Chuẩn Đoán Lỗi Chập Chờn Trong Hệ Thống Điện

Trong quá trình vận hành các dây chuyền sản xuất công nghiệp, không có gì gây ức chế cho đội ngũ kỹ thuật hơn những sự cố mang tính chất "lúc chạy lúc không". Hệ thống điện có thể hoạt động hoàn hảo trong nhiều ngày, nhưng đột ngột ngắt mạch không rõ nguyên nhân, sau đó lại khởi động lại bình thường như chưa từng có chuyện gì xảy ra.

Những lỗi chập chờn này thường không để lại dấu vết vật lý rõ ràng như cháy nổ hay đứt dây, khiến việc tìm ra nguyên nhân gốc rễ bằng các công cụ đo thông mạch cơ bản trở nên vô nghĩa. Kỹ thuật viên thường rơi vào tình trạng thay thế linh kiện theo phỏng đoán, gây lãng phí ngân sách mà bệnh của máy móc vẫn không dứt điểm.

Để giải quyết triệt để tình trạng này, cần phải kiểm tra khả năng chịu đựng của lớp vật liệu ngăn cách dòng điện dưới áp lực cao. Đây là lúc máy đo điện trở cách điện phát huy vai trò không thể thay thế, giúp xác định chính xác điểm rò rỉ tiềm ẩn mà mắt thường hay đồng hồ vạn năng thông thường không thể nhìn thấy.

Chuẩn Đoán Lỗi Chập Chờn Trong Hệ Thống Điện

I. HIỆN TƯỢNG NHẢY APTOMAT KHÔNG RÕ NGUYÊN NHÂN

Một kịch bản rất phổ biến tại các nhà máy là hiện tượng Aptomat (CB) nhảy ngay khi vừa khởi động máy vào buổi sáng sớm hoặc sau những ngày mưa ẩm, nhưng đến trưa hoặc chiều thì lại hoạt động bình thường. Khi kỹ thuật viên kiểm tra nguội (khi không có điện), mọi chỉ số đều báo tốt. Nhưng hễ đóng điện vào là thiết bị bảo vệ lại kích hoạt.

Nguyên nhân cốt lõi nằm ở sự tương tác giữa độ ẩm môi trường và những vết nứt siêu nhỏ trên lớp vỏ bọc dây dẫn. Trong thời gian máy nghỉ, nhiệt độ giảm xuống làm hơi nước ngưng tụ và xâm nhập vào các kẽ hở của lớp vật liệu bảo vệ. Lượng nước này dù rất nhỏ nhưng đủ để tạo ra một đường dẫn điện tạm thời nối từ lõi dây ra vỏ máy.

Khi dòng điện lưới 380V được cấp vào, điện áp cao sẽ phóng qua đường dẫn ẩm ướt này, tạo thành dòng rò lớn gây nhảy CB. Tuy nhiên, nếu cố gắng khởi động lại nhiều lần hoặc chờ nhiệt độ môi trường tăng lên, nhiệt lượng sinh ra sẽ làm bay hơi lớp ẩm đó. Khi lớp ẩm biến mất, đường dẫn điện bị cắt đứt, thiết bị lại hoạt động bình thường. Đây chính là cái bẫy đánh lừa cảm giác của người vận hành, khiến họ nghĩ rằng sự cố chỉ là ngẫu nhiên.

II. HẠN CHẾ CỦA THIẾT BỊ ĐO THÔNG MẠCH THÔNG THƯỜNG

Tại sao các thiết bị đo vạn năng (VOM) mà kỹ sư hay đeo bên hông lại bất lực trong trường hợp này? Câu trả lời nằm ở mức điện áp thử nghiệm. Một chiếc đồng hồ vạn năng thông thường chỉ sử dụng nguồn pin nội bộ khoảng 9V để đo điện trở.

Với mức điện áp thấp 9V, dòng điện không đủ năng lượng để:

Phóng qua các khe hở nhỏ.
Đi xuyên qua lớp màng oxit hoặc lớp bụi bẩn bám trên bề mặt điểm tiếp xúc.
Tái hiện lại áp lực điện trường mà thiết bị phải chịu đựng khi vận hành thực tế ở mức 220V hay 380V.

Do đó, đồng hồ vạn năng sẽ báo kết quả là "vô cực" (OL) hoặc điện trở rất cao, dẫn đến kết luận sai lầm là dây dẫn vẫn tốt. Trong khi đó, thực tế lớp vỏ bọc đã bị tổn thương và không còn khả năng ngăn cách dòng điện ở mức áp cao. Để tìm ra lỗi, chúng ta cần một công cụ có khả năng bơm vào mạch điện một mức áp lực giả lập tương đương hoặc cao hơn điện áp làm việc (thường là 500V hoặc 1000V DC).

III. NGUYÊN LÝ TÌM RA ĐIỂM RÒ RỈ BẰNG ÁP LỰC CAO

Phương pháp duy nhất để bắt được lỗi chập chờn này là thực hiện phép đo cưỡng bức. Thiết bị chuyên dụng sẽ đóng vai trò như một nguồn phát điện áp cao một chiều (DC), đặt trực tiếp lên lõi dây dẫn và đo dòng điện chạy qua lớp vỏ bọc để rò rỉ ra vỏ máy (đất).

Quá trình này diễn ra như sau:

Thiết lập điện áp: Kỹ thuật viên chọn mức điện áp thử nghiệm (ví dụ 500V cho các thiết bị điện hạ thế).
Bơm điện áp: Thiết bị sẽ duy trì mức áp này ổn định trên đường dây trong một khoảng thời gian nhất định (thường là 1 phút).
Đo dòng rò: Thiết bị thu thập dòng điện rò rỉ cực nhỏ (tính bằng micro-ampere) chạy qua lớp cách điện.
Tính toán: Dựa trên định luật Ohm, thiết bị sẽ hiển thị giá trị điện trở tương ứng (tính bằng Mega Ohm).

Nếu giá trị điện trở đo được thấp dưới mức tiêu chuẩn (ví dụ dưới 1 Mega Ohm cho lưới 220V), điều đó khẳng định lớp vỏ bọc đã bị hỏng hóc hoặc nhiễm ẩm nặng. Quan trọng hơn, nếu kim đo dao động hoặc số nhảy liên tục trong quá trình đo, đó là dấu hiệu của việc phóng điện hồ quang qua các vết nứt. Đây chính là bằng chứng xác thực để kỹ thuật viên quyết định thay thế đoạn dây cáp hoặc sấy lại động cơ, thay vì mò mẫm tìm lỗi trong vô vọng.

IV. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VẬT LIỆU THEO THỜI GIAN

Không chỉ dùng để bắt lỗi tức thời, việc đo lường này còn mang tính chất dự báo. Vật liệu ngăn cách dòng điện sẽ bị lão hóa tự nhiên theo thời gian do nhiệt độ, rung động và môi trường hóa chất. Quá trình này diễn ra từ từ và có thể theo dõi được nếu có phương pháp đúng đắn. Thay vì chỉ quan tâm đến một con số tại một thời điểm, kỹ thuật viên chuyên nghiệp sẽ quan tâm đến hai chỉ số nâng cao là DAR (Tỷ số hấp thụ điện môi) và PI (Chỉ số phân cực).

Chỉ số DAR (Dielectric Absorption Ratio):

Được tính bằng cách lấy giá trị điện trở đo được ở 60 giây chia cho giá trị ở 30 giây. Chỉ số này cho biết mức độ nhiễm ẩm bề mặt của thiết bị. Nếu tỷ số này nhỏ hơn 1.25, khả năng cao là thiết bị đang bị ẩm hoặc bụi bẩn bám nhiều, cần được vệ sinh và sấy khô ngay.

Chỉ số PI (Polarization Index):

Là tỷ số giữa điện trở đo ở phút thứ 10 và phút thứ 1. Đây là chỉ số quan trọng đối với các máy móc lớn như máy biến áp hay động cơ công suất lớn. Chỉ số PI giúp loại bỏ các sai số do dòng điện nạp tụ, phản ánh trung thực tình trạng già hóa của lớp vật liệu bên trong lõi. Nếu PI thấp hơn 2.0, lớp vật liệu đã bị giòn, nứt vỡ từ bên trong và có nguy cơ chập cháy cao.

Việc ghi nhận các chỉ số này vào nhật ký bảo trì định kỳ sẽ giúp vẽ ra biểu đồ suy giảm chất lượng của hệ thống. Khi biểu đồ chạm ngưỡng cảnh báo, nhà máy có thể chủ động lên kế hoạch thay thế thiết bị vào kỳ bảo dưỡng, tránh được việc dừng máy đột xuất gây thiệt hại kinh tế.

V. QUY TRÌNH AN TOÀN KHI THAO TÁC VỚI ĐIỆN ÁP THỬ NGHIỆM

Do đặc thù phải sử dụng nguồn phát điện áp cao để kiểm tra, quy trình an toàn cần được tuân thủ nghiêm ngặt để bảo vệ người vận hành và thiết bị đo. Bất kỳ sự chủ quan nào cũng có thể dẫn đến tai nạn điện giật hoặc hư hỏng mạch điện tử nhạy cảm.

Các bước an toàn bắt buộc bao gồm:

Ngắt nguồn tuyệt đối: Trước khi kẹp dây đo vào, phải đảm bảo nguồn điện lưới cấp cho thiết bị đã được cắt hoàn toàn. Nên sử dụng bút thử điện hoặc đồng hồ vạn năng để xác nhận tình trạng "không điện" (Zero Voltage). Đo nhầm vào mạch đang có điện là nguyên nhân hàng đầu gây nổ thiết bị đo.
Xả điện tích dư: Các thiết bị điện dung lớn như tụ điện, cáp ngầm dài, cuộn dây motor có khả năng tích trữ điện năng. Sau khi ngắt điện lưới, chúng vẫn có thể còn lưu giữ điện áp chết người. Cần thực hiện tiếp địa để xả hết lượng điện này trước khi đo.
Không chạm vào dây đo khi đang vận hành: Khi nhấn nút "Test", đầu kẹp cá sấu và vật thể cần đo sẽ mang điện áp cao (500V - 1000V). Tuyệt đối không chạm tay vào các bộ phận này trong quá trình đo.
Xả điện sau khi đo: Đây là bước quan trọng nhất nhưng hay bị quên. Sau khi nhả nút đo, vật thể vừa đo sẽ tích một lượng điện tích từ chính máy đo. Cần giữ nguyên dây đo trong vài giây để mạch xả tự động của máy tiêu thụ hết lượng điện này về 0V, sau đó mới được tháo dây.

Việc tuân thủ đúng quy trình này không chỉ đảm bảo an toàn tính mạng mà còn giúp kết quả đo đạt độ chính xác cao nhất, tránh nhiễu do tiếp xúc kém hoặc điện áp lạ xâm nhập.

VI. MUA SẮM THIẾT BỊ CHÍNH HÃNG TẠI HIOKI VIỆT NAM

Việc trang bị một công cụ đo lường chuẩn xác là khoản đầu tư thông minh cho sự an toàn và ổn định của cả hệ thống nhà máy. Trên thị trường hiện nay có nhiều loại thiết bị trôi nổi không đảm bảo được độ ổn định của điện áp thử nghiệm, dẫn đến kết quả sai lệch và đánh giá sai tình trạng máy móc.

Hioki Việt Nam là đơn vị cung cấp các giải pháp đo lường điện năng uy tín, mang đến cho khách hàng những thiết bị được kiểm định khắt khe theo tiêu chuẩn quốc tế.

Khi lựa chọn sản phẩm tại hiokivietnam.vn, quý khách hàng sẽ nhận được:

Thiết bị có khả năng tạo điện áp thử nghiệm cực kỳ ổn định, không sụt áp khi đo tải lớn, đảm bảo kết quả trung thực.
Tích hợp các tính năng an toàn tự động như xả điện dư, cảnh báo mạch có điện sống, bảo vệ chống sốc khi rơi rớt.
Được đội ngũ kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm tư vấn chọn dòng máy phù hợp nhất với nhu cầu sử dụng thực tế (điện nhẹ, điện động lực, hay cao thế).
Chế độ bảo hành chính hãng và hỗ trợ kỹ thuật trọn đời sản phẩm.

Để trang bị ngay những công cụ chẩn đoán lỗi chính xác và bền bỉ nhất, quý khách hàng hãy truy cập trang chủ của chúng tôi để nhận được sự tư vấn chuyên sâu. Chúng tôi cam kết mang đến giải pháp tối ưu giúp bạn làm chủ hoàn toàn công tác bảo trì, đảm bảo an toàn và hiệu suất vận hành cho hệ thống điện.

Sản phẩm liên quan