Bảng Tra Tiết Diện Dây Dẫn. Hướng Dẫn Chọn Tiết Diện Dây Dẫn Cho Motor
Tiết diện dây dẫn cho motor là diện tích mặt cắt ruột dây đồng hoặc nhôm (mm²) dùng để cấp điện cho động cơ; chọn đúng thì dây không nóng, sụt áp nhỏ, motor khởi động khỏe. Cách chọn nhanh: lấy dòng định mức trên tem motor nhân thêm khoảng 1,25, tra bảng tiết diện dây dẫn theo dòng điện, rồi kiểm tra sụt áp nếu dây kéo xa trên 30–50m. Bài dưới đây có bảng tra tiết diện dây dẫn theo công suất motor 1 pha 220V và 3 pha 380V, công thức tính và các lỗi hay gặp khi đi dây cho động cơ.
Nội dung
- 1) Tiết diện dây dẫn là gì
- 2) Công thức tính dòng điện và tiết diện dây cho motor
- 3) Bảng tra tiết diện dây dẫn theo công suất motor
- 4) Bảng tra dòng điện cho phép của cáp và độ sụt áp
- 5) Các loại dây cáp điện dùng cho motor
- 6) Chọn tiết diện dây cho motor 3 pha theo từng trường hợp
- 7) Ứng dụng bảng tra tiết diện dây trong thực tế
- 8) Ưu điểm khi chọn đúng và nhược điểm khi chọn sai tiết diện dây
- 9) Câu hỏi thường gặp về tiết diện dây dẫn cho motor
1) Tiết diện dây dẫn là gì
Tiết diện dây dẫn là diện tích mặt cắt vuông góc với trục dây, tính bằng mm². Dây Cu/PVC 2,5mm² nghĩa là ruột đồng có tổng mặt cắt 2,5mm², dù là một sợi cứng hay nhiều sợi nhỏ xoắn lại. Tiết diện càng lớn, điện trở càng nhỏ, dây chịu dòng càng cao và sụt áp trên đường dây càng ít.
Với motor, chọn dây quá nhỏ gây ba hậu quả: dây nóng chảy vỏ, điện áp tới motor bị tụt làm dòng tăng và motor nóng, khởi động ì vì momen khởi động tỉ lệ bình phương điện áp. Tụt 10% điện áp là momen khởi động chỉ còn khoảng 81%. Chọn dây quá lớn thì không hại gì về kỹ thuật, chỉ tốn tiền và khó bấm đầu cos vào hộp cực nhỏ.
2) Công thức tính dòng điện và tiết diện dây cho motor
a) Tính dòng điện motor
- Motor 3 pha: I = P / (√3 × U × cosφ × η). Motor 10kW, 380V, cosφ 0,85, hiệu suất 0,88: I = 10.000 / (1,732 × 380 × 0,85 × 0,88) ≈ 20,3A.
- Motor 1 pha: I = P / (U × cosφ × η). Motor 1.5kW, 220V, cosφ 0,9, hiệu suất 0,75: I ≈ 10,1A.
- Tải điện trở (đèn sợi đốt, điện trở sấy): cosφ = 1, η = 1, I = P / U (1 pha) hoặc P / (√3 × U) (3 pha).
Thực tế dòng ghi trên tem motor là con số đáng tin nhất. Công thức dùng khi không có tem hoặc để kiểm tra chéo.
b) Tính tiết diện theo mật độ dòng điện
Cách tính nhanh trong nghề: S = I / J, với J là mật độ dòng cho phép. Dây đồng đi nổi, ngắn, trong nhà lấy J khoảng 4–6 A/mm²; dây nhôm khoảng 3–4,5 A/mm². Motor 20,3A dùng dây đồng: S = 20,3 / 5 ≈ 4mm², lên cỡ chuẩn gần nhất là 4mm² hoặc 6mm² nếu đi ống kín, nhiều dây chung máng.
c) Mật độ dòng kinh tế với lưới lớn
Với đường cáp trục của nhà máy chạy nhiều giờ trong năm, kỹ sư thiết kế chọn theo mật độ dòng kinh tế Jkt (S = I / Jkt), cân đối giữa tiền dây và tiền điện tổn hao. Số giờ sử dụng công suất cực đại càng lớn thì Jkt càng nhỏ, dây chọn càng to. Cách chọn này ít áp dụng cho dây nhánh tới từng motor; phần lớn dây motor vẫn chọn theo dòng cho phép và sụt áp.
3) Bảng tra tiết diện dây dẫn theo công suất motor
Bảng dưới áp dụng cho dây đồng cách điện PVC, đi trong ống hoặc máng, nhiệt độ môi trường khoảng 30–35°C, chiều dài đến khoảng 30m. Dòng định mức là trung bình motor 4 cực đầy tải.
| Công suất motor (4 cực – 4 Pole) | Dòng 3 pha 380V (A) | Dây đồng 3 pha (mm²) | Dòng 1 pha 220V (A) | Dây đồng 1 pha (mm²) |
| 0.37kW | 1,1 | 1,5 | 3,5 | 1,5 |
| 0.75kW | 2,0 | 1,5 | 6 | 1,5 |
| 1.5kW | 3,7 | 1,5 | 10 | 2,5 |
| 2.2kW | 5,1 | 1,5–2,5 | 14–15 | 4 |
| 3kW | 6,8 | 2,5 | 19 | 4–6 |
| 4kW | 8,7 | 2,5 | 25 | 6 |
| 5.5kW | 11,5 | 2,5–4 | – | – |
| 7.5kW | 15,4 | 4 | – | – |
| 11kW | 22 | 6 | – | – |
| 15kW | 30 | 10 | – | – |
| 18.5kW | 36 | 10 | – | – |
| 22kW | 43 | 16 | – | – |
| 30kW | 57 | 16–25 | – | – |
| 37kW | 70 | 25 | – | – |
| 45kW | 84 | 35 | – | – |
| 55kW | 103 | 50 | – | – |
| 75kW | 140 | 70 | – | – |
- Dây kéo xa trên 30m, đi chung máng nhiều sợi, nhiệt độ cao hơn 40°C: lên thêm một cỡ dây.
- Motor khởi động sao – tam giác dùng 6 dây, mỗi dây chịu khoảng 58% dòng định mức, tiết diện mỗi dây có thể nhỏ hơn một cỡ.
- Motor 1 pha lớn nhất phổ biến khoảng 7.5kW; từ 3kW trở lên dòng 1 pha rất lớn, nên xem lại khả năng của công tơ và đường dây vào nhà.
4) Bảng tra dòng điện cho phép của cáp và độ sụt áp
Bảng dưới là dòng định mức và độ sụt áp của cáp ruột đồng cách điện PVC có giáp bảo vệ (CVV/DTA, CVV/WA) chôn trực tiếp trong đất, với điều kiện: nhiệt trở suất của đất 1,2°C.m/W, nhiệt độ đất 15°C, độ sâu chôn 0,5m, nhiệt độ làm việc tối đa của ruột dẫn 70°C. Đất nóng hơn, cáp đặt sát nhau nhiều sợi thì phải nhân hệ số hiệu chỉnh nhỏ hơn 1.
Tiết diện ruột dẫn Nominal area of conductor | 1 lõi (Single core) | 2 lõi
| 3 và 4 lõi
| |||||
2 cáp điện đặt cách khoảng
| 3 cáp điện tiếp xúc nhau theo hình 3 lá
| |||||||
Dòng điện định mức Current ratings | Độ sụt áp Approximate volt drop per amp per metre | Dòng điện định mức Current ratings | Độ sụt áp Approximate volt drop per amp per metre | Dòng điện định mức Current ratings | Độ sụt áp Approximate volt drop per amp per metre | Dòng điện định mức Current ratings | Độ sụt áp Approximate volt drop per amp per metre | |
mm2 | A | mV | A | mV | A | mV | A | mV |
1,5 | 33 | 32 | 29 | 25 | 32 | 29 | 27 | 25 |
2,5 | 44 | 20 | 38 | 15 | 41 | 17 | 35 | 15 |
4 | 59 | 11 | 53 | 9,5 | 55 | 11 | 47 | 9,5 |
6 | 75 | 9 | 66 | 6,4 | 69 | 7,4 | 59 | 6,4 |
10 | 101 | 4,8 | 86 | 3,8 | 92 | 4,4 | 78 | 3,8 |
16 | 128 | 3,2 | 110 | 2,4 | 119 | 2,8 | 101 | 2,4 |
25 | 168 | 1,9 | 142 | 1,5 | 158 | 1,7 | 132 | 1,5 |
35 | 201 | 1,4 | 170 | 1,1 | 190 | 1,3 | 159 | 1,1 |
50 | 238 | 0,97 | 203 | 0,82 | 225 | 0,94 | 188 | 0,82 |
70 | 292 | 0,67 | 248 | 0,58 | 277 | 0,66 | 233 | 0,57 |
95 | 349 | 0,50 | 297 | 0,44 | 332 | 0,49 | 279 | 0,42 |
120 | 396 | 0,42 | 337 | 0,36 | 377 | 0,40 | 317 | 0,35 |
150 | 443 | 0,36 | 376 | 0,31 | 422 | 0,34 | 355 | 0,29 |
185 | 497 | 0,31 | 423 | 0,27 | 478 | 0,29 | 401 | 0,25 |
240 | 571 | 0,26 | 485 | 0,23 | 561 | 0,24 | 462 | 0,21 |
300 | 640 | 0,23 | 542 | 0,20 | 616 | 0,21 | 517 | 0,18 |
400 | 708 | 0,22 | 600 | 0,19 | 693 | 0,19 | 580 | 0,17 |
500 | 780 | 0,20 | 660 | 0,18 | - | - | - | - |
630 | 856 | 0,19 | 721 | 0,16 | - | - | - | - |
800 | 895 | 0,18 | 756 | 0,16 | - | - | - | - |
1000 | 939 | 0,18 | 797 | 0,15 | - | - | - | - |
a) Cách tính sụt áp đường dây motor
Sụt áp 3 pha: ΔU ≈ √3 × I × L × ρ × cosφ / S, với ρ đồng khoảng 0,0225 Ω.mm²/m. Hoặc dùng cột mV/A/m trong bảng: ΔU (V) = số mV × I × L / 1000.
- Ví dụ motor 7.5kW, 15,4A, kéo xa 100m, dây 4mm²: ΔU ≈ 1,732 × 15,4 × 100 × 0,0225 × 0,85 / 4 ≈ 12,7V, tức khoảng 3,4% của 380V.
- Cùng motor đó dùng dây 2,5mm²: ΔU ≈ 20,4V, khoảng 5,4%.
- Mức sụt áp thường lấy làm mốc với motor là khoảng 5% khi chạy định mức; lúc khởi động trực tiếp, sụt áp tạm thời lớn hơn nhiều do dòng gấp 5–7 lần.
5) Các loại dây cáp điện dùng cho motor
- Dây đơn cứng (CV ruột 1 sợi): ruột đồng một sợi, vỏ PVC, tiết diện nhỏ, dùng đi âm tường, đi ống cố định. Ít dùng nối thẳng vào motor vì motor rung dễ gãy ruột ở đầu cos.
- Dây đơn mềm (VCm): ruột nhiều sợi đồng nhỏ xoắn, mềm, dùng trong tủ điện, đấu vào hộp cực motor, đầu máy điện.
- Dây đôi mềm (VCmd) và dây tròn nhiều lõi (VCmt): dùng cho motor 1 pha nhỏ, máy bơm gia đình, thiết bị di động.
- Cáp CVV nhiều lõi: 3 hoặc 4 lõi cùng vỏ, dùng kéo cho motor 3 pha từ tủ ra máy, đi máng cáp hoặc ống.
- Cáp có giáp (CVV/DTA, CVV/SWA): chôn đất, đi qua đường xe chạy, chống chuột cắn.
- Cáp cao su mềm và cáp chống nhiễu: cáp cao su cho thiết bị di chuyển, bơm chìm; cáp có lưới chống nhiễu cho đoạn từ biến tần ra motor.
6) Chọn tiết diện dây cho motor 3 pha theo từng trường hợp
Hệ thống motor điện 3 pha ở Việt Nam dùng lưới 380V (3 dây pha và dây trung tính, thêm dây tiếp địa). Motor 3 pha không cần dây trung tính, chỉ cần 3 dây pha và 1 dây tiếp địa vỏ.
- Motor khởi động trực tiếp: chọn dây theo 1,25 × dòng định mức, kiểm tra sụt áp lúc khởi động nếu dây dài.
- Motor khởi động sao – tam giác: 6 dây từ tủ ra motor, mỗi dây theo 0,58 × dòng định mức × 1,25.
- Motor chạy qua biến tần: dây vào biến tần chọn theo dòng vào của biến tần (1 pha vào thường lớn hơn khoảng 2–2,5 lần dòng motor 3 pha 220V); dây ra motor dùng cáp chống nhiễu, chiều dài theo giới hạn của hãng.
- Nhiều motor trên một đường trục: cộng dòng định mức các motor, cộng thêm phần chênh của motor lớn nhất khi khởi động, nhân hệ số đồng thời nếu không chạy cùng lúc.
7) Ứng dụng bảng tra tiết diện dây trong thực tế
Bảng tra tiết diện dây dẫn dùng khi kéo dây cho máy bơm nước giếng khoan, bơm tăng áp; đi dây cho motor giảm tốc băng tải, máy trộn; chọn cáp cho quạt hút nhà xưởng; chọn dây cho máy nén khí; tính dây nguồn cho tủ điện xưởng cơ khí nhiều máy; chọn cáp ngầm cho trạm bơm tưới cách tủ vài trăm mét; chọn dây cho motor động cơ điện 1 pha trong hộ gia đình, xưởng nhỏ.
8) Ưu điểm khi chọn đúng và nhược điểm khi chọn sai tiết diện dây
- Chọn đúng: dây chạy ấm tay, không nóng; motor đủ điện áp nên dòng thấp, mát và bền; CB, relay nhiệt cài đúng thì bảo vệ được cả dây lẫn motor.
- Chọn nhỏ: vỏ dây mềm, chảy, mùi khét ở đầu cos; motor khởi động chậm, dòng cao, nóng; nhiều trường hợp CB không nhảy nhưng dây đã quá nhiệt vì CB chọn theo motor chứ không theo dây.
- Chọn quá lớn: tốn chi phí, đầu cos không vừa cọc đấu của motor nhỏ, phải chuyển qua hộp nối trung gian.
- Dây nhôm rẻ hơn đồng nhưng cần tiết diện lớn hơn khoảng 1,5 lần và đầu nối đồng – nhôm chuyên dụng để tránh ăn mòn điện hóa.
9) Câu hỏi thường gặp về tiết diện dây dẫn cho motor
a) Người sắp mua dây điện cho motor cần hỏi gì, xác minh gì
- Cần đưa thông tin gì để chọn dây? Công suất và dòng trên tem motor, điện áp 1 pha 220V hay 3 pha 380V, khoảng cách từ tủ điện tới motor, cách đi dây (nổi, trong ống, chôn đất), cách khởi động (trực tiếp, sao – tam giác, biến tần). Thiếu chiều dài là thiếu dữ liệu quan trọng nhất để tính sụt áp.
- Xem gì trên vỏ dây? Vỏ dây in tên nhà sản xuất, loại dây (CV, CVV, VCm…), số lõi × tiết diện (vd 4 × 4mm²), điện áp cách điện 0,6/1kV hoặc 300/500V, tiêu chuẩn sản xuất. Vỏ in không rõ, không có tiết diện là dấu hiệu cần kiểm tra lại.
- Làm sao biết dây bị thiếu tiết diện? Cắt một đoạn, đếm số sợi và đo đường kính một sợi bằng thước kẹp, tính tổng tiết diện. Dây 2,5mm² một sợi có đường kính ruột khoảng 1,78mm; dây ghi 2,5 mà ruột chỉ khoảng 1,5mm thì thực chất gần 1,8mm². Cân thử cũng được: 100m dây đồng 2,5mm² có riêng phần ruột khoảng 2,2kg.
- Dây đồng hay dây nhôm cho motor? Dây nhánh tới motor gần như đều dùng đồng vì gọn, đầu cos dễ bấm, chịu rung tốt. Nhôm chủ yếu cho cáp trục tiết diện lớn, khoảng cách xa, để giảm chi phí.
- Giá dây điện chênh nhau nhiều vì đâu? Theo giá trung bình thị trường Việt Nam, giá dây phụ thuộc nhiều nhất vào giá đồng, sau đó là độ tinh khiết đồng, độ dày vỏ cách điện và thương hiệu. Dây rẻ hơn hẳn mặt bằng chung thường do thiếu tiết diện hoặc dùng đồng tái chế, điện trở cao hơn.
b) Người đã mua: đi dây cho đúng, dùng cho bền và đỡ tốn điện
- Bấm đầu cos thế nào cho chắc? Dùng cos đúng cỡ dây, kìm bấm đúng khuôn, bấm xong kéo thử. Dây mềm nhiều sợi luồn hết vào cos, không để sợi tõe ra ngoài chạm cọc bên cạnh. Siết ốc hộp cực đủ lực; ốc lỏng là nguồn sinh nhiệt, cháy cọc đấu hay gặp nhất ở motor.
- Có cần dây tiếp địa cho motor không? Cần. Dây tiếp địa nối vào ốc tiếp địa trong hộp cực hoặc trên thân motor, tiết diện thường bằng dây pha với dây đến 16mm², bằng một nửa với dây lớn hơn. Motor bơm nước, motor ở nơi ẩm càng cần.
- Kiểm tra dây sau khi lắp ra sao? Trước khi đóng điện, đo cách điện giữa các lõi và giữa lõi với đất bằng megomet 500V hoặc 1.000V. Khi motor chạy đầy tải, đo điện áp tại hộp cực motor và tại tủ, chênh lệch dưới khoảng 5% là ổn.
- Dây nóng khi chạy thì xử lý gì? Sờ dọc dây: nóng đều cả đoạn là dây nhỏ so với dòng, cần thay cỡ lớn hơn hoặc giảm tải; nóng cục bộ ở đầu cos, mối nối là tiếp xúc kém, cần cắt bỏ đoạn cháy, bấm lại cos, vệ sinh cọc.
- Đi dây thế nào để đỡ hao điện? Rút ngắn đường dây, tránh vòng vèo; nếu xa trên 100m nên tính tăng cỡ dây để sụt áp dưới 3–5%. Tổn hao trên dây tỉ lệ bình phương dòng điện, nên dây to hơn một cỡ thường hoàn vốn được bằng tiền điện với máy chạy nhiều giờ.
c) Các lỗi thường gặp khi chọn dây cho motor và cách chỉnh sửa
- Chọn dây theo công suất mà quên chiều dài: bơm giếng 2.2kW 1 pha cách nhà 150m dùng dây 2,5mm², bơm khởi động ì, tụ đề nóng, có khi không lên nổi. Cách sửa: tính lại sụt áp, đổi lên dây 6mm² hoặc chuyển sang motor 3 pha nếu có nguồn.
- Dùng CB to "cho khỏi nhảy" mà dây nhỏ: dây 1,5mm² lắp CB 32A thì dây có thể nóng chảy vỏ trước khi CB tác động. Cách sửa: CB chọn theo khả năng chịu dòng của dây, relay nhiệt chọn theo dòng motor.
- Nối dây xoắn tay, quấn băng keo ở chỗ ẩm: mối nối oxy hóa, nóng, chạm vỏ. Cách sửa: dùng ống nối bấm hoặc domino, bọc co nhiệt, đặt trong hộp nối kín nước.
- Lẫn dây trung tính với dây tiếp địa: vỏ motor có điện khi tải lệch pha, chống giật tác động liên tục. Cách sửa: tách riêng dây N và PE, đánh dấu màu (thường PE màu vàng sọc xanh), kiểm tra lại tại tủ và tại thiết bị.
- Dùng dây đơn cứng nối thẳng vào motor rung mạnh: ruột gãy ngầm sát đầu cos, motor mất pha chạy kêu ù rồi cháy. Cách sửa: đoạn cuối vào motor dùng dây mềm hoặc cáp nhiều sợi, có chừa độ võng và kẹp giữ dây.
d) Dành cho sinh viên cơ điện mới vào ngành: nên tìm hiểu gì trước
- Những khái niệm cần nắm trước? Điện trở suất, dòng điện cho phép, mật độ dòng điện, hệ số công suất cosφ, hiệu suất motor, dòng khởi động, sụt áp, hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ và hệ số ghép nhóm, cấp cách điện của dây (300/500V, 0,6/1kV).
- Nên học thiết bị nào trước? Học cách đọc tem motor và các loại dòng (định mức, khởi động, không tải) trước, sau đó tới CB, khởi động từ, relay nhiệt, rồi mới tới chọn dây và cáp. Hiểu motor trước thì biết vì sao dây motor phải tính dư hơn dây đèn chiếu sáng cùng dòng.
- Thứ tự học hợp lý? Học công thức tính dòng 1 pha và 3 pha; tra bảng dòng cho phép của một hãng dây; tính sụt áp cho vài ví dụ có chiều dài; học hệ số hiệu chỉnh khi đi ống, chôn đất; cuối cùng là phối hợp CB – dây – relay nhiệt. Các bài nền tảng có trong mục kỹ thuật motor điện.
- Tự kiểm chứng bằng dụng cụ đo thế nào? Dùng ampe kìm đo dòng motor đang chạy, so với bảng; đo điện áp đầu tủ và đầu motor để tính sụt áp thực tế, so với số tính bằng công thức; đo điện trở một đoạn dây dài bằng đồng hồ có thang miliohm hoặc cầu đo để kiểm chứng tiết diện.
- Hiểu sai hay gặp ở người mới? Áp mật độ 6A/mm² cho mọi trường hợp. Con số này chỉ là kinh nghiệm cho dây ngắn đi nổi; dây đi ống kín, chôn đất, chung máng nhiều sợi hoặc kéo xa thì dòng cho phép thấp hơn, phải tra bảng của hãng và kiểm tra sụt áp.
Nội dung liên quan:
- Motor Điện 3 Pha Xuất Khẩu Châu Âu, Cấu Tạo, Ký Hiệu, Tiêu Chuẩn Thiết Kế
- Biến Tần Điều Khiển Tốc Độ Motor 3 Pha, Lợi Ích, Khái Niệm
- Giá Motor 3 Pha Hitachi Toshiba Mitsu Nhật, ABB, Siemens Đức, Giá Quấn Lại Motor Toàn Quốc
- Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Động Cơ Không Đồng Bộ 3 Pha, Cách Phân Loại
- Động Cơ Parma, Thương Hiệu Bán Chạy Nhất Việt Nam, Quy Mô Tập Đoàn
- Cách Đấu Điện Motor 1 Pha, Đấu tụ, Đảo Chiều Tùy Ý
