Chống sét cho dây chuyền sản xuất tự động, tủ PLC

Dây chuyền càng tự động, càng nhiều PLC, biến tần, cảm biến — và càng dễ tổn thương trước xung sét. Một cú sét lan truyền có thể làm chết bo điều khiển, khiến cả dây chuyền dừng, kéo theo thiệt hại sản lượng và tiến độ.

Vì sao hệ điều khiển tự động rất "sợ" sét lan truyền

Thiết bị điều khiển như PLC, biến tần, HMI, cảm biến hoạt động ở điện áp thấp và xử lý tín hiệu tinh vi, nên chỉ một xung quá điện áp ngắn do sét lan truyền cũng đủ đánh thủng linh kiện hoặc gây lỗi. Điều nguy hiểm là xung này có thể vào theo nhiều đường cùng lúc: đường cấp nguồn, đường tín hiệu cảm biến, đường mạng truyền thông giữa các tủ. Với dây chuyền chạy liên tục, một điểm hỏng có thể làm dừng cả chuỗi, và việc dò tìm, thay thế linh kiện điều khiển thường mất thời gian hơn nhiều so với hỏng thiết bị điện thông thường.

Bảo vệ nhiều tầng cho hệ điều khiển

• SPD tại tủ tổng: chặn xung lớn ngay ở đầu nguồn cấp cho khu sản xuất.
• SPD tại các tủ phân phối và tủ điều khiển: lớp bảo vệ gần thiết bị hơn, giảm xung dư còn lọt qua.
• Chống sét đường tín hiệu: cho cảm biến, đường truyền thông, mạng công nghiệp giữa các trạm.
• Tiếp địa và đẳng thế: nền tảng để SPD thoát xung và để các tủ cùng điện thế.

Vì sao cần phối hợp nhiều cấp SPD

Một thiết bị cắt lọc sét ở tủ tổng chặn được phần lớn năng lượng xung, nhưng phần dư vẫn có thể đủ làm hỏng thiết bị điện tử nhạy phía sau. Vì vậy hệ tự động thường cần phối hợp nhiều cấp SPD: cấp đầu chịu dòng lớn, cấp sau ghim điện áp xuống mức thiết bị chịu được. Cách chọn và bố trí các cấp này phải phù hợp với sơ đồ điện, khoảng cách giữa các tủ và mức độ nhạy của thiết bị. Đây là lý do nên để kỹ thuật khảo sát hệ thực tế thay vì lắp một SPD rồi coi là xong.

Đừng bỏ quên đường tín hiệu và mạng công nghiệp

Trong dây chuyền tự động, các tủ và trạm điều khiển nối với nhau bằng cáp tín hiệu và mạng công nghiệp chạy dài trong nhà xưởng — chính những đường này dễ dẫn xung sét lan truyền từ khu vực bị đánh sang khu vực khác. Bảo vệ đường tín hiệu bằng thiết bị chuyên dụng và đi dây hợp lý (tránh chạy song song sát cáp động lực, có màn chắn nối đất đúng) giúp giảm rủi ro lan xung. Việc nối đẳng thế giữa các tủ cũng giúp giảm chênh áp gây hỏng cổng truyền thông.

Tiếp địa tốt là điều kiện tiên quyết

Mọi lớp SPD chỉ phát huy tác dụng khi có hệ tiếp địa đạt yêu cầu để thoát xung xuống đất. Với nhà máy, hệ tiếp địa cần được thiết kế, đo kiểm và bảo trì định kỳ vì đất và mối nối xuống cấp theo thời gian. Kết hợp chống sét trực tiếp cho mái nhà xưởng và chống sét lan truyền cho hệ điều khiển mới tạo được lớp bảo vệ trọn vẹn cho dây chuyền.

ANH TÚ tư vấn bảo vệ hệ tự động hoá

Bên em khảo sát sơ đồ điện và bố trí tủ điều khiển của dây chuyền, đề xuất phương án SPD nhiều cấp cho nguồn và tín hiệu, kết hợp tiếp địa và đẳng thế, đo điện trở đất có biên bản. Làm bài bản để dây chuyền chạy ổn định qua mùa dông. Phục vụ Phú Thọ, Hà Nội và các tỉnh miền Bắc.

Bài viết mang tính tham khảo, giúp anh chị hiểu chung về chống sét. Thông số và giải pháp cụ thể cần được xác định qua khảo sát thực tế tại công trình.