Khi Nào Cần Lắp Chống Sét Lan Truyền Cho Tủ Điện Nhà Máy?
Chống sét lan truyền cho tủ điện nhà máy không chỉ được sử dụng tại những công trình thường xuyên bị sét đánh. Quá điện áp xung còn có thể xuất hiện do sét cảm ứng, sét lan truyền theo đường nguồn hoặc do quá trình đóng cắt các tải công suất lớn trong hệ thống điện.
Trong nhà máy có PLC, biến tần, servo drive, bộ nguồn 24VDC, hệ thống điều khiển, máy tính công nghiệp và thiết bị đo lường, một xung quá điện áp rất ngắn vẫn có thể gây lỗi hoặc làm hỏng thiết bị điện tử. Vì vậy SPD – Surge Protective Device – thường được bố trí thành nhiều cấp từ tủ điện tổng đến các tải quan trọng.
| 1 Nguồn điện | 2 Nguy cơ sét | 3 Loại SPD | 4 Vị trí lắp | 5 Nối PE |
| Hiểu nhanh: Nếu nhà máy có hệ thống chống sét trực tiếp, nguồn điện từ ngoài công trình đi vào, thiết bị điện tử nhạy cảm hoặc yêu cầu độ sẵn sàng cao, cần đánh giá phương án chống sét lan truyền. Không nên chỉ lắp một SPD bất kỳ vào tủ mà không kiểm tra loại SPD, điện áp hệ thống, hệ thống nối đất và vị trí lắp đặt. |
1. Chống Sét Lan Truyền Là Gì?
Chống sét lan truyền SPD là thiết bị được đấu vào hệ thống điện để hạn chế quá điện áp xung và dẫn dòng xung xuống hệ thống liên kết đẳng thế hoặc PE theo thiết kế.
SPD không có nhiệm vụ thay thế ACB, MCCB hay MCB. Các thiết bị bảo vệ quá dòng xử lý những sự cố như quá tải và ngắn mạch, trong khi SPD được thiết kế để phản ứng với các xung quá điện áp có thời gian rất ngắn.
| Thiết bị | Chức năng chính |
| MCB / MCCB / ACB | Bảo vệ và đóng cắt khi xảy ra quá dòng, ngắn mạch hoặc theo chức năng của thiết bị. |
| SPD | Hạn chế quá điện áp xung và chuyển dòng xung sang đường bảo vệ thích hợp. |
| RCD / RCCB | Bảo vệ theo nguyên lý dòng dư trong những ứng dụng phù hợp. |
2. Khi Nào Nhà Máy Cần Xem Xét Lắp SPD?
| Điều kiện | Lý do cần đánh giá SPD |
| Công trình có hệ thống chống sét trực tiếp | Một phần dòng sét có thể ảnh hưởng đến hệ thống điện và hệ thống liên kết đẳng thế. |
| Nguồn điện hoặc đường dây đi từ ngoài vào | Xung quá điện áp có thể lan truyền vào hệ thống thông qua đường nguồn. |
| Nhà máy có PLC, VFD, servo, HMI | Thiết bị điện tử thường nhạy cảm hơn với quá điện áp xung. |
| Hệ thống sản xuất không được phép dừng lâu | Thiệt hại do downtime có thể lớn hơn nhiều so với giá trị thiết bị SPD. |
| Cáp nguồn dài hoặc có nhiều công trình phụ | Có thể cần phối hợp nhiều cấp SPD tại các tủ khác nhau. |
| Nhiều tải công suất lớn đóng cắt | Quá trình switching có thể tạo transient trong mạng điện nội bộ. |
3. Nhà Máy Có Kim Thu Sét Có Cần SPD Không?
Có hệ thống chống sét trực tiếp không có nghĩa thiết bị điện bên trong đã được bảo vệ khỏi quá điện áp lan truyền. Hệ thống chống sét bên ngoài và hệ thống SPD thực hiện hai nhiệm vụ khác nhau.
Khi công trình có hệ thống chống sét ngoài và thiết kế cho thấy dòng sét có khả năng đi vào hệ thống điện, cấp SPD tại điểm đầu nguồn cần có khả năng xử lý dòng sét phù hợp. Trong cấu trúc bảo vệ nhiều cấp, đây là vị trí thường xem xét SPD Type 1 hoặc Type 1+2.
| Cần phân biệt: Kim thu sét và hệ thống dây thoát sét giúp xử lý sét trực tiếp bên ngoài công trình. SPD có nhiệm vụ giới hạn quá điện áp lan truyền trên mạng điện và các hệ thống liên quan. Hai hệ thống bổ trợ cho nhau, không thay thế nhau. |
4. Phân Biệt SPD Type 1, Type 2 Và Type 3
| Loại SPD | Vị trí thường gặp | Vai trò |
| Type 1 | Đầu nguồn / tủ phân phối chính | Xử lý dòng xung năng lượng lớn khi thiết kế cần bảo vệ trước dòng sét. |
| Type 2 | MSB, DB, MCC hoặc sub-distribution | Giới hạn quá điện áp còn lại và transient do sét gián tiếp hoặc switching. |
| Type 3 | Gần tải nhạy cảm | Tạo cấp bảo vệ tinh hơn cho thiết bị điện tử đầu cuối. |
| Type 1+2 | Đầu nguồn | Kết hợp khả năng của hai cấp trong một thiết bị phù hợp. |
5. Lắp SPD Ở Tủ MSB Như Thế Nào?
Tủ MSB là điểm quan trọng để ngăn một phần năng lượng xung lan sâu vào mạng điện nhà máy. Tùy thiết kế chống sét và mức rủi ro, vị trí này có thể sử dụng SPD Type 1, Type 1+2 hoặc Type 2.
SPD thường được đấu song song với hệ thống. Đường dây kết nối từ thanh cái hoặc thiết bị bảo vệ đến SPD và từ SPD tới PE cần được bố trí ngắn, trực tiếp và theo đúng hướng dẫn của nhà sản xuất.
| Thông số | Cần kiểm tra |
| Uc | Điện áp làm việc liên tục lớn nhất của SPD phải phù hợp mạng điện. |
| Up | Mức điện áp bảo vệ của SPD. |
| Iimp | Thông số quan trọng đối với SPD Type 1. |
| In / Imax | Các thông số dòng phóng điện thường được xem xét với SPD Type 2. |
| Hệ thống nối đất | TN-S, TN-C-S, TT hoặc cấu trúc khác ảnh hưởng sơ đồ kết nối SPD. |
| Backup protection | Fuse hoặc breaker bảo vệ dự phòng phải theo yêu cầu của nhà sản xuất SPD. |
6. Chỉ Lắp Một SPD Ở MSB Có Đủ Không?
Không phải lúc nào một SPD tại MSB cũng đủ để bảo vệ toàn bộ nhà máy. Nếu tủ DB, MCC hoặc thiết bị nhạy cảm nằm ở xa tủ điện tổng, xung điện áp còn lại và đặc tính của đường dây có thể khiến cần thêm SPD ở cấp phân phối phía sau.
Vì vậy trong nhiều hệ thống, phương án có thể được bố trí theo chuỗi:
| NGUỒN ĐIỆN ↓ TYPE 1 / TYPE 1+2 TẠI ĐẦU NGUỒN ↓ MSB ↓ TYPE 2 TẠI DB / MCC ↓ TYPE 3 GẦN TẢI NHẠY CẢM ↓ PLC – VFD – HMI – SERVER – THIẾT BỊ ĐO |
7. Những Thiết Bị Nào Trong Nhà Máy Nên Được Ưu Tiên Bảo Vệ?
| Thiết bị | Lý do |
| PLC / Remote I/O | Thiết bị điện tử điều khiển trung tâm, sự cố có thể làm dừng dây chuyền. |
| HMI / IPC | Có nhiều linh kiện điện tử và giao tiếp dữ liệu. |
| VFD / Servo Drive | Thiết bị điện tử công suất có giá trị cao. |
| Nguồn 24VDC | Cấp nguồn cho PLC, sensor, relay và thiết bị điều khiển. |
| Thiết bị đo lường | Tín hiệu và mạch điện tử nhạy cảm. |
| Server / Network công nghiệp | Ảnh hưởng đến giám sát, SCADA, dữ liệu và truyền thông nhà máy. |
8. Khoảng Cách Giữa SPD Và Thiết Bị Có Quan Trọng Không?
Có. Khi tải nhạy cảm nằm xa cấp bảo vệ đầu nguồn, cần đánh giá việc bổ sung SPD gần tải. Không nên giả định một SPD tại MSB sẽ luôn tạo cùng mức bảo vệ tại mọi vị trí trong một nhà máy có hệ thống cáp dài.
Việc phối hợp giữa nhiều SPD cũng cần được thực hiện theo hướng dẫn của nhà sản xuất để các cấp bảo vệ làm việc đúng thứ tự và có khả năng phối hợp năng lượng.
9. Vì Sao Dây Kết Nối SPD Cần Ngắn?
Trong quá trình xung dòng thay đổi rất nhanh, điện cảm của dây dẫn có thể tạo thêm điện áp. Vì vậy dây kết nối SPD dài hoặc đi vòng có thể làm mức điện áp thực tế tại thiết bị cao hơn.
Khi bố trí SPD trong tủ, nên ưu tiên đường kết nối ngắn, trực tiếp và hạn chế vòng dây, đồng thời tuân thủ chiều dài và tiết diện dây mà nhà sản xuất SPD quy định.
10. Những Sai Lầm Thường Gặp Khi Lắp SPD
| Sai lầm | Vấn đề |
| Chọn SPD chỉ dựa vào dòng kA lớn | Bỏ qua Uc, Up, loại SPD, điện áp và cấu trúc hệ thống. |
| Lắp Type 2 cho mọi vị trí | Không xem xét yêu cầu Type 1 tại vị trí cần xử lý dòng sét. |
| Dây từ SPD tới PE quá dài | Có thể làm tăng điện áp do điện cảm của đường dây. |
| Không kiểm tra hệ thống nối đất | Hiệu quả của phương án bảo vệ phụ thuộc cả vào PE và bonding. |
| Không có bảo vệ dự phòng phù hợp | Có thể không đáp ứng yêu cầu của nhà sản xuất SPD. |
| Chỉ bảo vệ nguồn AC | Đường data, signal hoặc communication từ ngoài công trình vẫn có thể đưa xung vào hệ thống. |
11. Checklist Chọn SPD Cho Tủ Điện Nhà Máy
| # | Nội dung cần kiểm tra |
| 1 | Điện áp và số pha của hệ thống. |
| 2 | Hệ thống nối đất TN-S, TN-C-S, TT hoặc cấu trúc khác. |
| 3 | Công trình có hệ thống chống sét trực tiếp hay không. |
| 4 | Vị trí lắp là MSB, DB, MCC hay gần tải. |
| 5 | Chọn Type 1, Type 2, Type 3 hoặc Type 1+2. |
| 6 | Kiểm tra Uc và Up. |
| 7 | Kiểm tra Iimp hoặc In/Imax tùy loại SPD. |
| 8 | Kiểm tra khả năng chịu ngắn mạch và bảo vệ dự phòng theo datasheet. |
| 9 | Bố trí dây kết nối SPD ngắn và trực tiếp. |
| 10 | Kiểm tra PE, bonding và phối hợp giữa các cấp SPD. |
| Lưu ý kỹ thuật: Không nên chọn SPD cho tủ điện nhà máy chỉ dựa vào một thông số dòng xả. Cần xem xét đồng thời sơ đồ điện, cấp điện áp, hệ thống nối đất, mức rủi ro sét, vị trí lắp, thiết bị cần bảo vệ và yêu cầu của hồ sơ thiết kế. |
Điện Phúc Thịnh Hỗ Trợ Phụ Kiện Cho Tủ Điện Công Nghiệp
Điện Phúc Thịnh cung cấp các nhóm phụ kiện phục vụ thi công và đấu nối tủ điện nhà máy như terminal block, đầu cos, cable gland, phụ kiện dây cáp và vật tư đấu nối công nghiệp.
Khi cần kiểm tra vật tư cho tủ điện, khách hàng có thể gửi sơ đồ đấu nối, điện áp hệ thống, loại dây, kích thước terminal và yêu cầu kỹ thuật để được hỗ trợ lựa chọn sản phẩm phù hợp.
TƯ VẤN PHỤ KIỆN ĐẤU NỐI TỦ ĐIỆN NHÀ MÁYQuý khách cần terminal block, cable gland, đầu cos hoặc phụ kiện đấu nối cho MSB, MCC, DB và tủ điều khiển? Điện Phúc Thịnh hỗ trợ kiểm tra thông số và lựa chọn sản phẩm theo ứng dụng thực tế. Công ty: CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI KỸ THUẬT ĐIỆN PHÚC THỊNH |
