Tủ điện nhẹ: Cấu tạo và ứng dụng trong đời sống

Chu Văn An

Hệ thống chiếu sáng, camera an ninh, hệ thống báo cháy, hệ thống tivi… đều cần tủ điện nhẹ để vận hành và giám sát. Chính xác thì tủ điện nhẹ là gì? Cấu tạo và ứng dụng của tủ điện nhẹ trong cuộc sống như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết sau.

Tủ điện nhẹ là gì?

Tủ điện nhẹ (còn gọi là ELV – Tủ điện siêu hạ thế) là thành phần quan trọng nhất của hệ thống điện nhẹ, chứa đựng, quản lý và bảo vệ các thiết bị thiết yếu trong các hệ thống công nghệ cao như camera, hệ thống báo cháy, hệ thống âm thanh, thông tin liên lạc nội bộ, điều khiển cửa…

Tủ điện nhẹ thường được sản xuất từ ​​chất liệu chính là thép sơn tĩnh điện nhằm tăng độ bền, chống oxy hóa và bảo vệ người dùng khỏi rò rỉ điện. Do thiết kế nhỏ gọn, dễ lắp đặt nên tủ điện nhẹ được sử dụng phổ biến cho những ứng dụng đơn giản trong gia đình, văn phòng và các công trình xây dựng quy mô nhỏ.

Tủ điện nhẹ được thiết kế và sản xuất theo tiêu chuẩn IEC 61439-3, có một số thông số quan trọng cần đảm bảo:

• Vỏ tủ: Thép không gỉ hoặc thép
• Tải tối đa: 63A
• Điện áp cực đại: 220VAC
• Số lượng mô-đun = 18mm9, 12, 18, 24, 27, 36, 54
• Tính thường xuyên: 50/60Hz

Ngoài ra, khoảng cách giữa hai dãy tủ điện nhẹ cũng là tiêu chuẩn quan trọng nhằm đảm bảo khoảng cách an toàn trong khu vực có nhiều tủ điện, nhằm hạn chế nguy cơ cháy nổ, cháy lan hay một số vấn đề khác trong quá trình sử dụng.

• Khoảng cách giữa 2 hàng: 150mm
• Mức độ bảo vệ: > IP31
• Chất liệu vỏ tủ: Thép sơn tĩnh điện
• Màu sắc: RAL 7232/ 7035
• Độ dày tiêu chuẩn của tấm thép hộp và nắp: 0,8mm
• Thiết bị đầu vào: RCCB, RCBO và MCB

Cấu tạo của tủ điện nhẹ như thế nào?

Tương tự như cấu tạo của tủ điện nói chung, tủ điện nhẹ cũng gồm có 2 bộ phận chính là vỏ tủ và các thiết bị, linh kiện bên trong. Tuy nhiên, tủ điện nhẹ chủ yếu phục vụ việc phân phối tín hiệu và thông tin liên lạc chứ không phải phân phối điện năng nên hầu hết các thiết bị bên trong tủ điện nhẹ không phải là thiết bị điện mà là thiết bị điều khiển tín hiệu, dữ liệu công nghệ cao.

• Vỏ tủ: Hầu hết đều được làm bằng thép, sơn tĩnh điện bên ngoài, có kết cấu hình vuông hoặc hình chữ nhật điển hình.
• Thiết bị chuyển mạch: Bao gồm cầu dao/cầu chì để bảo vệ hệ thống khỏi quá tải và ngắn mạch. Nhóm thiết bị đóng cắt trong tủ điện nhẹ khá đơn giản vì loại tủ điện này hoạt động ở mức điện năng thấp.
• Thiết bị điều khiển: Chẳng hạn như bộ điều khiển trung tâm (PLC), bộ định tuyến, bộ chuyển đổi, contactor – rơle cho cầu dao từ xa…
• Các thiết bị được kết nối: Bao gồm các đầu nối, thiết bị đầu cuối, cáp, giắc cắm.
• Các module mở rộng: Một số tủ điện nhẹ được tích hợp module mở rộng như module giao tiếp, module giao tiếp.

Đặc biệt, tùy theo từng loại hệ thống điện nhẹ, tủ điện nhẹ sẽ có một số thiết bị điển hình, ví dụ:

• Hệ thống mạng & Internet: Modem, Router, switch mạng, router, Patch panel, cáp LAN.
• Hệ thống an ninh & giám sát: Đầu ghi video, camera và bộ điều khiển, dây cáp.
• Hệ thống âm thanh và truyền hình: Đường truyền cáp/vệ tinh, bộ chia tín hiệu, bộ khuếch đại âm thanh.

Vai trò của tủ điện nhẹ

Tủ điện nhẹ đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ thiết bị và người sử dụng cũng như đảm bảo tính thẩm mỹ trong các công trình hiện đại.

Đảm bảo an toàn

Tủ điện nhẹ được thiết kế theo tiêu chuẩn quốc tế với lớp vỏ ngoài được làm từ chất liệu cao cấp có khả năng chống cháy, chống ăn mòn, chống va đập, đảm bảo các thiết bị bên trong được bảo vệ toàn diện, đồng thời cũng đảm bảo an toàn cho người sử dụng trước nguy cơ rò rỉ điện.

Hơn nữa, tủ điện nhẹ hầu hết hoạt động ở mức điện áp thấp (thường dưới 60VDC hoặc 35VAC) nên hạn chế điện giật cho người vận hành.

Dễ dàng quản lý và giám sát hệ thống

Tủ điện nhẹ tập trung toàn bộ dây tín hiệu, kết nối, thiết bị công nghệ cao vào một khu vực, giúp con người dễ dàng quản lý, giám sát hoạt động của các thiết bị trong mạng điện nhẹ.

Tủ điện nhẹ cũng dễ sửa chữa hơn các loại tủ khác, giúp người vận hành xử lý nhanh chóng các sự cố.

Đảm bảo tính thẩm mỹ

Tủ điện nhẹ có kết cấu nhỏ gọn, tiết kiệm không gian lắp đặt, từ đó đảm bảo tính thẩm mỹ cho các công trình hiện đại. Chưa kể, tủ điện nhẹ chứa nhiều thiết bị điều khiển công nghệ cao, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống con người.

Tiết kiệm chi phí

Tủ điện ELV hoạt động ở điện áp thấp nên tiêu thụ ít điện năng. Ngoài ra, chi phí lắp đặt và vận hành loại tủ này cũng thấp hơn so với tủ điện trong các hệ thống điện nặng.

Ứng dụng của tủ điện nhẹ

Tủ điện nhẹ là thành phần không thể thiếu trong hệ thống điện nhẹ. Bạn có thể dễ dàng tìm thấy các loại tủ điện loại này trong hệ thống chiếu sáng, camera, hệ thống điều khiển cửa, hệ thống mạng, cáp quang… tại các hộ gia đình, căn hộ thông minh, chung cư cao cấp hay văn phòng hiện đại.

• Hệ thống an ninh, camera giám sát: Tủ điện nhẹ chứa các thiết bị có chức năng ghi hình, quan sát, giám sát an ninh 24/7 trong các ngôi nhà, chung cư, cao ốc, văn phòng…

• Hệ thống truyền hình vệ tinh và truyền hình cáp: Tủ điện nhẹ có nhiệm vụ phân phối tín hiệu cáp/mạng và vệ tinh đến từng khu vực của tòa nhà, đảm bảo chất lượng tín hiệu không bị gián đoạn.

• Hệ thống kiểm soát truy cập: Loại tủ điện này quản lý việc điều khiển cửa ra vào, thang máy hoặc hệ thống đỗ xe tự động.
• Hệ thống điều khiển ánh sáng: Hệ thống này được thiết kế để tự động điều khiển và giám sát mạng lưới chiếu sáng trong khu vực.

• Hệ thống cảnh báo sớm: Chứa thiết bị liên lạc, thông báo và thông báo khẩn cấp, kèm theo loa âm thanh có chức năng cảnh báo.
• Hệ thống báo cháy: Khi xảy ra sự cố cháy nổ tại các tòa nhà, khu vui chơi giải trí, công trình công cộng… tủ điện nhẹ sẽ kích hoạt hệ thống báo cháy. Tủ điện trong hệ thống báo cháy còn được kết nối với hệ thống thông tin liên lạc nội bộ của cơ quan phòng cháy chữa cháy.

• Hệ thống thông tin liên lạc nội bộ: Được sử dụng trong các tòa nhà cao tầng, kết hợp với thang máy và quản lý bãi đỗ xe. Tủ điện nhẹ còn có hệ thống liên lạc nội bộ đặc biệt gọi là Nurse Call, thường được sử dụng trong các bệnh viện.

• Hệ thống âm thanh hội nghị, hội thảo: Bao gồm bộ chia tín hiệu truyền hình, bộ khuếch đại âm thanh, bộ điều khiển âm thanh, kết hợp với phiên dịch trong phòng hội nghị, trung tâm hội nghị quốc tế.

Lưu ý khi lắp đặt và sử dụng tủ điện nhẹ

Khi lựa chọn và lắp đặt tủ điện nhẹ cần lưu ý một số yếu tố quan trọng về kích thước, vị trí lắp đặt, môi trường hoạt động và khả năng mở rộng hệ thống sau này.

Lưu ý khi chọn tủ điện nhẹ

• Lựa chọn tủ phù hợp với đặc điểm công trình và yêu cầu sử dụng. Ví dụ, tủ giá đứng thường phù hợp với văn phòng, biệt thự lớn, căn hộ hiện đại – nơi vận hành nhiều hệ thống điện nhẹ công nghệ cao, còn tủ âm tường phù hợp với căn hộ, nhà ở – nơi tủ điện nhẹ chủ yếu phục vụ các nhu cầu đơn giản như chiếu sáng, tivi, cáp mạng.
• Dự trữ khả năng mở rộng hệ thống tủ điện nhẹ bằng cách lựa chọn tủ có kích thước lớn hơn 20-30% so với nhu cầu hiện tại. Điều này cho phép nâng cấp hệ thống điện chiếu sáng thông minh trong nhà thông minh.
• Tủ điện nhẹ phải có máng cáp, lỗ thoát cáp hoặc thanh quản lý cáp để đảm bảo dây dẫn, dây tín hiệu được bố trí gọn gàng, dễ dàng điều khiển, bảo trì.

Lưu ý khi lắp đặt tủ điện nhẹ

• Vị trí lắp đặt tủ điện cần khô ráo, thoáng mát, tránh xa nguồn nước, nguồn nhiệt. Tuyệt đối không lắp đặt tủ điện gần phòng tắm hoặc khu vực có ống nước.
• Đảm bảo tủ có hệ thống làm mát hoặc quạt thông gió để giữ cho các thiết bị không bị quá nóng.
• Đặt tủ điện ở vị trí dễ tiếp cận và xa tầm tay trẻ em như gầm cầu thang, hành lang, kho chứa đồ.
• Các nguồn điện 220VAC nên được định tuyến riêng, cách xa cáp tín hiệu để hạn chế nhiễu điện từ.
• Cần cung cấp nguồn điện ổn định cho hệ thống tủ điện chứa nhiều thiết bị nhạy cảm thông qua thanh nguồn PDU. Riêng đối với các thiết bị quan trọng như Modem, Router, Đầu ghi video, bạn có thể cân nhắc trang bị một UPS riêng để duy trì hoạt động khi nguồn điện bị gián đoạn.
• Đèn nối đất tủ điện nhằm hạn chế ảnh hưởng của sét tới các thiết bị điện tử bên trong tủ.

Một số câu hỏi về tủ điện nhẹ

Câu 1: Tủ điện nhẹ hoạt động ở mức điện áp nào?

Hồi đáp: Tiêu chuẩn IEC quy định mức điện áp của hệ thống điện nhẹ không vượt quá 35VAC hoặc 60VDC. Đây cũng là mức điện áp tiêu chuẩn của tủ điện nhẹ, đảm bảo an toàn cho con người ngay cả khi bất cẩn chạm trực tiếp vào mạch điện.

Câu hỏi 2: Bao lâu thì nên bảo trì tủ điện nhẹ?

Hồi đáp: Tần suất bảo trì trung bình cho tủ điện nhẹ được khuyến nghị là 6 tháng một lần – mỗi năm một lần. Trong trường hợp tủ điện nhẹ dùng cho các ứng dụng dân dụng đơn giản như chiếu sáng và truyền hình cáp cơ bản, bạn có thể bảo trì khoảng một năm một lần. Với những hệ thống hiện đại và phức tạp hơn như camera an ninh, điều khiển cửa, hệ thống báo cháy, chống trộm… hay các tủ điện nhẹ lắp đặt trong môi trường bụi bặm, ẩm ướt thì cần được kiểm tra định kỳ 6 tháng một lần hoặc sớm hơn để kịp thời phát hiện sự cố.

Câu 3: Tủ điện nhẹ có cần nối đất không?

Hồi đáp: Có. Dù hoạt động ở mức điện áp an toàn nhưng các tủ điện nhẹ vẫn cần phải nối đất vào hệ thống nối đất của tòa nhà để tránh bị điện giật. Lý do là vì:

• Vỏ tủ điện nhẹ được làm bằng kim loại nên cần phải nối đất để tránh rò rỉ điện sẽ gây nguy hiểm cho người chạm vào vỏ tủ. Hơn nữa, một số thiết bị bên trong tủ điện nhẹ (Router, Switch, NVR) vẫn hoạt động ở điện áp đầu vào 220VAC thông qua adapter hoặc PDU nên nguy cơ gây giật cho con người luôn tiềm ẩn.
• Việc nối đất giúp loại bỏ nhiễu điện từ (EMI) và nhiễu tần số vô tuyến (RFI) có thể ảnh hưởng đến chất lượng đường truyền mạng, tín hiệu cáp quang và truyền hình. Đặc biệt, việc nối đất an toàn sẽ bảo vệ các thiết bị trong tủ điện nhẹ khỏi hiện tượng quá áp đột ngột như sét đánh.

Các kiến ​​thức khác về tủ điện vui lòng tìm hiểu tại: https://etinco.vn/tin-tuc/kien-thuc/kien-thuc-tu-dien/