây vào, dây ra, dây nhánh, v.v., đều được kết nối với thanh dẫn điện. Dây dẫn bên trong của thanh dẫn điện được hàn bạc, dẫn điện tốt, nhưng khoảng cách ba pha lớn hơn, việc nối cáp pha khó hơn, và thanh dẫn điện ba pha được bố trí thành một hàng làm cho chiều dài của hộp lớn hơn.

1.3 Độ côn của bề mặt tiếp xúc là khác nhau

Ống côn khớp kiểu châu Âu được thiết kế theo tiêu chuẩn Đức DIN47636, và độ côn nhỏ; ống côn khớp kiểu Mỹ được thiết kế theo tiêu chuẩn Mỹ IEEE386, và độ côn lớn hơn một chút. Sự khác biệt về độ côn khớp sẽ dẫn đến hai điểm khác biệt sau:

a) Độ bền điện môi biến dạng của giao diện liên kết giữa các thiết bị là khác nhau. Độ bền cách điện của giao diện liên kết tăng theo cấp số mũ với lực đàn hồi khi chịu áp lực. Cao su silicon có độ đàn hồi cao, và áp lực càng chặt thì độ bền cách điện càng cao. Với độ côn lớn hơn, lực đàn hồi sẽ lớn hơn và độ bền cách điện sẽ cao hơn. Do đó, độ bền cách điện của giao diện kiểu Mỹ lớn hơn so với kiểu châu Âu.

b) Khả năng chống thấm khác nhau. Độ côn khớp càng lớn, vật liệu cao su ở giao diện càng được ép chặt, và khả năng chống thấm nước càng tốt. Do đó, khả năng chống thấm nước của các thiết bị kiểu Mỹ tốt hơn một chút so với các thiết bị kiểu châu Âu.

4 nguyên tắc phân biệt giữa thiết bị kiểu châu Âu và thiết bị kiểu Mỹ

Trong số các thiết bị cắm điện sản xuất trong nước, một số nhà sản xuất kết hợp cấu trúc của châu Âu và Mỹ với nhau, khiến việc phân biệt trở nên khó khăn. Ba khái niệm cơ bản sau đây sẽ giúp chúng ta đưa ra nhận định:

a) Xét về cấu trúc nhánh của thiết bị cắm, nhánh song song là hộp phân nhánh cáp kiểu Mỹ, còn nhánh nối tiếp là hộp phân nhánh cáp kiểu châu Âu.

b) Xét về cấu trúc cách điện, thiết bị có ba lớp cao su (lớp chắn trong, lớp cách điện chính và lớp chắn ngoài) là kiểu Mỹ, còn thiết bị có hai lớp cao su (lớp chắn trong, lớp cách điện chính) là kiểu châu Âu. Đối với các thiết bị sử dụng phương pháp phun phủ một lớp màng bán dẫn lên bề mặt ngoài của lớp cao su hai lớp, do lớp màng bán dẫn mỏng dễ bị mòn trong quá trình lắp đặt hoặc sử dụng, nên hiệu suất tiếp đất không đáng tin cậy, do đó không thể coi là loại có lớp chắn. Đó là thiết bị kiểu châu Âu.

c) Kích thước của phần côn trên bề mặt hình nón phù hợp của thiết bị không thể được sử dụng làm cơ sở để phân biệt. Bởi vì kích thước phần côn chỉ là vấn đề về kích thước hình học, nó chỉ liên quan đến độ bền điện môi và khả năng chống thấm. Bất kể là thiết bị cách điện của châu Âu hay Mỹ, phần côn phù hợp có thể được thiết kế theo tiêu chuẩn Mỹ hoặc tiêu chuẩn Đức, do đó sẽ xuất hiện các loại băng cách điện kiểu Mỹ và các loại băng cách điện kiểu Mỹ khác nhau như hình nón châu Âu, hình nón châu Âu kết hợp với hình nón châu Âu và hình nón châu Âu kết hợp với hình nón Mỹ.