Medium-Voltage/Low-Voltage Aerial Insulated Cables Suppliers

Kiến thức ngành

Tại sao cáp cách điện trên không lại thay thế dây dẫn trần trên không và quá trình chuyển đổi yêu cầu gì

Việc thay thế các dây dẫn trần trên không bằng cáp cách điện trên không s (AIC) trong mạng lưới phân phối được thúc đẩy bởi sự kết hợp của các yếu tố an toàn, độ tin cậy và bảo trì kết hợp đáng kể trong các môi trường lắp đặt cụ thể. Dây dẫn trần trên cột gỗ hoặc bê tông đã là công nghệ phân phối điện trên không tiêu chuẩn trong hơn một thế kỷ, nhưng hiệu suất của chúng ở các khu vực có mật độ cây cối rậm rạp, môi trường ven biển và mạng lưới đô thị có tỷ lệ lỗi cao đã thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi các giải pháp thay thế cách điện bắt đầu từ những năm 1970 ở Scandinavia và dần dần được áp dụng trên khắp Châu Á, Châu Phi và Châu Mỹ Latinh trong những thập kỷ tiếp theo.

Ưu điểm kỹ thuật chính của cáp cách điện trên không so với dây dẫn trần là giảm dòng điện sự cố khi tiếp xúc giữa dây dẫn với dây dẫn và dây dẫn với cây. Đường dây phân phối điện 11 kV trần đi qua tán cây cần có hành lang thông gió mỗi bên 2–3 mét để ngăn chặn nhánh tiếp xúc khi chịu tải trọng gió; cáp trên không cách điện có thể chịu được tiếp xúc nhánh trực tiếp mà không gây ra lỗi vì lớp cách điện chịu được điện áp tiếp điểm trong suốt thời gian xảy ra sự kiện tiếp xúc. Điều này cho phép giảm chiều rộng lộ giới từ 40–60%, giảm đáng kể chi phí giải phóng mặt bằng và tác động môi trường ở các vùng có rừng. Lớp cách điện không mang lại khả năng chịu tiếp xúc vĩnh viễn - áp suất nhánh duy trì cuối cùng sẽ mài mòn lớp vỏ và xuyên vào dây dẫn - nhưng nó chuyển đổi các sự cố tức thời có khả năng gây tử vong thành các tình trạng phát triển chậm có thể quản lý được, có thể được phát hiện và loại bỏ trước khi mất điện.

Việc chuyển đổi từ hệ thống trên không trần sang hệ thống cách nhiệt đòi hỏi những thay đổi về phần cứng, thực hành lắp đặt và phối hợp hệ thống bảo vệ thường bị đánh giá thấp trong quá trình lập kế hoạch dự án. Các phụ kiện cột dây dẫn trần - chất cách điện có đầu kẹp, chất cách điện ống cuộn và phần cứng thanh ngang - không tương thích với việc lắp đặt AIC, đòi hỏi hệ thống hỗ trợ dây dẫn, kẹp xoắn ốc được tạo hình sẵn, kẹp treo và kẹp căng được thiết kế cho đường kính ngoài của cáp cụ thể và mức độ căng cơ học. Các cài đặt rơ-le bảo vệ được hiệu chỉnh cho dòng điện sự cố dây dẫn trần phải được hiệu chỉnh lại cho cáp cách điện, trong đó lớp cách điện làm chậm sự phát triển lỗi, thay đổi cấu hình thời gian-dòng điện mà rơ-le quá dòng nhìn thấy. Các tiện ích lắp đặt dây dẫn AIC trên phần cứng được thiết kế cho dây dẫn trần hoặc không điều chỉnh cài đặt rơle bảo vệ thường gặp phải hiện tượng bỏ sót phát hiện lỗi hoặc vấp ngã phiền toái trong giai đoạn chuyển tiếp.

Thiết kế dây Messenger trong cáp bó trên không điện áp thấp và ảnh hưởng của nó đến độ võng và độ căng

Cáp bó trên không điện áp thấp (ABC, thường có điện áp định mức 0,6/1 kV) có sẵn ở hai cấu hình cơ học: với dây dẫn trần hoặc dây cách điện chuyên dụng mang toàn bộ tải cơ học của bó và cấu hình tự hỗ trợ trong đó một trong các dây dẫn cách điện đóng vai trò trung tính cơ học. Sự lựa chọn giữa các cấu hình này có những hậu quả đáng kể đối với khả năng kéo dài nhịp, độ căng khi lắp đặt, hiện tượng võng dưới sự thay đổi nhiệt độ và độ tin cậy cơ học lâu dài.

Trong ABC được hỗ trợ bởi sứ giả, dây đưa tin thường là dây thép mạ kẽm hoặc dây dẫn nhôm gia cố bằng thép (ACSR) được chọn độc lập với các yêu cầu về dòng điện. Sứ giả mang tải trọng dây xích của toàn bộ bó cáp và các dây dẫn cách điện được treo trên đó bằng dây buộc cáp hoặc kẹp được tạo hình sẵn theo khoảng cách đều đặn - thường là cứ sau 0,5–1,0 mét dọc theo nhịp. Thiết kế cơ học của thiết bị truyền tin bị chi phối bởi nhịp thiết kế tối đa của cáp, điều kiện tải trọng gió và băng áp dụng cho khu vực lắp đặt và độ võng tối đa cho phép (ảnh hưởng đến độ cao cần thiết của cột so với mặt đất). Đối với nhịp 60 mét trong vùng gió vừa phải với bó ABC 4 lõi 4×70 mm², lực căng truyền tin trong điều kiện tải tối đa có thể đạt tới 8–12 kN, yêu cầu cường độ phá vỡ truyền tin ít nhất là 24–36 kN với hệ số an toàn là 3. Sử dụng sứ giả có kích thước nhỏ sẽ bị võng quá mức vào mùa hè (khi sự giãn nở nhiệt làm kéo dài các dây dẫn nhôm) có thể khiến bó tiếp xúc với các cấu trúc hoặc thảm thực vật dưới độ cao khoảng trống thiết kế.

ABC tự hỗ trợ loại bỏ sứ giả riêng biệt bằng cách sử dụng dây dẫn trung tính vừa là trung tính điện vừa là chất mang tải cơ học. Dây trung tính trong cấu hình này phải được đánh giá về mặt cơ học cho toàn bộ tải dây xích, có nghĩa là nó thường được chế tạo từ ACSR (dây dẫn nhôm được gia cố bằng thép) hoặc hợp kim nhôm kéo cứng thay vì nhôm ủ được sử dụng trong dây dẫn pha. Độ căng trong dây dẫn trung tính dưới tải trọng gió và băng tối đa phải nằm trong giới hạn độ căng định mức của dây dẫn, giới hạn này hạn chế khoảng cách tối đa có thể đạt được. Đối với LV ABC tự hỗ trợ, nhịp tối đa thông thường nằm trong khoảng từ 40 đến 80 mét tùy thuộc vào kích cỡ dây dẫn và cấp tải khu vực; Ngoài các nhịp này, cần có các cột đỡ trung gian ngay cả khi điện áp rơi trên nhịp sẽ cho phép nhịp điện dài hơn. Cấu hình tự hỗ trợ cài đặt đơn giản hơn (không cần cài đặt trình nhắn tin riêng) nhưng cung cấp độ linh hoạt trong thiết kế kém hơn so với các hệ thống hỗ trợ trình nhắn tin đối với hình dạng nhịp bất thường hoặc điều kiện tải băng nặng.

Lựa chọn vật liệu cách điện cho cáp trên không trung thế trong môi trường đòi hỏi khắt khe

Trung thế cáp cách điện trên không s (thường là 10–35 kV) hoạt động trong điều kiện tiếp xúc với tia cực tím kéo dài, chu kỳ nhiệt độ rộng và tiếp xúc trực tiếp với thời tiết - những điều kiện đặt ra yêu cầu lớn hơn đáng kể về hiệu suất của vật liệu cách điện so với môi trường được bảo vệ khi lắp đặt cáp ngầm hoặc trong nhà. Lớp cách điện phải đồng thời cung cấp đủ độ bền điện môi cho cấp điện áp, chống lại sự phân hủy quang học và oxy hóa nhiệt trong thời gian sử dụng từ 30–40 năm và duy trì đủ độ linh hoạt cơ học để lắp đặt ở nhiệt độ thấp. Những yêu cầu này hướng tới các hệ thống cách nhiệt polyme liên kết ngang hơn là các vật liệu nhựa nhiệt dẻo.

XLPE (polyethylen liên kết ngang) là vật liệu cách nhiệt ưu việt cho AIC trung thế do sự kết hợp giữa độ bền điện môi cao, hằng số điện môi thấp, khả năng chống tia cực tím tuyệt vời với chất phụ gia ổn định tia cực tím hoặc muội than thích hợp và định mức nhiệt độ 90°C liên tục/ngắn mạch 250°C. Không giống như nhựa nhiệt dẻo PE, XLPE không bị mềm hoặc chảy khi chịu tải cơ học liên tục ở nhiệt độ cao - một đặc tính quan trọng đối với cáp trên không có thể hoạt động ở nhiệt độ cao dưới tải cao điểm vào mùa hè. Mạng lưới liên kết ngang ngăn chặn những thay đổi về kích thước có thể xảy ra trong PE thẳng trên nhiệt độ nóng chảy tinh thể của nó (~125°C), duy trì hình dạng cách điện và do đó duy trì trở kháng đặc tính trong mọi điều kiện vận hành.

EPR (cao su ethylene propylene) được sử dụng trong AIC trung thế cho các ứng dụng đòi hỏi độ linh hoạt cao hơn ở nhiệt độ lắp đặt thấp hoặc khả năng chống ẩm vốn đã vượt trội. Cáp AIC cách điện EPR vẫn linh hoạt ở nhiệt độ -40°C và có thể được lắp đặt và xử lý mà không có nguy cơ nứt lớp cách điện trong môi trường Bắc cực hoặc vùng cao, nơi cáp cách điện XLPE trở nên giòn nguy hiểm. Cấu trúc phân tử vô định hình của EPR cũng cung cấp khả năng chống lại sự hình thành cây trong nước vốn có mà không cần gói phụ gia làm chậm cây cần có trong XLPE - thích hợp cho việc lắp đặt AIC trong môi trường ven biển có độ ẩm cao, nơi mà sự ngưng tụ hơi ẩm trên bề mặt cách nhiệt là điều kiện ổn định. Sự đánh đổi là hằng số điện môi cao hơn của EPR (2,8–3,5 so với 2,3 đối với XLPE), làm tăng dòng sạc điện dung của cáp — một vấn đề cần cân nhắc nhỏ ở điện áp trung bình nhưng phù hợp với các đường dây cấp điện dài ở nông thôn nơi dòng sạc đại diện cho một phần có thể đo được của độ khuếch đại nhiệt.

Lớp vỏ ngoài của AIC trung thế là lớp polyethylene hoặc HDPE màu đen ổn định tia cực tím riêng biệt được phủ lên trên lớp cách điện. Chức năng chính của áo khoác là chống tia cực tím (muối cacbon ở mức 2–3% trọng lượng mang lại khả năng hấp thụ tia cực tím phổ rộng), bảo vệ cơ học chống mài mòn khi tiếp xúc với cành cây và bảo vệ mỏ chim — một vấn đề quan trọng ở những vùng có quạ lớn hoặc vẹt mổ vào lớp cách điện của cáp. Độ cứng của áo khoác và độ dày của thành được chỉ định để chống lại sự tấn công của chim; một số thông số kỹ thuật của AIC yêu cầu độ cứng Shore D của áo khoác tối thiểu là 50–55 và độ dày thành áo khoác tối thiểu là 1,5–2,0 mm, đặc biệt để giải quyết chế độ hư hỏng này ở các khu vực địa lý dễ bị ảnh hưởng.

So sánh kết cấu cáp cách điện trên không hạ thế và trung áp

Trong khi cả hạ thế và trung thế cáp cách điện trên không s được thiết kế cho dịch vụ ngoài trời trên cao, về cơ bản, kết cấu của chúng khác nhau về một số thông số được điều khiển bởi các cấp điện áp khác nhau, yêu cầu tải cơ học và môi trường lắp đặt. Hiểu được những khác biệt này sẽ giúp các công ty điện lực và kỹ sư dự án đưa ra các thông số kỹ thuật chính xác và tránh áp dụng các biện pháp thực hành cáp hạ thế cho việc lắp đặt MV hoặc ngược lại.

Yêu cầu đối với dây dẫn bán dẫn và màn chắn cách điện trong AIC trung áp là sự khác biệt lớn nhất trong kết cấu và thường bị các nhóm mua sắm chỉ quen với thông số kỹ thuật của cáp hạ thế hiểu nhầm. Nếu không có màn chắn dây dẫn, điện trường trên bề mặt của dây dẫn bị mắc kẹt rất không đồng đều - tập trung ở các cạnh sợi và phần nhô ra trên bề mặt - và sự phóng điện một phần bắt đầu tại các điểm tập trung này. Trong cáp AIC 10 kV, độ dốc điện trường ở bề mặt dây dẫn không được che chắn có thể gấp 5–10 lần trường trung bình trong lớp cách điện, vượt xa ngưỡng bắt đầu phóng điện cục bộ của XLPE. Màn hình bán dẫn đồng nhất hóa trường này bằng cách tạo ra một bề mặt đẳng thế liên tục, nhẵn cho lớp cách điện, giảm trường đỉnh xuống gần giá trị trung bình. Việc bỏ qua hoặc áp dụng màn chắn dây dẫn không đúng cách trên cáp AIC trung thế — điều này không thể xảy ra trên cáp hạ thế vì cáp LV không có yêu cầu như vậy và đơn giản là không có bước thi công — dẫn đến suy giảm chất lượng do phóng điện một phần làm giảm tuổi thọ sử dụng của cáp từ 30–40 năm dự kiến ​​xuống còn 3–5 năm.

Tiêu chuẩn tải trọng gió và băng cho thiết kế cơ khí cáp trên không: Khí hậu khu vực chi phối việc lựa chọn dây dẫn như thế nào

Thiết kế cơ học của cáp cách điện trên không - hợp kim dây dẫn, mặt cắt ngang, thiết kế bện và xếp hạng phần cứng hỗ trợ - bị chi phối bởi tải trọng gió và băng kết hợp tối đa mà cáp phải chịu được mà không bị biến dạng vĩnh viễn hoặc hỏng sợi. Các tiêu chuẩn khu vực khác nhau xác định các trường hợp tải thiết kế dựa trên dữ liệu khí hậu địa phương và việc chọn thiết kế cơ khí cáp được tối ưu hóa cho khí hậu ôn đới châu Âu và lắp đặt nó trong môi trường Canada hoặc Na Uy có tải băng cao là lỗi thiết kế có hệ thống dẫn đến độ võng quá mức, đứt đầu nối hoặc hỏng dây dẫn trong vài năm đầu sử dụng.

Tiêu chuẩn IEC 60826 cung cấp khuôn khổ cho thiết kế cơ khí đường dây trên không và xác định ba mức độ tin cậy tải (I, II, III) tương ứng với các chu kỳ lặp lại là 50, 150 và 500 năm đối với sự kiện gió và băng thiết kế. Hầu hết các thông số kỹ thuật của tiện ích phân phối đều sử dụng độ tin cậy Cấp I hoặc II. Trong khuôn khổ IEC, tải băng được đặc trưng bởi độ dày băng tương đương trên dây dẫn - thường là 0 mm (không có băng), 10 mm, 20 mm hoặc 30 mm - kết hợp với áp suất gió đồng thời. Lớp bọc băng 30 mm trên dây dẫn 95 mm2 tăng thêm khoảng 2,5 kg/m2 tải trọng tĩnh cho dây dẫn; ở khoảng cách 100 mét, điều này tương ứng với trọng lượng dây xích bổ sung 250 kg mà dây dẫn và phần cứng của cột phải đỡ. Độ căng dây dẫn tối đa trong điều kiện này, kết hợp với độ căng lắp đặt ban đầu, phải duy trì dưới mức căng định mức hàng ngày (RET) của dây dẫn - thường là 20–25% độ bền kéo định mức của dây dẫn (RTS) đối với dây dẫn hợp kim nhôm trong mạng lưới phân phối.

Tải gió trên cáp cách điện trên không khác với tải gió trên dây dẫn trần vì đường kính ngoài lớn hơn của cáp cách điện tạo ra diện tích mặt cắt ngang lớn hơn đối với áp lực gió. Dây dẫn ACSR trần 95 mm2 có đường kính ngoài khoảng 13,5 mm; cùng một dây dẫn được cách điện bằng XLPE dùng cho dịch vụ 10 kV có thể có đường kính ngoài từ 28–32 mm, tạo ra lực cản gió lớn hơn gấp đôi trên một đơn vị chiều dài. Các nhà cung cấp cáp cung cấp thông số kỹ thuật cơ học dựa trên tiết diện dây dẫn mà không tính đến đường kính khí động học tăng lên của cụm cáp cách điện sẽ đánh giá thấp tải trọng gió thiết kế một cách có hệ thống, có khả năng dẫn đến cáp vượt quá sức căng tối đa hàng ngày của chúng trong điều kiện gió thiết kế ngay cả khi không tải băng. Thông số kỹ thuật mua sắm phải yêu cầu rõ ràng rằng tính toán thiết kế cơ học phải tính đến đường kính ngoài tổng thể của cáp chứ không chỉ tính chất của dây dẫn trần.

Lựa chọn hợp kim dây dẫn tương tác trực tiếp với hiệu suất tải băng thông qua khái niệm độ rão. Dây dẫn nhôm dưới sức căng kéo dài có độ giãn dài (độ dãn) phụ thuộc vào thời gian, khác với độ giãn đàn hồi - độ dão không phục hồi khi dỡ tải, gây ra độ võng vĩnh viễn tăng trong suốt thời gian sử dụng. Nhôm được ủ (được sử dụng trong dây dẫn LV ABC để có tính linh hoạt) có tốc độ rão cao hơn đáng kể so với hợp kim nhôm kéo cứng (AAAC, AAAR) dưới sức căng tương đương. Ở những khu vực dễ bị đóng băng, nơi dây dẫn định kỳ chịu áp lực cao trong quá trình tải băng, việc sử dụng dây dẫn bằng nhôm ủ dẫn đến độ võng tăng dần trong vòng 10–15 năm và cuối cùng vi phạm các yêu cầu về khoảng sáng gầm xe. Việc chỉ định các dây dẫn bằng hợp kim nhôm kéo cứng có khả năng căng trước từ từ trong quá trình lắp đặt là biện pháp đối phó thiết kế tiêu chuẩn ở những khu vực có tải băng thường xuyên.

Nối và chấm dứt cáp cách điện trên không: Thực tiễn xác định độ tin cậy lâu dài

Theo thống kê, các mối nối và đầu cuối của cáp cách điện trên không là những vị trí phổ biến nhất dẫn đến hư hỏng sớm trong mạng phân phối trên không. Cáp được sản xuất đúng cách, đáp ứng tất cả các thông số kỹ thuật về điện và cơ có thể trở nên không đáng tin cậy do một khớp nối kém hoặc đầu nối không chính xác, và khi lắp đặt trên không, lỗi khớp nối thường dẫn đến lỗi mạch hở gây ra mất điện thay vì lỗi chạm đất mà rơle bảo vệ đường dây trên không được tối ưu hóa để phát hiện và loại bỏ nhanh chóng. Hiểu được các bước quan trọng trong việc nối và chấm dứt cáp trên không sẽ giải thích được lý do tại sao việc đào tạo và trang bị dụng cụ chuyên dụng là không thể thiếu đối với các hoạt động này.

Mối nối cáp trên không LV

Các mối nối ABC điện áp thấp được chế tạo bằng cách sử dụng các đầu nối xuyên thấu (còn gọi là đầu nối xuyên cách điện hoặc IPC) để kẹp vào cáp cách điện mà không yêu cầu phải tước bỏ lớp cách điện. Thân đầu nối có các răng xuyên bằng thép không gỉ xuyên qua lớp cách điện và tiếp xúc với dây dẫn khi đầu nối được vặn đến giá trị quy định bằng cách sử dụng bu lông đầu cắt - bu lông cắt ra ở một mômen xoắn xác định, cung cấp xác nhận bằng xúc giác rằng lực tiếp xúc chính xác đã đạt được và ngăn chặn việc siết quá chặt có thể làm hỏng các sợi dây dẫn. Thân đầu nối xuyên có khả năng tự bịt kín chống lại sự xâm nhập của hơi ẩm xung quanh các điểm xuyên thấu. Thông số lắp đặt quan trọng là mô-men xoắn cắt — việc sử dụng cờ lê tiêu chuẩn và ước tính mô-men xoắn bằng cảm giác sẽ tạo ra các mối nối kết thúc không nhất quán, có thể bị nén dưới mức (điện trở tiếp xúc cao) hoặc bị nén quá mức (hư hỏng sợi) ở tốc độ cao. IPC phải được lắp đặt bằng cờ lê mô-men xoắn đã hiệu chỉnh hoặc trình điều khiển giới hạn mô-men xoắn độc quyền do nhà sản xuất đầu nối cung cấp cho loạt đầu nối cụ thể.

Đầu nối và đầu cuối cáp trên không MV

Trung thế AIC joints and terminations require restoration of each insulation layer in the correct sequence — conductor screen, insulation, insulation screen, metallic screen, and outer jacket — using materials that are electrically and mechanically compatible with the cable's original construction. Pre-formed cold-shrink or heat-shrink joint kits from reputable manufacturers provide calibrated material volumes and assembly sequences for specific cable families. The most critical step is the preparation of the insulation screen at the joint interface: the transition from screened to unscreened insulation must be smooth and gradual (typically a penciled taper of 15–25 mm length) to prevent field concentration at the screen cutback. An abrupt screen cutback — caused by using cutting tools that score the insulation surface or failing to taper the semiconductor layer — creates a triple point (conductor screen, insulation, and surrounding air meet at a single geometric point) where the electric field concentration can be 10–20 times the average field in the insulation, initiating partial discharge at operating voltage even when the rest of the joint is correctly assembled.

Các đầu cuối ngoài trời trên MV AIC có thể bị theo dõi - sự hình thành các đường cacbon dẫn điện dọc theo bề mặt cách nhiệt do sự lắng đọng ô nhiễm kết hợp với việc làm ướt định kỳ. Quá trình theo dõi phát triển dần dần: hồ quang dải khô tại ranh giới của vùng ẩm ướt và khô trên bề mặt cách điện tạo ra đủ năng lượng để cacbon hóa bề mặt cách nhiệt cục bộ và các chu kỳ hồ quang lặp đi lặp lại kéo dài đường cacbon về phía dây dẫn mang điện trong nhiều tháng hoặc nhiều năm. Biện pháp đối phó tiêu chuẩn là sử dụng bộ dụng cụ đầu cuối ngoài trời co nhiệt hoặc co lạnh kết hợp với vỏ bảo vệ thời tiết bằng cao su silicon có khả năng chống theo dõi cao - một loạt các đường gân hình ô làm tăng chiều dài đường rò giữa dây dẫn mang điện và màn hình kim loại nối đất, đồng thời đổ mưa để ngăn hình thành các lớp ô nhiễm ẩm ướt liên tục. Trong môi trường ô nhiễm cao (khu vực ven biển, khu công nghiệp, vùng sa mạc có bụi kiềm), khoảng cách đường dây yêu cầu trên mỗi kV của điện áp định mức tăng vượt quá thông số kỹ thuật tiêu chuẩn IEC 60071, yêu cầu các đầu nối dài hơn hoặc xử lý bằng mỡ silicon chống ô nhiễm cho nhà kho thời tiết.

Sự khác biệt về phối hợp bảo vệ và phát hiện lỗi giữa đường dây trần và mạng cáp cách điện trên không

Việc chuyển đổi mạng phân phối từ dây dẫn trần trên không sang cáp cách điện trên không sẽ thay đổi trạng thái sự cố của mạng theo cách yêu cầu thay đổi tương ứng về cài đặt rơle bảo vệ, trình tự vận hành recloser và triết lý phát hiện sự cố. Các tiện ích lắp đặt AIC mà không xem xét và điều chỉnh sự phối hợp bảo vệ thường gặp phải các giai đoạn phát hiện lỗi bị bỏ sót (bảo vệ không ngắt được do các lỗi trở kháng cao làm chậm cách điện) hoặc hoạt động gây phiền toái (bảo vệ hiểu sai các lỗi nhất thời giới hạn cách điện là các lỗi vĩnh viễn cần khóa).

Sự thay đổi đáng kể nhất là trạng thái của các lỗi tiếp xúc giữa dây dẫn với dây dẫn và dây dẫn với cây. Trên đường dây trần trên không, sự tiếp xúc giữa các pha do gió gây ra hoặc từ cành cây đổ tạo ra sự cố bắt vít có trở kháng rất thấp — thường là điện trở hồ quang nhỏ hơn 1 Ω — tạo ra dòng điện sự cố có thể dễ dàng được phát hiện bởi các phần tử quá dòng tính bằng mili giây. Trên cáp cách điện trên không, cùng một tiếp điểm tạo ra dòng điện sự cố phải chạy qua điện trở cách điện và điện dung của cáp thay vì chạy trực tiếp giữa các dây dẫn. Đối với một tiếp điểm mới thông qua lớp cách điện không bị hư hỏng, dòng điện sự cố có thể chỉ là một vài ampe - dưới ngưỡng thu của rơle quá dòng được hiệu chỉnh cho các lỗi dây dẫn trần. Lớp cách điện xuống cấp dần dần dưới tác dụng của điện áp kéo dài và dòng điện sự cố tăng dần theo phút đến vài giờ cho đến khi đạt đến ngưỡng nhận rơle. Sự phát triển lỗi bị trì hoãn này có nghĩa là một lỗi lẽ ra được xử lý trong 0,3 giây trên mạng dây dẫn trần có thể mất 30–90 phút để phát triển đến mức làm ngắt rơle trên mạng cáp cách điện — có khả năng gây suy giảm cách điện kéo dài, nóng cáp và cháy trong thảm thực vật khô nơi cáp nằm yên.

Sự thay đổi triết lý bảo vệ thích hợp cho mạng AIC liên quan đến việc bổ sung bảo vệ quá dòng tiêu chuẩn với bảo vệ sự cố chạm đất đủ nhạy để phát hiện dòng điện sự cố ở mức độ thấp do sự cố tiếp xúc giới hạn cách điện tạo ra. Rơle chạm đất nhạy cảm (SEF) có ngưỡng thu 1–5 A (so với 10–50 A để bảo vệ sự cố chạm đất tiêu chuẩn trên mạng dây dẫn trần) có thể phát hiện dòng rò ban đầu qua lớp cách điện bị hỏng và ngắt bộ cấp nguồn trước khi lỗi phát triển đến mức đánh thủng toàn bộ lớp cách điện. Sự cân bằng này là độ nhạy tăng lên đối với sự mất cân bằng hệ thống bình thường và dòng điện hài, đòi hỏi phải thiết lập ngưỡng rơle SEF cẩn thận và phối hợp trễ thời gian để tránh vấp ngã phiền toái do mất cân bằng tải trong mạng lưới nông thôn với các điểm nối một pha dài. Nối đất trung tính của mạng trung thế — cho dù được nối đất hiệu quả, nối đất cộng hưởng (cuộn dây Petersen) hay trung tính cách ly — xác định cả cường độ dòng điện chạm đất và độ nhạy của rơle SEF thích hợp, khiến việc xem xét triết lý bảo vệ không thể tách rời khỏi cấu hình hệ thống nối đất khi chuyển từ phân phối trên không trần sang cách điện.