Thiết kế điện nhà xưởng không đơn thuần là một hạng mục kỹ thuật, mà là nền tảng cho sự vận hành an toàn, tối ưu và bền vững. Cùng KTG Industrial khám phá những tiêu chuẩn thiết kế điện nhà xưởng chính xác nhất hiện nay để tối ưu hiệu suất và tránh rủi ro ngay từ đầu.
Tiêu chuẩn thiết kế điện nhà xưởng
Tiêu chuẩn thiết kế nhà xưởng là thứ quyết định nhà xưởng của bạn có vận hành ổn định trong 5, 10 hay 20 năm tới hay không. Nắm vững những tiêu chuẩn quan trọng dưới đây nếu bạn không muốn đối mặt với rủi ro vận hành sau này:
- QCVN 12:2014 – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về hệ thống điện của nhà ở và nhà công cộng (National Technical Regulation on Electrical Installations of Dwelling and Public Buildings)
- QCVN QTĐ-08:2010/BCT – Quy chuẩn kỹ thuật về điện hạ áp
- TCVN 8241-4-2: 2009 – Tiêu chuẩn này rất quan trọng đối với các thiết bị điện, điện tử trong môi trường có nguy cơ cao về phóng tĩnh điện.
- TCVN 5699-1: 2010 – Tiêu chuẩn này quy định mức bảo vệ an toàn cho thiết bị trước các nguy cơ về điện, cơ, nhiệt, cháy và bức xạ khi sử dụng bình thường theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Nó cũng xét đến các tình huống bất thường có thể xảy ra và ảnh hưởng của điện từ trường đến an toàn thiết bị.
- TCVN 7922: 2008 – Đảm bảo hệ thống chiếu sáng đạt chuẩn, giúp tăng hiệu suất làm việc.
- TCVN 3715: 82 – Tiêu chuẩn thiết kế đường dây và trạm biến áp trong công trình công nghiệp.
- TCXDVN 319: 2004 – Hướng dẫn lắp đặt hệ thống nối đất, đảm bảo an toàn vận hành.
- 11 TCN 18: 2006 – Quy định về lưới điện và thiết bị điện trong nhà máy.
- TCVN 9206:2012 – Đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng – tiêu chuẩn thiết kế (Installation of electric equipments in dwellings and public building – design standard)
Những tiêu chuẩn về an toàn kỹ thuật điện
Hệ thống điện trong nhà xưởng phải tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật điện, được quy định trong Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN QTĐ 8:2010/BCT, ban hành kèm theo Thông tư 04/2011/TT-BCT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về kỹ thuật điện của Bộ Công Thương.
Các yêu cầu trong quy chuẩn này nhằm mục tiêu đảm bảo an toàn cho lao động, tài sản, hạn chế tối đa các mối nguy hiểm trong quá trình sử dụng điện trong nhà xưởng.
Hệ thống điện nhà xưởng phải tuân thủ nghiêm ngặt theo QCVN
Dưới đây là những tiêu chuẩn quan trọng giúp chủ đầu tư đánh giá và triển khai hệ thống điện nhà xưởng một cách chính xác ngay từ đầu.
| Tiêu chuẩn | Nội dung |
| Bảo vệ chống các tác động về nhiệt | Hệ thống điện phải đảm bảo loại trừ những nguy cơ gây bốc cháy các loại vật liệu có thể cháy do nhiệt tăng cao hoặc do tia lửa. Đảm bảo trang thiết bị điện không được gây ra cháy bỏng cho cơ thể người. |
| Bảo vệ chống các dòng điện sự cố | Các dây dẫn, ngoài các dây mang điện và các bộ phận khác dùng để dẫn dòng điện sự cố phải có đủ khả năng dẫn dòng điện đó mà không đạt đến những nhiệt độ quá cao. |
| Bảo vệ chống quá dòng điện | Người và tài sản phải được bảo vệ chống các nguy hiểm hoặc hư hỏng do nhiệt độ tăng quá cao hoặc do các lực cơ học sinh ra khi quá dòng điện. |
| Bảo vệ chống quá điện áp | Đảm bảo người và tài sản được bảo vệ chống các hậu quả tai hại do hư hỏng cách điện giữa các bộ phận mang điện của các mạch có điện áp khác nhau hoặc quá điện áp do các nguyên nhân khác. |
| Bảo vệ chống điện giật | Hệ thống điện phải đảm bảo an toàn cho con người bằng cách ngăn ngừa hai loại nguy cơ: tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận mang điện và tiếp xúc gián tiếp với vỏ thiết bị khi xảy ra hư hỏng cách điện, tránh nguy cơ rò rỉ điện gây nguy hiểm. |
Một số tiêu chuẩn về việc lắp đặt tủ điện nhà xưởng
Tủ điện nhà xưởng không chỉ là nơi tập trung thiết bị điều khiển mà còn đóng vai trò bảo vệ hệ thống điện trước các rủi ro như quá tải, ngắn mạch hay chập cháy. Dưới đây là những tiêu chuẩn quan trọng cần tuân thủ khi lắp đặt tủ điện trong nhà xưởng:
| Hạng mục | Yêu cầu kỹ thuật |
| Vật liệu | – Tủ điện hạ thế bắt buộc phải có một hoặc hai lớp cửa. – Chất liệu inox 304 hoặc 316 để đảm bảo độ bền cao, chống ăn mòn và chịu được các môi trường khắc nghiệt. – Bề mặt tủ được sơn tĩnh điện nhằm tăng khả năng cách điện, giảm nguy cơ rò rỉ điện và bảo vệ thiết bị bên trong. |
| Nguồn điện đi vào | – Nguồn điện cung cấp cho tủ điện phải là nguồn điện xoay chiều với hai tùy chọn: 1 pha (220VAC) hoặc 3 pha (380VAC).
– Dòng điện định mức có thể dao động từ 10A đến 6300A, tùy thuộc vào quy mô hệ thống. – Dòng cắt phải đạt từ 5kA đến 100kA, đảm bảo an toàn cho hệ thống khi xảy ra sự cố quá dòng hoặc ngắn mạch. – Tủ điện phải hoạt động ổn định trong dải tần số tiêu chuẩn 50/60Hz. |
| Các tiêu chuẩn lắp tủ điện | – Các thiết bị đóng cắt bên trong tủ phải đạt chuẩn TCVN 6592-2:2009 (IEC 60947-2:2009).
– Tủ điện phải được thiết kế với hệ thống chống hồ quang nội bộ theo IEC 61641, bao gồm các biện pháp như sử dụng vật liệu chống cháy, lắp đặt rãnh thoát hồ quang và hệ thống cảnh báo nguy cơ hồ quang, giúp hạn chế rủi ro và bảo vệ an toàn cho người vận hành. |
| Về kích thước tủ điện | Thông thường, tủ điện công nghiệp có kích thước nằm trong khoảng: – Chiều cao: 1 – 2m – Chiều rộng: 0,5 – 1,8m – Chiều sâu (độ dày): 0,3 – 0,8m Tùy thuộc vào công suất thiết bị và yêu cầu kỹ thuật mà tủ điện có thể thay đổi thành các kích thước khác nhau. Ngoài kích thước tiêu chuẩn, một số tủ điện cần có không gian mở rộng để lắp đặt thêm thiết bị trong tương lai. Nếu tủ điện đặt ngoài trời, cần thiết kế hệ thống thoát nhiệt hoặc thông gió để tránh hiện tượng quá nhiệt làm giảm tuổi thọ thiết bị bên trong. |
Tủ điện nhà xưởng đóng vai trò trung tâm điều khiển và bảo vệ hệ thống điện, cần được lắp đặt theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật để đảm bảo an toàn
Một số tiêu chuẩn về việc lắp đặt thang máng cáp điện
Thang máng cáp điện là hệ thống giá đỡ giúp bố trí hợp lý và bảo vệ dây dẫn trong nhà xưởng. Để đảm bảo an toàn, mỗi chi tiết từ khoảng cách giá đỡ, độ dày vật liệu đến khả năng chịu tải đều phải tuân thủ chặt chẽ các tiêu chuẩn, ngăn ngừa quá nhiệt, sụp đổ hay chập cháy.
Những tiêu chuẩn dưới đây sẽ giúp nhà xưởng đảm bảo an toàn và vận hành ổn định:
| Hạng mục | Yêu cầu kỹ thuật |
| Vật liệu | – Các vật liệu phổ biến để sản xuất thang máng cáp bao gồm: thép mạ kẽm nhúng nóng, inox 304, inox 316 và nhôm.
– Thép mạ kẽm nhúng nóng thường được sử dụng trong môi trường ngoài trời do khả năng chống gỉ sét tốt. – Inox 304 và inox 316 có độ bền cao, đặc biệt inox 316 phù hợp với môi trường có hóa chất ăn mòn hoặc độ ẩm cao như nhà máy chế biến thực phẩm, dược phẩm, hóa chất. |
| Khoảng cách giữa các giá đỡ | – Hệ thống thang máng cáp cần được cố định chắc chắn, với khoảng cách giá đỡ phụ thuộc vào tải trọng của dây cáp. – Nếu khoảng cách quá xa, máng cáp có thể bị võng, gãy hoặc cong vênh, gây nguy hiểm khi vận hành. – Khoảng cách tiêu chuẩn thường dao động từ 1.2m đến 2m, trong đó các khu vực có tải trọng lớn hoặc rung động mạnh cần khoảng cách ngắn hơn để đảm bảo độ bền |
| Độ dày thang máng cáp | Độ dày của thang máng cáp quyết định đến khả năng chịu tải, chống biến dạng. Thông thường, độ dày dao động từ 1mm đến 2.5mm, cụ thể: – 1 – 1.5mm: dành cho hệ thống nhẹ. – 2 – 2.5mm: cho hệ thống có tải trọng lớn hoặc môi trường công nghiệp nặng. Nếu hệ thống được lắp đặt trên cao hoặc trong khu vực có gió mạnh, cần chọn loại máng cáp dày hơn hoặc bổ sung thanh gia cố để tăng cường độ bền. |
| Tải trọng | – Khoảng cách giữa các giá đỡ thông thường là 1.2m – 2m, nhưng có thể giảm xuống nếu hệ thống có tải nặng. – Tiêu chuẩn tải trọng của thang máng cáp phải đảm bảo không bị biến dạng theo thời gian. Khi thiết kế, cần tính toán kỹ để hệ thống có thể chịu được tải trọng tối đa của dây cáp, đồng thời đảm bảo không gây ảnh hưởng đến tường, trần hoặc kết cấu đỡ. – Nếu tải trọng quá lớn, có thể sử dụng giá đỡ đôi hoặc gia cố thêm khung thép chịu lực. |
| Bán kính cong của thang máng cáp | – Khi bố trí các đoạn cong hoặc chuyển hướng trong hệ thống thang máng cáp, bán kính cong phải đảm bảo không gây ảnh hưởng đến dây dẫn, tránh hiện tượng gãy, đứt hoặc hư hỏng lớp cách điện. Theo tiêu chuẩn: – Nếu đường kính ngoài của dây cáp nhỏ hơn 100mm, bán kính cong tối thiểu R ≥ 400mm. – Nếu đường kính ngoài 100mm < D < 160mm, bán kính cong R ≥ 600mm. – Trong các hệ thống có nhiều dây cáp chạy song song, nên sử dụng khớp nối mềm để tránh áp lực cơ học lên dây cáp. |
6 bước thiết kế điện nhà xưởng đạt tiêu chuẩn
Bước 1: Xác định đúng phụ tải tính toán
Việc đầu tiên trong thiết kế hệ thống điện nhà xưởng là xác định chính xác lượng điện năng cần sử dụng (phụ tải tính toán). Nếu đánh giá sai, doanh nghiệp có thể gặp rủi ro như hệ thống quá tải gây chập cháy hoặc dư công suất dẫn đến lãng phí điện năng.
Chẳng hạn, một xưởng sản xuất có nhiều máy móc công suất lớn sẽ cần tính toán kỹ để chọn máy biến áp đủ mạnh, tránh tình trạng sụt áp khi vận hành đồng thời.
Khi tính toán phụ tải cho hệ thống điện nhà xưởng, cần lưu ý hệ số an toàn để đảm bảo hệ thống vận hành ổn định, tránh tình trạng quá tải hoặc thiếu hụt công suất. Hệ số an toàn thường dao động từ 1.2 – 1.3, tùy vào loại thiết bị sử dụng và khả năng mở rộng trong tương lai. Việc dự trù công suất hợp lý không chỉ giúp hệ thống hoạt động bền bỉ mà còn tối ưu chi phí đầu tư và vận hành.
Bước 2: Bố trí mạng điện cao áp cho nhà xưởng
Mạng điện cao áp (≥ 35kV) đóng vai trò trục chính truyền tải điện từ lưới quốc gia về nhà xưởng thông qua các trạm biến áp. Điện áp cao giúp giảm tổn hao điện năng trên đường dây dài và phù hợp với các nhà máy có công suất tiêu thụ lớn. Do tính chất nguy hiểm và yêu cầu kỹ thuật cao, cần lưu ý mức điện áp sẽ tùy thuộc vào quy mô sản xuất:
- Nhà xưởng vừa và nhỏ thường dùng 22kV hoặc 35kV
- Khu công nghiệp lớn có thể cần 110kV – 220kV.
Tùy vào địa hình và nhu cầu, doanh nghiệp có thể chọn hệ thống truyền tải bằng cột bê tông ly tâm, tháp sắt hoặc cột gỗ. Nếu đường dây đi qua khu vực rộng, nên dùng cột bê tông hoặc tháp sắt để tăng độ bền. Nếu ở đô thị hoặc nơi có nguy cơ ảnh hưởng đến an toàn, nên dùng cáp ngầm.
Ví dụ, một khu công nghiệp lớn thường dùng trụ bê tông hoặc tháp sắt để đảm bảo độ bền và chịu tải cao, trong khi các xưởng nhỏ hơn có thể chỉ cần đường dây hạ thế từ lưới điện khu vực.
Trụ điện cao áp được sử dụng phổ biến trong khu công nghiệp để đảm bảo truyền tải ổn định và an toàn
Bước 3: Bố trí mạng điện hạ áp cho nhà xưởng
Sau khi điện áp được đưa về mức an toàn qua trạm biến áp, hệ thống mạng điện hạ áp sẽ phân phối điện đến từng khu vực sản xuất. Mạng điện hạ áp (≤ 380V) có vai trò phân phối điện đến từng bộ phận sản xuất, hệ thống chiếu sáng, văn phòng… Mức điện áp phổ biến từ 220V – 380V. Đây là phần điện áp trực tiếp ảnh hưởng đến thiết bị và con người, nên cần lưu ý một số nguyên tắc quan trọng khi thiết kế mạng điện hạ áp:
- Chọn dây dẫn phù hợp: Dây có tiết diện quá nhỏ sẽ dễ nóng, gây mất an toàn. Ngược lại, dây quá lớn sẽ lãng phí chi phí đầu tư.
- Bố trí tủ điện điều khiển hợp lý: Đặt tại vị trí thuận tiện để vận hành, tránh xa khu vực dễ cháy nổ. Ví dụ, trong một xưởng cơ khí, tủ điện thường đặt ở vị trí khô ráo, cách xa khu vực gia công kim loại để tránh tia lửa điện.
- Đảm bảo hệ thống tiếp địa: Giúp giảm nguy cơ giật điện, nhất là khi nhà xưởng sử dụng nhiều máy móc kim loại dẫn điện tốt.
Mạng điện hạ áp trong nhà xưởng phải tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc an toàn
Khi thiết kế, cần tính toán vị trí đặt tủ điện điều khiển sao cho thuận tiện trong vận hành và bảo trì, đồng thời đảm bảo phân phối điện hợp lý.
Bước 4: Thiết kế hệ thống chiếu sáng
Chiếu sáng không chỉ đơn thuần là lắp đặt đèn, mà là cả một bài toán về hiệu suất và tiết kiệm năng lượng. Theo tiêu chuẩn TCVN 7922:2008, hệ thống chiếu sáng trong nhà xưởng phải cung cấp đủ độ sáng cần thiết để tạo môi trường làm việc an toàn và hiệu quả.
Hiện nay, đèn LED đang dần thay thế các loại đèn truyền thống nhờ khả năng tiết kiệm điện năng, tuổi thọ cao (lên đến 50.000 giờ), ít tỏa nhiệt và ánh sáng ổn định.
Việc bố trí hệ thống chiếu sáng cần được tính toán kỹ lưỡng để đáp ứng yêu cầu làm việc, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất sử dụng điện. Để đạt hiệu quả tối đa, doanh nghiệp cần:
- Xác định nhu cầu ánh sáng cho từng khu vực: Ví dụ, khu vực lắp ráp linh kiện điện tử cần ánh sáng trắng mạnh để nhìn rõ chi tiết nhỏ, trong khi kho hàng chỉ cần độ sáng vừa đủ.
- Chọn loại đèn phù hợp: Đèn LED thường được ưu tiên vì tiết kiệm điện hơn so với đèn huỳnh quang truyền thống.
Hệ thống chiếu sáng nhà xưởng phải được thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN 7922:2008
Bước 5: Thiết kế tụ điện bù công suất
Hệ thống bù công suất không chỉ giúp ổn định điện áp mà còn góp phần giảm tổn thất điện năng, tối ưu hóa việc phân phối và sử dụng điện trong nhà xưởng.
Đặc biệt, với những doanh nghiệp sử dụng nhiều động cơ điện, máy hàn, máy nén khí, việc bù công suất phản kháng là giải pháp thiết yếu giúp tránh tình trạng quá tải, giảm hóa đơn tiền điện và đáp ứng các tiêu chuẩn vận hành lưới điện.
Quá trình thiết kế bù công suất bao gồm:
- Tính toán nhu cầu bù công suất phản kháng: Công suất phản kháng là phần công suất không sinh công, nhưng vẫn tồn tại trong hệ thống điện do đặc tính của các tải cảm như động cơ điện, máy biến áp, đèn huỳnh quang có chấn lưu. Nếu không được bù hợp lý, nó sẽ gây sụt áp, làm giảm hiệu suất sử dụng điện. Cần xác định mức công suất cần bù để chọn thiết bị phù hợp.
- Lựa chọn tụ bù: Tụ bù có thể đặt tập trung tại trạm biến áp hoặc phân tán theo từng khu vực có thiết bị công suất lớn. Sau khi tính toán công suất bù, doanh nghiệp cần lựa chọn phương pháp bù công suất hiệu quả. Có 2 cách phổ biến là bù tập trung, bù theo nhóm và bù trực tiếp tại tải.
Ví dụ, một xưởng chế tạo cơ khí với nhiều động cơ mạnh thường cần tụ bù đặt ngay tại máy để tăng hiệu quả.
- Bố trí vị trí hợp lý: Tụ bù cần được đặt ở vị trí thông thoáng, tránh nơi có nhiệt độ cao, độ ẩm lớn hoặc rung động mạnh để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất.
Bố trí tụ bù hợp lý giúp tối ưu hóa hệ số công suất, giảm chi phí điện năng
Nếu hệ thống bù công suất được thiết kế hợp lý, doanh nghiệp không chỉ tiết kiệm đáng kể lượng điện tiêu thụ mà còn giúp thiết bị hoạt động bền bỉ hơn, đảm bảo hệ thống điện luôn trong trạng thái vận hành tốt nhất.
Bước 6: Kiểm tra nghiệm thu hệ thống điện sau khi lắp đặt
Ở bước này, cần tiến hành kiểm tra để đảm bảo hệ thống điện đã vận hành ổn định, không tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ hay chập mạch, đồng thời đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật theo quy định pháp luật trước khi đưa vào sử dụng. Các hạng mục kiểm tra bao gồm: đo điện trở cách điện, kiểm tra hoạt động của thiết bị bảo vệ và thử nghiệm hệ thống tiếp địa
KTG Industrial – Giải pháp bất động sản công nghiệp với hệ thống điện đạt tiêu chuẩn an toàn
Một nhà xưởng đạt chuẩn không chỉ là nơi đặt máy móc mà còn là nền tảng giúp doanh nghiệp vận hành hiệu quả, giảm thiểu rủi ro và tối ưu chi phí. Tại KTG Industrial, chúng tôi hiểu rằng mỗi phút gián đoạn đều ảnh hưởng đến lợi nhuận của bạn.
Vì vậy, hệ thống điện tại đây được thiết kế đạt chuẩn quốc tế, đảm bảo nguồn cung ổn định, an toàn. Hệ thống phòng cháy chữa cháy tự động giúp giảm thiểu rủi ro. Bên cạnh đó hệ thống điện mặt trời áp mái không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn giúp doanh nghiệp hướng đến phát triển bền vững. Hệ thống tủ điện, thang máng cáp bố trí khoa học, tối ưu hóa không gian, giúp doanh nghiệp tập trung sản xuất mà không lo gián đoạn.
Lựa chọn không chỉ là đầu tư vào một nhà xưởng đạt chuẩn, mà còn là cam kết đồng hành cùng một môi trường sản xuất an toàn, hiện đại và tiết kiệm chi phí vận hành.
Lời kết
Việc thiết kế hệ thống điện nhà xưởng không chỉ giúp tối ưu vận hành mà còn đảm bảo an toàn lâu dài cho doanh nghiệp. Hy vọng bài viết này mang lại những thông tin hữu ích cho bạn trong quá trình xây dựng và phát triển không gian sản xuất.
