Một giải pháp tự động chống giật – rò điện trong công nghiệp

Để giảm giá thành trong kỹ thuật đảm bảo an toàn điện cho người và thiết bị điện trong công nghiệp, bài viết này đưa ra một giải pháp kỹ thuật như sau:

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

Sơ đồ nguyên lý-ghép nối được mô tả như hình dưới:
Trong đó:

- ELR là rơ le rò điện (Earth leak- age Relay) có chức năng nhận tín hiệu do ZCT đưa đến (do có hiện tượng người sử dụng thiết bị điện bị giật và rò điện của thiết bị điện) và điều khiển cắt nguồn điện

- ZCT là biến dòng pha-trung tính (Zero-phase current Transformer) có chức năng phát tín hiệu về ELR khi có sự cố giật-rò điện.

- K1 là khởi động từ có chức năng đóng - cắt nguồn điện. Khí cụ điện này được tính chọn trên cơ sở công suất tải.

- IC là rơle thời gian (IC Timer) có chức năng định thời gian cho chuông báo động sự cố làm việc
- AL là chuông báo động sự cố giật-rò điện
- LAMP là đèn báo sự cố giật-rò điện. Nên chọn loại đèn nhấp nháy màu đỏ.

Nguyên lý hoạt động cơ bản như sau:

Bản chất vật lý của nguyên lý hoạt động ở hệ thống này là sự cảm ứng với từ trường xung quanh các dây điện L1-L2-L3-N của biến dòng pha-trung tính ZCT. Từ trường tổng hợp của 4 dây điện này sẽ khác nhau trong trường hợp không xuất hiện dòng rò và trong trường hợp xuất hiện dòng rò, dẫn đến điện áp cảm ứng trong ZCT sẽ khác nhau.

Khi không có sự cố (không xuất hiện dòng rò qua người và vỏ thiết bị xuống đất) thì K1 luôn ở trạng thái có điện và tải được cấp điện. Tín hiệu điện ở đầu ra của ZCT sẽ thay đổi khi có hiện tượng người sử dụng thiết bị điện bị giật hoặc thiết bị điện bị rò điện xuống đất. Tín hiệu này làm cho ELR tác động, dẫn đến K1 mất điện và IC-AL-LAMP có điện. Điều này đảm bảo cắt nguồn điện và báo có sự cố.

Giá trị dòng rò (qua người và vỏ thiết bị điện xuống đất) gây ra tác động tự động bảo vệ của hệ thống trên điều chỉnh được (nhỏ nhất là 0,1A) và thời gian tác động (từ khi có sự cố cho đến khi ELR tác động) cũng điều chỉnh được (nhanh nhất là 0,1s).

Một số điểm chú ý trong tính chọn, chế tạo và lắp đặt:

Để đảm bảo chất lượng (quan trọng nhất là 2 chỉ tiêu: Giá trị dòng rò gây tác động và tính tác động nhanh), điều cần chú ý trong khi tính chọn là phải đảm bảo sự tương thích giữa ZCT và ELR. Trong trường hợp tự chế tạo, cần phải làm thí nghiệm để hiệu chỉnh đạt yêu cầu về 2 chỉ tiêu nêu trên, cụ thể là: Giá trị dòng rò gây tác động phải nằm trong phạm vi từ 0,1A đến 0,9A và thời gian tác động từ 0,1s đến 1,5s.
Khi chế tạo mới: Căn cứ vào tổng công suất các thiết bị điện định bảo vệ mà kết hợp chế tạo thành tủ phân phối nguồn có thêm chức năng chống giật-rò điện, bố trí tất cả các phần tử trong sơ đồ trên vào một tủ điện và bổ sung thêm một áptômát và cầu dao thường trước ZCT có nhiệm vụ đóng - cắt nguồn điện cung cấp, đèn và chuông báo sự cố nên lắp nổi ngoài tủ. Trên mặt tủ cũng cẩn bố trí các phần tử đo dòng pha-điện áp pha và điện áp dây, đèn báo pha với các màu tương ứng và đồng hồ đo công suất tiêu thụ.

Trong trường hợp tủ phân phối nguồn có sẵn, thì chỉ việc lắp thêm các phần tử như trong sơ đồ trên vào khoảng không gian còn lại trong tủ.

Khi lắp đặt, nhất thiết phải đảm bảo

- Dây trung tính của nguồn điện và của các thiết bị điện không được nối đất, dây tiếp địa của các thiết bị điện phải được nối vào hệ thống tiếp địa cho các thiết bị điện của từng khu vực:

- Tiếp địa cho các thiết bị điện phải đảm bảo đúng tiêu chuẩn
- Tủ phải được đặt ở nơi thoáng-khô ráo, dễ quan sát và thao tác.

Trong tủ nên để các gói hút ẩm.

Hệ thống tự động chống giật-rò điện kiểu trên đã được thiết kế, chế tạo và lắp đặt tại tất cả các phân xưởng sản xuất, trung tâm điều khiển, văn phòng của một nhà máy công nghiệp 100% vốn nước ngoài tại Việt Nam, với giá thành thấp hơn từ 5 đến 20 lần so với dùng trực tiếp cầu dao tự động tùy tổng công suất thiết bị điện từng khu vực. Chủ đầu tư và tư vấn giám sát nước ngoài đã thí nghiệm và chấp nhận cho phép sử dụng. Đến nay, qua theo dõi thì thấy, hệ thống tự động chống giật-rò điện kiểu trên hoạt động rất tốt.