Hướng dẫn thi công tủ điện công nghiệp chuẩn yêu cầu IEC

Thi công tủ điện công nghiệp đòi hỏi sự chính xác từ khâu đọc bản vẽ đến đấu nối và kiểm tra. Bài viết dưới đây hướng dẫn từng bước, đồng thời làm rõ các yêu cầu kỹ thuật cần lưu ý theo IEC 61439.

Thi công tủ điện công nghiệp cần đáp ứng yêu cầu nào?

Trước khi bắt đầu thi công, cần xác định rõ tủ được dùng để phân phối điện, điều khiển máy móc hay thực hiện cả hai chức năng. Mỗi mục đích sẽ quyết định cấu hình thiết bị, dòng định mức và cách bố trí bên trong.

Với tủ hạ áp, IEC 61439 là bộ tiêu chuẩn quan trọng về low-voltage switchgear and controlgear assemblies. IEC 61439-1:2020 quy định các yêu cầu chung về điều kiện sử dụng, kết cấu, đặc tính kỹ thuật và phương pháp xác minh. Phần áp dụng cụ thể phải được lựa chọn theo loại tủ trong các phần liên quan của bộ tiêu chuẩn.

Riêng IEC 61439-2:2020 áp dụng cho các cụm tủ đóng cắt và điều khiển công suất. Tiêu chuẩn này bao phủ các cụm có điện áp định mức không quá 1.000 V AC hoặc 1.500 V DC.

Do đó, không nên hiểu “đạt IEC” chỉ là chọn linh kiện có thương hiệu tốt. Toàn bộ cụm tủ phải được thiết kế, chế tạo và xác minh theo yêu cầu tương ứng.

Quy trình thi công tủ điện công nghiệp chi tiết

Quy trình dưới đây tập trung vào các công đoạn từ hồ sơ kỹ thuật đến kiểm tra xuất xưởng. Đây cũng là các bước được sử dụng phổ biến trong quá trình lắp ráp tủ điện thực tế.

Bước 1: Đọc bản vẽ và kiểm tra vật tư

Trước hết, cần đối chiếu bản vẽ bố trí với danh sách vật tư. Các thông tin quan trọng gồm kích thước tủ, vị trí thiết bị, sơ đồ động lực, sơ đồ điều khiển và ký hiệu dây.

Nếu phát hiện thiết bị thiếu, sai model hoặc không phù hợp thông số, cần xử lý trước khi lắp. Không nên tự ý thay thiết bị chỉ vì linh kiện có thông số gần tương đương.

IEC 61439 cũng đặt trọng tâm vào việc xác định các đặc tính của cụm tủ ngay từ giai đoạn yêu cầu và thiết kế.

Bước 2: Gá lắp thiết bị lên panel

Thiết bị công suất thường được cố định bằng bulông. Thiết bị điều khiển như relay hoặc cầu đấu thường được lắp trên thanh ray. Các thiết bị trên cánh tủ cần được bố trí sao cho người vận hành dễ nhận biết và thao tác.

Khoảng cách giữa các thiết bị cũng cần được tính đến. Không nên xếp quá sát khiến dây khó đi hoặc cản trở việc bảo trì.

Bước 3: Đánh dấu thiết bị và dây dẫn

Mỗi CB, contactor, relay, cầu đấu và thiết bị đo nên có mã nhận diện thống nhất với bản vẽ. Dây điều khiển cũng cần được đánh dấu ở các đầu nối.

Việc này không chỉ tạo sự gọn gàng. Khi xảy ra lỗi, kỹ thuật viên có thể lần theo mã dây và mã thiết bị để xác định mạch cần kiểm tra mà không phải dò lại toàn bộ tủ.

Bước 4: Gia công thanh cái và đấu mạch động lực

Với tủ có dòng tải lớn, thanh cái là bộ phận cần được kiểm soát đặc biệt. Kích thước, vị trí lỗ, bán kính uốn và khoảng cách giữa các thanh phải theo thiết kế.

Quy trình gia công thường gồm cắt phôi, đột lỗ, uốn và hoàn thiện bề mặt theo yêu cầu của thiết kế. Sau đó, thanh cái được lắp vào vị trí và cố định bằng hệ thống bulông phù hợp. Các điểm nối phải được siết theo mô-men do nhà sản xuất hoặc thiết kế quy định. Không nên áp dụng một lực siết chung cho mọi loại thiết bị. Đối với dây động lực, tiết diện phải được lựa chọn dựa trên dòng tải, điều kiện lắp đặt, nhiệt độ và yêu cầu của thiết kế. Không nên lấy một bảng tiết diện cố định để áp dụng cho mọi dự án.

Bước 5: Đấu nối mạch điều khiển

Mạch điều khiển thường sử dụng dây có tiết diện nhỏ hơn mạch động lực. Tuy nhiên, yêu cầu về độ chính xác lại rất cao. Dây cần được cắt đúng chiều dài và đi trong máng theo tuyến đã thiết kế. Đầu dây phải được bấm cos phù hợp với loại thiết bị.

Các tín hiệu khác nhau nên được nhận diện rõ bằng màu hoặc nhãn. Điều này đặc biệt hữu ích với tủ sử dụng PLC, HMI, relay trung gian, cảm biến hoặc nhiều cấp điện áp.

Quan trọng nhất, từng đầu dây phải được đấu đúng số terminal. Một đầu dây sai vị trí có thể khiến contactor không hút, cảm biến không phản hồi hoặc chu trình điều khiển hoạt động sai.

Kiểm tra tủ điện sau khi đấu nối

Thi công chưa kết thúc khi toàn bộ dây đã được đấu xong. Tủ cần trải qua kiểm tra nguội trước khi cấp nguồn.

Kiểm tra nguội

Đầu tiên, kiểm tra lại toàn bộ thiết bị theo danh sách vật tư. Sau đó kiểm tra độ chắc của đầu nối, nhãn thiết bị và tuyến dây. Các mạch cần được đo thông mạch theo sơ đồ. Đồng thời kiểm tra cách điện giữa các phần dẫn điện và giữa phần dẫn điện với đất theo phương pháp thử phù hợp.

Chạy thử không tải

Kỹ thuật viên kiểm tra điện áp đầu vào, điện áp sau thiết bị đóng cắt và trạng thái của mạch điều khiển. Các chế độ bằng tay và tự động được thử theo logic thiết kế.

Với hệ thống có liên động, cần kiểm tra từng điều kiện khóa. Ví dụ, một thiết bị chỉ được phép khởi động khi tín hiệu cho phép đã xuất hiện.

Các thông số trên relay nhiệt, relay thời gian, biến tần hoặc HMI cũng cần được cài đặt theo hồ sơ kỹ thuật.

Kiểm tra và nghiệm thu tủ điện theo IEC 61439

IEC 61439 không chỉ đề cập đến cấu tạo bên ngoài. Bộ tiêu chuẩn còn yêu cầu xác minh các đặc tính và yêu cầu kỹ thuật của cụm tủ. IEC 61439-1:2020 quy định các yêu cầu xác minh, trong khi phần sản phẩm liên quan được áp dụng cùng các yêu cầu chung tương ứng.

Vì vậy, hồ sơ nghiệm thu nên thể hiện rõ các nội dung đã kiểm tra. Tùy loại tủ, phạm vi có thể bao gồm:

• Kiểm tra kết cấu và bố trí thiết bị.
• Kiểm tra đấu nối và mạch bảo vệ.
• Kiểm tra khoảng cách điện và đường rò theo thiết kế.
• Xác minh khả năng chịu nhiệt và điều kiện tăng nhiệt.
• Xác minh khả năng chịu dòng ngắn mạch khi thuộc phạm vi áp dụng.
• Kiểm tra chức năng vận hành và mạch điều khiển.

Vệ sinh, QC và hoàn thiện trước khi xuất xưởng

Sau khi test, cần vệ sinh toàn bộ bên trong tủ. Mạt kim loại, đoạn dây thừa hoặc dụng cụ còn sót lại có thể gây lỗi khi cấp điện. Bộ phận QC kiểm tra lại tủ theo checklist của dự án. Nội dung cần đối chiếu gồm thiết bị, nhãn, dây dẫn, đầu nối, thông số cài đặt và kết quả thử nghiệm.

Kết quả kiểm tra cần được lập thành biên bản. Với dự án có yêu cầu FAT, khách hàng có thể tham gia kiểm tra tại xưởng trước khi tủ được đóng gói.

Những lỗi cần tránh khi thi công tủ điện công nghiệp

Một số lỗi tưởng nhỏ lại có thể làm tăng đáng kể thời gian xử lý sau khi tủ đưa vào vận hành.

• Đấu dây không theo bản vẽ là lỗi cần tránh đầu tiên. Khi đó, tủ có thể hoạt động khác với logic thiết kế dù thiết bị vẫn còn tốt.
• Siết đầu nối không đúng lực cũng là vấn đề phổ biến. Mối nối không đủ lực có thể làm tăng điện trở tiếp xúc và phát nhiệt khi tải lớn.
• Bố trí thiết bị quá sát gây khó khăn khi đi dây và bảo trì. Khoảng trống bên trong cần được tính từ giai đoạn thiết kế, không nên xử lý sau khi đã lắp xong.
• Thiếu nhãn dây và thiết bị khiến việc tìm lỗi mất nhiều thời gian. Đây là vấn đề đặc biệt rõ ở các tủ có hàng trăm điểm đấu nối.

Cuối cùng, không nên bỏ qua kiểm tra nguội và chạy thử. Hai bước này giúp phát hiện lỗi trước khi tủ được bàn giao cho hệ thống thực tế.

Thi công tủ điện công nghiệp đạt yêu cầu không chỉ nằm ở việc lắp đủ thiết bị. Quy trình cần bắt đầu từ thiết kế, bố trí, đấu nối và kết thúc bằng kiểm tra, xác minh và nghiệm thu.

Với tủ hạ áp thuộc phạm vi áp dụng, IEC 61439 là cơ sở quan trọng để xác định yêu cầu thiết kế, chế tạo và xác minh. Vì vậy, doanh nghiệp nên kiểm soát từng công đoạn thay vì chỉ kiểm tra sản phẩm ở bước cuối.