`7 Lỗi Tủ Trung Thế Thường Gặp & Cách Khắc Phục Chuyên Sâu

Tủ trung thế (MV Switchgear) là hạ tầng phân phối điện sống còn trong mọi hệ thống công nghiệp, từ các nhà máy sản xuất đến các tòa nhà thương mại. Tuy nhiên, sự vận hành liên tục dưới tải nặng và điều kiện môi trường khắc nghiệt khiến chúng thường xuyên gặp các trục trặc tủ trung thế. Phân tích dưới đây sẽ tổng hợp 7 nhóm lỗi thường gặp ở tủ trung thế quan trọng nhất, đi sâu vào nguyên nhân kỹ thuật và hướng dẫn cách khắc phục theo tiêu chuẩn IEC 62271 và quy trình an toàn chuyên nghiệp.

TẠI SAO CẦN HIỂU RÕ RỦI RO HỒ QUANG ĐIỆN VÀ CÁC LỖI TỦ TRUNG THẾ?

Tủ điện trung thế đóng vai trò như trái tim của nhiều hệ thống phân phối điện, từ các nhà máy, tòa nhà lớn đến các trạm biến áp khu vực. Bất kỳ sự cố nào xảy ra với Tủ trung thế không chỉ gây gián đoạn cung cấp điện trên diện rộng mà còn tiềm ẩn những nguy cơ nghiêm trọng về an toàn cho con người và tài sản. Một sự cố ngắn mạch tủ trung thế không được cô lập kịp thời có thể dẫn đến Hồ quang điện (Arc Flash) với nhiệt độ vượt quá 19,000°C, phá hủy toàn bộ thiết bị và gây nguy hiểm tính mạng.

Hiểu rõ các lỗi không chỉ dừng lại ở việc nhận biết sớm các dấu hiệu bất thường mà còn là cơ sở để đưa ra phương án xử lý kịp thời và chính xác. Quan trọng hơn, kiến thức chuyên môn giúp bạn xây dựng kế hoạch bảo dưỡng tủ trung thế phòng ngừa hiệu quả, giảm thiểu tối đa xác suất xảy ra sự cố, tiết kiệm chi phí sửa chữa và đảm bảo hệ thống điện hoạt động ổn định, tin cậy. Đây chính là nhu cầu quản trị rủi ro cấp thiết của mọi kỹ sư vận hành và quản lý dự án.

PHÂN TÍCH CHUYÊN SÂU 7 LỖI THƯỜNG GẶP VÀ PHƯƠNG PHÁP KHẮC PHỤC

📞

Hotline tư vấn 0968.27.11.99

Ms. Thanh Tâm

Chuyên Viên tư vấn & báo giá

⚡ Phản hồi trong 5 phút

Chat ngay qua Zalo Official

Cấu tạo bên trong tủ trung thế và các thành phần chính dễ gặp sự cố (Máy cắt, thanh cái, cầu dao).

1. Lỗi tủ trung thế không hoạt động (Mất nguồn toàn bộ)

Đây là sự cố ngừng cấp điện hoàn toàn, gây gián đoạn sản xuất.

Nguyên nhân: Phổ biến nhất là mất nguồn cung cấp từ lưới điện (lỗi Recloser hoặc tủ RMU phía ngoài). Nguyên nhân nội bộ bao gồm: lỗi mạch điều khiển (đứt dây mạch nhị thứ, hỏng relay bảo vệ), cơ cấu chấp hành của máy cắt VCB bị kẹt (không đủ năng lượng đóng/cắt), hoặc sự cố máy cắt tác động nhưng không tự reset được trạng thái.

Cách khắc phục: Trước tiên, cần kiểm tra nguồn điện đầu vào tủ một cách an toàn. Nếu nguồn vẫn có, cần kiểm tra trạng thái các thiết bị bảo vệ và điều khiển bên trong tủ. Xác định xem có relay nào tác động không và loại sự cố là gì (Overcurrent, Earth Fault). Kiểm tra cơ cấu cơ khí của máy cắt và đo điện áp nguồn nuôi cuộn đóng/cắt. Do tính chất phức tạp và nguy hiểm, việc sửa chữa bắt buộc phải được thực hiện bởi các kỹ sư có chuyên môn và đầy đủ trang bị bảo hộ, tuân thủ quy trình cắt điện an toàn (LOTO).

2. Tủ trung thế phát ra tiếng kêu lớn: Dấu hiệu của Phóng điện cục bộ (PD)

Tiếng kêu bất thường phát ra từ tủ trung thế là dấu hiệu cảnh báo cấp độ 1 không thể bỏ qua, thường báo hiệu sự cố về nhiệt hoặc cách điện.

Nguyên nhân:

• Tiếng rè rè/vo vo: Do các mối nối, đầu cốt cáp (ví dụ: cáp vào VCB hoặc thanh cái) bị lỏng, không tiếp xúc tốt, gây tăng điện trở, phát nhiệt cục bộ.
• Tiếng nổ lách tách/xẹt xẹt: Dấu hiệu điển hình của Phóng điện cục bộ (Partial Discharge – PD). Đây là sự phóng điện bên trong hoặc trên bề mặt cách điện, báo hiệu suy giảm cách điện nghiêm trọng, có thể dẫn đến đánh thủng cách điện và ngắn mạch toàn tủ.

Cách khắc phục: Giữ khoảng cách an toàn và liên hệ ngay với đơn vị chuyên môn. Kỹ thuật viên sẽ sử dụng thiết bị chuyên dụng: Camera nhiệt để xác định điểm phát nhiệt do tiếp xúc kém và Thiết bị đo PD (Xem thêm dịch vụ đo PD online) để đánh giá tình trạng cách điện. Việc xử lý bao gồm siết lại các mối nối (khi đã cắt điện an toàn) và thay thế các bộ phận cách điện bị hư hỏng nặng.

3. Tủ trung thế bị chập điện (Ngắn mạch)

Ngắn mạch là sự cố nguy hiểm, gây Hồ quang điện và hư hỏng nặng nề.

Nguyên nhân: Thường xảy ra do hư hỏng cách điện giữa các pha hoặc giữa pha và đất. Nguyên nhân có thể do cách điện bị lão hóa (quá tuổi thọ vận hành), bị ẩm ướt, bám bụi bẩn dẫn điện, hoặc bị động vật xâm nhập. Lỗi từ các thiết bị nội bộ như Biến dòng (CT), Biến điện áp (VT) cũng có thể gây ra ngắn mạch.

Cách khắc phục: Hệ thống bảo vệ (Relay và VCB) phải tác động ngay. Sau khi cô lập sự cố, kỹ thuật viên phải kiểm tra kỹ lưỡng tình trạng cách điện bằng thiết bị chuyên dụng (đo điện trở cách điện). Việc sửa chữa bao gồm thay thế các bộ phận hỏng hóc, vệ sinh tủ bằng hóa chất chuyên dụng (đảm bảo không còn chất bám bẩn dẫn điện), xử lý nguyên nhân gốc rễ (chống ẩm, chống động vật xâm nhập) và thực hiện thử nghiệm cách điện trước khi đóng điện.

4. Máy cắt trung thế bị nhảy (Trip) lặp lại

Hiện tượng máy cắt VCB bị “nhảy” là hành động bảo vệ, nhưng việc này gây gián đoạn cấp điện.

Nguyên nhân: Do nhận tín hiệu từ Relay bảo vệ, báo hiệu:

• Quá tải: Dòng điện vượt quá giá trị I cài đặt trong thời gian dài (thường do tăng phụ tải mà không nâng cấp hệ thống).
• Ngắn mạch/Chạm đất: Sự cố nghiêm trọng yêu cầu máy cắt tác động tức thời.
• Nuisance Trip (Lỗi tác động ngoài ý muốn): Máy cắt nhảy do lỗi của chính Relay bảo vệ (cài đặt sai hoặc hư hỏng) hoặc lỗi mạch nhị thứ (mất nguồn nuôi điều khiển).

Cách khắc phục: Luôn kiểm tra thông tin cảnh báo trên Relay để biết loại sự cố (50/51 – Quá dòng tức thời/thời gian, 50N/51N – Chạm đất). Nếu không tìm ra nguyên nhân rõ ràng hoặc máy cắt nhảy lặp lại, cần liên hệ đơn vị chuyên nghiệp để thí nghiệm Relay bảo vệ và kiểm tra mạch điều khiển.

5. Rỉ sét và ăn mòn trong tủ trung thế (Mối nguy thầm lặng)

Rỉ sét và ăn mòn là kẻ thù thầm lặng, làm suy giảm tuổi thọ và độ tin cậy của các thành phần dẫn điện và cơ khí.

Nguyên nhân: Môi trường lắp đặt ẩm ướt, độ ẩm không khí cao, sự xâm nhập của nước (đối với tủ ngoài trời lắp đặt không đúng cách), hoặc môi trường có hóa chất ăn mòn (khu vực gần cảng biển, nhà máy hóa chất).

Cách khắc phục: Phòng ngừa là biện pháp tốt nhất. Đảm bảo tủ được lắp đặt kín khít, đúng cấp bảo vệ IP (thường là IP4X trở lên). Đối với các bộ phận kim loại bên trong bị rỉ sét (thanh cái, đầu cốt), cần làm sạch bằng dung dịch chuyên dụng, tra mỡ chuyên dụng cho các tiếp điểm chuyển động hoặc thay thế nếu tình trạng quá nặng để đảm bảo khả năng dẫn điện và tiếp xúc tốt.

6. Quá tải (Overload) ở tủ trung thế: Nguy cơ phát nhiệt

Quá tải xảy ra khi dòng điện chạy qua tủ vượt quá giá trị định mức trong một khoảng thời gian, gây ra hiện tượng nhiệt tăng cao làm giảm tuổi thọ cách điện.

Nguyên nhân: Phụ tải tăng cao đột ngột (do vận hành đồng thời nhiều thiết bị) hoặc tăng dần theo thời gian mà không có sự điều chỉnh, nâng cấp hệ thống tương ứng. Việc đấu nối thêm thiết bị mới mà không tính toán lại khả năng chịu tải của tủ cũng là một lý do phổ biến.

Cách khắc phục: Relay bảo vệ quá tải sẽ tác động cắt máy cắt. Giải pháp căn cơ là phải xem xét lại nhu cầu phụ tải. Nếu phụ tải thực tế đã vượt quá công suất thiết kế, cần phải có kế hoạch nâng cấp tủ điện, máy cắt, và cáp lực. Việc phân bố lại tải hoặc giảm bớt các phụ tải không cần thiết cũng là một giải pháp tạm thời. Luôn đảm bảo rằng các thiết bị bảo vệ được cài đặt giá trị phù hợp.

7. Lỗi cắt mạch ở tủ trung thế (Failure to Trip) – Nguy hiểm nhất

Đây là tình huống cực kỳ nguy hiểm: có sự cố xảy ra nhưng máy cắt không tác động để ngắt mạch điện, dẫn đến khả năng xảy ra ngắn mạch kéo dài và phát sinh Hồ quang điện không kiểm soát.

Nguyên nhân: Relay bảo vệ có thể không phát hiện được sự cố hoặc không gửi tín hiệu đi cắt. Mạch điều khiển từ relay đến cuộn cắt (trip coil) của máy cắt bị lỗi (đứt dây, mất nguồn nuôi DC). Nghiêm trọng nhất là cơ cấu cơ khí của máy cắt VCB bị kẹt do thiếu bảo dưỡng định kỳ.

Cách khắc phục: Lỗi này đòi hỏi sự can thiệp ngay lập tức của chuyên gia. Cần tiến hành kiểm tra toàn diện hệ thống bảo vệ và điều khiển, bao gồm thử nghiệm chức năng Relay bằng thiết bị chuyên dụng, kiểm tra thông mạch và điện áp mạch điều khiển. Việc bảo dưỡng định kỳ máy cắt là yếu tố then chốt để phòng tránh lỗi này.

PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN LỖI TỦ TRUNG THẾ CHUYÊN NGHIỆP

Việc nhận biết sớm các dấu hiệu bất thường thông qua quan sát và thiết bị chuyên dụng là chìa khóa để ngăn chặn thảm họa.

1. Dấu hiệu vật lý và cảm quan (Visual & Sensory Signs)

• Âm thanh lạ: Tiếng kêu rè rè (tiếp xúc kém), tiếng nổ lách tách (Phóng điện cục bộ).
• Mùi lạ: Mùi khét nhựa (quá nhiệt cáp), Mùi Ozone (phóng điện trong không khí).
• Dấu hiệu bên ngoài: Vỏ tủ bị biến dạng, rỉ sét nặng, rò rỉ khí SF6 (đối với tủ RMU), hoặc có chất lỏng rò rỉ.
• Hoạt động không ổn định: Máy cắt VCB nhảy (trip) thường xuyên không rõ nguyên nhân (Nuisance Trip), đèn báo trạng thái Relay bất thường.

2. Chẩn đoán Không tiếp xúc (Non-Contact Diagnostics)

Đây là phương pháp bắt buộc trong môi trường điện trung thế để đảm bảo an toàn vận hành:

• Kiểm tra bằng Camera Nhiệt: Sử dụng để quét nhiệt độ vỏ tủ và các điểm kết nối (Busbar, đầu cáp) để phát hiện sớm các điểm tiếp xúc kém gây phát nhiệt cục bộ. Sự khác biệt nhiệt độ 5-10°C so với môi trường xung quanh đã là cảnh báo cần can thiệp.
• Đo Phóng điện cục bộ (Partial Discharge – PD): Đây là phương pháp hiệu quả nhất để đánh giá sức khỏe cách điện mà không cần cắt điện. Thiết bị đo PD có thể phát hiện các lỗi nhỏ li ti bên trong cách điện trước khi chúng phát triển thành ngắn mạch nghiêm trọng.
• Kiểm tra chức năng Relay: Thường xuyên chạy thử chức năng của Relay bảo vệ (ví dụ: Overcurrent, Earth Fault) bằng các bộ Test Relay chuyên dụng để đảm bảo thời gian tác động chính xác khi sự cố xảy ra.

BIỆN PHÁP PHÒNG NGỪA VÀ KẾ HOẠCH BẢO TRÌ ĐỊNH KỲ

Đầu tư vào bảo trì phòng ngừa (Preventive Maintenance) luôn tiết kiệm chi phí hơn nhiều so với sửa chữa sự cố (Corrective Maintenance).

1. Kế hoạch Bảo trì Định kỳ (Theo tiêu chuẩn IEC)

• Bảo trì 6 tháng/lần (Non-outage): Kiểm tra bằng Camera Nhiệt và Thiết bị đo PD trong lúc tủ đang vận hành để tìm kiếm điểm nóng/rò rỉ điện.
• Bảo trì 2-3 năm/lần (Outage Required): Vệ sinh sạch sẽ bên trong tủ, siết lại các đầu nối (đảm bảo momen xoắn theo nhà sản xuất), bôi trơn các bộ phận cơ khí của máy cắt VCB, và thử nghiệm cơ khí máy cắt.
• Thử nghiệm 5 năm/lần: Thí nghiệm toàn diện Relay bảo vệ, đo điện trở cách điện, kiểm tra tình trạng dầu (đối với tủ dầu) và kiểm tra khả năng chịu đựng điện áp của thiết bị.

2. Quản lý Môi trường và Tải (Environmental & Load Management)

• Kiểm soát môi trường: Đảm bảo tủ được lắp đặt ở nơi khô ráo, thông thoáng, duy trì cấp bảo vệ IP phù hợp. Xử lý chống ẩm và chống động vật xâm nhập là cực kỳ quan trọng để bảo vệ cách điện.
• Quản lý tải hợp lý: Theo dõi và đánh giá phụ tải thường xuyên, tránh vận hành tủ trong tình trạng quá tải kéo dài (Overload) vượt quá 80% định mức, đặc biệt trong các khung giờ cao điểm.

3. Nâng cao năng lực nhân sự và đối tác

• Đào tạo nhân viên vận hành: Đảm bảo nhân viên được đào tạo đầy đủ về quy trình vận hành an toàn, nhận biết các dấu hiệu bất thường và biết cách xử lý ban đầu trong phạm vi cho phép (ví dụ: đọc mã lỗi trên Relay).
• Lựa chọn đơn vị bảo trì uy tín: Hợp tác với các đơn vị có kinh nghiệm và năng lực để thực hiện công tác bảo trì, sửa chữa chuyên sâu, đảm bảo chất lượng và an toàn tuyệt đối.

Việc đầu tư vào công tác phòng ngừa sẽ giúp bạn tiết kiệm chi phí sửa chữa lớn, tránh được thời gian ngừng hoạt động không mong muốn và quan trọng nhất là đảm bảo an toàn cho con người và tài sản.