Kiểm định lỗi rò điện thiết bị gia dụng

Ngành công nghiệp sản xuất thiết bị gia dụng như máy giặt và tủ lạnh luôn đòi hỏi sự khắt khe về chất lượng linh kiện trước khi đóng gói thành phẩm. Từng công đoạn lắp ráp từ bo mạch điện tử đến động cơ cơ học đều tác động trực tiếp đến sự vận hành ổn định của máy móc sau khi phân phối ra thị trường.

Trong quá trình thao tác hàng loạt trên băng chuyền sản xuất người công nhân có thể vô tình làm xước vỏ bọc polyme của dây dẫn hoặc siết ốc vít quá chặt chạm vào cụm bo mạch gây ra hiện tượng rò rỉ điện năng ra lớp vỏ kim loại bên ngoài. Đây là một vấn đề kỹ thuật đặc biệt nghiêm trọng xuất phát từ sự sai lệch cơ học nhỏ nhặt nhưng lại mang đến hậu quả lớn về mặt kỹ thuật điện.

Để phát hiện chính xác các điểm lỗi vật lý này trước khi sản phẩm rời khỏi nhà máy các kỹ sư bắt buộc phải trang bị thiết bị đo an toàn điện nhằm kiểm tra toàn diện khả năng cách ly dòng điện của toàn bộ hệ thống máy. Việc thực hiện bước kiểm tra này giúp sàng lọc ngay lập tức các sản phẩm lỗi và giữ lại băng chuyền để khắc phục ngay tức khắc.

I. Nguồn gốc phát sinh hiện tượng chạm vỏ tĩnh điện trên dây chuyền lắp ráp

Bên trong các thiết bị điện gia dụng cỡ lớn như máy giặt hay máy điều hòa không khí mạng lượng dây dẫn đồng được bó chằng chịt và đi qua rất nhiều khe hẹp của khung kim loại. Lớp khung kim loại này thường được dập khuôn với tốc độ cao do đó bề mặt và các góc cạnh bên trong không thể tránh khỏi việc còn lưu lại các gờ sắc nhọn. Khi băng chuyền di chuyển với tốc độ nhanh các bó dây cáp điện chịu lực tác động vật lý liên tục và bị cọ xát mạnh vào các gờ kim loại này. Lực ma sát lặp đi lặp lại làm bào mòn lớp vỏ nhựa cách điện PVC bọc ngoài sợi đồng dẫn điện.

Bên cạnh sự cọ xát cơ học nhiệt độ cũng là một yếu tố phát sinh lỗi cách điện. Trong các khu vực hàn linh kiện hoặc ép nhựa vỏ máy nhiệt độ môi trường xung quanh cụm chi tiết tăng vọt lên mức rất cao. Lượng nhiệt tỏa ra làm mềm hoặc thậm chí làm biến dạng lớp keo cách ly tại các mối nối hàn. Khi nguội đi và co lại bề mặt lớp cách ly xuất hiện các vết nứt vi mô vô hình dưới mắt thường. Các vết nứt này phá vỡ khả năng ngăn chặn dòng điện thoát ra ngoài.

Thêm vào đó thao tác lắp ráp bằng máy dập hoặc súng bắn vít tự động đôi khi xảy ra sai số tọa độ vài milimet. Mũi vít kim loại xuyên qua lớp nhựa và vô tình chạm nhẹ vào đường dẫn điện trên bo mạch in. Trạng thái chạm chập này không làm đoản mạch hệ thống ngay lập tức để cầu chì đứt mà nó tạo ra một dòng rò rỉ với cường độ nhỏ chạy thẳng ra bề mặt khung nhôm hoặc thép bên ngoài của thiết bị. Nếu không có máy móc đo lường can thiệp bằng các thông số kỹ thuật rõ ràng mắt thường của công nhân bộ phận kiểm định không thể nhìn thấy dòng điện đang chực chờ phóng ra ngoài lớp vỏ.

II. Hệ lụy kỹ thuật và thương mại khi bỏ sót lỗi rò rỉ điện năng

Việc một thiết bị gia dụng mang lỗi rò rỉ điện năng vượt qua cửa xưởng để đi vào chuỗi cung ứng bán lẻ mang lại vô số tổn thất nặng nề cho đơn vị chế tạo. Các nhà sản xuất lớn luôn phải đối mặt với hàng loạt vấn đề mang tính hệ thống nếu khâu kiểm định cuối cùng hoạt động thiếu hiệu quả.

Thiệt hại trực tiếp về mặt tài chính do bắt buộc phải triển khai chiến dịch thu hồi hàng loạt sản phẩm lỗi từ các kho bãi và đại lý phân phối trên toàn quốc.
Tiêu tốn lượng lớn ngân sách để chi trả cho đội ngũ kỹ thuật viên đi đến từng hộ gia đình hoặc trung tâm bảo hành nhằm tháo lắp và thay thế cụm dây dẫn bị hở.
Đình trệ toàn bộ hoạt động của nhà máy trong nhiều ngày liền để rà soát lại từng khâu thao tác cơ học nhằm tìm ra vị trí máy dập hoặc máy siết ốc gây đứt dây.
Sự sụt giảm nghiêm trọng về mặt tín nhiệm từ các đối tác chuỗi siêu thị điện máy lớn khiến họ ngần ngại trong việc nhập khẩu các lô hàng tiếp theo của hãng.
Chịu các mức phạt tài chính nặng nề từ các cơ quan quản lý chất lượng nhà nước khi sản phẩm bán ra thị trường vi phạm tiêu chuẩn kỹ thuật điện dân dụng.

Kiểm định lỗi rò điện thiết bị gia dụng

III. Cơ chế phát hiện dòng rò của các dòng máy kiểm tra độ bền điện môi

Để bắt giữ và loại bỏ hoàn toàn các thiết bị hở điện các nhà máy cơ điện áp dụng một phương thức kiểm tra mang tính ép buộc thông qua máy đo cách điện. Trái ngược với việc cắm điện gia dụng 220V thông thường để xem máy có lên nguồn hay không thiết bị đo lường chuyên dụng sẽ bơm một mức điện áp cao hơn gấp nhiều lần vào bên trong sản phẩm. Cụ thể máy đo sẽ tạo ra một dòng điện áp xoay chiều hoặc một chiều dao động từ 1000V đến 1500V và áp thẳng vào hai đầu cực của phích cắm điện trên thân máy giặt hoặc tủ lạnh.

Trong lúc điện áp cực cao này chạy qua toàn bộ cuộn dây động cơ và bo mạch máy đo lường sẽ đồng thời kết nối một dây kẹp mát tiếp đất vào bề mặt kim loại bên ngoài vỏ máy. Lúc này thiết bị kiểm tra đóng vai trò như một cỗ máy giám sát cường độ dòng điện cực kỳ nhạy bén. Nó liên tục đọc các thông số miliampe chạy xuyên qua lớp nhựa cách điện. Nếu lớp vỏ nhựa bọc dây điện nguyên vẹn và không bị xước bởi ốc vít dòng điện áp cao sẽ bị chặn lại hoàn toàn bên trong lõi đồng. Thông số dòng rò hiển thị trên màn hình máy đo sẽ tiệm cận mức không hoặc nằm trong ngưỡng cho phép rất nhỏ.

Ngược lại nếu có bất kỳ một vết nứt vi mô nào trên dây dẫn hoặc một con ốc vít vô tình chạm mạn vào dây pha dòng điện áp cao sẽ lập tức tìm thấy đường thoát. Nó sẽ phóng xuyên qua lớp không khí mỏng tại vết xước và truyền thẳng ra lớp vỏ kim loại rồi chạy về dây kẹp tiếp đất của máy đo. Ngay khoảnh khắc dòng rò vượt qua ngưỡng cài đặt phần mềm bên trong máy đo sẽ chốt thông số phát ra tín hiệu cảnh báo FAIL màu đỏ và lập tức ngắt nguồn điện áp cao chỉ trong vài mili giây để tránh làm cháy nổ bo mạch. Cơ chế ép điện áp cao này chính là màng lọc kỹ thuật hoàn hảo nhất để phơi bày mọi sai sót cơ học ẩn sâu bên trong lớp vỏ nhựa.

IV. Tích hợp trạm kiểm tra vào hệ thống tự động hóa băng chuyền

Trong các cơ sở chế tạo quy mô lớn nhịp độ di chuyển của băng chuyền không cho phép công nhân dùng tay cầm từng que đo để cắm vào từng sản phẩm. Do đó các dòng máy đo lường hiện đại được thiết kế để kết nối trực tiếp với bộ điều khiển logic lập trình PLC của trung tâm nhà máy. Sự phối hợp này tạo ra một trạm kiểm định hoàn toàn không cần sự can thiệp cơ bắp của con người.

Khi một chiếc máy giặt di chuyển trên băng chuyền đến vị trí trạm đo hệ thống cảm biến quang học sẽ nhận diện và ra lệnh cho các thanh chắn nén khí giữ chặt sản phẩm lại. Ngay lập tức các cánh tay robot mang theo đầu dò điện áp của máy đo sẽ tự động vươn tới cắm ngàm tiếp xúc vào phích cắm của thiết bị và kẹp chốt tiếp đất vào sườn máy. Máy đo tự động kích hoạt mức điện áp 1500V giữ vững trong vòng ba giây và thu thập kết quả dòng rò.

Dữ liệu điện trở và dòng điện rò rỉ đo được sẽ truyền qua cổng giao tiếp điện tử về thẳng máy chủ lưu trữ của nhà máy. Nếu sản phẩm đạt chuẩn thông số kỹ thuật tín hiệu PASS sẽ kích hoạt thanh chắn mở ra cho phép băng chuyền đưa máy giặt sang khu vực bọc xốp và đóng thùng carton. Nếu kết quả là FAIL hệ thống băng chuyền rẽ nhánh sẽ khởi động gạt thiết bị lỗi sang một đường ray phụ hướng về khu vực kỹ thuật viên tháo dỡ để sửa chữa sự cố hở dây. Việc đồng bộ hóa dữ liệu này giúp ban quản lý nhà máy truy xuất chính xác từng mã vạch sản phẩm đã đi qua máy đo với các thông số điện áp cụ thể.

V. Tiêu chuẩn quốc tế áp dụng cho khâu xuất xưởng linh kiện điện

Việc kiểm định độ bền cách ly điện năng không phải là một lựa chọn tùy ý của các nhà máy mà là một yêu cầu mang tính bắt buộc dựa trên các bộ quy chuẩn kỹ thuật toàn cầu. Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế đưa ra các giới hạn cực kỳ khắt khe đối với mọi thiết bị sử dụng điện năng xoay chiều nhằm cam kết không có dòng điện nào được phép rò rỉ ra vị trí tay người dùng tiếp xúc.

Các bộ tiêu chuẩn này chỉ định rõ ràng mức điện áp thử nghiệm cần áp dụng thời gian duy trì dòng điện thử nghiệm cũng như giới hạn dòng điện rò rỉ tối đa được phép xuất hiện. Tùy thuộc vào loại thiết bị được bọc cách điện một lớp hay hai lớp mà thông số áp dụng trên máy đo lường sẽ có sự khác biệt. Máy đo phải có chức năng tự động tinh chỉnh các bước điện áp này để đáp ứng đúng yêu cầu của từng bộ tiêu chuẩn.

Sự tuân thủ tuyệt đối các thông số kỹ thuật này là tấm vé thông hành duy nhất để các lô hàng máy giặt tủ lạnh lò vi sóng được cấp chứng nhận xuất khẩu sang các thị trường khó tính như châu Âu hay Bắc Mỹ. Các đoàn thanh tra chất lượng quốc tế sẽ thường xuyên đến các xưởng chế tạo để yêu cầu trích xuất bộ nhớ dữ liệu từ chính các máy đo lường nhằm đảm bảo nhà máy thực sự thao tác đúng các bước kiểm định kỹ thuật điện đã cam kết.

VI. Mua sắm trang bị hệ thống kiểm định đo lường tại Hioki Việt Nam

Khi doanh nghiệp có nhu cầu thiết lập lại hệ thống đo lường cho băng chuyền sản xuất hãy liên hệ và mua sắm tại hiokivietnam.vn thông qua các điểm nổi bật sau đây:

Cung cấp danh mục thiết bị đo lường chính hãng với đầy đủ giấy tờ chứng nhận nguồn gốc xuất xứ và kiểm định hiệu chuẩn kỹ thuật.
Hỗ trợ tư vấn chuyên sâu từ đội ngũ kỹ sư điện tử giúp nhà máy lựa chọn đúng mã máy phù hợp với từng dải điện áp thử nghiệm của riêng từng loại mặt hàng gia dụng.
Bàn giao thiết bị tận nhà xưởng hỗ trợ kỹ thuật viên thao tác kết nối tín hiệu máy đo với hệ thống điều khiển tự động hóa PLC của băng chuyền.
Chính sách bảo hành thiết bị dài hạn đi kèm các đợt kiểm tra và hiệu chuẩn lại máy định kỳ đảm bảo thiết bị luôn đo lường với sai số thấp nhất trong nhiều năm hoạt động.
Cung cấp đầy đủ các phụ kiện thay thế chính hãng như que đo đầu kẹp tiếp xúc và cáp truyền dữ liệu phục vụ kịp thời cho cường độ làm việc liên tục của nhà máy.

Một chiếc máy kiểm định kém chất lượng có thể cung cấp các thông số dòng rò sai lệch khiến các sản phẩm chạm chập vẫn qua mặt được vòng kiểm soát hoặc đánh trượt các sản phẩm hoàn toàn đạt chuẩn kỹ thuật Để trang bị cho nhà máy các dòng máy kiểm định điện áp đạt chuẩn quốc tế việc tìm đến các nhà phân phối chính thức là bước đi đúng đắn nhất.

Sản phẩm liên quan