Tủ điện là gì? Vật liệu và tiêu chuẩn của tủ điện

Tủ điện là gì?

Tủ điện là một loại tủ dùng để lắp đặt thiết bị điện hoặc điện tử, bao gồm các công tắc, núm vặn và màn hình hiển thị, đồng thời ngăn ngừa nguy cơ điện giật cho người sử dụng và bảo vệ các thiết bị bên trong khỏi tác động của môi trường. Tủ điện là phần duy nhất của thiết bị mà người dùng có thể nhìn thấy. Nó có thể được thiết kế không chỉ để đáp ứng các yêu cầu về tính tiện ích mà còn để tạo tính thẩm mỹ. 

Các quy định có thể yêu cầu các tính năng và hiệu suất nhất định cho tủ điện, đặc biệt trong những khu vực nguy hiểm như nhà máy hóa dầu hoặc mỏ than. Khi đóng gói thiết bị điện tử, tủ điện có thể phải đáp ứng nhiều yêu cầu như tản nhiệt, chống nhiễu tần số vô tuyến, bảo vệ chống phóng tĩnh điện, cùng với các yếu tố về chức năng, thẩm mỹ và thương mại.

Tiêu chuẩn

Trên phạm vi quốc tế, IEC 60529 phân loại các mã IP (Ingress Protection – mức độ bảo vệ chống xâm nhập) của tủ điện.

Tại Hoa Kỳ, Hiệp hội các nhà sản xuất thiết bị điện Quốc gia (NEMA) công bố các tiêu chuẩn về loại tủ điện NEMA, quy định hiệu suất của các loại tủ điện khác nhau. Các tiêu chuẩn NEMA bao gồm khả năng chống ăn mòn, bảo vệ khỏi mưa và khả năng chống ngập nước, v.v.

Vật liệu

Tủ điện thường được làm từ nhựa cứng hoặc kim loại như thép, thép không gỉ hoặc nhôm. Các tủ thép có thể được sơn hoặc mạ kẽm. Thiết bị sản xuất hàng loạt thường có tủ điện tùy chỉnh, trong khi các tủ tiêu chuẩn được sử dụng cho các thiết bị chế tạo riêng hoặc sản xuất số lượng nhỏ. 

Đối với tủ nhựa, ABS thường được dùng cho các ứng dụng trong nhà, không ở môi trường khắc nghiệt. Các loại nhựa polycarbonate, có gia cường bằng sợi thủy tinh, hoặc fiberglass được sử dụng khi cần tủ chắc hơn, và có thể đi kèm với gioăng để ngăn bụi và độ ẩm.

Các tủ kim loại có thể đáp ứng yêu cầu về dẫn điện để đảm bảo an toàn điện và che chắn thiết bị bên trong khỏi nhiễu điện từ (EMI). Các tủ không làm từ kim loại có thể yêu cầu các bước lắp đặt bổ sung để đảm bảo hệ thống ống dẫn kim loại được nối đất đúng cách.

Thép không gỉ và thép cacbon

Cả thép cacbon và thép không gỉ đều được sử dụng để chế tạo tủ điện nhờ độ bền cao và khả năng chống ăn mòn. Các vật liệu này cũng chống ẩm và chống hóa chất. Chúng là những lựa chọn chắc chắn nhất trong các vật liệu chế tạo tủ. 

Thép cacbon có thể được cán nóng hoặc cán nguội. Thép cacbon cán nóng được sử dụng cho các ứng dụng dập và tạo hình vừa phải

Trong khi tấm thép cán nguội được sản xuất từ thép thấp cacbon, sau đó cán nguội tới độ dày nhất định và có thể đáp ứng các tiêu chuẩn ASTM A366 và ASTM A611.

Tủ điện bằng thép không gỉ phù hợp với các ứng dụng trong ngành y tế, dược phẩm và thực phẩm vì chúng kháng khuẩn và kháng nấm nhờ bề mặt không xốp. Các tủ thép không gỉ có thể được thiết kế để rửa sạch bằng nước trong các khu vực sản xuất thực phẩm, ví dụ như trong các nhà máy chế biến thực phẩm.

Nhôm

Nhôm được lựa chọn nhờ trọng lượng nhẹ, độ bền tương đối, chi phí thấp và khả năng chống ăn mòn. Vật liệu này hoạt động tốt trong môi trường khắc nghiệt và rất chắc chắn, có khả năng chịu va đập mạnh với độ dẻo cao. Nhôm cũng có tác dụng che chắn chống nhiễu điện từ (EMI).

Polycarbonate

Tủ điện fiberglass chịu được hóa chất trong các ứng dụng ăn mòn. Vật liệu này có thể sử dụng trong mọi dải nhiệt độ cả trong nhà và ngoài trời. Fiberglass có thể lắp đặt trong những môi trường luôn ẩm ướt.

Sợi thủy tinh

Một số tủ điện fiberglass có các lỗ đục sẵn có thể tháo ra để lắp cáp, đầu nối hoặc ống dẫn. Khi các lỗ này nhỏ và chủ yếu dùng để che giấu các mối nối điện khỏi tầm nhìn hoặc bảo vệ chúng khỏi việc can thiệp trái phép, chúng còn được gọi là hộp nối, tủ ngoài trời hoặc về mặt kỹ thuật là giao diện phục vụ khu vực.

Truyền thông

Tủ điện truyền thông là các cấu trúc di động, có thể được lắp ráp hoàn chỉnh hoặc lắp ráp modular tại hiện trường, có khả năng chứa hệ thống thiết bị điện tử truyền thông. Những tủ điện này cung cấp môi trường bên trong được kiểm soát cho thiết bị truyền thông và thỉnh thoảng cho nhân viên bảo trì. Tủ được thiết kế với khóa, hệ thống an ninh và báo động nhằm ngăn chặn việc truy cập trái phép. Tủ điện cũng có thể được trang bị mặt ngoài trang trí để tuân thủ các yêu cầu xây dựng địa phương.

Nguy cơ cháy

Tủ điện có nguy cơ xảy ra cháy, có thể rất dữ dội (lên tới cấp megawatt), do đó đây là một vấn đề quan trọng trong kỹ thuật an toàn phòng cháy chữa cháy.