ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ
ooOoo

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ MÁY XOẮN DÂY CÁP ĐIỆN

GVHD: TS. Phan Tấn Tùng
SVTH: Huỳnh Thanh Khải
MSSV: 20901203
Lớp:

CK09KSTN

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12/2013


LỜI NÓI ĐẦU
Luận văn tốt nghiệp là môn học đồng thời là nhiệm vụ cuối cùng của sinh viên trong
khối ngành kỹ thuật nói chung và trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM nói riêng. Đây
là cơ hội để các sinh viên rèn luyện và trau dồi kiến thức, áp dụng những kiến thức
đã học để tự mình làm một đề tài liên quan đến chuyên ngành của mình.
Như chúng ta đã biết, nước ta hiện nay đang trong quá trình công nghiệp hoá, hiện
đại hoá đất nước. Trong quá trình này, cơ khí được xem như anh cả, là đầu tàu của
nền kỹ thuật. Tuy nhiên, để so với các cường quốc trên thế giới thì chúng ta vẫn
chưa thoát khỏi tình trạng lạc hậu về máy móc, về trình độ, …Trước đây, chúng ta
thường có xu hướng nhập khẩu thiết bị, máy móc và công nghệ nước ngoài, trong
khi đó nếu như tự chế tạo và sản xuất, giá thành chỉ bằng 0,5 – 0,7 lần giá nhập
khẩu.

Ngành sản xuất dây cáp điện cũng nằm trong số đó, chúng ta phải nhập rất nhiều
dây chuyền sản xuất với giá thành cao ngất. Những năm gần đây, chúng ta đã có
nhiều cải tiến tuy nhiên vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu của xã hội. Bên cạnh đó,
nhiều nơi sản xuất dây cáp điện không đạt yêu cầu vẫn tồn tại. Chính lẽ đó, nghiên
cứu và thiết kế một dây chuyền để sản xuất dây cáp điện là điều cần thiết. Đó là lí do
mà em đã chọn đề tài “THIẾT KẾ MÁY XOẮN DÂY CÁP ĐIỆN”. Thông qua đề tài luận
văn này, em được tìm hiểu kĩ hơn về quá trình sản xuất cáp điện, các loại máy móc
hiện có trên thị trường và áp dụng những kiến thức đã học vào trong thiết kế.
Dưới sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của Thầy TS. Phan Tấn Tùng, em đã hoàn
thành được đề tài luận văn này. Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đối với
TS. Phan Tấn Tùng. Tuy nhiên trong quá trình làm luận văn, với vốn kiến thức còn
hạn hẹp nên chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Mong nhận được sự chỉ
dạy của Quý Thầy cô.
Ngoài ra, em cũng xin cảm ơn gia đình, người thân và các bạn bè đã tạo điều kiện
tốt nhất cho em được hoàn thành đề tài này.
Sinh viên,

Huỳnh Thanh Khải


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Đề tài “Thiết kế máy xoắn dây cáp điện” đưa ra 3 phương án để xoắn dây và 4 sơ đồ
động cho nguyên lý được chọn. Quá trình hoàn thành đề tài được tóm gọn thành 5
chương như sau:
- Chương 1: Tổng quan
Tìm hiểu tổng quan về hiện trạng của ngành điện Việt Nam, thị trường dây cáp
điện, các loại dây cáp điện hiện có trên thị trường và sơ lược các phương pháp xoắn
dây điện.
-Chương 2: Chọn nguyên lý thiết kế
Đưa ra được yêu cầu của sản phẩm, máy sản xuất được những loại sản phẩm nào

và cuối cũng là chọn nguyên lý để thực hiện, đưa ra sơ đồ động thích hợp nhất với
máy thiết kế.
-Chương 3: Tính toán động lực học
Tìm hiểu và tính toán để chọn công suất cho động cơ, phân phối lại tỉ số truyền cho
các đường truyền.
-Chương 4: Tính toán thiết kế các bộ truyền.
Tính toán, kiểm tra bền các bộ phận truyền động có trong máy thiết kế cũng như
các bộ phận kiểm tra, an toàn trong máy.
-Chương 5: Hệ thống điện, vận hành và bảo dưỡng
Đưa ra các yêu cầu khi vận hành, chế độ bảo dưỡng máy. Lập sơ đồ điện và mạch
điều khiển các thiết bị của máy thiết kế.


MỤC LỤC


DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1 Ứng dụng của điện năng trong cuộc sống
Hình 1.2 Nhà máy đèn Bờ Hồ
Hình 1.3 Một số nhà máy thủy điện lớn nhất Việt Nam
Hình 1.4 Đường dây 500kV Bắc – Nam
Hình 1.5 Dây và cáp điện
Hình 1.6 Kết cấu cáp điện
Hình 1.7 Các loại dây và cáp điện theo tiêu chuẩn
Hình 1.8 Phân loại dây theo kết cấu ruột dẫn, số lõi và hình dạng vỏ bọc
Hình 1.9 Một số nhãn hiệu ưa chuộng trên thị trường
Hình 1.10 Phân loại theo cách bện
Hình 1.11 Phân loại theo chiều bện cáp
Hình 1.12 Máy JLK630 Rigid Frame Stranding
Hình 1.13 Tubular stranding machine

Hình 1.14 Rigid machine
Hình 2.1 Cáp điện
Hình 2.2 Sản phẩm
Hình 2.3 Nguyên lý 1
Hình 2.4 Nguyên lý 2
Hình 2.5 Nguyên lý 3
Hình 2.6 Sơ đồ động 1
Hình 2.7 Sơ đồ động 2
Hình 2.8 Sơ đồ động 3
Hình 2.9 Sơ đồ động 4
Hình 3.1 Sơ đồ máy
Hình 3.2 Sơ đồ đường truyền động cơ đến khung quay
Hình 3.3 Sơ đồ đường truyền động cơ đến tang cuốn và tang thành phẩm.
Hình 3.4 Kết cấu hộp giảm tốc 6.
Hình 3.5 Tang thành phẩm
Hình 3.6 Kết cấu hộp giảm tốc 7
Hình 3.7 Sơ đồ tính toán khung
Hình 3.8 Hình dạng của khung
Hình 3.9 Kết cấu khung
Hình 3.10 Kích thước cuộn dây
Hình 3.11 Sơ đồ tính toán tang cuốn và tang thành phẩm
Hình 3.12 Bánh tang cuốn
Hình 3.13 Kích thước cuộn lõi dây
Hình 3.14 Kích thước cuộn thành phẩm
Hình 3.15 Thông số một số động cơ
Hình 4.1 Kết cấu hộp giảm tốc khung thứ nhất
Hình 4.2 Sơ đồ lực tác dụng lên bánh răng
Hình 4.3 Kích thước trục chính khung 1
Hình 4.4 Lực tác dụng lên trục khung 1


Trang
2
3
3
6
6
7
8
9
11
12
13
14
15

15
18
19
22
23
24
25
26
27
28
29
31
33
34
34

35
37
37
38
39
44
44
45
46
49
58
62
66
67


Hình 4.5 Biểu đồ lực và momen trên trục khung 1
Hình 4.6 Mâm xoắn 12 lỗ
Hình 4.7 Kết cấu hàn mâm 12 lỗ
Hình 4.8 Kết cấu hộp giảm tốc khung thứ 2
Hình 4.9 Kích thước trục chính khung 2
Hình 4.10 Lực tác dụng lên trục khung 2
Hình 4.11 Biểu đồ lực và momen trên trục khung 2
Hình 4.12 Sơ đồ tính đường truyền đến tang thành phẩm
Hình 4.13 Lực trên bánh tang cuốn
Hình 4.14 Phân bố lực trên tang cuốn
Hình 4.15 Kích thước trục trung gian của bánh vit
Hình 4.16 Biểu đồ lực và momen trên trục trung gian bánh vít
Hình 4.17 Kích thước trục bánh tang cuốn
Hình 4.18 Biểu đồ lực và momen trục bánh tang cuốn

Hình 4.19 Sơ đồ lắp cuộn dây lên khung
Hình 4.20 Bộ phận thắng dừng
Hình 4.21 Sơ đồ bố trí thắng dừng
Hình 4.22 Sơ đồ lực trên xylanh
Hình 4.23 Sơ đồ thuỷ lực thắng dừng
Hình 4.26 Bộ phận đếm số mét dây
Hình 5.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điện
Hình 5.2 Sơ đồ động lực và mạch điều khiển

67
69
70
71
71
72
72
81
84
84
85
85
87
88
90
92
93
94
95
96
99

99


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1.1 Công suất và sản lượng điện hàng năm của một số nhà máy thủy điện
lớn
Bảng 2.1 Đường kính lõi và sợi sản phẩm
Bảng 3.1 Tốc độ quay của các khung ứng với 4 sản phẩm
Bảng 3.2 Tỉ số truyền bánh răng thay thế
Bảng 3.3 Vận tốc góc các khung
Bảng 3.4 Đặc tính kỹ thuật khung quay 1
Bảng 3.5 Đặc tính kỹ thuật đến khung quay 2
Bảng 3.6 Đặc tính kỹ thuật đến tang cuốn
Bảng 3.7 Đặc tính kỹ thuật đến tang thành phẩm
Bảng 4.1 Thông số hình học bánh răng cặp cấp chậm
Bảng 4.2 Bảng bánh răng thay thế khung 1
Bảng 4.3 Bảng bánh răng thay thế khung 2
Bảng 4.4 Thông số hình học bánh răng đường truyền 2
Bảng 4.5 Kích thước chính bộ truyền trục vit – bánh vit

Trang
4
20
31
32
36
50
50
50
50

60
62
71
76
79

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Ý nghĩa
EVN
CBCNV
TP.HCM

Tập đoàn Điện lực Việt Nam
Cán bộ công nhân viên
Thành phố Hồ Chí Minh

Trang
5
5
12


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1. Quá trình phát triển của ngành điện Việt Nam

Trong quá trình phát triển kinh tế của mỗi đất nước, năng lượng điện
đóng một vai trò rất quan trọng và là ngành được coi là phải đi trước một
bước để phát triển các ngành khác. Điện năng nói riêng đã góp phần rất
lớn vào sự phát triển kinh tế, văn hóa, văn minh của nhân loại. Năng lượng
điện rất phổ biến ở trên từng mỗi quốc gia, từng tỉnh, huyện cho đến từng

mỗi hộ gia đình trên khắp thế giới. Từ dụng cụ sinh hoạt gia đình đơn giản
như thắp sáng, quạt điện, bàn là… cho đến máy móc hiện đại đều đa số
dùng năng lượng điện năng. Vì vậy có thể nói điện năng là nguồn năng
lượng rất quan trọng và phổ biến trên khắp thế giới.
Ở Việt Nam chúng ta do điều kiện lịch sử trong khu vực, nên nền kinh tế
phong kiến tồn tại lâu dài và thêm nạn ngoại xâm. Nền kinh tế nghèo nàn
lạc hậu đi sau các nước phát triển trên thế giới ở rất nhiều lĩnh vực, đặc
biệt là ngành công nghiệp. Những năm cuối của thế kỉ XIX và đến đầu thế
kỉ XX, nước ta còn là một nước nông nghiệp lạc hậu, công nghiệp mang
tính nhỏ lẻ, thủ công. Về điện năng cả nước chỉ xây dựng được hai nhà máy
nhiệt điện: nhà máy thứ nhất được xây dựng năm 1892 ở Hải Phòng và
đến năm 1894 xây thêm một nhà máy nữa ở Hà Nội với tên gọi Nhà máy
đèn Bờ Hồ với 2 tổ hợp máy phát điện một chiều công suất 500kW. Các nhà
máy nhiệt điện này có công suất không đáng kể, chỉ sử dụng vào các ngành
công nghiệp khai thác và chế biến các nguồn tài nguyên phục vụ cho thực
dân Pháp. Và cho đến những năm giữa thế kỉ XX, nước ta đang trong tình
trạng chiến tranh liên miên, điều kiện để phát triển kinh tế rất hạn chế, chỉ
xây thêm một số nhà máy nhiệt điện ở miền Bắc có công suất không đáng
kể, chỉ phục vụ cho các ngành công nghiệp phục vụ chiến tranh.
Sau khi hòa bình lặp lại, đất nước ta tập trung vào phát triển kinh tế, khắc
phục hậu quả chiến tranh và phát triển một số ngành công nghiệp nặng. Vì
vậy nhu cầu điện năng ngày càng tăng. Và dấu mốc quan trọng trong
ngành điện lực là đã xây dựng thành công và đi vào hoạt động nhà máy
thủy điện Hòa Bình vào ngày 30/11/1988.
Ngày nay do tình hình an ninh tốt và cơ chế đổi mới của Đảng, Nhà nước
đã thu hút được rất nhiều vốn đầu tư từ các doanh nghiệp nước ngoài.
Nhiều công ty, xí nghiệp được xây dựng nhu cầu về điện năng lại tăng. Mặt
khác nhằm phát triển kinh tế, văn hóa ở vùng nông thôn, vùng sâu, vùng
xa, Đảng ta xác định bốn nhân tố để phát triển kinh tế, văn hóa vùng sâu,
vùng xa là: Điện – Đường – Trường – Trạm. Vì vậy điện năng là nhu cầu

rất quan trọng. Tình hình sản xuất điện nước ta ở một số thời kì như sau:


năm 1985 là 5,2 tỷ KWh; năm 1990 là 8,7 tỷ KWh; năm 1993 là 10,9 tỷ
KWh; năm 1995 gần 14,7 tỷ KWh; và năm 1999 là khoảng 23,6 tỷ KWh.
Một số nhà máy điện lớn: nhà máy nhiệt điện Uông Bí công suất 150000
KW; nhà máy thủy điện Thác Bà công suất 110000 KW; nhà máy thủy điện
Hòa Bình công suất 1,9 triệu KW; nhà máy thủy điện Sơn La công suất 2,4
triệu KW; thủy điện Đa Nhim 160000 KW, thủy điện Yaly công suất 700000
KW; thủy điện Trị An công suất 400000 KW; thủy điện Thác Mơ công suất
150000 KW,…


Hình 1.1 Ứng dụng của điện năng trong cuộc sống

Hình 1.2 Nhà máy đèn Bờ Hồ

Nhà máy thủy điện Sơn La

Nhà máy thủy điện Hòa Bình


Nhà máy thủy điện Lai Châu

Nhà máy thủy điện Yaly

Hình 1.3 Một số nhà máy thủy điện lớn nhất Việt Nam
Bảng 1.1 Công suất và sản lượng điện hàng năm của một số nhà máy thủy điện
lớn


Như vậy, từ một gia tài nghèo nàn, lạc hậu sau khi tiếp quản Thủ đô vào
tháng 10/1954 với vẻn vẹn 31,5 MW công suất, sản lượng điện khoảng 53
triệu kWh/năm, đến hết năm 2010 này, tổng công suất nguồn điện cả nước


đã lên đến 20.900 MW. Riêng giai đoạn 2006-2010, tổng công suất lắp đặt
nguồn điện mới tăng thêm trên toàn hệ thống điện là 10.400 MW, tăng
1,98 lần so với năm 2005. Sản lượng thương phẩm năm 2010 cũng đạt
khoảng 85,4 tỷ kWh, tốc độ tăng điện thương phẩm bình quân giai đoạn 5
năm là 13,7%, tăng gấp hơn 2 lần so với tăng trưởng GDP, đáp ứng cơ bản
nhu cầu điện cho phát triển kinh tế và sinh hoạt của nhân dân với tốc độ
tăng trưởng cao. Điện thương phẩm bình quân đầu người đến cuối năm
nay đạt 981 kWh/người/năm, tăng 1,8 lần so với năm 2005.
Để đạt được mục tiêu này, giai đoạn 2006-2010 là thời kỳ toàn ngành tập
trung mạnh mẽ vào đầu tư phát triển, thực hiện Quy hoạch Điện VI. Đây cũng
là thời kỳ Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), đơn vị nòng cốt trong ngành
Điện hoạt động theo mô hình tập đoàn kinh tế, tự chủ về tài chính và huy
động vốn cho đầu tư với quy mô đầu tư lớn nhất từ trước đến nay. Những cố
gắng của toàn ngành không thể phủ nhận khi cùng một lúc triển khai xây
dựng và đưa vào vận hành hàng trăm công trình nguồn và lưới điện đồng bộ
với khối lượng đầu tư hàng trăm ngàn tỉ đồng, một tốc độ chưa từng có
trong lịch sử phát triển của ngành.
Với 202.100 tỷ đồng khối lượng đầu tư trong cả 5 năm, Tập đoàn đã đưa vào
vận hành 21 dự án nguồn điện với tổng công suất 6.280 MW, riêng năm nay
là 10 nhà máy với tổng công suất 2.078 MW. Đặc biệt, công trình thuỷ điện
Sơn La được Đảng, Nhà nước và nhân dân đánh giá cao về quy mô, tầm quan
trọng hiệu quả và tính cấp thiết sẽ đưa vào vận hành tổ máy đầu tiên vào
ngày 22/12/2012 như một món quà ý nghĩa của tập thể CBCNV ngành Điện
chào mừng 56 năm ngày truyền thống của ngành và chào mừng Đại hội
Đảng Toàn quốc lần thứ XI.

Hiện nay, EVN đang triển khai xây dựng 15 dự án với tổng công suất 10.581
MW và chuẩn bị đầu tư 11 dự án với tổng công suất 70285 MW. Ngoài ra,
EVN còn đang thực hiện các thủ tục đầu tư 5 dự án nguồn điện để khởi công
trong giai đoạn 2011-2015, gồm 2 nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1&2
và 3 dự án thuỷ điện tích năng (Bắc Ái, Hàm Thuận Bắc, Mộc Châu) với tổng
công suất 7.600 MW. Song song với các công trình nguồn, trong 5 năm, Tập
đoàn đã đóng điện nhiều công trình lưới điện trải dài trên địa bàn cả nước,
từ các thành phố đến các xã vùng sâu, vùng xa với tổng chiều dài 62.000 km
và tổng dung lượng trạm biến áp 29.100 MVA.


Cơ cấu điện năng gồm nhiệt điện và thủy điện, có xu hướng tăng dần tỷ
trọng thủy điện. Mạng lưới tải điện ngày càng hoàn thiện, quan trọng nhất
là đường dây tải điện Bắc – Nam 500 KV năm 1994.
Ngày nay do nhu cầu điện tăng nhanh, và do khí hậu nước ta có sự phân
mùa: mùa đông và xuân mưa nhiều, mùa hạ và mùa thu ít mưa nên vào
hai mùa này các hồ thủy điện không đủ lượng nước để chạy máy vì thế từ
trước đến nay nước ta vẫn đang trong tình trạng thiếu điện năng vào mùa
hạ và mùa thu. Và để giải quyết vấn đề đó, ngành điện lực đã hợp đồng
mua bán điện với Trung Quốc vào năm 2005.
Nước ta đang tiến hành quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước
và phấn đấu vào năm 2020 cơ bản trở thành một nước công nghiệp phát
triển. Muốn thực hiện thắng lợi sự nghiệp chung đó yêu cầu mọi ngành,
nghề phải tập trung vào phát triển ngành nghề của mình và hợp tác giúp
đỡ lẫn nhau giữa các ngành nghề để sự phát triển mang tính bền vững.
Ngành điện lực nói riêng là ngành kinh tế trọng điểm của quốc gia, nhiệm
vụ đó càng trở nên nặng nề hơn, phải có biện pháp để đáp ứng đủ và ổn
định nguồn điện cho đất nước trong tình hình mới.

Hình 1.4 Đường dây 500kV Bắc - Nam

2. Dây và cáp điện
2.1 Khái niệm

Dùng để truyền tải điện năng (hoặc tín hiệu điều khiển – cáp điều
khiển) hay dùng để nối các thiết bị điện trong công nghiệp hay dân
dụng.


Hình 1.5 Dây và cáp điện

2.2 Kết cấu
- Ruột dẫn điện: Đồng (Copper: Cu) hoặc Nhôm (Aluminum: Al).
- Lớp cách điện: PVC hoặc XLPE
- Chất độn: sợi PP (polypropylen)
- Băng quấn: băng không dệt
- Lớp vỏ bọc trong: PVC hoặc PE
- Giáp kim loại bảo vệ: DATA, DSTA, SWA,…
- Lớp vỏ bọc ngoài: PVC, PE hoặc HPPE…

2.3 Các ký hiệu nhận biết

Hình 1.6 Kết cấu cáp điện

- Cu: ruột dẫn điện bằng đồng
- Al: ruột dẫn điện bằng nhôm
- PVC: chất cách điện (vỏ bọc) bằng nhựa PVC
- XLPE: chất cách điện (vỏ bọc – chỉ dùng cho cáp vặn xoắn) bằng XLPE
- ATA, DATA: lớp bảo vệ bằng băng nhôm (thường dùng trong cáp
Muller)
- STA, DSTA: lớp bảo vệ bằng băng thép (thường dùng trong cáp chôn

ngầm)


- SWA: lớp bảo vệ bằng sợi thép (thường dùng trong cáp chôn ngầm)
- CV, CVV: Dây cáp ruột đồng, cách điện bằng PVC, bọc vỏ bằng PVC
CXV: Dây cáp ruột đồng, cách điện bằng XLPE, bọc vỏ bằng PVC
- CVV(CXV)/DSTA(SWA): cáp ngầm ruột đồng, cách điện bằng PVC
(XLPE), giáp bảo vệ bằng băng thép (sợi thép), bọc vỏ bằng PVC.
2.4 Phân loại dây và cáp điện
- Phân loại theo tiêu chuẩn:
+ Dây điện dân dụng:
TCVN 2013 – 1994; IEC 60227...
+ Cáp điện:
TCVN 5935 – 1995; IEC 60502…
+ Cáp điều khiển:
TCVN 5935 – 1995 hoặc TCVN 6610; IEC 60502…
+ Dây cáp chống cháy, chống bén cháy:
IEC 60502 – IEC 60331 – IEC 60332…

Cáp điện

Dây dân dụng

Cáp chống
cháy
Hình 1.7 Các loại dây và cáp điện theo tiêu chuẩn
- Phân loại theo kết cấu ruột dẫn:
+ Dây điện dân dụng ruột dẫn cứng (một sợi cứng hoặc 7 sợi bện
lại)
+ Dây điện dân dụng ruột dẫn mềm (nhiều sợi mềm bện lại với

nhau)
- Phân loại theo số ruột dẫn điện:
+ Dây đơn: Cu/PVC 1x….mm2


+ Dây đôi: Cu/PVC/PVC 2x….mm2
+ Dây ba ruột dẫn: Cu/PVC/PVC 3x….mm2
- Phân loại theo hình dạng vỏ bọc:
+ Dây dân dụng bọc tròn
+ Dây dân dụng dạng oval
+ Dây dân dụng bọc dính cách (dây sup)…
Phân loại dây theo kết cấu ruột dẫn, số lõi và hình dạng vỏ bọc như
trên hình vẽ 1.8.
3. Nhu cầu xã hội và thị trường
Trước đây, dây tải điện đa số chúng ta phải nhập khẩu ở nước ngoài. Cho
đến hiện nay, nhu cầu về dây truyền tải điện trong nước vẫn đang chưa
đáp ứng đủ, theo số liệu ngành điện lực sản xuất chỉ đáp ứng được ¾ nhu
cầu. Với chủ trương của Đảng là chỗ nào có dân sinh sống là chỗ đó phải
có nguồn điện, mặt khác dân ta lại sinh sống rải rác khắp mọi miền tổ
quốc, vì thế để nguồn điện về được với mọi người dân thì nhu cầu về một
lượng dây dẫn điện là khá lớn.


Hình 1.8 Phân loại dây theo kết cấu ruột dẫn, số lõi và hình dạng vỏ
bọc
Nói chung nhu cầu dây cáp điện phục vụ chủ yếu cho ngành điện lực, sử
dụng truyển tải mạng điện cao áp, trung áp, hạ áp, và một số ngành công
nghiệp nặng. Hay các công ty sử dụng điện năng nhiều phải sử dụng dây
truyền tải lớn song nhu cầu vẫn rất lớn vì nước ta đang trong giai đoạn
xây dựng cơ sở hạ tầng, công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Mặt khác, các



ngành truyền thông vô tuyến, viễn thông cũng cần một lượng dây truyền
tải đáng kể. Vì vậy nhận định trong thời gian này và có thể nhiều năm sau
nữa nhu cầu dây cáp điện chúng ta còn rất lớn và có thể còn phải nhập
khẩu.
Cùng với tốc độ phát triển của ngành điện lực, thị trường sản xuất dây và
cáp điện Việt Nam trong những năm gần đây có bước phát triển mạnh mẽ
để đáp ứng nhu cầu truyền tải, thông tin liên lạc, điện khí hóa nông thôn
cũng như phục vụ cho các ngành khác trong quá trình xây dựng và phát
triển của đất nước.
Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ, hiện nay, các doanh nghiệp sản xuất
dây và cáp điện trong nước có thể đáp ứng được khoảng 70% nhu cầu
trong nước, còn lại là 30% nhập khẩu từ nước ngoài. Tuy vậy, dây và cáp
điện Việt Nam cũng đang được xuất khẩu với mức tăng trưởng bình quân
từ 30%-45%/năm (tức từ 300 đến 385 triệu USD/năm). Thực tế cho thấy,
nhiều doanh nghiệp dây cáp điện đã đầu tư công nghệ hiện đại của châu
Âu, Hàn Quốc, Nhật Bản và Đài Loan nên đa số sản phẩm dây và cáp điện
của các doanh nghiệp nêu trên có chất lượng tốt, nhiều chủng loại, mẫu
mã đẹp, được thị trường trong nước chấp nhận và từng bước vươn tới thị
trường nước ngoài. Một số nhãn hiệu được thị trường ưa chuộng như
Cadivi, Thăng Long, Điện Thắng, Daphaco,…
Tuy nhiên, sản phẩm dây dẫn điện gia dụng gồm các loại dây lõi đơn cứng,
dây lõi đôi mềm phần lớn do các tổ hợp sản xuất bằng phương pháp thủ
công và bán cơ giới nên chất lượng kém và dẫn điện chưa thực sự an toàn,
ổn định. Ngoài ra còn có một số tổ hợp sản xuất đưa ra thị trường những
loại sản phẩm dán nhãn ghi không đầy đủ, thiếu chỉ tiêu về đường kính sợi,
số sợi, hoặc không có nhãn hiệu, nguồn gốc.
Hiện nay, thị trường dây và cáp điện Việt Nam đang gặp nhiều khó khăn
cộng thêm việc phải đối mặt với hàng giả, hàng kém chất lượng cũng như

sự tăng giá nguyên liệu đồng. Mỗi năm, các công ty trong nước sản xuất ra
500.000 tấn dây cáp điện nhưng chỉ 3% trong đó là xuất khẩu (số liệu của
Hội Dây và Cáp điện TP.HCM). Ngoại trừ Công ty Dây cáp điện Việt Nam
xuất khẩu nhiều sang Mỹ, còn lại thị trường xuất khẩu của các doanh nghiệp
trong nước là ở châu Á (cụ thể là Lào, Campuchia).
Hơn nữa, Mỹ có thể bắt đầu áp thuế chống bán phá giá đối với mặt hàng dây
cáp điện cộng thêm sự cạnh tranh giá tại Campuchia, Lào mỗi lúc một tăng
cao sẽ trở thành những khó khăn lớn đối với doanh nghiệp Việt Nam.
Mỹ là thị trường tiềm năng đối với dây cáp điện xuất khẩu nhưng các đơn
hàng xuất phát từ đây rất ít vì sản phẩm của Việt Nam chưa đáp ứng được
yêu cầu chất lượng cao của Mỹ (dây cáp khi cháy không tạo khói, sợi dây
phải mềm không tạo chất gây hại đối với con người).


Trên đây là tình hình nhu cầu và thị trường của ngành sản xuất dây và cáp
điện Việt Nam, đòi hỏi Nhà nước ta và các doanh nghiệp cần có chính sách
và biện pháp để tăng chất lượng sản phẩm và mở rộng thị trường.

Hình 1.9 Một số nhãn hiệu ưa chuộng trên thị trường
4. Sơ lược các cách bện cáp
- Theo cách bện:
+ bện đơn: còn gọi là dảnh cáp hay tao cáp, các sợi được bện xoắn
lại một lần.
+ bện kép: gồm các dảnh cáp, các dảnh cáp bện lại quanh một lõi
thành cáp bện kép


+ bện ba lớp: gồm các cáp bện kép, bện quanh một lõi một lần nữa.
Do có nhiều lõi nên loại cáp bện ba lớp mềm hơn cáp bện kép song
chế tạo phức tạp, giá thành cao.


-

Hình 1.10 Phân loại theo cách bện
Tùy theo chiều cuốn:
+ bện xuôi: các sợi trong tao bện cùng chiều với chiều bệnh của các
tao quanh lõi. Các sợi tiếp xúc nhau tương đối tốt nên tương đối
mềm và tuổi thọ cao nhưng có xu hướng bị xoắn lại.
+ bện chéo: các sợi trong tao được bện ngược chiều với chiều bện
của các tao quanh lõi, có độ cứng lớn, tuổi thọ không cao nhưng khó
bị xoắn nên an toàn.
+ bện hỗn hợp: các sợi trong một số tao được bện xuôi còn các dánh
còn lại thì bện chéo, khó chế tạo nhưng có ưu điểm của cả hai loại
trên.

-

Theo sự tiếp xúc:
+ Tiếp xúc đường: các sợi thép có đường kính khác nhau tiếp xúc
với nhau trên suốt chiều dài. Đường kính khác nhau của các sợi
trong tao tạo điều kiện cho chúng xếp đầy tiết diện cáp. Loại này
đảm bảo độ mềm và độ bền do ứng suất tiếp xúc nhỏ.
+ Tiếp xúc điểm: các sợi thép trong tao có đường kính bằng nhau,
hai lớp sợi cuốn trong tao có bước bện khác nhau nên giữa các sợi
có tiếp xúc điểm với nhau. Do tiếp xúc điểm cho nên khi cáp bị uốn
cong, các sợi đè lên nhau với áp lực lớn và giữa các sợi có sự ma sát
lớn nên chóng mòn và dễ bị đứt.


Hình 1.11 Phân loại theo chiều bện cáp

5. Một số máy trên thị trường
5.1 JLK630 Rigid Frame Stranding Machine
Thông số

Đường kính các sợi đơn

Đơn vị

JLK630

mm

Đồng 1.5-4.5

mm

Thép hợp kim 1.54.5

mm

Nhôm 1.8-5.0
Đồng 800

Diện tích mặt cắt ngang lớn
nhất

mm2

Tốc độ khung


vòng/ph
út

43-156

Tốc độ kéo dây

mm

6-45

Bước bện

mm

38-950

Bước xoắn

mm

650-3400

Đường kính bánh tời.

mm

2500×2

Chiều cao máy


mm

1100

Công suất động cơ chính

kW(DC)

132

Kích thước bao

mm

43000×7000×3000

Nhôm 1400


Hình 1.12 Máy JLK630 Rigid Frame Stranding
5.2 Tubular stranding machine

Thông số
Đường kính các sợi
Đường kính dây sản
phẩm
Tốc độ quay
Tốc độ quấn dây
Bước bện

Công suất động cơ

Đơn vị
mm

Đồng: 1,3 - 5
Nhôm: 1,7 - 5
Thép: 1 - 5

mm

3 - 15

Vòng/ phút
m/ phút
mm
kW (AC)

500
17 - 165
34 - 330
30


Hình 1.13 Tubular stranding machine
5.3 Rigid machine

Hình 1.14 Rigid machine
Thông số kỹ thuật
Đường kính sợi đơn


mm

Diện tích tiết diện
Tốc độ quay khung
Đường kính bánh tời
Bước bẹn
Bước xoắn
Chiều cao

mm2
vòng/phút
mm
mm
mm
mm

Đồng 1,5 – 4,5
Nhôm hợp kim 1,5 -5
Nhôm 1,8 - 5
Al 1400; Cu 800
43 – 176
2500x2
38 - 1070
550 - 2600
1100


Chiều dài
Khối lượng máy

Công suất động cơ

mm
kg
kW

64000
100000
220

6. Phân tích sản phẩm:

Từ nhu cầu xã hội như trình bày ở trên, ta rút ra được các đặc điểm của thị
trường dây và cáp điện của nước ta như sau:
- Thị trường dây và cáp điện đang được mở rộng và phát triển
nhưng vấp phải những khó khăn trong việc cạnh tranh với các công
ty nước ngoài.
- Chất lượng sản phẩm chưa đáp ứng tiêu chuẩn của các thị trường
lớn và khó tính.
- Hàng nhái, hàng kém chất lượng tràn lan trên thị trường nội địa,
tuồn về các địa phương. Điều này làm gia tăng nguy cơ gây ra các
sự cố về điện, các tai nạn không đáng có.
- Nguyên liệu đồng đang lên giá.
Vì thế, nhu cầu thiết kế một loại máy xoắn dây cáp điện để đáp ứng nhu
cầu trên ở nước ta là điều cần thiết. Máy phải đảm bảo được các yêu cầu
kỹ thuật theo tiêu chuẩn, vừa đảm bảo độ bền cũng như tính an toàn của
cáp điện. Đó cũng chính là lý do để nghiên cứu đề tài luận văn này.
Trước tiên ta phân tích một số lý do để có được đề tài này.
Dễ dàng thấy được câu hỏi đặt ra là tại sao chúng ta lại không dùng dây
dẫn một lõi lớn mà cần phải bện từng dây nhỏ lại với nhau?

- Dùng dây dẫn một lõi lớn, nếu dây bằng thép thì rất cứng, khả năng
dẫn điện của thép kém, và nếu dùng ngoài trời, chúng rất chóng rỉ, vận
chuyển và lắp đặt khó khăn nên không thể chọn phương án này.
- Nếu dùng dây một lõi lớn bằng hợp kim đồng thì lại rất tốn kém, nhưng
độ bền cũng không đảm bảo, vận chuyển khó khăn.
- Nếu dùng dây một lõi lớn bằng nhôm cũng không bền, nhôm dẻo dễ kéo
đứt và cũng vận chuyển hết sức khó khăn.
- Ta biết được rằng, kim loại dẫn điện thường nhờ lớp diện tích ngoài
của dây, do đó, nếu dùng dây dẫn một lõi thì khả năng dẫn điện sẽ kém.
Vì thế nên làm từng sợi nhỏ bện lại với nhau làm tăng diện tích bề mặt
ngoài của kim loại, làm tăng khả năng dẫn điện.
- Dùng phương pháp bện từ các sợi dây nhỏ có những ưu điểm cơ bản
sau:
+ Chúng ta dùng một lõi thép ở giữa bằng thép sau đó bện những dây
nhỏ bằng nhôm xung quanh vừa đảm bảo độ bền do lõi thép, vừa đảm
bảo khả năng truyền tải điện và khả năng chống oxy hóa do dây nhôm
đảm nhận. Như vậy ta đã kết hợp được ưu điểm của hai kim loại là
thép và nhôm.


+ Chúng ta sản xuất từng dây nhôm, thép nhỏ bằng phương pháp kéo
nguội, nên độ bền từng sợi dây nhỏ tăng, dẫn đến dộ bền của dây cáp
điện tăng.
+ Dây cáp bện vừa bền vừa dẻo, dễ cuộn tròn nên quá trình vận chuyển
rất thuận lợi, quá trình lắp đặt dễ dàng hơn.
+ Nhưng nhược điểm là phải có máy bện và máy kéo sợi, tốn kém hơn.
Như phân tích sản phẩm ở trên, chúng ta nên chọn dây cáp điện để
truyền tải điện năng và như vậy tất phải có máy bện dây để đáp ứng
nhu cầu của ngành điện lực và một số ngành khác…
Qua phân tích trên, ta chọn kiểu máy Rigid để dễ chế tạo và sửa chữa,

năng suất và chất lượng của cáp được đảm bảo.