Tính Chọn Tiết Diện Busbar Theo Tiêu Chuẩn IEC 60439-1: Hướng Dẫn Chuẩn Kỹ Thuật

1. Giới Thiệu Về Tiêu Chuẩn IEC 60439-1

IEC 60439-1 là tiêu chuẩn quốc tế quy định các yêu cầu kỹ thuật đối với tủ điện hạ thế kiểu lắp ráp sẵn (AS/NZS), trong đó có phần quan trọng là tính toán và lựa chọn thanh cái (Busbar). Mặc dù tiêu chuẩn này đã được thay thế bởi IEC 61439, nhưng vẫn được áp dụng rộng rãi tại nhiều nước và trong các tài liệu kỹ thuật cũ.

Việc tính chọn tiết diện Busbar đúng theo IEC 60439-1 đảm bảo hệ thống tủ điện an toàn, hoạt động ổn định, chịu được tải và dòng ngắn mạch.

2. Tại Sao Cần Tính Toán Tiết Diện Busbar?

Thanh cái đóng vai trò dẫn truyền toàn bộ dòng điện trong tủ điện. Nếu tiết diện không đủ:

• Dễ gây quá nhiệt, chảy nhựa, cháy tủ.

• Mất an toàn điện và vi phạm tiêu chuẩn nghiệm thu.

• Giảm tuổi thọ thiết bị và ảnh hưởng đến khả năng chịu tải của hệ thống.

Áp dụng đúng tiêu chuẩn IEC 60439-1 giúp kỹ sư đảm bảo:

• Khả năng chịu dòng điện danh định (In).

• Khả năng chịu nhiệt và dòng ngắn mạch trong thời gian bảo vệ.

• Giới hạn nhiệt độ tăng cho phép của thanh cái theo môi trường làm việc.

3. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Khi Chọn Busbar Theo IEC 60439-1

• Dòng điện tải (A)

• Chất liệu Busbar: Đồng hoặc nhôm.

• Điều kiện tản nhiệt: tủ kín hay thông thoáng, trong nhà hay ngoài trời.

• Thời gian chịu dòng ngắn mạch (thường 1 giây hoặc 3 giây).

• Nhiệt độ tăng cho phép: không vượt quá 70°C so với môi trường.

4. Phương Pháp Tính Toán Tiết Diện Busbar

4.1. Theo Dòng Định Mức Làm Việc

Công thức:

S = I / J

• S: Tiết diện thanh cái (mm²)

• I: Dòng điện tải (A)

• J: Mật độ dòng điện cho phép (A/mm²)

  • Đồng: 1.2 – 1.6 A/mm²

  • Nhôm: 0.8 – 1.0 A/mm²

Ví dụ: Tải 1000A, dùng đồng (J = 1.5 A/mm²)
⇒ S = 1000 / 1.5 = 667 mm²

4.2. Theo Dòng Ngắn Mạch

Công thức chuẩn theo IEC 60439-1:

S = Isc × √t / K

• Isc: Dòng ngắn mạch (A)

• t: Thời gian tác động bảo vệ (giây)

• K: Hệ số vật liệu

  • K = 143 (đồng)

  • K = 94 (nhôm)

Ví dụ: Isc = 30kA, t = 1 giây, vật liệu = đồng
⇒ S = 30000 × √1 / 143 ≈ 210 mm²

5. Bảng Chọn Nhanh Tiết Diện Busbar Theo IEC 60439-1

✔ Khuyến nghị: nên cộng thêm 10–20% để dự phòng nhiệt và tổn thất.

6. Một Số Lưu Ý Khi Ứng Dụng Tiêu Chuẩn IEC 60439-1

• Luôn kiểm tra điều kiện làm việc thực tế: môi trường nóng ẩm, lắp đặt dọc hay ngang, cách bố trí thiết bị.

• Khoảng cách pha – pha và pha – đất cần đảm bảo theo chuẩn cách điện.

• Sử dụng bulông, long đền lò xo và keo dẫn điện để đảm bảo tiếp xúc tốt, tránh phát nhiệt điểm nối.

7. Kết Luận

Tính chọn tiết diện Busbar theo tiêu chuẩn IEC 60439-1 là bước thiết kế kỹ thuật cực kỳ quan trọng trong hệ thống tủ điện hạ thế. Bằng cách tuân thủ tiêu chuẩn, kỹ sư có thể đảm bảo an toàn, hiệu quả và khả năng hoạt động bền vững cho toàn bộ hệ thống điện.