Cách xác định kích thước tủ điện
Tìm hiểu cách xác định kích thước tủ điện điều khiển dựa trên bố trí thiết bị, kích thước hữu dụng của tấm lắp, không gian đi dây và yêu cầu tản nhiệt, kèm ví dụ tính toán thực tế.
Cách xác định kích thước tủ điện
Khi lựa chọn vỏ tủ điện, chỉ kiểm tra xem aptomat, PLC, công tắc tơ và các thiết bị khác có đặt vừa bên trong hay không là chưa đủ. Máng đi dây, cầu đấu, vị trí cáp đi vào và đi ra, khả năng tản nhiệt và không gian bảo trì đều ảnh hưởng đến kích thước tủ cần sử dụng.
Phương pháp đáng tin cậy là xác định bố trí thiết bị bên trong trước, kiểm tra không gian lắp đặt hữu dụng, sau đó mới chọn kích thước bên ngoài của tủ điện.
Bước 1: Lập danh sách thiết bị
Dựa trên bảng kê vật tư (BOM) và bản vẽ kích thước của nhà sản xuất, hãy ghi lại chiều rộng, chiều cao, chiều sâu, phương pháp lắp đặt và hướng đấu dây của từng thiết bị. Đồng thời cần xác định:
- Thiết bị nào được lắp trên thanh DIN hoặc tấm lắp thiết bị, thiết bị nào được gắn trên cánh cửa tủ.
- Cáp đi vào từ phía trên hay phía dưới; cầu đấu và máng đi dây được bố trí ở đâu.
- Tài liệu kỹ thuật của thiết bị có quy định khoảng cách tối thiểu để tản nhiệt, đấu dây hoặc bảo trì hay không.
Ví dụ, Schneider Electric cho biết kích thước vỏ tủ đối với một số hệ thống PLC cần được xác định dựa trên số lượng bộ điều khiển, mô-đun mở rộng và các thiết bị khác, đồng thời tính đến khoảng cách lắp đặt cần thiết. Không nên áp dụng yêu cầu khoảng cách của một model cho tất cả thiết bị.
Bước 2: Tính riêng chiều rộng, chiều cao và chiều sâu
| Kích thước | Các yếu tố cần xem xét | Cách xác định |
|---|---|---|
| Chiều rộng (W) | Thiết bị trên từng hàng, máng đi dây hai bên, khoảng cách lắp đặt | Lấy tổng chiều rộng lớn nhất trong các hàng thiết bị |
| Chiều cao (H) | Nhiều hàng thiết bị, máng đi dây ngang, khu vực cầu đấu và không gian cáp vào/ra | Cộng chiều cao của các khu vực bố trí theo phương đứng |
| Chiều sâu (D) | Thiết bị sâu nhất, vị trí tấm lắp, đầu nối, bán kính uốn cáp, phụ kiện lắp trên cửa | Kiểm tra chiều sâu lắp đặt hữu dụng thực tế, không chỉ nhìn vào chiều sâu bên ngoài |
Kích thước bên ngoài của tủ không đồng nghĩa với kích thước tấm lắp thiết bị. Ví dụ, vỏ tủ Rittal AX 1468000 có kích thước ngoài 600 × 800 × 300 mm (rộng × cao × sâu), nhưng tấm lắp chỉ có kích thước 505 × 725 mm. Vì vậy, khi thiết kế bố trí thiết bị, phải đối chiếu với kích thước thực tế của tấm lắp thay vì sử dụng trực tiếp chiều rộng và chiều cao bên ngoài của tủ.
Bước 3: Kiểm tra kích thước bằng ví dụ bố trí thiết bị
Giả sử một tủ điều khiển sử dụng hai hàng thanh DIN với phương án bố trí sơ bộ như sau (chỉ dùng để minh họa cách tính, không phải yêu cầu thiết kế áp dụng chung):
| Hạng mục bố trí | Không gian dự kiến |
|---|---|
| Tổng chiều rộng thiết bị ở hàng 1 | 330 mm |
| Tổng chiều rộng thiết bị ở hàng 2 | 290 mm |
| Máng đi dây bên trái và bên phải | Mỗi bên 50 mm |
| Chiều cao khu vực thiết bị của mỗi hàng | 130 mm |
| Khu vực máng đi dây giữa hai hàng | 60 mm |
| Khoảng trống phía trên và phía dưới | Mỗi phía 40 mm |
Từ đó, không gian bố trí sơ bộ cần có trên tấm lắp là:
- Chiều rộng: 50 + max(330, 290) + 50 = 430 mm.
- Chiều cao: 40 + 130 + 60 + 130 + 40 = 400 mm.
Đối chiếu với ví dụ Rittal ở trên, tấm lắp kích thước 505 × 725 mm có thể đáp ứng bố trí minh họa này xét riêng về kích thước trên mặt phẳng. Tuy nhiên, như vậy chưa đủ để kết luận toàn bộ tủ phù hợp. Vẫn cần kiểm tra vị trí thanh DIN, cầu đấu, lỗ lắp đặt, thiết bị gắn trên cửa và chiều sâu hữu dụng.
Nếu thiết bị sâu nhất là 170 mm, cần tính riêng không gian cho kết cấu lắp đặt phía sau, đầu nối phía trước và khoảng uốn cáp. Không thể mặc định rằng tủ có chiều sâu danh nghĩa 300 mm sẽ có đủ 300 mm chiều sâu lắp đặt hữu dụng.
Bước 4: Kiểm tra tản nhiệt và điều kiện lắp đặt thực tế
Các thiết bị tỏa nhiều nhiệt như biến tần (VFD) và bộ nguồn có thể ảnh hưởng đến cách bố trí bên trong tủ. Ví dụ, Schneider Electric quy định khoảng hở tối thiểu 100 mm đối với một số cấu hình và phương án lắp đặt của biến tần ATV630. Đây là yêu cầu dành cho các model và điều kiện lắp đặt cụ thể, không phải khoảng cách tiêu chuẩn cho mọi thiết bị hoặc tủ điện.
Đối với các tủ điện hạ áp có tải phát nhiệt đáng kể, cần đánh giá tổn hao công suất, nhiệt độ môi trường và giải pháp thông gió hoặc làm mát. Việc kiểm tra độ tăng nhiệt phải tuân theo các tiêu chuẩn áp dụng. IEC TR 60890:2022 đưa ra phương pháp tính độ tăng nhiệt của không khí bên trong một số loại tủ điện hạ áp.
Trước khi chốt kích thước, cũng cần kiểm tra không gian tại công trình có đủ để mở cửa tủ, đấu dây và bảo trì hay không. Ngoài ra, phải xem xét chân đế tủ, vị trí cáp đi vào, lối vận chuyển và các giới hạn khi di chuyển hoặc lắp đặt tủ.
Cần cung cấp thông tin gì trước khi yêu cầu báo giá?
Khi liên hệ nhà cung cấp vỏ tủ điện, nên gửi BOM, bản vẽ kích thước các thiết bị chính, sơ đồ bố trí sơ bộ, phương pháp lắp đặt, hướng cáp đi vào, cấp bảo vệ IP yêu cầu và điều kiện môi trường lắp đặt.
Những thông tin này giúp nhà cung cấp kiểm tra liệu kích thước tủ tiêu chuẩn có phù hợp hay cần gia công tùy chỉnh lỗ khoét, tấm lắp thiết bị hoặc kết cấu vỏ tủ.
Kết luận: Chọn kích thước tủ điện không chỉ đơn giản là chừa thêm một ít khoảng trống xung quanh thiết bị. Cần xác định diện tích tấm lắp dựa trên bố trí thực tế, kiểm tra chiều sâu hữu dụng theo yêu cầu của thiết bị và hệ thống dây dẫn, sau đó lựa chọn kích thước ngoài phù hợp với yêu cầu tản nhiệt, bảo trì và điều kiện lắp đặt tại công trình.
Tài liệu tham khảo
- Rittal AX 1468000: Kích thước ngoài và kích thước tấm lắp
- Schneider Electric: Enclosing the TM5 System
- Schneider Electric: Khoảng cách lắp đặt dòng ATV630 (model ví dụ)
- IEC 62208:2023: Yêu cầu chung đối với vỏ tủ rỗng dùng cho thiết bị đóng cắt và điều khiển hạ áp
- IEC 61439-1:2020: Tủ điện đóng cắt và điều khiển hạ áp — Quy tắc chung
- IEC TR 60890:2022: Phương pháp kiểm tra độ tăng nhiệt của tủ điện hạ áp bằng tính toán