Nên chọn tủ điện một cánh hay hai cánh?
Tủ điện một cánh và hai cánh khác nhau như thế nào? Hướng dẫn lựa chọn dựa trên tài liệu của Rittal, nVent HOFFMAN và tiêu chuẩn IEC, xét đến kích thước, không gian mở cửa, bảo trì, cấp bảo vệ IP và chi phí.
Nên chọn tủ điện một cánh hay hai cánh?
Khi lựa chọn vỏ tủ điện, ngoài kích thước, vật liệu và cấp bảo vệ, kết cấu cửa tủ cũng là yếu tố cần xem xét.
Hai loại phổ biến là tủ điện một cánh (Single-Door Electrical Enclosure) và tủ điện hai cánh (Double-Door Electrical Enclosure). Cả hai đều có thể dùng để lắp đặt và bảo vệ các thiết bị điện như máy cắt, công tắc tơ, rơ-le và PLC. Tuy nhiên, chúng khác nhau về không gian mở cửa, khả năng lắp đặt thiết bị và mức độ thuận tiện khi bảo trì.
Việc lựa chọn tủ một cánh hay hai cánh không chỉ phụ thuộc vào chiều rộng tủ. Cần xem xét không gian mở cửa tại vị trí lắp đặt, khả năng đưa tấm lắp thiết bị ra vào nguyên khối và phương án bảo trì trong tương lai.
Bài viết này tham khảo tài liệu sản phẩm của Rittal, nVent HOFFMAN và các tiêu chuẩn IEC liên quan để phân tích sự khác biệt và đưa ra những gợi ý lựa chọn thực tế.
1. Tủ điện một cánh và hai cánh khác nhau như thế nào?
Tủ điện một cánh thường có một cánh cửa được liên kết với thân tủ bằng bản lề ở một bên. Khi mở cửa, người thao tác có thể tiếp cận tấm lắp thiết bị và các linh kiện điện từ phía trước.
Tủ điện hai cánh thường có hai cánh cửa bố trí ở mặt trước, mở về hai phía trái và phải. Trong bài viết này, tủ hai cánh là loại có hai cánh cửa ở mặt trước, không phải loại tủ có một cửa phía trước và một cửa phía sau.
Những khác biệt chính được tóm tắt dưới đây:
| Tiêu chí | Tủ điện một cánh | Tủ điện hai cánh |
|---|---|---|
| Kết cấu cửa | Một cánh cửa | Hai cánh cửa ở mặt trước |
| Ứng dụng phổ biến | Tủ có chiều rộng nhỏ, tủ điều khiển cỡ nhỏ | Tủ rộng, tủ điều khiển cỡ lớn |
| Không gian mở cửa | Cửa rộng có thể cần không gian quét lớn khi mở | Mỗi cánh thường hẹp hơn, có thể phù hợp hơn với một số không gian hạn chế |
| Bảo trì | Mở một cánh để tiếp cận bên trong | Có thể tiếp cận khu vực bên trái hoặc bên phải tùy theo kết cấu |
| Lắp đặt bên trong | Thường không có trụ giữa hai cánh cửa ở phía trước | Cần kiểm tra có trụ giữa hay không |
| Làm kín và khóa cửa | Kiểm tra gioăng quanh cửa và các điểm khóa | Cần kiểm tra thêm vị trí tiếp giáp và cơ cấu khóa giữa hai cánh |
| Chi phí | Phụ thuộc vào kích thước và kết cấu | Phụ thuộc vào số cánh, bản lề, khóa và hệ thống làm kín |
Lưu ý rằng đây là các so sánh mang tính tổng quát; thiết kế thực tế có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất.
Ví dụ, dòng VX SE của Rittal có cả phiên bản một cánh và hai cánh. nVent HOFFMAN cũng cung cấp tủ hai cánh không có trụ giữa và loại có trụ giữa tháo rời được.
Tài liệu tham khảo:
2. Tủ rộng bao nhiêu thì nên chọn hai cánh?
Chiều rộng tủ là một yếu tố quan trọng khi lựa chọn kết cấu cửa, nhưng không có một ngưỡng chiều rộng chung áp dụng cho tất cả thương hiệu và dòng sản phẩm.
Lấy dòng Rittal VX SE làm ví dụ:
| Mã sản phẩm | Kích thước ngoài (Rộng × Cao × Sâu) | Số cánh cửa | Cấp bảo vệ công bố |
|---|---|---|---|
| SE 5834600 | 800 × 2000 × 600 mm | Một cánh | IP55 |
| SE 5845600 | 1200 × 2000 × 600 mm | Hai cánh | IP55 |
Các thông số trên lấy từ trang sản phẩm chính thức của Rittal và chỉ minh họa những cấu hình sản phẩm cụ thể. Điều đó không có nghĩa tủ rộng 800 mm bắt buộc phải dùng một cánh hoặc tủ rộng 1200 mm bắt buộc phải dùng hai cánh.
Tài liệu tham khảo:
Gợi ý lựa chọn thực tế:
- Với tủ điều khiển treo tường có chiều rộng nhỏ, có thể ưu tiên xem xét thiết kế một cánh.
- Với tủ đứng có chiều rộng lớn, nên đánh giá thêm phương án hai cánh.
- Nếu cần thường xuyên tháo lắp thiết bị lớn hoặc tấm lắp thiết bị, hãy kiểm tra khoảng mở hữu dụng khi cửa được mở.
- Nếu tủ đặt gần tường, thiết bị khác hoặc lối đi, không nên quyết định số cánh chỉ dựa trên chiều rộng tủ.
Quyết định cuối cùng cần dựa trên thông số nhà sản xuất, bản vẽ lắp đặt và điều kiện không gian thực tế.
3. Không gian lắp đặt hạn chế: nên chọn một cánh hay hai cánh?
Sau khi lắp đặt, cửa tủ phải mở được bình thường và vẫn đảm bảo không gian làm việc cần thiết cho người vận hành và bảo trì.
3.1. Không gian mở cửa của tủ một cánh
Giả sử một tủ điện rộng 1200 mm ở mặt trước. Nếu tủ sử dụng một cánh cửa chiếm phần lớn chiều rộng mặt trước, cánh cửa có thể cần nhiều không gian phía trước và bên cạnh khi mở ra.
Không gian thực tế cần thiết phụ thuộc vào:
- Chiều rộng thực tế của cánh cửa
- Vị trí bản lề
- Góc mở cửa tối đa
- Vị trí tường, thiết bị và lối đi xung quanh
Vì vậy, không thể xác định chính xác không gian mở cửa chỉ từ kích thước tổng thể của tủ.
3.2. Không gian mở cửa của tủ hai cánh
Nếu cùng một chiều rộng tủ được chia thành hai cánh cửa trái và phải, mỗi cánh thường hẹp hơn so với một cửa phủ toàn bộ mặt trước.
Nhờ đó, phạm vi quét của từng cánh khi mở có thể nhỏ hơn.
Thiết kế hai cánh cũng có thể cho phép người vận hành mở cửa trái, cửa phải hoặc cả hai cửa khi cần. Tuy nhiên, việc có thể mở độc lập từng cánh hay không phụ thuộc vào thiết kế cửa chính–cửa phụ và cơ cấu khóa cụ thể.
Gợi ý lựa chọn: Với tủ có chiều rộng lớn đặt trong hành lang hẹp, khu vực nhiều thiết bị hoặc sát tường, nên xem xét phương án hai cánh. Trước khi quyết định, cần lập sơ đồ phạm vi mở cửa dựa trên kích thước thực tế của từng cánh.
Đồng thời, hãy xác nhận rằng khi cửa mở hoàn toàn, nó không cản trở thao tác thiết bị, việc đi lại hoặc khoảng không gian làm việc an toàn cần thiết.
4. Loại nào thuận tiện hơn cho việc bảo trì?
Kết cấu cửa không chỉ ảnh hưởng đến việc kiểm tra hằng ngày mà còn có thể tác động đến quá trình lắp đặt, thay thế và tháo dỡ thiết bị.
4.1. Tủ điện một cánh
Ưu điểm chính của tủ một cánh là thao tác mở cửa tương đối đơn giản. Sau khi mở, người bảo trì có thể quan sát và tiếp cận các thiết bị bên trong.
Đối với tủ điều khiển nhỏ, có ít linh kiện và bố trí tập trung, kết cấu một cánh thường đáp ứng tốt nhu cầu bảo trì.
Tuy nhiên, nếu cánh cửa rộng hoặc phải lắp nhiều thiết bị lên cửa, cần xác nhận khả năng chịu tải của bản lề, kết cấu gia cường cánh cửa và các phụ kiện liên quan.
4.2. Tủ điện hai cánh
Tùy vào cách bố trí thiết bị bên trong, tủ hai cánh có thể chia khu vực bảo trì thành bên trái và bên phải.
Một vấn đề dễ bị bỏ qua là: Trụ giữa (Center Post) có cản trở việc lắp đặt hoặc tháo thiết bị bên trong hay không?
Tủ hai cánh có thể sử dụng một trong các kết cấu sau:
- Trụ giữa cố định
- Trụ giữa có thể tháo rời
- Không có trụ giữa
Ví dụ, tủ hai cánh A604812LPG của nVent HOFFMAN sử dụng thiết kế không có trụ giữa. Theo tài liệu sản phẩm của hãng, thiết kế này tạo thuận lợi cho việc đưa tấm lắp thiết bị vào hoặc lấy ra.
Một số sản phẩm khác sử dụng trụ giữa tháo rời được, cho phép tháo trụ theo hướng dẫn của nhà sản xuất khi cần lắp các tấm có kích thước lớn.
Tài liệu tham khảo:
Gợi ý thực tế: Nếu dự kiến lắp một tấm gá thiết bị nguyên khối có kích thước lớn, cần xác nhận kích thước thông thủy của cửa tủ trước khi đặt hàng, thay vì chỉ kiểm tra chiều rộng bên ngoài.
5. Tủ hai cánh có cấp bảo vệ IP thấp hơn tủ một cánh không?
Không nhất thiết.
Cấp bảo vệ của vỏ tủ điện thường được phân loại theo mã IP quy định tại IEC 60529, mô tả mức độ bảo vệ của vỏ chống lại sự xâm nhập của vật rắn và nước.
Số lượng cánh cửa không trực tiếp quyết định cấp bảo vệ IP.
Ví dụ:
- Tủ một cánh Rittal VX SE SE 5834600: IP55
- Tủ hai cánh Rittal VX SE SE 5845600: IP55
- Tủ hai cánh nVent HOFFMAN A604818SSFSDN4: IP66
Các thông số sản phẩm do nhà sản xuất công bố cho thấy tủ hai cánh vẫn có thể đạt cấp bảo vệ cao nếu được thiết kế và kiểm chứng phù hợp.
Tuy nhiên, đối với tủ hai cánh, cần đặc biệt chú ý đến vị trí làm kín giữa hai cửa và khả năng ép kín gioăng của hệ thống khóa.
Khi chọn tủ hai cánh sử dụng ngoài trời hoặc trong môi trường nhiều bụi, nên kiểm tra:
- Kết cấu làm kín giữa hai cánh cửa là gì?
- Tủ có sử dụng cơ cấu khóa đa điểm phù hợp không?
- Gioăng cửa có thuận tiện cho việc kiểm tra và thay thế không?
- Sản phẩm có tài liệu thử nghiệm hoặc chứng nhận phù hợp với cấp IP yêu cầu không?
- Các vị trí đi cáp và lỗ khoét bổ sung có duy trì được cấp bảo vệ yêu cầu không?
Cần lưu ý rằng sau khi lắp nút nhấn, đèn báo, quạt hoặc đầu nối cáp, khả năng bảo vệ của tủ hoàn chỉnh còn phụ thuộc vào các bộ phận này và phương pháp lắp đặt.
IEC 62208:2023 quy định các yêu cầu chung đối với vỏ tủ rỗng dùng cho tổ hợp thiết bị đóng cắt và điều khiển hạ áp. Đối với tủ điện hạ áp đã lắp ráp hoàn chỉnh, cần xem xét thêm các yêu cầu áp dụng của bộ tiêu chuẩn IEC 61439.
Tài liệu tham khảo:
- IEC 60529 – Cấp bảo vệ do vỏ thiết bị cung cấp
- IEC 62208:2023 – Vỏ tủ rỗng dùng cho tổ hợp thiết bị đóng cắt và điều khiển hạ áp
- IEC 61439-1:2020 – Quy tắc chung cho tổ hợp thiết bị đóng cắt và điều khiển hạ áp
6. Nên chọn loại nào trong từng trường hợp sử dụng?
Trường hợp 1: Tủ điều khiển tự động hóa công nghiệp cỡ nhỏ
Nếu tủ dùng để lắp một số lượng nhỏ PLC, rơ-le, cầu đấu và linh kiện điều khiển phụ trợ, đồng thời cách bố trí tương đối tập trung, có thể ưu tiên xem xét tủ một cánh.
Kết cấu này thường đáp ứng nhu cầu lắp đặt và bảo trì từ phía trước. Khi mua, cần kiểm tra thêm hướng mở cửa và kích thước tấm lắp thiết bị bên trong.
Trường hợp 2: Tủ điều khiển cho máy móc, thiết bị cỡ lớn
Tủ điều khiển cỡ lớn có thể cần lắp nhiều nhóm linh kiện điện và yêu cầu không gian thao tác rộng để đi dây hoặc thay thế thiết bị.
Nếu tủ có chiều rộng lớn, thiết kế hai cánh là một phương án cần cân nhắc.
Đặc biệt, khi cần bảo trì riêng từng khu vực trái và phải, có thể đánh giá phương án hai cánh dựa trên sơ đồ bố trí linh kiện.
Tuy nhiên, nếu các thiết bị bên trong trải dài qua cả hai khu vực, cần đảm bảo kết cấu giữa hai cửa không cản trở công việc bảo trì.
Trường hợp 3: Phòng thiết bị có không gian hạn chế
Khi tủ được lắp trong phòng có nhiều thiết bị, không gian mở cửa có thể trở thành yếu tố hạn chế.
Với tủ rộng, hai cánh cửa hẹp đôi khi dễ bố trí hơn một cánh cửa lớn.
Ngay từ giai đoạn thiết kế, nên kiểm tra vị trí các cánh cửa khi mở hoàn toàn và lựa chọn kết cấu phù hợp với lối đi cũng như yêu cầu về không gian làm việc tại hiện trường.
Trường hợp 4: Tủ phân phối điện hoặc tủ điều khiển ngoài trời
Đối với tủ điện ngoài trời, số lượng cánh cửa không phải tiêu chí lựa chọn quan trọng nhất.
Cần xem xét tổng hợp:
- Mức độ tiếp xúc với mưa và bụi
- Cấp bảo vệ của vỏ tủ
- Vật liệu và khả năng chống ăn mòn
- Kết cấu gioăng làm kín và cơ cấu khóa cửa
- Sự thay đổi nhiệt độ và nhu cầu tản nhiệt
Đối với tủ hai cánh lắp ngoài trời, cần đặc biệt xác nhận thiết kế làm kín tại vị trí tiếp giáp hai cửa và cấp bảo vệ của toàn bộ tủ.
7. Cần xác nhận những thông số nào trước khi mua tủ một cánh hoặc hai cánh?
Bộ phận mua hàng có thể dùng bảng kiểm tra sau khi trao đổi yêu cầu kỹ thuật với nhà cung cấp:
| Hạng mục kiểm tra | Câu hỏi cần xác nhận |
|---|---|
| Kích thước bên ngoài | Chiều rộng, chiều cao và chiều sâu của tủ là bao nhiêu? |
| Số lượng cánh cửa | Mặt trước có một hay hai cánh cửa? |
| Hướng mở cửa | Mở trái, mở phải hay mở hai phía? |
| Góc mở cửa | Góc mở tối đa là bao nhiêu? |
| Kết cấu trụ giữa | Trụ cố định, tháo rời được hay không có trụ giữa? |
| Không gian lắp đặt | Kích thước tấm lắp thiết bị và kích thước thông thủy cửa là bao nhiêu? |
| Cấp bảo vệ | Tủ có đáp ứng cấp IP yêu cầu và có tài liệu chứng minh không? |
| Khả năng chịu tải của cửa | Khối lượng cho phép của thiết bị gắn trên cánh cửa là bao nhiêu? |
| Vật liệu và xử lý bề mặt | Thép carbon, thép không gỉ và lớp phủ có phù hợp yêu cầu không? |
| Khóa và gioăng làm kín | Tủ sử dụng cơ cấu khóa và giải pháp làm kín nào? |
Nếu cần lắp nút nhấn, đèn báo, màn hình hoặc linh kiện khác lên cánh cửa, cần làm rõ kích thước lỗ khoét, khối lượng linh kiện, liên kết điện giữa cánh cửa và thân tủ cũng như khoảng dịch chuyển cần thiết của dây dẫn khi đóng mở cửa.
Với tủ thiết kế theo yêu cầu, nên xác nhận bản vẽ kết cấu cửa và bản vẽ lắp đặt trước khi sản xuất để hạn chế sửa đổi về sau.
8. Câu hỏi thường gặp
8.1. Tủ một cánh có luôn rẻ hơn tủ hai cánh không?
Không nhất thiết.
Khi kích thước, vật liệu và các điều kiện khác tương đương, tủ hai cánh có thể cần nhiều bản lề, khóa và bộ phận làm kín hơn.
Tuy nhiên, giá cuối cùng còn phụ thuộc vào độ dày tấm kim loại, kết cấu, quy trình gia công, số lượng đặt hàng và các tùy chọn khác. Không nên đánh giá chi phí chỉ dựa vào số lượng cánh cửa.
8.2. Tủ hai cánh có phù hợp hơn với thiết bị lớn không?
Đây thường là phương án đáng cân nhắc, nhưng không phải mọi tủ lớn đều bắt buộc dùng hai cánh.
Nếu công việc bảo trì yêu cầu khoảng mở rộng ở mặt trước, cần kiểm tra đồng thời cách mở cửa và sự hiện diện của trụ giữa.
8.3. Tủ hai cánh có thể chỉ mở một cánh không?
Một số sản phẩm cho phép điều này, nhưng phải xác nhận kết cấu cụ thể.
Một số tủ hai cánh có thiết kế cửa chính và cửa phụ. Thứ tự mở cửa có thể bị giới hạn bởi khóa và kết cấu chồng mí giữa hai cửa.
Khi mua, hãy hỏi nhà sản xuất liệu từng cánh có thể mở độc lập hay không.
8.4. Tủ hai cánh có làm giảm khả năng chống nước không?
Không nhất thiết.
Khả năng bảo vệ thực tế phụ thuộc vào thiết kế gioăng, cơ cấu khóa, chất lượng lắp đặt và kết quả kiểm chứng sản phẩm.
Khi lựa chọn, hãy kiểm tra cấp IP được công bố cho mẫu sản phẩm cụ thể thay vì suy luận chỉ từ số lượng cửa.
9. Kết luận: Nên chọn tủ điện một cánh hay hai cánh?
Tủ điện một cánh và hai cánh đều có những ứng dụng phù hợp riêng. Không có một kết cấu nào tối ưu cho mọi trường hợp.
Nếu tủ có chiều rộng nhỏ, linh kiện bên trong được bố trí tập trung và có đủ không gian mở cửa, thiết kế một cánh thường là lựa chọn nên xem xét trước.
Nếu tủ rộng, không gian mở cửa tại hiện trường bị hạn chế hoặc cần bảo trì riêng khu vực bên trái và bên phải, có thể đánh giá thiết kế hai cánh.
Dù chọn loại nào, cần kiểm tra kỹ kích thước tủ, khoảng mở hữu dụng, phạm vi mở cửa, giải pháp làm kín và cấp bảo vệ IP.
Nguyên tắc quan trọng nhất là lựa chọn kết cấu cửa dựa trên cách bố trí thiết bị và điều kiện lắp đặt thực tế, thay vì chỉ dựa vào kích thước hoặc hình thức bên ngoài của tủ.
Đối với tủ điện gia công theo yêu cầu, nên cung cấp cho nhà sản xuất kích thước bên ngoài, môi trường lắp đặt, danh sách linh kiện hoặc bản vẽ bố trí để xác định kết cấu cửa phù hợp.
Tài liệu tham khảo
Các nguồn dưới đây đến từ nhà sản xuất vỏ tủ điện và Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC), có thể dùng để kiểm tra thêm thông số sản phẩm và các yêu cầu kỹ thuật.
-
Rittal — VX SE SE 5834600 Single-Door Enclosure
https://www.rittal.com/com-en/products/PG20231215SCH101/PG20240111SCH301/PRO116866?variantId=5834600 -
Rittal — VX SE SE 5845600 Double-Door Enclosure
https://www.rittal.com/us-en_US/products/PG20231215SCH101/PG20240111SCH301/PRO116866?variantId=5845600 -
nVent HOFFMAN — Two-Door Floorstand Enclosure Without Centerpost
https://www.nvent.com/en-us/hoffman/products/encA604812LPG -
nVent HOFFMAN — Two-Door Freestanding Enclosure With Removable Centerpost
https://www.nvent.com/en-us/hoffman/products/enca604818ssfsdn4 -
IEC 60529 — Degrees of Protection Provided by Enclosures
https://webstore.iec.ch/en/publication/2452 -
IEC 62208:2023 — Empty Enclosures for Low-Voltage Switchgear and Controlgear Assemblies
https://webstore.iec.ch/en/publication/67906 -
IEC 61439-1:2020 — Low-Voltage Switchgear and Controlgear Assemblies: General Rules
https://webstore.iec.ch/en/publication/32338