In the field of power transmission, thanh cái bằng đồng as “energy arteries” undertake more than 90% of the distribution cabinet conductive tasks. This article analyzes the conductivity, safety level, application scenarios, and other five dimensions of insulated/non-insulated copper busbars and combines the IEEE standards and practice cases of domestic leading enterprises to reveal the differences in the functional positioning of the two in the power system. The study shows that uninsulated copper busbar dominates the primary circuit by virtue of the current density advantage of 2.68 A/mm², while thanh đồng cách điện thực hiện đột phá điện áp kháng 42 kV thông qua PTFE và các vật liệu khác để trở thành bộ phận bảo vệ an toàn cho mạch thứ cấp.

Sự khác biệt trong Độ dẫn điện

Thanh cái đồng không cách điện được làm bằng đồng có độ tinh khiết cao, với mật độ dòng điện là 2,68-2,12 A/mm² và thiết kế mặt cắt hình chữ nhật của nó nhận ra khả năng tản nhiệt tự nhiên bằng cách tăng diện tích bề mặt, đặc biệt phù hợp với các tình huống truyền tải dòng điện cao hơn 4000 A. Ngược lại, thanh cái đồng cách điện, do trở kháng của lớp phủ bề mặt tăng lên, trong cùng một diện tích mặt cắt, làm giảm lưu lượng tải xuống khoảng 15%, nhưng thông qua cấu trúc ống rỗng, sự đổi mới có thể được kiểm soát bởi hệ số hiệu ứng bề mặt KF ≤ 1, tốt hơn đáng kể so với thanh cái đồng hình chữ nhật KF ≥ 1,8.

Sự khác biệt trong hệ thống bảo vệ an toàn

Thanh cái đồng không cách điện dựa vào khoảng cách cách điện không khí 125mm (tiêu chuẩn IEC 61439-2); có nguy cơ rò rỉ trong môi trường ẩm ướt. Và thanh cái đồng cách điện của chúng tôi áp dụng ba lớp bảo vệ:

• Chất nền PTFE 0,5mm (chịu nhiệt độ -250℃~+250℃)
• lớp chắn băng đồng nối đất (điện thế bề mặt bằng không)
• Lớp phủ nhựa epoxy (chịu được điện áp IF 50 kV), thực hiện bảo vệ mọi thời tiết. Các thí nghiệm cho thấy thanh cái đồng được phủ nhựa epoxy 2mm vẫn có thể vượt qua thử nghiệm điện áp chịu được 50 kV khi khoảng cách chéo là 0mm.

Sự khác biệt trong các kịch bản ứng dụng 

Mạch chính được ưu tiên:
Thanh cái bằng đồng không cách điện chiếm ưu thế trong các trường hợp như trạm biến áp 110 kV, với những ưu điểm sau:

• Không cần hỗ trợ cho nhịp lên đến 9 mét
• Độ bền cơ học 294 MPa đảm bảo hiệu suất chống động đất (so với 196 MPa đối với đồng cách điện).
• Phù hợp với phòng phân phối có nhiều không gian.

Đổi mới mạch thứ cấp:
Thanh cái đồng cách điện mở rộng ranh giới ứng dụng thông qua sự lặp lại công nghệ:

• Bộ pin cho xe năng lượng mới (khả năng dẫn dòng 6000A).
• Thiết kế chống hồ quang cho biến tần quang điện.
• Thiết bị đóng cắt nhỏ gọn (khoảng hở không khí giảm từ 125mm xuống còn 65mm).

Sự khác biệt về chi phí

Mặc dù chi phí mua thanh đồng cách điện cao hơn 30-50% nhưng giá trị của nó được phản ánh ở:

• Giảm chi phí bảo trì: tránh nguy cơ thổi bay lọ gốm (giảm tỷ lệ hỏng hóc 72%)
• Lợi ích tiết kiệm không gian: Kích thước thiết bị đóng cắt 40,5 kV giảm 40%
• Sự khác biệt về tuổi thọ: tuổi thọ thiết kế thanh cái đồng cách điện ≥ 30 năm, cao hơn nhiều so với thanh cái đồng trần là 15-20 năm

Xu hướng công nghệ

Dữ liệu ngành cho thấy:

1. Đột phá về vật liệu: thanh cái bằng đồng phủ graphene sẽ tăng độ dẫn điện thêm 20% và đạt được khả năng tự cách điện.
2. Đổi mới công nghệ: Phun tĩnh điện thay thế ống co nhiệt, giúp giảm sai số độ dày lớp cách nhiệt xuống ≤0,1mm.
3. Nâng cấp tiêu chuẩn: IEEE C37.20.2 yêu cầu phải sử dụng dây đồng cách điện lưu hóa epoxy ở những khu vực quan trọng.

Phần kết luận

Trong làn sóng nâng cấp hệ thống điện, thanh cái đồng cách điện và không cách điện không phải là sản phẩm thay thế mà là chức năng bổ sung. Nên ưu tiên sử dụng thanh cái đồng trần tiết diện lớn trong mạch chính (khả năng dẫn dòng > 4000 A) và sử dụng thanh cái đồng cách điện để xây dựng hệ thống bảo vệ kép ở những nơi đông người, cơ sở năng lượng mới và các tình huống khác. Với việc triển khai tiêu chuẩn quốc gia GB/T 5585.1-2025 mới, thanh đồng cách điện thị phần dự kiến sẽ tăng từ mức 35% hiện tại lên 52% vào năm 2028.