Nguyên Nhân Khiến Thiết Bị Hư Hỏng Dù Không Hề Quá Tải

Trong quá trình vận hành các hệ thống kỹ thuật, chúng ta thường mặc định rằng nếu Aptomat không nhảy, cầu chì không đứt nghĩa là hệ thống vẫn đang an toàn. Tuy nhiên, thực tế cho thấy có rất nhiều trường hợp động cơ bị cháy, bo mạch điện tử bị lỗi hoặc dây dẫn bị nóng chảy dù dòng điện đo được vẫn nằm trong ngưỡng cho phép. Đây là một nghịch lý khiến nhiều kỹ thuật viên đau đầu vì không tìm ra nguyên nhân ngay lập tức.

Sự thật là "quá tải" chỉ là một trong số rất nhiều nguyên nhân gây hỏng hóc thiết bị. Những "sát thủ" thực sự thường ẩn mình dưới các dạng biến đổi chất lượng điện năng mà các thiết bị đo lường cơ bản không thể phát hiện ra. Đó có thể là sự méo dạng sóng, nhiễu tần số cao hoặc sự tiếp xúc kém tại các điểm đấu nối, những yếu tố này âm thầm bào mòn tuổi thọ máy móc từng ngày.

Để giải mã được những hiện tượng bí ẩn này, người làm kỹ thuật cần trang bị cho mình tư duy phân tích sâu hơn cùng sự hỗ trợ của các công cụ đo lường chuyên dụng. Một chiếc ampe kìm AC/DC hiện đại với khả năng phân tích đa chiều sẽ là chìa khóa giúp bạn nhìn thấy những gì đang thực sự diễn ra bên trong lớp vỏ bọc cách điện, từ đó ngăn chặn sự cố trước khi nó kịp xảy ra.

Nguyên Nhân Khiến Thiết Bị Hư Hỏng Dù Không Hề Quá Tải

I. SỰ ĐÁNH LỪA CỦA DÒNG ĐIỆN ỔN ĐỊNH VÀ NHIỆT ĐỘ ĐIỂM TIẾP XÚC

Một trong những nguyên nhân phổ biến nhất khiến thiết bị hư hỏng mà không do quá tải chính là vấn đề tại các điểm đấu nối. Dù dòng điện tổng đi qua dây dẫn hoàn toàn ổn định, nhưng chỉ cần một điểm tiếp xúc lỏng lẻo (move) tại cầu dao, domino hay chân contactor cũng đủ để sinh ra nhiệt lượng khổng lồ.

Hiện tượng này tạo ra các điểm nóng cục bộ (hot spots). Nhiệt độ tại đây có thể tăng lên hàng trăm độ C, nung chảy lớp nhựa cách điện và làm oxy hóa bề mặt kim loại dẫn đến tăng điện trở tiếp xúc. Vòng luẩn quẩn này diễn ra âm thầm, Aptomat bảo vệ quá tải sẽ không ngắt vì dòng điện không tăng, nhưng kết quả cuối cùng vẫn là cháy nổ hoặc hư hỏng thiết bị đầu cuối do mất pha hoặc sụt áp cục bộ.

Để phát hiện vấn đề này, việc đo dòng điện đơn thuần là chưa đủ. Kỹ thuật viên cần quan sát sự cân bằng dòng điện giữa các pha và sự ổn định của dòng điện theo thời gian thực. Bất kỳ sự dao động bất thường nào dù nhỏ nhất cũng có thể là dấu hiệu của một mối nối đang gặp vấn đề.

II. CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG VÀ VẤN ĐỀ SÓNG HÀI

Trong thời đại công nghiệp hiện đại, việc sử dụng rộng rãi các thiết bị điện tử công suất như biến tần (VFD), bộ khởi động mềm, đèn LED và các bộ nguồn switching đã làm thay đổi hoàn toàn bản chất của dòng điện. Chúng là các tải phi tuyến, sinh ra nhiễu hay còn gọi là sóng hài (harmonics) trả ngược về lưới điện.

Sóng hài là những thành phần dòng điện có tần số là bội số của tần số cơ bản (50Hz). Chúng không sinh ra công hữu ích để quay động cơ mà chỉ sinh ra nhiệt. Đây chính là lý do tại sao một động cơ điện có thể bị nóng rực và rung lắc dữ dội dù tải trọng thực tế chỉ đạt 60-70% công suất thiết kế.

Những tác hại âm thầm của sóng hài bao gồm:

Làm nóng quá mức các máy biến áp và dây trung tính, gây nguy cơ cháy nổ bất ngờ.
Gây nhiễu loạn các thiết bị điều khiển, cảm biến, khiến máy móc hoạt động chập chờn hoặc báo lỗi ảo.
Phá hủy lớp cách điện của tụ điện bù và cuộn dây động cơ từ bên trong.

Nếu chỉ sử dụng các thiết bị đo trung bình (Mean Value), bạn sẽ không bao giờ nhìn thấy sự hiện diện của sóng hài. Các con số hiển thị sẽ thấp hơn thực tế, đánh lừa bạn rằng hệ thống đang an toàn trong khi nó đang bị "nung nóng" từ bên trong.

III. SỰ XÂM LẤN GIỮA AC VÀ DC TRONG HỆ THỐNG HIỆN ĐẠI

Sự phát triển của năng lượng tái tạo và xe điện đã xóa nhòa ranh giới giữa điện xoay chiều (AC) và một chiều (DC). Các hệ thống hiện nay thường vận hành song song cả hai loại dòng điện này, và rủi ro hỏng hóc thường đến từ sự xâm lấn lẫn nhau giữa chúng.

Ví dụ, trong hệ thống điện mặt trời hoặc các bộ lưu điện (UPS), nếu diode của bộ chỉnh lưu bị hỏng, dòng xoay chiều (AC ripple) có thể lọt vào ắc quy. Dòng điện gợn sóng này là "kẻ thù" của pin và ắc quy, làm tăng nhiệt độ bên trong và giảm tuổi thọ lưu trữ nhanh chóng. Ngược lại, nếu thành phần DC rò rỉ vào lưới điện AC, nó có thể làm bão hòa từ tính của các lõi thép trong thiết bị bảo vệ chống dòng rò (RCD), khiến chúng bị vô hiệu hóa hoàn toàn.

Việc kiểm tra các hệ thống lai (hybrid) này đòi hỏi thiết bị đo phải có khả năng xử lý linh hoạt:

Phát hiện chính xác thành phần DC lẫn trong dòng AC và ngược lại.
Đo lường dải điện áp và dòng điện rộng để bao quát được cả các tấm pin năng lượng mặt trời lẫn lưới điện quốc gia.
Đảm bảo an toàn tuyệt đối khi làm việc với điện áp DC cao thế, nơi mà hồ quang điện có thể gây tai nạn chết người.