English
1. Tiêu chuẩn IEC 61439 là gì? Cấu trúc Part 1 và Part 2
IEC 61439 là bộ tiêu chuẩn quốc tế quy định các yêu cầu an toàn và kỹ thuật cho hệ thống tủ đóng cắt và điều khiển hạ thế, thay thế hoàn toàn IEC 60439. Cấu trúc gồm: Part 1 (Quy định chung) áp dụng cho mọi tủ, và Part 2 (Power Switchgear) áp dụng cụ thể cho tủ điện lực công nghiệp (MSB, MCC).
IEC 61439 là “kim chỉ nam” bắt buộc cho ngành điện toàn cầu hiện nay đối với hệ thống tủ đóng cắt và điều khiển hạ thế (Low-voltage switchgear and controlgear assemblies). Để áp dụng đúng, bạn cần phân biệt rõ cấu trúc 2 phần chính:
- •IEC 61439-1 (General rules – Quy định chung): Chứa các định nghĩa, điều kiện làm việc và yêu cầu vật liệu nền tảng áp dụng cho mọi loại tủ.
- •IEC 61439-2 (Power switchgear and controlgear): Quy định cụ thể cho các loại tủ điện lực như tủ tổng MSB, tủ phân phối DB, hay tủ điều khiển động cơ MCC.
Lưu ý quan trọng: Một chiếc tủ điện được đóng mác đạt chuẩn IEC 61439-2 thì mặc định nó phải tuân thủ các quy tắc trong Part 1. Nếu bạn đang làm việc với các hệ thống điện công nghiệp, đây là kiến thức nền tảng không thể bỏ qua.
2. So sánh IEC 61439 và IEC 60439: Sự khác biệt về TTA/PTTA
IEC 61439 đã loại bỏ hoàn toàn khái niệm TTA (Type Tested Assembly) và PTTA. Thay vào đó là quy trình Thẩm tra thiết kế (Design Verification) với sự phân định rõ trách nhiệm giữa Original Manufacturer (Nhà sản xuất gốc) và Assembly Manufacturer (Nhà lắp ráp).
Tại sao tiêu chuẩn cũ bị khai tử? Sự khác biệt lớn nhất nằm ở tư duy quản lý chất lượng. IEC 61439 đã loại bỏ hoàn toàn khái niệm TTA (Type Tested Assembly – Tủ thử nghiệm toàn phần) và PTTA (Partially Type Tested Assembly) vốn gây nhiều tranh cãi và hiểu lầm. Thay vào đó, tiêu chuẩn mới áp dụng quy trình Thẩm tra thiết kế (Design Verification) và phân định rõ trách nhiệm của hai chủ thể:
- Original Manufacturer (Nhà sản xuất gốc): Ví dụ như Schneider Electric, Siemens, ABB. Họ là người thiết kế ra hệ thống ban đầu và thực hiện các thử nghiệm điển hình (Type Test) tốn kém.
- Assembly Manufacturer (Nhà sản xuất lắp ráp): Là các đơn vị lắp ráp tủ bảng điện (Panel Builders) tại Việt Nam. Bạn chịu trách nhiệm lắp ráp thiết bị, đi dây, chọn vỏ tủ điện công nghiệp theo đúng hướng dẫn của hãng và thực hiện kiểm tra xuất xưởng.
Điều này có nghĩa là: Bạn không cần phải mang tủ đi đốt hay test ngắn mạch lại từ đầu nếu bạn tuân thủ tuyệt đối thiết kế mẫu của Nhà sản xuất gốc.
3. Quy trình Thẩm tra thiết kế (Design Verification): 12 Đặc tính kỹ thuật
Theo Annex D của IEC 61439-1, tủ điện phải vượt qua 12 đặc tính kỹ thuật (như độ tăng nhiệt, chịu ngắn mạch, cấp bảo vệ IP…). Quy trình này chấp nhận 3 phương pháp thẩm tra bình đẳng: Testing (Thử nghiệm), Calculation (Tính toán), và Design Rules (Quy tắc thiết kế).
Theo phụ lục Annex D của IEC 61439-1, để một tủ điện (ví dụ tủ MSB 3200A) được công nhận, nó phải vượt qua sự thẩm tra của 12 đặc tính kỹ thuật. Dưới đây là 4 đặc tính quan trọng nhất mà các kỹ sư thiết kế thường gặp sai sót:
3.1. Giới hạn độ tăng nhiệt (Temperature Rise Limits)
Đây là “cửa ải” khó nhất. Khi tủ hoạt động đầy tải, nhiệt độ tại các điểm nối và hệ thống thanh cái Busbar không được vượt quá giới hạn cho phép (ví dụ ΔT ≤ 105K đối với thanh đồng trần). Sự phát nhiệt quá mức sẽ làm lão hóa cách điện nhanh chóng.
- Rủi ro: Việc tính toán sai tiết diện thanh cái hoặc bố trí quạt thông gió không hợp lý sẽ khiến tủ bị om nhiệt.
- Giải pháp: Với các tủ dòng lớn (In > 1600A), phương pháp tính toán thường không chính xác. Bạn nên dựa vào dữ liệu test của hãng.
3.2. Khả năng chịu ngắn mạch (Icw & Ipk)
Khi xảy ra sự cố, dòng ngắn mạch có thể lên tới hàng chục kA, tạo ra lực điện động cực lớn có thể bẻ gãy thanh cái.
- Hệ thống gối đỡ thanh cái (Busbar support) phải được bố trí đúng khoảng cách như thiết kế gốc.
- Các thiết bị đóng cắt như máy cắt không khí ACB hoặc MCCB phải có khả năng cắt dòng ngắn mạch tương ứng (Icu) để bảo vệ hệ thống.
3.3. Khoảng cách cách điện & Chiều dài đường rò (Clearance & Creepage)
- Clearance: Khoảng cách ngắn nhất trong không khí giữa hai vật dẫn. Nó quyết định khả năng chịu điện áp xung.
- Creepage: Khoảng cách ngắn nhất trên bề mặt vật liệu cách điện. Trong môi trường bụi bẩn hoặc độ ẩm cao, nếu khoảng cách này không đủ, sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện bề mặt.
- Lưu ý: Cần đặc biệt chú ý khi đấu nối tủ điện MSB, đảm bảo khoảng cách an toàn tại các đầu cực cáp.
3.4. Cấp bảo vệ (Degree of Protection – IP Code)
Tủ điện phải duy trì cấp bảo vệ IP (theo IEC 60529) để chống bụi và nước.
- Với tủ trong nhà, tối thiểu IP 2X (tôi khuyên dùng IP43).
- Với tủ ngoài trời, bắt buộc tối thiểu IP54 hoặc cao hơn. Bạn nên sử dụng các loại vật liệu dẫn điện và vỏ tủ chống ăn mòn tốt.
4. Các Form tủ điện theo IEC 61439-2: Form 1, 2, 3, 4
Form tủ điện xác định mức độ cách ly an toàn. Form 1: Không cách ly. Form 2: Cách ly thanh cái. Form 3b: Cách ly thanh cái + thiết bị (Phổ biến nhất tại VN). Form 4b: Cách ly toàn diện (An toàn nhất, dùng cho Data Center/Bệnh viện).
Khái niệm Form tủ điện IEC 61439 quy định mức độ vách ngăn cách ly giữa các thành phần bên trong (Thanh cái – Thiết bị – Đầu nối) để đảm bảo an toàn cho người vận hành và bảo trì.
- ■ Form 1: Không có vách ngăn. (Rủi ro cao, ít dùng cho công nghiệp).
- ■ Form 2 (2a/2b): Thanh cái được tách biệt khỏi thiết bị đóng cắt.
- ■ Form 3 (3a/3b): Tách biệt thanh cái và tách biệt các thiết bị với nhau. Đây là Form phổ biến nhất cho tủ phân phối tại Việt Nam.
- ■ Form 4 (4a/4b): Mức độ an toàn cao nhất. Tách biệt hoàn toàn Thanh cái – Thiết bị – Đầu nối cáp ra tải. Thường áp dụng cho các dự án quan trọng như Data Center hay bệnh viện, nơi yêu cầu bảo trì hệ thống điện sống (live maintenance).
5. Hướng dẫn Kiểm tra xuất xưởng (Routine Verification) cho Nhà lắp ráp
💡 Câu trả lời nhanh:
Routine Verification là bắt buộc đối với 100% các tủ điện trước khi giao hàng (khác với Design Verification chỉ làm trên mẫu). Quy trình gồm 4 bước: Kiểm tra ngoại quan, Kiểm tra đấu nối, Thử nghiệm điện môi (Cao áp/Cách điện) và Kiểm tra chức năng.
Khác với Design Verification (chỉ làm một lần cho mẫu điển hình), Routine Verification là quy trình bắt buộc cho mọi chiếc tủ trước khi xuất xưởng. Là một đơn vị thi công hoặc giám sát, bạn cần checklist 4 bước sau:
- Kiểm tra ngoại quan: Độ dày vỏ tủ, lớp sơn, nhãn mác thiết bị, độ chặt của bu lông (dùng cờ lê lực).
- Kiểm tra đấu nối: So sánh thực tế với bản vẽ hoàn công. Đảm bảo các đầu cos được bấm chặt và đúng kỹ thuật.
- Thử nghiệm điện môi (Dielectric Test): Sử dụng thiết bị chuyên dụng để test cao áp (thường 2.5kV trong 1 phút). Bạn cũng cần đo điện trở cách điện để đảm bảo an toàn rò rỉ.
- Kiểm tra chức năng: Vận hành thử mạch điều khiển, kiểm tra hoạt động của các rơ le trung gian, đèn báo và liên động cơ khí.
Lời kết
Việc tuân thủ IEC 61439-1/2 không chỉ giúp bạn đáp ứng yêu cầu của chủ đầu tư mà còn là bảo chứng cho uy tín và chất lượng của nhà thầu. Một hệ thống điện an toàn bắt đầu từ một thiết kế chuẩn mực và quy trình kiểm tra nghiêm ngặt.
Nếu bạn cần hỗ trợ về các dịch vụ thử nghiệm điện hoặc tư vấn giải pháp tủ bảng điện đạt chuẩn, hãy liên hệ với chúng tôi để được giải đáp chi tiết. Sự an toàn của hệ thống điện là sứ mệnh của chúng tôi.
Ông Đỗ Tấn Tuấn là người trực tiếp phụ trách toàn bộ nội dung trên website kth-electric.com. Các bài viết được xây dựng từ nguồn kiến thức chuyên sâu, kết hợp giữa tài liệu tham khảo uy tín (có trích dẫn cụ thể) và kinh nghiệm thực tiễn dày dặn của ông. Vì vậy, bạn đọc có thể hoàn toàn tin tưởng vào tính chính xác và độ tin cậy của thông tin, đảm bảo mỗi nội dung chia sẻ đều mang lại giá trị tham khảo hữu ích và đáng tin cậy.