Học đấu tủ điện công nghiệp: 10 bước lắp ráp, đấu nối, hoàn thiện

1. Tổng quan tủ điện công nghiệp

Tủ điện công nghiệp là tủ được lắp các thiết bị điện công nghiệp. Giữa các thiết bị có sự kết nối với nhau bằng thanh đồng, dây điện, jump nối theo thiết kế bản vẽ. Với mục đích phân phối hoặc điều khiển theo yêu cầu riêng của từng loại tủ điện.

Lắp đặt, thiết kế tủ điện công nghiệp theo yêu cầu, đạt chuẩn, chất lượng cùng với đó là các thiết bị, phụ kiện, đầu nối điện chính hãng là yếu tố quan trọng hàng đầu quyết định sự an toàn cho chính tính mạng của người dùng điện, dây chuyền và máy móc.

2. Các thiết bị trong tủ điện công nghiệp:

• Thiết bị đóng cắt:

• Máy cắt khí (ACB)
• Aptomat khối (MCCB)
• Aptomat chống giật (RCCB, RCBO)
• Aptomat nhánh (MCB)
• Contactor (MC)
• Relay nhiệt (MT)
• Thiết bị điều khiển:

• Bộ điều khiển PLC
• Màn hình điều khiển, cài đặt, giám sát (HMI)
• Bộ nguồn 
• Relay thời gian, trung gian, chốt
• Pháo báo mức
• Cầu chì hạ thế
• Nút nhấn, đèn báo, chuyển mạch
• Thiết bị đo lường:

• Biến dòng hạ thế
• công tơ
• Đồng hồ Volt. Ampe
• Chuyển mạch Volt, Ampe
• Thiết bị bảo vệ:

• Bộ bảo vệ quá dòng
• Bộ bảo vệ chạm đất 
• Bộ bảo vệ mất pha, quá áp, thấp áp
• Bộ chống sét
• Vật tư phụ kiện khác

• Đồng thanh cái kết nối (busbar)
• Công tắc nhiệt độ điều khiển quạt gió
• Bộ tản nhiệt, làm mát tủ (quạt gió), điều hòa
• Công tắc hành trình cửa, đèn chiếu sáng tủ điện công nghiệp
• Cầu đấu lực, cầu đấu điều khiển
• Máng đi dây
• Thanh cài, gá thiết bị
• Nhãn tên thiết bị
• Dây điện
• Đầu cos điện, dây rút, ruột gà…

2. Các bước lắp tủ điện công nghiệp

Bước 1: Đọc hiểu bản vẽ và danh sách vật tư có trong tủ điện công nghiệp

– Việc đọc hiểu bản vẽ là yếu tố hết sức quan trọng, khi đọc hiểu được bản vẽ thì mới biết được mục đích công việc của cần làm cho mỗi tủ điện. Qua đó sắp xếp được thứ tự các công việc cần làm sao cho hiệu quả nhất.

• Đọc bản vẽ quy cách tủ điện công nghiệp: Bảng này sẽ cung cấp đầy đủ thông số về tủ điện, chủng loại tủ điện, mẫu mã, quy chuẩn. Các bạn cần đọc kỹ để nắm rõ quy cách tủ điện.
• Đọc bảng ghi chú ký hiệu: Đây là bảng quy định chung về các ký hiệu thiết bị của ngành điện. Tuy nhiên, mỗi công ty sẽ có cách thiết kế khác nhau nên ký hiệu có sự khác biệt đôi chút. Các bạn đấu nối công ở công ty nào lâu thì sẽ quên ký hiệu, còn nếu mới vào thì có thể hỏi các bạn làm trước những ký hiệu chưa rõ.
• Đọc bản vẽ bố trí thiết bị: Công việc chính của bước này là xác định vị trí lắp đặt, cách lắp đặt, kích thước hình dạng thực tế và các thông số kèm theo cho từng thiết bị. Ở khâu này cần nắm được cần những loại bu lông, ecu, ray gá hay máng điện như thế nào để gắn được thiết bị lên tủ.
• Đọc bản vẽ động lực: Khâu này cần xác định được các loại đồng thanh cái, dây động lực, đầu cốt động lực. Bản vẽ thiết kế chuẩn thì sẽ có tiết diện dây đầy đủ theo chủng loại và mẫu mã. Một số công ty nhỏ sẽ không chú ý đến khâu này lắm, nên thường để trống chủng loại dây sử dụng. Nếu các bạn làm kinh nghiệm sẽ biết cần dùng loại cáp nào, nếu các bạn là người mới có thể tham khảo bảng chọn tiết diện dây dẫn động lực ở bước 4.
• Đọc bản vẽ điều khiển: Thông thường bản vẽ điều khiển được thiết kế từ trái qua phải, từ trên xuống dưới. Nên các bạn đọc bản vẽ điều khiển cũng theo trình tự này sẽ dễ hiểu nhất. Chung quy lại, bản vẽ điều khiển dùng để điều khiển đóng cắt các cuộn hút của relay, contactor theo các tín hiệu đầu vào hay các nút nhấn, chuyển mạch. Thông qua relay, contactor để điều khiển động cơ, bơm, van…

Bước 2: Gá lắp thiết bị điện lên tủ điện công nghiệp

– Thiết bị để lắp tủ điện công nghiệp sẽ được bộ phận kho của công ty cung cấp.

– Vỏ tủ điện bên lắp ráp cơ khí sẽ chuyển sang xưởng điện để lắp thiết bị điện và đấu nối.

 

– Nguyên tắc gá thiết bị điện:

+ Trường hợp có bản vẽ thiết kế các bạn sẽ gá lắp theo bản vẽ thiết kế.

+ Trường hợp tủ chưa có bản vẽ thiết kế: các bạn nên lắp sắp xếp sao cho diện tích sử dụng là ít nhất, tiết kiệm dây dẫn điện và đảm bảo được cả tính thẩm mỹ. Cách sắp xếp hợp lý nhất được bố trí như sau:

 Aptomat tổng đặt trên cùng góc trái.

 Góc phải trên cùng lắp cầu chì, bộ nguồn, bộ bảo vệ pha.

 Các aptomat nhánh để xuống hàng bên dưới.

 Sau là bộ điều khiển, relay trung gian.

 Tiếp theo đến contactor, relay nhiệt.

 Dưới cùng là cầu đấu.

 

 

– Sau khi được bộ phận kho cung cấp đủ vật tư các bạn tiến hành gá lắp thiết bị:

• Lắp máng điện: máng điện cắt theo kích thước trên bản vẽ và bắn theo vị trí trên bản vẽ bố trí thiết bị. Ở Panel thông thường sẽ có lỗ đột dấu ở công đoạn sản xuất vỏ tủ bằng máy CNC để lắp máng theo các đường dấu có sẵn, sẽ tiết kiệm thời gian cho việc gá lắp.
• Lắp các thiết bị động lực: Các thiết bị động lực thường được gá lắp bằng bulong và ecu. Các điểm gá lắp sẽ được đột lỗ phù hợp để gá thiết bị.
• Lắp các thiết bị điều khiển: Các thiết bị điều khiển thông thường là gá trên thanh ray cài. Ray cài được bắn vào panel tủ điện bằng vít tự khoan, hoặc đinh rút. Sau khi đã lắp ray cài.
• Lắp thiết bị cánh tủ điện: đèn báo, nút nhấn, chuyển mạch, còi báo, HMI, đồng hồ Volt, Ampe,… Các thiết bị ở cánh tủ thông thường sẽ được đột trước lỗ gá lắp thiết bị. Tuy nhiên có các tủ điện dùng vỏ tủ có sẵn thì cần khoét lỗ bằng máy khoan có lắp đầu mũi khoét phi 22, 25, 30; dùng máy cắt để cắt các lỗ cắt hình vuông hay chữ nhật.
• Lắp đặt vật tư khác: quạt gió, công tắc hành trình, đèn chiếu sáng tủ điện…

Bước 3: Dán tên các thiết bị trên tủ điện công nghiệp

– Để công việc đấu nối nhanh, cần phải dán tên các thiết bị theo bản vẽ để khi đấu không phải xem lại bản vẽ, đếm lại số thứ tự thiết bị nhiều lần. Các ống lồng tên thiết bị thường được in bằng máy in chuyên dụng.

 

• in ống lồng các bạn cần chú ý:

• Sử dụng loại ống phù hợp.
• Cỡ chữ sao cho vừa để nhìn.
• Chiều dài ống phù hợp với từng thiết bị.
• Chọn chế độ cắt, để đường thẳng, nét đứt hoặc không cắt.

Bước 4: Gia công, lắp ráp thanh cái đồng, đấu nối mạch động lực của tủ điện công nghiệp

– Với các tủ điện phân phối có dòng định mức của át tổng nhỏ hơn 50A thì các át nhánh sẽ được kết nối với át tổng bằng dây dẫn, thanh cài răng lược. Các tủ điện có dòng điện aptomat tổng từ 100A trở lên thông thường sẽ được kết nối bằng thanh cái đồng.

– Phần lắp ráp thanh đồng và dây điện động lực là khâu vô cùng quan trọng. Nếu siết các điểm nối không chặt hay bóp cốt lỏng sẽ ảnh hưởng lớn đến khả năng truyền và dẫn điện, lâu dài sẽ bị chập, cháy, hỏng thiết bị.

– Gia công thanh cái đồng theo bản vẽ sản xuất đồng gồm các bước sau:

Bước 1: Cắt phôi đồng cho đúng kích thước đồng và chiều dài phôi đồng.

Bước 2: Đột lỗ trên các thanh cái đồng theo bản vẽ.

Bước 3: Uốn thanh cái đồng.

Bước 4: Mạ thanh cái đồng để chống oxy hóa đồng và tăng khả năng dẫn điện, thông thường đồng mạ bằng thiếc. Tốt hơn thì mạ bằng niken. Cao cấp thì mạ bằng bạc (ở Việt Nam gần như không sử dụng  mạ đồng bằng bạc).

Bước 5: Bọc co nhiệt PVC hoặc sơn epoxy để phân biệt màu. Thông thường màu các pha sẽ tương ứng theo thứ tự sau:

– Lắp đồng thanh cái:

Lắp các thanh cái chính trước.

Lắp các thanh cái nhanh.

Siết chặt lại bulong và ecu (mỗi bộ bulong, ecu gồm để bắt thanh cái đồng gồm: 1 bulong + 2 long đền phẳng + 1 long đền vênh + 1 ecu).

Kiểm tra lại các điểm siết ốc và đánh dấu đã kiểm tra.

Cắt mica và lắp để che đồng thanh cái.

Đấu nối dây điện động lực.

 

Dây cáp điện động lực dùng đấu nối trong tủ chủ yếu dùng dây ruột đồng mềm. Tiết diện dây dẫn sử dụng phụ thuộc theo dòng điện định mức của động cơ (thường dây đấu nối trong tủ điện tính 3 – 4A/1mm2 tiết diện dây đồng).

Dây dẫn đấu trong tủ điện có tiết diện từ 6mm2 thường dùng dây màu đen, đầu cốt có bọc bọp phân biệt màu đỏ, vàng, xanh, đen. Dây điện có tiết diện dưới 6mm2 thường dùng dây phân màu đỏ, vàng, xanh, đen, nếu không có dây khác màu thì cần bấm cốt khác màu hoặc dùng ống nhãn tên cho từng dây riêng biệt.Dây điện đấu cho biến dòng hạ thế có dòng sơ cấp 5A thường dùng dây 2,5mm2. Bảng chọn tiết diện dây dẫn theo dòng điện (áp dụng cho dây đồng mềm Cu/PVC):

– Bảng thông số trên áp dụng cho dây đồng mềm có vỏ bọc một lớp PVC (Cu/PVC). Dùng đấu nối trong tủ điện (khoảng cách ngắn). Với các tải có dòng điện lớn hơn trong bảng trên nên dùng đồng thanh cái kết nối để đảm bảo độ chắc chắn và dẫn điện tốt.

– Dây đo và cắt dây vừa đủ điểm đấu, tránh đo dây dài quá vừa gây lãng phí, trật tủ điện, khó đậy nắp máng.

– Cho bọp nhựa phân màu hoặc nhãn dây vào dây động lực.

– Bấm cos động lực bằng kìm ép cốt động lực, với các dây có tiết điện từ 16mm2 trở lên cần ép đầu cốt bằng kìm thủy lực để đảm bảo chắc chắn.

– Sau khi bóp xong cần kiểm tra lại xem đầu cốt đã chắc chưa (bóp lại nếu chưa chặt).

– Tiếp đến là đấu nối dây động lực theo bản vẽ, dây động lực cần để gọn gàng trong máng điện.

Bước 5: Đấu nối mạch điều khiển trong tủ điện

– Đấu dây điều khiển là khâu quan trọng quyết định đến sự hoạt động ổn định của tủ điện, vì chỉ cần một đầu cốt lỏng hoặc tuột vì chưa siết chặt sẽ dẫn đến ngừng hoạt động của cả hệ thống.

– Dây điều khiển thường sử dụng loại dây có tiết diện nhỏ: 0.5mm2, 0.75mm2, 1.0mm2,  1.5mm2.

– Dây điều khiển nên phân biệt màu giữa các loại điện áp và tín hiệu để dễ cho quá trình bảo dưỡng sửa chữa về sau. Màu dây điều khiển được chia theo bảng dưới đây:

+ Đối với điện áp 220VAC:

Dây 220VAC (L): màu đỏ (red).

Dây 220VAC (N): màu đen (black).

+ Đối với điện áp 24VDC:

Dây +24VDC: màu xanh (blue).

Dây -24VDC: màu xanh trắng (blue/white) hoặc màu trắng (white).

– Đo và cắt dây điều khiển nên để mỗi đầu dài dư ra từ 5-10cm, để có thể uốn dây và thít dây cho sóng dây mà không bị căng. Khi cắt dây nên lưu ý cắt các dây chung trước (như dây cấp nguồn L, dây trung tính N), sau đó mới cắt đến các dây nối khác trong bản vẽ ưu tiên thứ tự từ trái qua phải, từ trên xuống dưới theo bản vẽ.

– Sau khi cắt dây sẽ cho ống lồng đã in tên dây vào từng dây điện điều khiển. Ống lồng dùng cho dây điện điều khiển thường dùng là ống 2.5mm2, (với dây có tiết diện 0.5mm2, và 0.75mm2) hoặc 3.2mm2 (với dây có tiết điện 1.0mm2 và 1.5mm2). Độ dài của ống in thường để mặc định là 20mm, nếu tên ống in dài các bạn có thể điều chỉnh độ dài ngắn cho phù hợp.

– Tiếp đến là bấm cốt điều khiển, đây là khâu mà các bạn mới ra trường hoặc đang đi thực tập hay được làm nhất. Đây tuy là công đoạn đơn giản, nhàm chán nếu làm nhiều. Nhưng đối với mình khâu này rất quan trọng và phải làm tỉ mỉ để đầu cốt vừa đảm bảo kỹ thuật, vừa cần thẩm mỹ nữa. Với mỗi loại dây đấu vào các thiết bị khác nhau thì cần sử dụng đầu cốt phù hợp để ép.

– Cuối cùng là đấu dây theo bản vẽ. Nên đấu theo trình tự đã cắt dây ở bước trên.

Bước 6: Kiểm tra nguội tủ điện đã lắp ráp, đấu nối

 Sau khi hoàn thiện việc lắp ráp, đấu nối cần kiểm tra lại các hạng mục sau:

– Kiểm tra lắp ráp đấu nối phần động lực:

Kiểm tra thiết bị đóng cắt đã đấu đúng sơ đồ nguyên lý chưa.

Kiểm tra nhãn mác, tên thiết bị.

Kiểm tra độ chặt của các điểm đấu nối cơ khí và điện, các điểm kết nối cần đánh dấu bằng bút dấu.

Kiểm tra và loại bỏ các dụng cụ còn để trong tủ điện.

Đo cách điện giữa các pha, giữa các pha với tiếp địa. Dùng đồng hồ MegaOhm đo cách điện các pha đạt yêu cầu là 0,5MΩ/0,5kΩ.

– Kiểm tra đấu nối phần điều khiển:

Kiểm tra các đầu cốt, các điểm đấu đã chặt chưa.

Đo kiểm tra đủ dây trung tính, dây nguồn chưa. Đo thông mạch các dây điện theo sơ đồ đấu nối.

Đo thông mạch nguồn dương và âm. Không thông mạch là được.

– Sau khi kiểm tra đấu nối xong sẽ cắm các thiết bị như relay trung gian, relay báo mức, phao báo mức… vào đế của thiết bị.

Bước 7: Kiểm tra tủ điện công nghiệp chạy đơn động và liên động không tải

Sau khi đã kiểm tra kỹ ở bước 6, các bạn tiến hành đấu điện vào để kiểm tra hoạt động đơn động không tải của tủ điện. Việc kiểm tra tủ điện thực hiện trình tự các bước sau:

– Chuẩn bị dây để kiểm tra tủ:

Dây dùng để kiểm tra tủ điện nên dùng dây 4×1.5mm2, có chiều dài phù hợp với xưởng điện để có thể kiểm tra được các tủ điện trong toàn khu vực. Dùng dây 4 sợi sẽ không bị rối khi kéo ra vào kiểm tra…

Aptomat tại tủ cấp nguồn dùng để kiểm tra nên dùng aptomat chống giật, để đảm bảo an toàn khi kiểm tra tủ.

Nên lắp thêm 6 aptomat (MCB) 1 pha ở đầu dây test để thuận tiện cho việc bật tắt điện khi chỉnh sửa ở tủ đang kiểm tra. Dùng 6 cái aptomat (MCB) dùng khi kiểm tra tủ ATS.

Tắt điện cấp ra dây dẫn kiểm tra, khóa tủ điện công nghiệp lại để tránh trường hợp có người khác bật lên. Dùng đồng hồ đo điện để đo đầu dây kiểm tra xem có điện không.

– Đấu dây kiểm tra tủ: Đấu dây kiểm tra vào đầu vào tủ điện công nghiệp (tại cầu đấu nguồn tổng hay đầu vào aptomat (MCB, MCCB) tổng).

– Kiểm tra lại độ cách điện giữa các pha:

Bật toàn bộ aptomat trong tủ lên.

Đo lại cách điện lại một lần nữa.

Nếu đã cách điện an toàn thì tắt toàn bộ aptomat.

– Thông báo tủ có điện với mọi người không lại gần khu vực kiểm tra tủ điện.

– Đóng aptomat cấp nguồn, đóng aptomat tại đầu dây cho tủ điện.

– Quá trình kiểm tra và vận hành tủ:

+ Đo điện áp đầu vào xem ổn định chưa:

Điện 3 pha 4 dây (3P4W) đo đủ điện áp dây từ 380-400VAC, điện áp pha 220-240VAC.

Điện 1 pha 2 dây (1P2W) đo đủ điện 220-240VAC.

Ngoài ra với các nguồn điện 1 chiều cần đo đủ điện áp tương ứng.

+ Bật aptomat tổng lên, bật aptomat nhánh và đo kiểm tra điện áp sau aptomat nhánh.

+ Kiểm tra mạch điều khiển:

Đo lại cách điện giữa trung tính và nguồn xem có cách điện an toàn không.

Bật aptomat (MCB) điều khiển và đo kiểm tra điện áp.

Bật contactor, relay ở chế độ bằng tay thông qua chuyển mạch hoặc các nút nhấn ở cánh tủ.

Chế độ bằng tay chạy bình thường thì sẽ sang chạy tự động, kiểm tra liên động theo nguyên lý điều khiển.

+ Cài đặt các tham số trên HMI, relay thời gian (timer), relay nhiệt.

 

+ Kiểm tra lại lần cuối các thiết bị trong tủ điện so với danh sách thiết bị.

Bước 8: Vệ sinh tủ điện công nghiệp

– Sau  khi trải qua hết các công đoạn trên sẽ cần vệ sinh tủ điện công nghiệp bằng máy hút bụi và các vật dụng cần thiết. Đảm bảo tủ điện không bị mạt sắt hoặc bụi bẩn.

Bước 9:  Bộ phận QC nhà máy kiểm tra và ra biên bản

– Bộ phận QC nhà máy sẽ giám sát từng quy trình ở trên, đảm bảo sản phẩm được kiểm soát 100% tại các công đoạn.

 – Sau khi bộ phận đấu tủ đã test xong, bộ phận QC của nhà máy kiểm tra chất lượng tủ điện. Để sản phẩm không có lỗi khi xuất khỏi nhà máy.

 – Phòng QC ra biên bản kiểm tra xuất xưởng sản phẩm.

Bước 10: Đóng gói tủ điện công nghiệp

– Một số dự án có khách hàng trực tiếp đến test tủ điện công nghiệp tại xưởng thì sẽ đóng gói sau khi khách hàng test tủ.

– Đối với dự án khách hàng không test tại xưởng thì sẽ chuyển tủ điện ra khu vực đóng gói. Đóng gói cẩn thận, đảm bảo an toàn khi vận chuyển đường dài.