Quy trình kiểm tra an toàn điện đa năng cho tủ bảng điện

I. Kiểm tra liên kết nối đất (Ground Bond Test): Nền tảng của an toàn

1. Mục đích và Nguyên lý

• Mục tiêu của bài test này không phải là đo điện trở của cọc tiếp địa cắm xuống đất (Earth Resistance), mà là kiểm tra sự liên kết giữa Vỏ tủ, Cánh cửa tủ, Khung kim loại với Thanh cái tiếp địa (PE Busbar).
• Nguyên lý an toàn: Khi có sự cố rò rỉ điện (dây pha chạm vỏ), dòng điện ngắn mạch phải chạy qua vỏ tủ -> về thanh PE -> kích hoạt thiết bị bảo vệ (CB/Fuse) cắt nguồn ngay lập tức.
• Yêu cầu: Đường dẫn điện từ vỏ về PE phải có điện trở cực thấp (thường quy định < 0.1Ω) và chịu được dòng điện lớn để không bị nóng chảy trước khi CB kịp nhảy.

2. Tại sao Đồng hồ vạn năng là "Vô dụng" ở bước này?

3. Giải pháp chuẩn: Hioki 3157 (AC Grounding Hi-Tester)

• Dùng đầu dò dòng điện (Probe) chạm vào các điểm cần kiểm tra: Cánh cửa tủ, tấm lắp thiết bị (mounting plate), vỏ kim loại của biến tần/PLC.
• Máy sẽ bơm dòng 25A AC (hoặc tùy chỉnh) chạy qua điểm tiếp xúc.
• Đo độ sụt áp và tính toán điện trở tiếp xúc theo định luật Ohm.
• Phán quyết: Nếu điện trở <0.1Ω┤ (hoặc mức cài đặt tùy chọn), máy báo đèn PASS. Nếu cao hơn, máy báo FAIL và còi báo động.
• Việc dùng dòng lớn 25A giúp "đốt" qua lớp oxy hóa nhẹ để đo chính xác bản chất liên kết cơ khí, đảm bảo an toàn thực tế.

II. Đo điện trở cách điện (Insulation Resistance - IR): Khám sức khỏe hệ thống

• Dây dẫn bị xước vỏ trong quá trình lắp đặt.
• Khoảng cách giữa các thanh cái (Busbar) quá gần.
• Bụi bẩn, hơi ẩm lọt vào trong thiết bị gây rò rỉ.
• Linh kiện kém chất lượng có điện trở cách điện thấp.

• Với tủ điện hạ thế (điện áp làm việc < 1000V AC), điện áp thử nghiệm cách điện thường là 500V DC hoặc 1000V DC.
• Tiêu chuẩn chấp nhận thông thường (theo IEC): R_iso≥1MΩ (Tuy nhiên, các nhà máy uy tín thường đặt tiêu chuẩn nội bộ cao hơn, ví dụ >100MΩ).

• Hioki ST5520 (Insulation Tester): Tốc độ là tất cả.
• Trong dây chuyền sản xuất hàng loạt, thời gian là tiền bạc. ST5520 có tốc độ phản hồi cực nhanh, chỉ 50ms (mili-giây). Kỹ thuật viên có thể đo hàng trăm điểm trong thời gian ngắn kỷ lục.
• Tính năng "Contact Check": Đây là tính năng cao cấp. Nếu bạn đo mà quên chưa chạm que đo vào mạch, các máy thường sẽ báo vô cực (∞) -> Kỹ thuật viên tưởng là cách điện tốt (PASS) nhưng thực ra là chưa đo. Hioki ST5520 sẽ phát hiện việc "chưa chạm mạch" và báo lỗi, ngăn chặn việc bỏ sót lỗi.
• Hioki 3174 (AC Automatic Insulation/Withstanding Hi-Tester):
• Đây là dòng máy đa năng, kết hợp cả đo cách điện (IR) và thử áp chịu đựng (Hipot). Nếu ngân sách hạn hẹp, đầu tư Hioki 3174 là giải pháp kinh tế 2-trong-1.

1. Ngắt toàn bộ nguồn điện cấp vào tủ. Bật tất cả các Aptomat (CB) ở trạng thái ON để đảm bảo mạch thông suốt.
2. Kết nối dây đo: Một cực vào pha (L1/L2/L3), một cực vào vỏ tiếp địa (PE). Hoặc đo giữa các pha với nhau.
3. Cài đặt điện áp thử (ví dụ 500V DC).
4. Nhấn nút Test.
5. Quan trọng: Sau khi đo xong, thiết bị Hioki sẽ tự động kích hoạt chức năng Discharge (Xả điện). Năng lượng tích tụ trong các tụ điện ký sinh sẽ được xả bỏ để đảm bảo người vận hành không bị giật khi chạm tay vào ngay sau đó.

III. Thử nghiệm điện áp chịu đựng (Hipot / Dielectric Withstand): Bài test Stress cực hạn

• Hipot (High Potential) là việc đặt một điện áp cực cao (lớn hơn nhiều lần điện áp hoạt động) vào tủ điện trong một thời gian nhất định (thường là 1 phút).
• Điện áp thử: Với tủ hạ thế 220V/380V, điện áp thử Hipot thường là 1000V + 2U hoặc tiêu chuẩn chung là 1.5kV AC đến 2.5kV AC.
• Mục đích: Để đảm bảo cách điện không bị đánh thủng (Breakdown) hoặc xảy ra hiện tượng phóng điện bề mặt (Flashover) khi có quá áp đột ngột (như sét lan truyền hoặc thao tác đóng cắt).

• Điện áp đầu ra: Lên đến 5kV AC.
• Cài đặt dòng rò giới hạn (Cut-off Current): Ví dụ, bạn cài đặt 10mA. Nếu dòng rò qua cách điện vượt quá 10mA, máy sẽ ngắt ngay lập tức và báo FAIL.

• Chuẩn bị:
• Cách ly các thiết bị điện tử nhạy cảm (như PLC, HMI, Biến tần, Bộ nguồn DC) ra khỏi mạch test. Điện áp 2kV có thể phá hủy các linh kiện bán dẫn này ngay lập tức.
• Nối tắt 3 pha L1+L2+L3 và Trung tính N lại với nhau thành một cực. Cực còn lại là Vỏ tủ (PE).
• Cài đặt trên Hioki 3174:
• Điện áp: 1.5kV AC (hoặc theo yêu cầu thiết kế).
• Thời gian (Timer): 60 giây.
• Ramp Timer (Tăng áp mềm): Cài đặt thời gian tăng áp từ 0V lên 1.5kV trong 3-5 giây. Tính năng này của Hioki giúp tránh sốc điện đột ngột, giúp phân biệt được lỗi thật và dòng nạp tụ ảo.
• Thực hiện: Nhấn nút Start -> Quan sát đồng hồ hiển thị điện áp và dòng rò -> Nếu trong suốt 60 giây không có phóng điện và dòng rò nằm trong giới hạn -> Tủ đạt chuẩn (PASS).

IV. Bước nâng cao - Kiểm tra dòng rò (Leakage Current Test)

• Đây là dòng máy đo dòng rò chuyên sâu có trên Hioki Việt Nam.
• Chức năng: Đo dòng rò trong điều kiện thiết bị đang hoạt động (Run Test).
• Mạng mô phỏng: Tích hợp các mạch mô phỏng cơ thể người (Body Impedance Network) để đo chính xác dòng điện đi qua cơ thể người nếu họ chạm vào vỏ thiết bị.

• Quy trình kiểm tra an toàn điện không chỉ là tấm khiên bảo vệ người dùng cuối mà còn là bảo chứng cho uy tín của nhà sản xuất tủ bảng điện. Việc áp dụng một quy trình chuẩn với thiết bị đo chính xác mang lại nhiều lợi ích:
• Tuân thủ pháp lý: Đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn IEC 61439, IEC 60204-1, giúp sản phẩm dễ dàng thông qua các đợt kiểm định hoặc xuất khẩu.
• Giảm thiểu bảo hành: Phát hiện sớm các lỗi lắp ráp (lỏng ốc, xước dây) ngay tại nhà máy, tránh việc phải đi bảo hành tại công trình tốn kém.
• An toàn tuyệt đối: Các thiết bị Hioki (3174, 3157, ST5520) đều có các tính năng bảo vệ người đo như Interlock (khóa chéo), Zero-start (khởi động từ 0V) và Discharge (tự động xả điện).

Mua thiết bị Hioki chính hãng ở đâu?

• Tư vấn cấu hình: Lựa chọn combo thiết bị (3157 + 3174 hay ST5520) tối ưu chi phí và hiệu suất.
• Hướng dẫn vận hành: Chuyển giao công nghệ, hướng dẫn quy trình test an toàn cho đội ngũ QC.
• Hiệu chuẩn và Bảo hành: Đảm bảo thiết bị luôn hoạt động chính xác theo tiêu chuẩn của Hioki Nhật Bản.