Thanh dẫn (Busway):
Về bản chất, Busway thanh dẫn điện, được sử dụng thay thế cáp điện, nhưng được chế tạo ở dạng thanh có vỏ bọc cứng và các dây dẫn được chuyển thành dạng lõi đồng hoặc nhôm, đựợc phủ vật liệu cách điện. Các thanh dẫn có chiều dài tối đa là 3 m, đuợc kết nối bằng đầu nối, và có thể có vị trí lấy điện hay không tuỳ thiết kế và tùy vị trí lắp đặt trong toà nhà.
Việc thiết kế thanh dẫn trong toà nhà có thể có nhiều loại trục dẫn, nhưng nhìn chung có 3 loại như sau:
- Kết nối từ Transformer ra tủ phân phối chính ( LV Panel ) ( horizontal rise)
- Kết nối từ Generator ra tủ phân phối chính ( LV Panel) ( horizontal rise)
- Trục thanh dẫn từ Tủ phân phối lên các tầng ( vertical rise)
- Ngoài ra có thể có các nhánh rẽ ( dùng T connections)
2. Ưu điểm vượt trội của thanh dẫn so với cáp:
- Khả năng dẫn điện rất lớn, có thể lên đến 6300A, 7500A
- Ít tổn hao và có khả năng trích lấy điện từ 1 trục thanh dẫn ra tại nhiều vị trí khác nhau trên thanh dẫn
- Tính thẩm mỹ cao, và tiết kiệm diện tích lắp đặt, tiết kiệm diện tích tủ phân phối điện chính.
- Cuối cùng, với một mức dòng hoạt động nhất định (1000A cho lõi nhôm, Từ 1250A hoặc 1600A trở lên cho lõi đồng), toàn bộ chi phí sử dụng cho Busway, sẽ rẻ hơn khi sử dụng cáp điện truyền thống.
3. Các nhà sản xuất trên thế giới và Busway bán tại Việt nam:
Trên thế giới thanh dẫn bắt đầu được dùng phổ biến từ thập kỷ 80 tại châu Âu, Mỹ, Nhật bản, Hàn quốc. Có hàng trăm hãng sản xuất Busway chuyên nghiệp, nhưng nhìn chung chỉ có các hãng sau đây là nổi tiếng và có sản phẩm bán rộng rãi trên toàn cầu:
1.Schneider với 18% thị phần toàn cầu
2.Siemens theo sát với 15% thị phần thế giới
3.LS Cable (Hàn quốc) ở vị trí thứ 3 với thị phần 12% toàn cầu,
4.GE với 11% thị phần,
5.Cutler Hammer (Eaton) chủ yếu bán tại các nước phát triển với thị phần dưới 10%.
Tại thị trường Việt nam, hiện có 8 nhà cung cấp Busway chính vào Việt nam, và thứ tự thị phần tại Việt nam trong 2008 tng ứng là LS Cable-thị phần 27% ( sx tại HQ), Siemens-thị phần 25%( sx tại Việt nam), Schneider - thị phần 23% (sx tại Trung quốc). 3 hãng này chiếm đến 75% toàn bộ thị phần Việt nam. 5 hãng còn lại là GE ( sx tại Trung quốc), PPB, Henikwon, Translite, Megaduct.
Đặc điểm nổi bật nhất là các hãng toàn cầu đều dùng Busduct vỏ nhôm trong khi 3 trong số 4 hãng từ Malaysia dùng vỏ sắt ( gọi là vỏ kim loại).
Tất cả các hãng toàn cầu đều có test ngắn mạch 1s, 3s ở mức cao (tối đa 150, 200KA). trong khi các hãng từ Malaysia có mức test này thấp hơn nhiều, thậm chí có vài hãng chỉ có test 6 Cycle, 3 Cycle ( 6 chu kỳ - 0.1s, 3 chu kỳ -0.05s). ( Căn cứ trên catalogue), không có test 1s, 3s.
Các hãng GE/SIEMENS/SCHENIDER không chào bán Busway sản xuất tại Mỹ, Châu Âu vào Việt nam mà chào bán loại sản xuất từ China vào Việt nam do cơ cấu của các hãng. Các hãng này sản xuất tại Mỹ thì dùng công nghệ Epoxy, còn sản xuất tại châu Á thì dùng Mylar ( Một loại film do hãng Dupont sản xuất làm thành cuộn như cuộn băng keo, và cuốn vào lõi dẫn điện trong thanh dẫn. (Quý khách tham khảo catalogue của các hãng sản xuất tại Mỹ và sản xuất tại châu Á). (Ghi chú: chỉ duy nhất Schenider còn giữ lại công nghệ Mylar tại Mỹ, trong khi vẫn sản xuất Epoxy. Việc duy trì sản xuất Mylar tại Mỹ để đáp ứng yêu cầu cắt giảm chi phí của người mua khi có yêu cầu)
II. Đặc điểm chế tạo:
1. Cấu tạo vỏ:
Vỏ nhôm: LS Cable, GE Mỹ, GE China, Siemens Việt nam, PPB
LS Cable và GE sản xuất tại Mỹ dùng vỏ nhôm đúc 2 mảnh sơn tĩnh điện. Các hãng còn lại dùng vỏ nhôm 4 mảnh. Khi kết nối, vỏ nhôm 2 mảnh cần hai hàng ốc vít còn vỏ nhôm 4 mảnh cần phải có 4 hàng ốc vít hoặc đinh tán để bắt chặt.
Vỏ Nhôm đúc 2 mảnh trên thế giới chỉ có của LS Cable và GE sản xuất tại Mỹ (GE sản xuất tại TQ dùng vỏ nhôm 4 mảnh). Về nguyên lý, khi chế tạo 4 mảnh, sẽ rất dễ dàng, nhưng do phải kết nối vào 4 hàng nên không chắc chắn bàng vỏ nhôm 2 mảnh ( chỉ cần kết nối 2 hàng). Hiện các thng hiệu hàng đầu thế giới Siemens, LS Cable, GE, Cutler Hammer đều chuyển sang công nghệ vỏ nhôm từ 5-6 năm nay.
Vỏ sắt: gồm có Henikwon, Translite, Megaduct
Vỏ Nhôm + Sắt: Schneider ( sx tại TQ), chào bán vào Việt nam. 2 mảnh nhôm + 2 mảnh sắt.
Do ưu thế vuợt trội của vỏ nhôm so với vỏ sắt, nên các hãng lớn đã loại bỏ vỏ sắt, mà chế tạo vỏ nhôm từ 5-6 năm nay. Do:
- Sắt nặng hơn nhôm nhiều, do đó khi treo, thanh dẫn vỏ nhôm đảm bảo an toàn hơn
- Sắt toả nhiệt kém hơn nhôm, nên khi dùng vỏ sắt, hệ thanh dẫn nóng hơn và tổn hao năng lượng nhiều hơn, dòng danh định giảm so với thiết kế.
- Sắt dẫn điện kém hơn nhôm nhiều, nên dùng vỏ sắt làm cực nối đất, sẽ chỉ có thể đạt tối đa 50%E. Trong khi dùng vỏ nhôm đạt trên 100% E.
2. Cấu tạo lõi dẫn điện:
Lõi dẫn, về nguyên tắc, chỉ có thể là nhôm (AL) hay đồng (CU), độ tinh khiết lên đến 99,99%.
Đặc điểm của Đồng là độ dẫn điện lớn hơn 99%, nhôm là 63-67% nên bù lại, khi dùng Nhôm, phải dùng thanh có tiết diện lớn hơn (nhưng vẫn nhẹ hơn, và rẻ hơn, khi cùng dòng hoạt động).
Vậy giữa Đồng và Nhôm, khách hàng nên chọn loại nào ?
Trước đây do thói quen từ Cáp điện, hầu hết khách hàng tại Việt nam đều dùng Đồng, từ cuối 2007 đến nay, do cập nhật thông tin thị trường thế giới, số lượng các công trình dùng Busduct Nhôm tăng đáng kể.
Với dây cáp Đồng có độ dẻo nên dễ uốn, còn với thanh dẫn thì không cần uốn, nên dung lõi nhôm trong các building thương mại là phù hợp nhất, vì kích thước lớn hơn không đáng kể, nhưng giá thành nhìn chung rẻ hơn 30% - 50% (tuỳ theo các phụ kiện đi kèm nhiều hay ít, vì giá nhân công của phụ kiện nhìn chung là như nhau cho cả Busway Đồng và Busway Nhôm).
Vậy khi nào cần dùng thanh dẫn ruột Đồng ?
Nhà sản xuất đã phân loại công trình nên dùng Đồng là: Các Bệnh viện, Các trung tâm dữ liệu, các nhà máy bán dẫn, các trung tâm nghiên cứu và công nghệ cao,…Còn các cao ốc thương mại toàn bộ nên dùng Nhôm do tính hiệu quả và tiết kiệm chi phí, tuổi thọ đảm bảo như thanh dẫn ruột Đồng.
Ngoài ra, do đặc điểm chế tạo, 1 số hãng chỉ có bus duct Nhôm lến đến 4000A, chứ không có loại 5000A, hay 6300A, trong trường hợp này, thường đề nghị dùng Đồng để tránh cạnh tranh với các hãng khác khi các hãng kia có loại busduct Nhôm loai lớn ( khách hàng không được lợi từ các đề nghị như thế này, mà phải trả rất cao cho bus duct Đồng khi dùng loại dòng hoạt động lớn).
Hàn quốc, Nhật bản, châu Âu, gần như 100% cao ốc thương mại đều dùng Nhôm, vừa rẻ hơn 30%, vừa nhẹ hơn, mà tổn hao so với Đồng không đáng kể, độ sụt áp gần tương đương.
3. Cấu tạo vật liệu cách điện:
Đây là vấn đề đang gây tranh cãi trong các hãng, và hãng nào chế tạo loại nào đều nói loại của mình tốt nhất.
Theo quy định của IEC 60439-1/2, nhiệt độ của thanh dẫn đều không đuợc phép vượt quá 95 độ C ( và không được vượt quá 55 độ C trên nền nhiệt độ môi trường, và cũng không vượt quá 90 độ C). Tất cả các hãng đều dùng vật liệu cách điện vượt quá chuẩn này:
Do vậy việc dùng loại vật liệu chịu nhiệt phổ biến 130 độ C là vuợt xa chuẩn IEC. Ngoài khả năng chịu nhiệt, các loại vật liệu khác nhau còn có các đặc tính khác. Polyester 130 độ C, Mylar 150 độ C, Epoxy từ 130-170 độ C ( tuỳ phụ gia).
Thanh dẫn dẫn điện đuợc dùng bắt đầu từ khoảng năm 1980. Lúc đó vật liệu cách điện là Polyester ( bản lớn, rồi gấp lại, dán băng keo). nhưng có thể dùng tốt cho khu vực châu Âu, Hàn quốc, Nhật ( độ ẩm không khí thấp hơn 60%).
Sau đó, Tập đoàn Dupont của Mỹ sản xuất ra vật liệu Mylar để các hãng dùng cuốn vào thanh dẫn từ 2-3 lớp. Vật liệu này giảm độ ẩm của thanh dẫn. Tuy nhiên do bản chất của vật liệu này là độ cách điện không cao ( sau khi lắp đặt chỉ đạt từ 5-12 Mega Ohm). Nên các nhà sản xuất Mỹ nghiên cứu và đưa Epoxy vào làm vật liệu cách điện cho thanh dẫn. Và bắt buộc các hãng bán tại Mỹ phải dùng Epoxy. Do có các đặc điểm vượt trội sau:
- Độ cách điện cao gấp đôi của Mylar ( sau khi lắp đặt xong đạt từ 20 - 50 Mega Om)
- Tuổi thọ EPOXY đạt từ 50-70 năm (Do Epoxy là vật liệu cách điện truyền thống và tuổi thọ được khẳng định), Nhưng Mylar, thì chưa ai dám khẳng định tuổi thọ, tuy nhiên thực tế đã có trên 40 năm và Mylar vẫn dùng tốt.
- EPOXY bám chặt vào thanh dẫn thành 1 khối, khả năng chống thấm nước rất tốt. Tuy nhiên khi thanh dẫn bị ngấm nước, cả Epoxy và Mylar đều bị sự cố.
Nhưng chế tạo Epoxy theo phương pháp nhúng ( fluidizing) thì cần có dây chuyền công nghệ, và bí quyết pha chế Epoxy + các phụ gia, để bám chặt vào thanh dẫn, và có độ dẻo. Do vậy, chỉ có công nghệ Epoxy Mỹ là đáp ứng được. Các hãng GE, SIEMENS, SCHNEIDER, Cuttler Hammer đều phải sản xuất Epoxy tại Mỹ ( duy nhất Schneider thêm lựa chọn Mylar cho khách). LS Cable, do muốn xuất khẩu toàn cầu, nên mua công nghệ EPOXY Mỹ, và thuê toàn bộ các kỹ sư EPOXY ( người Mỹ, Hà lan) đã làm cho các hãng GE, Schneider tại Mỹ sang HQ để chuyển đổi sang công nghệ Epoxy đúng theo công nghệ Mỹ. Trải qua 3 năm bán đại trà, công nghệ này của LS Cable chứng tỏ có chất luợng rất cao và tương đồng với GE Mỹ. Đồng thời 2 hãng LS Cable ( sx tại HQ) và GE (sx tại Mỹ) do chế tạo vật liệu cách điện Epoxy và vỏ nhôm đúc 2 mảnh, nên đạt dòng ngắn mạch 1s và 3s cao nhất thế giới, lên đến 200kA cho dòng 4000A trở lên ( do các trung tâm Asta, Kema xác nhận, và ghi trong catalogue). (Ghi chú:GE sản xuất tại TQ đang đuợc chào bán tại Việt nam có vỏ nhôm 4 mảnh, và dùng mylar, khả năng chịu ngắn mạch thấp hơn nhiều so với GE sản xuất tại Mỹ)
4. Hình dạng thanh dẫn: Thanh dẫn tiêu chuẩn thế giới theo hình dạng bánh sandwich ( sandwich type) có 4 cánh toả nhiệt. Tất cả các hãng đều theo cách này, trừ Translite, Mega Duct có dạng hình vuông, không có cánh tỏa nhiệt.
5. Các phụ kiện đi kèm: Tất cả các hãng đều giống nhau, duy chỉ riêng LS Cable có loại đầu nối thuộc vào loại tiên tiến nhất của thế giới ( có ngàm, để hạn chế, ngàm này có thể bị đè xuống để thanh dẫn vào sâu hơn mỗi bên 2.5mm. và có thể đấu nối cách ngàm này 2.5mm. Nên LS Cable rất linh hoạt và không cần loại phụ kiện gọi là Extension ( để bù trừ chiều dài).
Trong các phụ kiện có 1 cơ cấu rất quan trọng là trang bị MCCB 3P, 4P cho hộp lấy điện. Siemens trang bị MCCB có Icu=70kA trở lên, Ics=100% Icu, sản xuất tại Đức. Còn LS Cable trang bị loại chuẩn Icu từ 50kA trở lên, Ics=100% Icu, Susol series, sản xuất tại Hàn quốc ( có thể dùng loại 80kA theo yêu cầu của quý khách, giá cộng thêm không đáng kể). Các hãng khác thấy dùng cả loại Icu=25kA, Ics=50% Icu (tức là khả năng chịu ngắn mạch bằng ½ thiết kế, sản xuất tại Châu Á).
6- Các chuẩn Busway thường dùng và IP hiện tại:
Trên thế giới và Việt nam hiện dùng phổ biến loại Busway:
- 3P+100%N+100%E =housing ( có thể 200%N, thêm internal 50%, 100%E)
- Vỏ nhôm (Alluminum Housing)
- Lõi dẫn điện Đồng hay nhôm ( CU or AL)
- IP 54
- IEC 60439-1/2
- Test ngắn mạch ASTA, hay TTA
(Loại IP 42 thế giới hầu như đã loại bỏ, tuy nhiên vẫn duy trì ở các nước nghèo, tiêu chuẩn thấp. Loại này cho phép bụi có kích thước dưới 1mm vẫn có thể thâm nhập vào thanh dẫn, và chống nước kém hơn IP 54. Chi phí chế tạo IP 54 hoàn toàn không cao hơn đáng kể so với IP 42, nhưng dây chuyền công nghệ nếu thay đổi, không dễ, hoặc thêm các chất keo dán vào các vị trí nối phát sinh công lao động).
Loại IP 65 rất ít khi đuợc sử dụng.
Ngoài ra còn có loại bus duct Cast Resin IP 68 dùng ngoài trời, có thể ngâm nước, hay dưới lòng đất, do toàn bộ phần cách diện và phần vỏ, các đầu nối đều đuợc đổ Epoxy thành 1 khối.
7. Gía thành của cáp so với thanh dẫn:
Nếu dòng tổng quá nhỏ, dùng cáp sẽ lợi hơn thanh dẫn, và khi dòng lớn thì dùng thanh dẫn lợi hơn. Vậy tiêu chuẩn dòng là bao nhiêu thì nên dùng thanh dẫn. Theo thống kê tại HQ, từ các công ty xây dựng toàn cầu như Huyndai, Kumho, GS. Tất cả các công trình có dòng tổng từ 630A trờ lên, thì dùng thanh dẫn ( Busway) là kinh tế nhất ( cân đối tất cả các chi phí của 2 loại). Chính vì vậy, tất cả các hãng hầu như chỉ sản xuất ít nhất là từ 630 A trở lên đến 6300A ( riêng LS Cable sản xuất từ 630 lên tới 7500A).
Tại Việt nam, do chi phí nhân công thấp, nên phần nhân công lắp đặt cũng sẽ hạ theo, do vậy. Tại Việt nam, nếu sử dụng thanh dẫn nhôm thì bắt đầu từ 1000A, sẽ rẻ hơn cáp, và khi dùng thanh dẫn Đồng từ 1250-1600A trở lên sẽ rẻ hơn cáp (đây là phần chi phí, ngoài ra không gian tiết kiệm đuợc do dùng thanh dẫn cũng khá lớn).
Tuy nhiên do cần về thẩm mỹ, tiết kiệm diện tích, nên hầu như từ cuối năm 2008, các công trình văn phòng từ 800 A trở lên đều dùng thanh dẫn. Ở dòng tải 800A nếu dùng thanh dẫn nhôm thì chi phí đắt hơn cáp khoảng 10%.
(Ghi chú: Các hãng sản xuất nhỏ, thị trường hẹp, công nghệ không hiện đại, giá thành sản xuất cũng không hề rẻ, do chi phí duy trì nhà máy, và đội ngũ hoạt động thương mại, dịch vụ).
8. Sự cố của các công trình lắp đặt Busway:
Trên phạm vi toàn cầu, sự cố về thanh dẫn xảy ra với hầu hết tất cả các hãng tại các công trình cụ thể. Nhìn chung, các sự cố được các hãng tổng kết như sau:
- Do chế tạo: hầu như rất ít gặp, vì tất cả nhà máy đều test (cách điện với Mega Ohm kế - (phải đạt giá trị vô cực) và phóng điện với điện áp 3000VDC từng sản phẩm trước khi xuất xưởng. Trừ trường hợp do va đập khi vận chuyển, tác động cơ học ( vặn, xoắn),…Do vậy việc kiểm tra trước và sau khi lắp đặt là bắt buộc để loại bỏ sản phẩm không đạt.
- Do đầu nối không chặt: dẫn đến gây phóng điện và hư hỏng. Để khắc phục, các hãng toàn cầu có loại đầu nối siết chặt bằng buloon 2 đầu, khi siết vào, chỉ cần siết 1 đầu trên đến khi ốc trên văng ra là đủ độ siết (800-1000kgN/cm2)
- Do thấm nước: Hầu như tất cả các hãng với IP 54 khi xảy ra tình trạnh thấm nước lâu dài sẽ đều dẫn đến sự cố cho hệ thanh dẫn. Do vậy môi truờng bảo quản và vị trí lắp đặt thanh dẫn khô ráo là bắt buộc.
- Do tất cả các tải nặng đều cùng khởi động cùng 1 lúc: Rất ít khi, nhưng đã có trường hợp xảy ra trên thế giới.
- Do vật dẫn điện lạ làm ngắn mạch các ruột dẫn điện tại vị trí nối: đây là lỗi do lắp đặt và tất cả các hãng cũng phải chào thua khi xảy ra trường hợp này.
- Do hư hỏng hệ thống treo: Dẫn tới nghiêng, vặn, xoắn, và rất ít khi xảy ra.
Tóm lại, các truờng hợp sự cố hầu như do quá trình bảo quản, lắp đặt.
9. Xếp hạng theo tiêu chí chế tạo và khả năng chịu ngắn mạch:
Căn cứ vào toàn bộ các thông số chế tạo và test certificate (từ các trung tâm kiểm tra chất lượng của thế giới như KEMA, ASTA, TTA) thì có thể xếp hạng chất lượng các sản phẩm bán tại Việt nam như sau: LS Cable và Siemens đang dẫn đầu về chất lượng do chế tạo vỏ nhôm, và có giá trị dòng ngắn mạch cao. GE sx tại TQ có 2 lớp Mylar và vỏ nhôm theo sau. Schneider xếp sau nữa vì vỏ 4 mảnh, trong đó có 2 mảnh sắt. Siemens Việt nam trên GE TQ, vì Siemens Việt nam cuốn 3 lớp Mylar vào lõi cách điện, GE chỉ cuốn có 2 lớp.
Xét theo các sản phẩm chế tạo trên toàn cầu, hiện chỉ có 4 hãng có thanh dẫn chất lượng hàng đầu thế giới là :
-GE SX tại Mỹ
-LS Cable chế tạo tại HQ
-Cutler Hammer (Eaton) chế tạo tại Mỹ
-Siemens chế tạo tại Mỹ
(ngắn mạch cũng lên tới 200kA cho dòng 4000A trở lên). Cutler Hammer không xuất khẩu sang Việt nam, mà chỉ bán tại các nước phát triển.
Siemens và Schneider có thị phần thế giới cao hơn LS Cable và GE toàn cầu vì có thị trường châu Âu rộng lớn, có nhà máy tại Mỹ, và một số nước châu Á.
Tóm lại dựa trên tất cả các tiêu chí về chế tạo, thị phần, có thể nói các hãng Siemens, Schneider, LS Cable, GE, Cutler Hammer rất xứng đáng là các thương hiệu toàn cầu.
10. Tình hình thị trường năm 2008 và 2009:
Xu hướng dùng Busway bắt đầu khi số lượng nhà cao tầng xây nhiều tại Việt nam, từ 2006 trở về truớc dùng không nhiều, chủ yếu trong các công trình đầu tư nước ngoài và các sản phẩm được dùng là Siemens, Schneider, LS Cable. LS Cable lúc truớc 2006 bán cho 1 vài nhà máy, và 2 khách sạn (Caravelle Sài gòn, và Daewoo Hà nội từ năm 95-97). Sản phẩm Siemens nhập từ Mỹ ( Sàigon Center), từ châu Âu cho Park Hyat,...
Từ năm 2007, bắt đầu có xu hướng dùng nhiều hơn do tính tiện lợi, kinh tế của Busway, ngoài ra với việc khai trương nhà máy Siemens tại Bình Dương, cũng góp phần phổ cập việc dùng Busway cho các công trình Việt nam, và các hãng Malaysia cũng vào trong đó có 4 hãng :
-PPB
-Henikwon
-Translite,
-Megaduct
•LS Cable bắt đầu vào Việt nam.
•GE mang sản phẩm từ TQ sang chào bán ( công nghệ như trên),
LS Cable sau khi thành công và vươn lên vị trí số 1 tại Singapore và Phillipins, bắt đầu vào Việt nam bằng các công trình thuộc dạng khổng lồ (Samsung factory, Kumho Asianna,..).
Tổng doanh số thị trường năm 2008 của Việt nam vào khoảng 5.5tr-6tr USD FOB, trong đó doanh số của các hãng theo thứ tự (số tương đối):
LS Cable 1.65 tr USD
Siemens 1.4-1.5 tr USD
Scheneider 1.2-1.3 tr USD
PPB + GE + Hennikwon + Translite + Megaduct: khoảng 1-1.4 tr USD
(Trong các hãng Malaysia chỉ có duy nhất PPB chế tạo vỏ nhôm 4 mảnh, còn lại dùng vỏ sắt).