Càng nhiều thiết bị điện, từ trường có tăng cao ?

Trong không gian sống và làm việc hiện đại, chúng ta đang bị bao vây bởi một mạng lưới chằng chịt các dây dẫn và thiết bị tiêu thụ năng lượng. Từ những trạm biến áp khổng lồ đặt ngay cạnh tòa nhà văn phòng cho đến hàng trăm chiếc máy tính đang hoạt động hết công suất trong một trung tâm dữ liệu, tất cả đều đang âm thầm phát ra những sóng năng lượng vô hình.

Sự lo ngại về ảnh hưởng của môi trường điện từ (EMF) đến sức khỏe con người và độ chính xác của các thiết bị điện tử nhạy cảm ngày càng trở nên cấp thiết. Tuy nhiên, chúng ta thường rơi vào trạng thái hoang mang hoặc phớt lờ vì không có phương pháp định lượng cụ thể. Mọi phỏng đoán về mức độ an toàn hay nguy hiểm đều trở nên vô nghĩa nếu thiếu đi các số liệu thực tế được ghi nhận tại hiện trường. Việc xác định mật độ từ thông không thể dựa vào cảm giác, mà bắt buộc phải thông qua thiết bị đo từ trường chuyên dụng để giải mã những tín hiệu vô hình này.

Thực tế cho thấy, cường độ trường tại một điểm không phụ thuộc hoàn toàn vào số lượng thiết bị, mà phụ thuộc vào dòng điện tải, khoảng cách và cấu trúc che chắn vật lý. Để hiểu rõ bức tranh toàn cảnh về môi trường điện từ nơi chúng ta đang sống, cần đi sâu phân tích cơ chế phát sinh và lan truyền của nó trong không gian thực tế.

Càng nhiều thiết bị điện, từ trường có tăng cao ?

I. QUY LUẬT CỘNG HƯỞNG KHÔNG GIAN CỦA CÁC NGUỒN PHÁT

Một sai lầm phổ biến trong tư duy của nhiều người quản lý kỹ thuật là cho rằng từ trường hoạt động giống như nhiệt độ trong một phòng kín: càng nhiều người thì càng nóng. Tuy nhiên, từ trường là một đại lượng vector, có hướng và độ lớn xác định. Khi bạn đặt hai thiết bị điện cạnh nhau, từ trường của chúng không đơn giản là cộng dồn lại.Tùy thuộc vào pha của dòng điện và hướng sắp đặt dây dẫn, các trường này có thể triệt tiêu lẫn nhau hoặc cộng hưởng cục bộ tại một số điểm nhất định.

Trong môi trường công nghiệp, vấn đề không nằm ở số lượng bóng đèn hay máy tính, mà nằm ở các "điểm nóng" (hotspots). Những điểm nóng này thường xuất hiện quanh các hệ thống thanh cái dẫn dòng điện lớn, các máy biến áp hạ thế hoặc các động cơ công suất lớn chưa được bọc kim loại. Tại những vị trí này, mật độ từ thông có thể cao gấp hàng nghìn lần so với khu vực cách đó chỉ vài mét.

Sự phức tạp của từ trường nằm ở quy luật suy giảm theo khoảng cách.

Đối với nguồn điểm, từ trường giảm theo bình phương khoảng cách.
Đối với nguồn dây dẫn dài (như cáp điện lực), từ trường giảm tỷ lệ nghịch với khoảng cách.

Điều này có nghĩa là, một chiếc tủ điện phân phối đặt ngay sát vách tường phòng làm việc có thể gây ra ảnh hưởng từ trường lớn hơn nhiều so với một đường dây cao thế nằm cách đó 100 mét. Sự tập trung dòng điện tải lớn tại một tiết diện dây nhỏ chính là nguyên nhân cốt lõi sinh ra từ trường mạnh, chứ không phải là sự hiện diện của nhiều thiết bị điện tử nhỏ lẻ. Do đó, việc đo đạc cần tập trung vào việc dò tìm các nguồn phát chính và vẽ ra bản đồ phân bố cường độ trường trong không gian làm việc.

II. SỰ CAN NHIỄU VÔ HÌNH LÊN CÁC HỆ THỐNG ĐIỆN TỬ CHÍNH XÁC

Ngoài vấn đề sức khỏe con người, mối quan tâm hàng đầu của các nhà máy sản xuất linh kiện bán dẫn hay các phòng thí nghiệm y tế là Nhiễu điện từ (EMI). Trong kỷ nguyên công nghệ nano, các thiết bị quan sát và đo lường đang làm việc ở cấp độ nguyên tử, nơi mà một dao động từ trường nhỏ cũng có thể phá hỏng hoàn toàn kết quả.

Hãy hình dung về kính hiển vi điện tử quét (SEM) dùng chùm tia electron để tạo ảnh. Chùm tia này có bản chất là dòng điện tích và rất dễ bị bẻ cong bởi từ trường ngoài. Nếu đặt kính hiển vi này gần một thang máy hay một hệ thống điều hòa không khí trung tâm có động cơ lớn, hình ảnh thu được sẽ bị nhòe, rung hoặc biến dạng. Đây là hiện tượng "Jitter" thường gặp trong các màn hình hiển thị cũ khi đặt gần loa nam châm, nhưng ở quy mô công nghiệp, thiệt hại là các lô hàng lỗi trị giá hàng triệu đô la.

Các thiết bị y tế như máy chụp cộng hưởng từ (MRI) hay các thiết bị đo điện não đồ (EEG) cũng cực kỳ nhạy cảm với từ trường tần số công nghiệp. Một môi trường có từ trường nền quá cao sẽ làm sai lệch tín hiệu sinh học thu được từ bệnh nhân, dẫn đến chẩn đoán sai.

Việc kiểm soát môi trường từ trường trong các khu vực này đòi hỏi sự khắt khe tuyệt đối:

Xác định hướng của vector từ trường để bố trí thiết bị quay đi hướng khác.
Đo đạc để thiết kế lồng Faraday hoặc các tấm chắn từ tính (Magnetic Shielding) phù hợp.
Kiểm tra rò rỉ từ trường từ các hệ thống lưu điện UPS công suất lớn đặt gần phòng máy chủ.

Công cụ đo lường lúc này đóng vai trò đảm bảo môi trường làm việc đạt chuẩn sạch về mặt điện từ trước khi lắp đặt các thiết bị đắt tiền.

III. TIÊU CHUẨN AN TOÀN VÀ TRÁCH NHIỆM PHÁP LÝ

Không chỉ dừng lại ở vấn đề kỹ thuật, từ trường còn là một yếu tố môi trường lao động được quy định bởi các tổ chức quốc tế như ICNIRP (Ủy ban Quốc tế về Bảo vệ Bức xạ Không Ion hóa) và các tiêu chuẩn quốc gia. Việc đảm bảo cường độ từ trường nằm trong ngưỡng cho phép là trách nhiệm pháp lý của chủ doanh nghiệp đối với người lao động, đặc biệt là tại các trạm biến áp, nhà máy điện hoặc xưởng hàn công nghiệp.

Các quy định này phân chia rõ ràng giữa phơi nhiễm nghề nghiệp và phơi nhiễm cộng đồng. Ngưỡng an toàn không phải là một con số cố định mà phụ thuộc vào tần số của nguồn phát. Từ trường tần số thấp có cơ chế tác động lên cơ thể người khác hoàn toàn với từ trường tần số cao.

Trong môi trường làm việc dày đặc thiết bị, việc tuân thủ các tiêu chuẩn này trở nên phức tạp do sự chồng chéo của nhiều nguồn phát. Một máy đo chuyên dụng cần có khả năng phân tích phổ tần số để xác định xem nguồn phát nào đang đóng góp nhiều nhất vào tổng cường độ trường. Liệu đó là do sóng hài bậc cao từ các bộ biến tần hay do dòng điện cơ bản 50Hz?

Việc sở hữu dữ liệu đo đạc chính xác giúp doanh nghiệp:

Chứng minh sự tuân thủ các quy chuẩn ISO 45001 về an toàn sức khỏe nghề nghiệp.
Tránh các khiếu kiện pháp lý liên quan đến bệnh nghề nghiệp.
Quy hoạch lại vị trí làm việc của nhân viên ra khỏi các vùng có mật độ từ thông cao.

Càng nhiều thiết bị điện, từ trường có tăng cao ?

IV. CÔNG NGHỆ CẢM BIẾN ĐẲNG HƯỚNG VÀ SỰ THẬT VỀ SỐ LIỆU

Trong đo lường từ trường, phương pháp đo đóng vai trò quyết định đến độ chính xác của kết quả. Nhiều người sử dụng các thiết bị cầm tay đơn giản hoặc thậm chí là ứng dụng điện thoại để đo, nhưng kết quả thường sai lệch nghiêm trọng. Lý do nằm ở tính chất vector của từ trường. Nếu bạn chỉ dùng một cảm biến đơn trục (Single-axis), bạn phải xoay thiết bị đúng hướng song song với đường sức từ mới thu được giá trị cực đại. Nếu xoay lệch góc, giá trị đo được sẽ thấp hơn thực tế rất nhiều.

Các dòng thiết bị đo lường chuyên nghiệp giải quyết vấn đề này bằng công nghệ cảm biến đẳng hướng 3 trục. Cảm biến này đo đồng thời ba thành phần không gian X, Y, Z của từ trường và tự động tính toán tổng vector theo thời gian thực. Điều này đảm bảo rằng dù người đo cầm máy ở tư thế nào, kết quả hiển thị vẫn là giá trị tổng hợp chính xác nhất của môi trường tại điểm đó.

Hơn nữa, môi trường công nghiệp hiện đại chứa đầy các dạng sóng biến dạng, không còn là hình sin chuẩn mực. Các bộ chỉnh lưu, nguồn xung, lò tôi cao tần tạo ra các xung từ trường gai nhọn hoặc biến thiên cực nhanh. Các thiết bị đo thông thường hoạt động theo nguyên lý trung bình hóa sẽ bỏ qua các đỉnh xung này. Ngược lại, công nghệ đo lường True RMS cho phép ghi nhận chính xác năng lượng thực tế của từ trường, bao gồm cả các thành phần hài bậc cao vốn là nguyên nhân gây nóng và rung động cho thiết bị lân cận.

V. TỐI ƯU HÓA KHÔNG GIAN DỰA TRÊN BẢN ĐỒ TỪ TRƯỜNG

Sau khi đã thu thập được dữ liệu, bước quan trọng tiếp theo là chuyển đổi những con số khô khan thành hành động cụ thể. Mục tiêu cuối cùng không chỉ là biết từ trường cao hay thấp, mà là làm thế nào để sống chung an toàn hoặc loại bỏ nó.

Việc thiết lập bản đồ từ trường cho toàn bộ mặt bằng nhà máy hoặc văn phòng là một chiến lược thông minh. Thay vì phải di dời hệ thống cáp điện ngầm tốn kém, chúng ta có thể đơn giản là sắp xếp lại vị trí ngồi làm việc hoặc vị trí đặt máy móc nhạy cảm vào những "vùng xanh" an toàn.

Quá trình này bao gồm các bước:

Quét tổng thể: Rà soát toàn bộ không gian để phát hiện các dị thường từ trường.
Khoanh vùng khu vực hạn chế: Đánh dấu các khu vực có từ trường vượt ngưỡng cho phép đối với người mang máy trợ tim hoặc thiết bị cấy ghép kim loại.
Kiểm chứng hiệu quả chắn từ: Sau khi lắp đặt các tấm tôn silic hoặc vật liệu mu-metal để chắn từ, sử dụng thiết bị đo để kiểm tra xem cường độ trường phía sau tấm chắn đã giảm xuống mức yêu cầu hay chưa.

Một ứng dụng thú vị khác là trong việc bảo trì hệ thống điện. Sự thay đổi đột ngột của từ trường quanh một động cơ có thể là dấu hiệu sớm của hiện tượng lệch trục, ngắn mạch giữa các vòng dây hoặc hỏng hóc ổ bi trước khi nhiệt độ hay độ rung tăng lên.

VI. MUA SẮM SẢN PHẨM TẠI HIOKI VIETNAM

Khi nhắc đến các thiết bị đo lường phân tích môi trường điện từ, độ tin cậy của phép đo là yếu tố sống còn. Hioki Vietnam không chỉ cung cấp sản phẩm mà còn mang đến sự an tâm tuyệt đối về chất lượng kỹ thuật.

Mua sắm tại Hioki Vietnam, khách hàng sẽ nhận được những lợi thế vượt trội so với thị trường trôi nổi:

Tư vấn giải pháp chuyên sâu: Đội ngũ kỹ sư am hiểu sẽ giúp bạn chọn đúng thiết bị cho dải tần số cần đo, từ tần số công nghiệp 50Hz đến các tần số trung tần của bếp từ hay lò tôi cao tần.
Hiệu chuẩn chính hãng: Thiết bị đo từ trường cần được hiệu chuẩn định kỳ để đảm bảo cảm biến không bị trôi số liệu. Hioki Vietnam cung cấp dịch vụ này với quy trình chuẩn của hãng mẹ Nhật Bản.
Hỗ trợ kỹ thuật trọn đời: Mọi thắc mắc về cách thực hiện phép đo, cách đọc kết quả hay phân tích dữ liệu đều được giải đáp nhanh chóng.

Đừng để những lo ngại về từ trường vô hình cản trở hiệu suất làm việc và sự an toàn của doanh nghiệp bạn. Hãy trang bị ngay công cụ đo lường chuyên nghiệp để "nhìn thấy" những gì mắt thường bỏ lỡ. Liên hệ với Hioki Vietnam để được cung cấp các giải pháp đo kiểm từ trường chính xác, bền bỉ và hiện đại nhất.

Sản phẩm liên quan