Tủ điện là nơi chứa các thiết bị điện, linh kiện cần thiết để vận hành, giám sát và bảo vệ một hệ thống điện. Vì vậy, việc lắp đặt tủ điện đúng kỹ thuật là yếu tố bắt buộc để đảm bảo các hoạt động bên trong tủ điện diễn ra đúng cách và an toàn. Dưới đây là hướng dẫn cách lắp đặt tủ điện công nghiệp đúng tiêu chuẩn từ Etinco.
Tiêu chuẩn về cách lắp đặt tủ điện
Đa phần tủ điện công nghiệp đều hoạt động ở điện áp cao, dòng điện lớn, bên trong chứa nhiều thiết bị, linh kiện phức tạp. Do đó, về cách lắp tủ điện công nghiệp phải tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế và tiêu chuẩn quốc gia đặc thù như sau:
- TCVN 7994-1:2009 (IEC 60439-1:2004): Tiêu chuẩn chung áp dụng cho tủ điện đóng cắt và điều khiển hạ áp, tập trung vào các yêu cầu kỹ thuật, thiết kế và thử nghiệm đối với tủ điện tại nhà máy chế tạo.
- IEC 60520 (TCVN 4255:2008): Tiêu chuẩn quy định về cấp bảo vệ bằng vỏ ngoài (cấp IP) của tủ điện, cho biết khả năng chống bụi và chống nước xâm nhập của lớp vỏ tủ, tùy thuộc vào môi trường vận hành.
- TCVN 6223:2016: Tiêu chuẩn quy định các yêu cầu kỹ thuật đối với tủ điều khiển và điều khiển tập trung, bao gồm tiêu chuẩn về kích thước, bảo vệ chống ăn mòn, chống cháy nổ…
- IEC 60947 (TCVN 6592): Tiêu chuẩn áp dụng cho các thiết bị đóng cắt và điều khiển hạ áp như aptomat, contactor, rơ le, biến tần,... lắp đặt bên trong tủ điện.
- TCVN 6669:2001: Tiêu chuẩn cho các thiết bị bảo vệ dòng điện trong hệ thống điện công nghiệp, gồm tiêu chuẩn về tải, cách điện, độ bền cơ học.
- Tiêu chuẩn bảo quản tủ điện: Trong quá trình vận chuyển, lưu trữ, tủ điện cần được duy trì môi trường nhiệt độ bảo quản từ 25 ºC đến +55 ºC và không quá 24 giờ tại +70 ºC.
Hướng dẫn cách lắp đặt tủ điện
Tương tự quy trình thiết kế tủ điện công nghiệp, quy trình lắp đặt tủ điện cũng có tính logic chặt chẽ giữa các công đoạn, yêu cầu người thực thi phải có kiến thức chuyên môn cao, hiểu rõ sơ đồ nguyên lý tủ điện và các tiêu chuẩn kỹ thuật, an toàn điện.
Cách lắp đặt tủ điện tiêu chuẩn thường trải qua 8 bước như sau.
Đọc bản vẽ thiết kế và chuẩn bị trang thiết bị đầy đủ
Bản vẽ thiết kế là cơ sở quan trọng để các kỹ sư có cái nhìn tổng quát nhất về bố cục, kích thước và nguyên lý hoạt động của tủ điện, cũng như danh sách, số lượng và vị trí của các thiết bị, linh kiện quan trọng bên trong. Vì vậy, bản vẽ thiết kế phải có tính chính xác, tối ưu được chi phí đầu tư, hạn chế nhiễu điện từ giữa các thiết bị, đồng thời đảm bảo tính thẩm mỹ khi lắp đặt và khả năng mở rộng hệ thống trong tương lai mà không cần thay thế vỏ tủ.
Quá trình đọc bản vẽ thiết kế cần nắm vững:
- Thông số kỹ thuật panel: Bao gồm phân loại, thông số, model và tiêu chuẩn của panel.
- Ký hiệu điện: Hầu hết ký hiệu điện đã được quy ước theo tiêu chuẩn quốc tế, tuy nhiên một số nhà sản xuất có thể sẽ có cách ký hiệu khác nhau đối với 1 số thiết bị đặc thù.
- Cách bố trí thiết bị: Xác định vị trí, cách thức lắp đặt và kích thước thực tế của thiết bị, linh kiện bên trong tủ. Ngoài các thiết bị chính, cần xác định chính xác các loại bulong, ray gá, máng điện, ecu để kết nối thiết bị với tủ điện.
- Sơ đồ nguyên lý: Cho biết cách các thiết bị điện trong tủ tương tác và liên kết với nhau, giúp các kỹ sư hiểu về nguyên lý vận hành của tủ điện.
- Bản vẽ động lực: Giúp xác định được vị trí của thanh cái chính, dây động lực, đầu cốt động lực cũng như số lượng, đặc điểm của các nhóm dây dẫn chính.
- Biểu đồ kiểm soát: Có nhiệm vụ xác định tủ điện có đang hoạt động đúng cách hay không, đồng thời có thể phát hiện sớm các rủi ro tiềm ẩn khi tủ điện đi vào vận hành.
Ngoài ra, cần chuẩn bị đầy đủ các vật tư, thiết bị, máy móc, dụng cụ hỗ trợ để phục vụ cho việc lắp ráp tủ điện diễn ra thuận lợi, bao gồm:
- Thiết bị chính: Như thiết bị đóng cắt, điều khiển, bảo vệ… Các thiết bị này cần phải đúng chủng loại, thông số kỹ thuật được thể hiện trong bản vẽ kỹ thuật.
- Vỏ tủ điện: Việc lựa chọn vỏ tủ điện cần bảo đảm các yêu cầu khắt khe về kích thước, cấp bảo vệ (IP) theo môi trường lắp đặt, chất liệu vỏ tủ, form tủ điện.
- Vật tư đấu nối: Thanh cái chính, cáp động lực, cáp điều khiển, đầu cosse,...
- Dụng cụ hỗ trợ: Đồng hồ đo điện, kìm điện hoặc các máy móc hỗ trợ khác.
Đặt gá lắp thiết bị lên tủ
Gá thiết bị trong tủ được lắp đặt theo nguyên tắc chung: Nếu có bản thiết kế, gá cần tuân thủ đúng kích thước, vị trí theo yêu cầu của bản thiết kế.
Nếu chưa có thiết kế, vị trí bố trí gá cần đáp ứng yêu cầu: giảm thiểu diện tích lắp đặt, tiết kiệm dây dẫn và đảm bảo tính thẩm mỹ. Cách sắp xếp thiết bị lên gá hợp lý có thể tham khảo:
- Aptomat tổng đặt ở góc trên bên trái tủ.
- Cầu chì, bộ cấp nguồn, bộ bảo vệ pha đặt ở góc trên bên phải của tủ.
- Aptomat nhánh đặt ở hàng dưới, tiếp đến là bộ điều khiển, rơ le trung gian và contactor, rơ le nhiệt. Thiết bị điều khiển thường đặt cùng 1 bên, tránh cùng nhóm với thiết bị động lực.
- Cầu đấu ở vị trí cuối cùng.
Dán nhãn thiết bị trong tủ điện
Việc dán nhãn này lấy bản vẽ thiết kế làm cơ sở, để giúp các kỹ sư dễ dàng đấu nối mà không cần kiểm tra bản vẽ và đếm lại số lượng trang thiết bị nhiều lần. Đảm bảo cỡ chữ và kích thước của nhãn dán phù hợp với từng thiết bị điện.
Tiến hành lắp ráp thanh cái đồng
Với các tủ điện phân phối có dòng điện định mức của aptomat tổng <50A, aptomat nhánh sẽ được kết nối với aptomat tổng bằng dây dẫn và thanh cài răng lược.
Ngược lại, với tủ điện có dòng định mức của aptomat tổng >100A sẽ sử dụng thanh cái đồng để kết nối mạch điện.
Công đoạn gia công thanh cái cần phù hợp với các thông số quy định trong bản vẽ kỹ thuật. Busbar có thể được mạ thêm thiếc hoặc niken để tăng độ bền và khả năng dẫn điện. Nên bọc thanh cái bằng PVC co nhiệt hoặc sơn epoxy để dễ dàng nhận biết từng loại theo màu sắc. Quá trình siết chặt thanh cái vào giá đỡ bằng bulong cũng cần được thực hiện đúng kỹ thuật để không ảnh hưởng đến khả năng truyền tải. Cuối cùng nên trang bị thêm mica che chắn để bảo vệ thanh cái và cách điện với người dùng.
Đấu nối tủ điện
Đây là công đoạn vô cùng quan trọng để đảm bảo tính thông mạch của tủ điện.
- Yêu cầu mọi đấu nối trong tủ điện cần được thực hiện chính xác, tuân thủ bản vẽ thiết kế.
- Phân biệt rõ ràng giữa các pha theo màu sắc nhận diện, có ghi chú cụ thể ở các cầu đấu để thuận tiện cho việc sửa chữa và bảo trì.
- Mạch điều khiển và mạch động lực phải được đấu nối xa nhau hoặc đi dây vuông góc để tránh nhiễu tín hiệu với các con sensor hoặc cảm biến.
- Đấu nối tuần tự từ mạch động lực tới mạch điều khiển.
- Với dây tín hiệu cần trang bị thêm lớp vỏ bọc chống nhiễu. Dây tín hiệu thường sử dụng loại dây có tiết diện nhỏ từ 0,5 - 1,5mm2.
Kiểm tra toàn diện tủ điện
Quá trình kiểm tra tủ điện sau khi lắp ráp hoàn thiện trải qua 2 công đoạn là kiểm tra không điện và kiểm tra cấp điện.
Quy trình kiểm tra không điện đối với toàn bộ tủ điện gồm các bước:
- Kiểm tra vị trí của các thanh cái, dây động lực, dây điều khiển theo sơ đồ nguyên lý và sơ đồ đấu dây.
- Kiểm tra các nhãn dán của thiết bị và tuyến dây.
- Kiểm tra các mối nối, đầu cosse và điểm cực.
- Kiểm tra cách điện của dây dẫn, thanh cái và tổng thể tủ điện.
- Loại bỏ các dụng cụ, vật cản còn sót lại bên trong tủ điện.
- Kết nối vỏ tủ với hệ thống nối đất để đảm bảo an toàn.
Sau khi kiểm tra không điện hoàn tất, tủ điện cần được cấp điện để vận hành thử theo các bước:
- Kiểm tra cách điện giữa các pha và giữa pha với dây tiếp địa.
- Kiểm tra điện áp đầu vào của tủ và hoạt động của các đèn báo.
- Cài đặt thông số cho thiết bị điều khiển như rơ le nhiệt, rơ le thời gian, HMI.
- Bật aptomat tổng, aptomat nhánh và đo điện áp sau aptomat nhánh.
- Chạy thử tủ điện trong điều kiện có tải và không tải để kiểm tra tình trạng thiết bị khi vận hành.
Vệ sinh tủ điện và nghiệm thu
Sau khi hoàn tất công đoạn kiểm tra, tủ điện cần được vệ sinh sạch sẽ trước khi vận chuyển đến khu vực lắp đặt. Nên sử dụng máy hút bụi, bàn chải để loại bỏ bụi bẩn, mạt sắt, vỏ lõi cáp điện, các chi tiết thừa trong và ngoài tủ điện.
Tủ điện sau đó sẽ được bọc kín để chống trầy xước, va đập và vận chuyển đến nơi vận hành.
Lưu ý quan trọng về cách lắp đặt tủ điện
Lắp đặt tủ điện là công việc yêu cầu tính chuyên môn, kỹ thuật cao, đòi hỏi tính tỉ mỉ, cẩn thận và trách nhiệm từ người thực thi. Điều này không chỉ bảo vệ hệ thống trước các sự cố điện hóa mà còn đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Sau đây là một số lưu ý quan trọng về cách lắp đặt tủ điện.
Về vị trí lắp đặt
- Cách xa nguồn nhiệt, nguồn ẩm: Tủ điện nên được đặt ở vị trí khô thoáng, tránh xa nguồn ẩm, nhiệt để bảo vệ thiết bị bên trong. Trường hợp tủ điện bắt buộc phải lắp đặt ở khu vực ẩm ướt, nhiệt độ khắc nghiệt hoặc gần nguồn hóa chất, cần chọn vỏ tủ điện có cấp bảo vệ IP cao và có biện pháp cách ly tủ điện với các yếu tố này.
- Không gian lắp đặt: Đảm bảo tủ điện không có vật cản trước và sau vỏ tủ để thuận tiện cho quá trình kiểm tra, sửa chữa, bảo trì, đặc biệt là trong trường hợp có sự cố khẩn cấp.
Về cách chọn tủ điện
- Loại tủ điện: Tủ điện cần phù hợp với đặc thù của môi trường lắp đặt và ứng dụng cụ thể.
- Cấp bảo vệ: Cấp bảo vệ IP của tủ điện phải đáp ứng được yêu cầu bảo vệ trước bụi bẩn và nước xâm nhập từ nhiều phía. Thường tủ điện ngoài trời sẽ có cấp IP cao hơn tủ điện trong nhà.
- Biện pháp bảo vệ: Tủ điện cần được trang bị đầy đủ các biện pháp bảo vệ như quá tải, quá dòng, quá áp, mất pha, nối đất, chống sét để duy trì tính ổn định và liên tục của hệ thống điện.
Về dây dẫn
- Sắp xếp gọn gàng: Các loại dây dẫn cần được sắp xếp gọn gàng trong ống gen hoặc thang máng, tránh tình trạng dây động lực, dây điều khiển, dây tín hiệu lẫn lộn, dễ gây nhiễu điện từ và khó khăn cho người sửa chữa, bảo trì.
- Dán nhãn đầy đủ: Đảm bảo tất cả dây dẫn, mạch điện và thiết bị trong tủ đều được dán nhãn và đánh dấu phân biệt rõ ràng.
Về kiểm tra, thử nghiệm và bảo trì định kỳ
- Cách lắp đặt tủ điện cần được thực hiện theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế, quốc gia và tuân thủ bản vẽ kỹ thuật ban đầu.
- Tủ điện cần được bảo trì kiểm tra định kỳ để phát hiện sớm các sự cố tiềm ẩn và khắc phục kịp thời.
Một số câu hỏi về cách lắp đặt tủ điện
Câu hỏi 1: Tại sao cần đọc kỹ bản vẽ thiết kế trước khi tiến hành lắp đặt tủ điện?
Trả lời: Bản vẽ kỹ thuật cho biết thông tin tổng quát nhất về tủ điện, bao gồm: số lượng, vị trí lắp đặt thiết bị, cấu trúc bên trong tủ điện, sơ đồ nguyên lý… rất cần thiết để các kỹ sư tiến hành lắp đặt đúng kỹ thuật và đúng yêu cầu.
Câu hỏi 2: Tủ điện có cần vận hành thử trước khi bàn giao không?
Trả lời: Có. Mọi tủ điện bắt buộc phải được vận hành thử trước khi chuyển đến khu vực lắp đặt. Công đoạn này giúp các kỹ sư xác định tình trạng hoạt động của tủ, phát hiện các sự cố trong quá trình hoạt động và sẵn sàng phương án thay thế, sửa chữa kịp thời. Tủ điện có thể được vận hành thử có tải và không tải để đánh giá toàn diện khả năng vận hành thực tế.
Trên đây, Etinco đã hướng dẫn bạn cách lắp đặt tủ điện công nghiệp đúng kỹ thuật. Hy vọng bạn hài lòng với kiến thức này. Các thông tin khác liên quan đến tủ điện, bạn có thể tìm hiểu tại: https://etinco.vn/tin-tuc/kien-thuc/kien-thuc-tu-dien/
