Tại sao Aptomat nhảy liên tục? Cách dùng máy phân tích chất lượng điện để tìm nguyên nhân

Đối với các kỹ sư bảo trì điện (M&E) hay quản lý vận hành nhà máy, không có gì gây ức chế hơn tình trạng Aptomat (CB/MCCB) nhảy liên tục (trip) một cách ngẫu nhiên.

Kịch bản thường thấy là: Dây chuyền đang hoạt động ổn định thì đột ngột dừng máy do Aptomat tổng hoặc nhánh bị nhảy. Kỹ thuật viên nhanh chóng dùng ampe kìm kẹp dòng để kiểm tra, nhưng kết quả đo được lại thấp hơn dòng định mức của Aptomat rất nhiều. Bạn kiểm tra ngắn mạch, kiểm tra chạm đất, mọi thứ đều bình thường. Bạn quyết định thay một Aptomat mới cùng thông số, nhưng chỉ vài ngày hoặc vài giờ sau, tình trạng cũ lặp lại.

Tại sao dòng điện đo được vẫn nằm trong giới hạn an toàn mà thiết bị bảo vệ vẫn kích hoạt? Câu trả lời thường không nằm ở những lỗi cơ bản như quá tải hay ngắn mạch, mà đến từ một "sát thủ vô hình" trong hệ thống điện hiện đại: Sóng hài (Harmonics).

Tại sao Aptomat nhảy liên tục? Cách dùng máy phân tích chất lượng điện để tìm nguyên nhân sóng hài

I. Tại sao Aptomat lại nhảy?

Trước khi đi sâu vào giải pháp đo lường, chúng ta cần hiểu rõ cơ chế hoạt động của thiết bị bảo vệ và lý do tại sao chúng lại phản ứng sai lệch.

1. Các nguyên nhân cơ bản (Thường dễ phát hiện)

Thông thường, một Aptomat (MCB, MCCB) sẽ nhảy do 3 nguyên nhân vật lý cơ bản:

Quá tải (Overload): Dòng điện vượt quá định mức trong thời gian dài. Cơ chế bảo vệ nhiệt (thanh lưỡng kim) sẽ giãn nở và ngắt mạch.
Ngắn mạch (Short circuit): Dòng điện tăng vọt tức thời lên mức rất cao (kA). Cơ chế bảo vệ từ (cuộn dây) sẽ tác động cắt ngay lập tức.
Dòng rò (Earth Leakage): Đối với các ELD/RCCB, nếu có sự chênh lệch dòng vào/ra do rò rỉ điện, aptomat sẽ nhảy.
Tuy nhiên, nếu bạn đã loại trừ cả 3 nguyên nhân trên mà Aptomat vẫn nhảy, 90% khả năng hệ thống đang gặp vấn đề về Chất lượng điện năng (Power Quality).

2. Nguyên nhân ẩn giấu: Sóng hài (Harmonics)

Trong thời đại công nghiệp 4.0, các nhà máy sử dụng ngày càng nhiều thiết bị tải phi tuyến (Non-linear loads) như: Biến tần (VFD), bộ khởi động mềm, lò hồ quang, hệ thống đèn LED quy mô lớn, máy hàn điện tử, và các bộ nguồn chuyển mạch (UPS).

Các thiết bị này khi hoạt động sẽ không tiêu thụ dòng điện hình sin mượt mà, mà làm méo dạng sóng dòng điện, sinh ra các dòng điện ở tần số là bội số của tần số cơ bản 50Hz (ví dụ: 150Hz, 250Hz, 350Hz...). Đây chính là sóng hài.

II. Tại sao dụng cụ đo thông thường phải "bó tay"?

Rất nhiều kỹ sư thắc mắc: "Tôi dùng đồng hồ vạn năng và ampe kìm kẹp thấy dòng vẫn thấp, tại sao lại nói là do sóng hài?"

Vấn đề nằm ở công nghệ đo lường:

Đồng hồ/Ampe kìm loại thường (Mean Value): Chỉ đo chính xác với dòng điện hình sin chuẩn. Khi gặp dòng điện bị méo do biến tần, kết quả đo sẽ sai lệch rất lớn (thường thấp hơn thực tế 30-40%).
Đồng hồ True RMS (Kể cả loại tốt): Đo được giá trị hiệu dụng thực tế của dòng điện bị méo. Tuy nhiên, nó chỉ cho bạn biết TỔNG dòng điện là bao nhiêu, chứ không cho biết bao nhiêu phần trăm là điện 50Hz hữu ích, bao nhiêu là sóng hài vô ích.
Để tìm nguyên nhân Aptomat nhảy do sóng hài, bạn bắt buộc phải dùng Máy phân tích chất lượng điện (Power Quality Analyzer - PQA) có chức năng phân tích phổ tần số (FFT).

Tại sao Aptomat nhảy liên tục? Cách dùng máy phân tích chất lượng điện để tìm nguyên nhân sóng hài

III. Giải pháp từ Hioki - Tiêu chuẩn đo lường Nhật Bản

Tại Việt Nam, thông qua kênh phân phối chính hãng như Hioki Việt Nam, Hioki cung cấp dải sản phẩm PQA được xem là chuẩn mực cho các nhà máy và đơn vị kiểm toán năng lượng. Dưới đây là 2 "vũ khí" chủ lực giúp bạn xử lý tình trạng nhảy Aptomat.

1. Hioki PQ3100: Máy phân tích chất lượng điện năng tiêu chuẩn

Đây là dòng máy phổ biến nhất cho các đội bảo trì nhà máy nhờ sự cân bằng giữa tính năng và chi phí.

Khả năng đo: Đo đồng thời công suất, điện áp, dòng điện, và đặc biệt là Sóng hài lên đến bậc 50.
Ưu điểm: Giao diện trực quan, dễ sử dụng cho kỹ sư chưa có nhiều kinh nghiệm chuyên sâu. Máy giúp xác định nhanh chóng THD-V (độ méo áp) và THD-I (độ méo dòng).
Ứng dụng: Giám sát chất lượng điện định kỳ, kiểm tra tải trước khi lắp thêm thiết bị mới để tránh quá tải Aptomat.

Tại sao Aptomat nhảy liên tục? Cách dùng máy phân tích chất lượng điện để tìm nguyên nhân sóng hài

2. Hioki PQ3198: Thiết bị phân tích cao cấp (Class A)

Nếu vấn đề của bạn phức tạp hơn (ví dụ: Aptomat nhảy nhưng kèm theo hư hỏng bo mạch điện tử), PQ3198 là lựa chọn bắt buộc.
Tiêu chuẩn Class A (IEC 61000-4-30): Đảm bảo độ chính xác tuyệt đối, kết quả đo có giá trị pháp lý khi tranh chấp với điện lực hoặc nhà cung cấp thiết bị.
Bắt sóng hài bậc cao: Đo được sóng hài lên đến bậc 80.
Phát hiện sự kiện quá độ (Transient): PQ3198 có thể bắt được các xung điện áp cực nhanh (2MHz) gây ra do sét lan truyền hoặc thao tác đóng cắt tụ bù - một nguyên nhân khác làm hỏng thiết bị bảo vệ.
Đo hai hệ thống: Có thể đo đồng thời 2 mạch điện (ví dụ đầu vào và đầu ra của UPS) để so sánh hiệu suất.

Tại sao Aptomat nhảy liên tục? Cách dùng máy phân tích chất lượng điện để tìm nguyên nhân sóng hài

3. Cảm biến dòng điện (Current Sensors)

Để đo chính xác mà không cần cắt điện, Hioki cung cấp các dòng cảm biến kìm linh hoạt:

CT7136 (AC 600A/6000A): Dây mềm, dễ dàng luồn lách vào các thanh cái (busbar) chật hẹp trong tủ điện phân phối.
CT7731/CT7736: Dòng kìm có độ chính xác cao và băng thông rộng, cần thiết để đo chính xác biên độ của các sóng hài tần số cao.

Tại sao Aptomat nhảy liên tục? Cách dùng máy phân tích chất lượng điện để tìm nguyên nhân sóng hài

IV. Quy trình 5 bước xác định nguyên nhân sóng hài bằng thiết bị Hioki

Dưới đây là hướng dẫn kỹ thuật chi tiết cách sử dụng Hioki PQ3100/PQ3198 để tìm nguyên nhân Aptomat nhảy.

Bước 1: Khảo sát và An toàn

Xác định vị trí Aptomat bị nhảy.
Trang bị bảo hộ an toàn điện.
Sử dụng thiết bị Hioki (Đảm bảo đạt chuẩn CAT III 600V hoặc CAT IV 300V trở lên).

Bước 2: Kết nối thiết bị (Setup)

Kẹp dòng: Kẹp cảm biến dòng (CT) vào từng pha (L1, L2, L3) và bắt buộc kẹp cả dây trung tính (N). Nhiều kỹ sư bỏ qua dây N, dẫn đến việc không phát hiện được hài bậc 3.
Kẹp áp: Đấu nối dây đo điện áp song song vào các pha.
Tính năng QUICK SET (Độc quyền Hioki): Trên màn hình PQ3100/PQ3198, bật chế độ Quick Set. Máy sẽ tự động kiểm tra xem bạn đã kẹp đúng chiều dòng điện hay chưa, đấu dây đúng pha chưa. Nếu sai, máy sẽ báo đỏ và hướng dẫn sửa lại. Đây là tính năng cực kỳ hữu ích giúp tránh sai sót làm hỏng dữ liệu.

Tại sao Aptomat nhảy liên tục? Cách dùng máy phân tích chất lượng điện để tìm nguyên nhân sóng hài

Bước 3: Cài đặt thông số đo

Để bắt được nguyên nhân Aptomat nhảy, bạn cần cài đặt:

Interval (Chu kỳ ghi): Thường chọn 1 giây, 1 phút hoặc 10 phút tùy thời gian đo.
Event (Sự kiện): Cài đặt ngưỡng cảnh báo. Ví dụ: Nếu THD-I > 15%, máy sẽ đánh dấu sự kiện đó.
Harmonic Order: Chọn hiển thị biểu đồ thanh (Bar Graph) sóng hài từ bậc 1 đến 50.

Bước 4: Ghi dữ liệu (Logging/Recording)

Vì Aptomat thường nhảy ngẫu nhiên, bạn không thể đứng nhìn màn hình mãi được. Hãy nhấn nút START để máy ghi dữ liệu vào thẻ nhớ SD.
Thời gian đo khuyến nghị: Tối thiểu 1 chu kỳ làm việc (ví dụ 24 giờ) hoặc 1 tuần để bao quát hết các chế độ tải của nhà máy.

Bước 5: Phân tích kết quả bằng phần mềm PQ ONE

Sau khi thu thập dữ liệu, tải về máy tính và dùng phần mềm PQ ONE (miễn phí đi kèm máy Hioki) để phân tích.
Kiểm tra Trend Graph (Biểu đồ xu hướng): Tìm thời điểm Aptomat bị nhảy.
Đối chiếu thông số: Tại thời điểm đó, xem chỉ số THD-I và Dòng điện từng bậc hài.
Nếu thấy hài bậc 3 cao vọt và dòng dây trung tính lớn -> Đây là nguyên nhân nhảy Aptomat 4P.
Nếu thấy hài bậc 5, 7 lớn -> Thường do biến tần 6 xung gây ra, gây nóng quá nhiệt Aptomat.
Kiểm tra K-Factor: Chỉ số này cho biết mức độ ảnh hưởng nhiệt của dòng điện méo lên thiết bị. Nếu K-Factor > 13, nguy cơ nhảy Aptomat do nhiệt là chắc chắn.

Tại sao Aptomat nhảy liên tục? Cách dùng máy phân tích chất lượng điện để tìm nguyên nhân sóng hài

V. Case Study thực tế

Tình huống: Một nhà máy dệt tại Bình Dương thường xuyên bị nhảy MCCB tổng 800A cấp cho khu vực máy sợi vào khoảng 10h sáng và 2h chiều, dù tải đo được chỉ khoảng 600A.

Thực hiện đo đạc: Đội ngũ kỹ thuật sử dụng Hioki PQ3198 kẹp đo tại đầu cực MCCB trong vòng 24 giờ.

Kết quả phân tích từ PQ ONE:

Vào các khung giờ cao điểm, tổng độ méo hài dòng điện (THD-I) tăng vọt lên 28%.
Thành phần chính là sóng hài bậc 5 (250Hz).
Biểu đồ nhiệt cho thấy nhiệt độ tại các cực của MCCB tăng cao bất thường trùng với thời điểm sóng hài tăng.
Kết luận: Hệ thống tụ bù của nhà máy đang bị cộng hưởng với sóng hài bậc 5 sinh ra từ các biến tần máy sợi. Sự cộng hưởng này làm dòng điện tại tần số 250Hz dao động cực lớn, gây phát nhiệt dữ dội làm MCCB nhảy theo cơ chế bảo vệ nhiệt, dù dòng 50Hz vẫn thấp.
Giải pháp: Lắp đặt Cuộn kháng lọc hài (Reactor) nối tiếp với tụ bù để phá vỡ mạch cộng hưởng (Detuned Reactor). Sau khi lắp đặt, đo lại bằng Hioki PQ3198 thấy THD-I giảm xuống còn 5%, MCCB hoạt động ổn định hoàn toàn.

Aptomat nhảy liên tục không chỉ gây gián đoạn sản xuất mà còn là dấu hiệu cảnh báo nguy cơ cháy nổ thiết bị do quá nhiệt bởi sóng hài. Việc "đoán bệnh" và thay thế thiết bị một cách mò mẫm chỉ gây lãng phí ngân sách. Để giải quyết triệt để, doanh nghiệp cần trang bị hoặc thuê dịch vụ đo đạc bằng các thiết bị chuyên dụng như Hioki PQ3100 hoặc PQ3198. Những con số chính xác từ thiết bị đo Hioki sẽ là cơ sở khoa học vững chắc nhất để bạn đưa ra giải pháp lọc hài (Active/Passive Filter) phù hợp.

Tại sao nên chọn mua thiết bị Hioki tại Hioki Việt Nam?

Khi truy cập và liên hệ qua website, khách hàng sẽ nhận được:

Hàng chính hãng 100%: Đầy đủ CO/CQ, đảm bảo độ chính xác của thiết bị theo tiêu chuẩn Nhật Bản.
Tư vấn kỹ thuật chuyên sâu: Đội ngũ kỹ sư am hiểu sản phẩm sẽ hướng dẫn bạn chọn đúng model (PQ3100 hay PQ3198) phù hợp với nhu cầu và ngân sách.
Hỗ trợ Demo & Hướng dẫn sử dụng: Thiết bị phân tích chất lượng điện có nhiều tính năng phức tạp, sự hỗ trợ đào tạo trực tiếp là vô cùng quan trọng để khai thác hết công năng máy.
Bảo hành & Hiệu chuẩn: Dịch vụ sau bán hàng chuyên nghiệp, đảm bảo thiết bị luôn hoạt động chính xác trong nhiều năm.

Đừng để hệ thống điện của bạn gặp rủi ro. Hãy liên hệ ngay với chúng tôi qua thông tin trên website và số hotline 0914.400.916 để được tư vấn giải pháp đo lường chất lượng điện toàn diện, ngoài ra tại Hioki bạn cũng có thể tham khảo thêm các sản phẩm như thiết bị kiểm tra an toàn điện, bút thử điện, máy đo công suất,… đáp ứng mọi nhu cầu của bạn.

Sản phẩm liên quan