Nghiên cứu xây dựng tổ hợp tải giả khả trình phục vụ kiểm tra điện trở cách điện của mạng điện mỏ có trung tính cách ly

Trong bối cảnh an toàn lao động trong ngành công nghiệp khai thác mỏ ngày càng được ưu tiên, việc đảm bảo độ tin cậy của các hệ thống điện hạ áp 3 pha trung tính cách ly là cực kỳ quan trọng. Các thiết bị bảo vệ trong các mạng điện này đòi hỏi phải được thử nghiệm và kiểm định nghiêm ngặt trước khi vận hành. Hiện tại, các phương pháp và thiết bị kiểm định điện trở cách điện thường gặp phải hạn chế về tính linh hoạt, kích thước cồng kềnh và độ phức tạp khi cấu hình, gây khó khăn cho việc mô phỏng đa dạng điều kiện vận hành. Nghiên cứu này tập trung vào giải quyết thách thức đó bằng cách thiết kế và chế tạo một tổ hợp tải giả khả trình. Mục tiêu là cung cấp một giải pháp hiệu quả, chính xác và tiện lợi để kiểm tra điện trở cách điện của mạng điện mỏ, đóng góp vào việc nâng cao an toàn và hiệu suất vận hành trong môi trường khai thác khắc nghiệt.

Kỹ sư điện, kỹ sư tự động hóa, nhà nghiên cứu trong lĩnh vực công nghiệp mỏ, các đơn vị kiểm định an toàn điện, nhà sản xuất thiết bị điện cho ngành mỏ và sinh viên ngành kỹ thuật điện.

Nghiên cứu này trình bày việc thiết kế, chế tạo và thử nghiệm một tổ hợp tải giả khả trình, được phát triển đặc biệt để phục vụ kiểm tra điện trở cách điện trong các mạng điện mỏ hạ áp 3 pha trung tính cách ly. Bối cảnh của nghiên cứu xuất phát từ nhu cầu cấp thiết về một công cụ kiểm định linh hoạt và chính xác, khắc phục những hạn chế của các hệ thống tải giả hiện có như kích thước lớn, thao tác thủ công phức tạp và khả năng mô phỏng điều kiện vận hành hạn chế. Phương pháp tiếp cận bao gồm việc xây dựng một hệ thống mô-đun, bao gồm mô-đun điều khiển trung tâm sử dụng vi điều khiển ESP32, mô-đun điện trở tải với 30 điện trở sứ có độ chính xác cao và mô-đun rơle để chuyển mạch. Tổ hợp tải giả này có khả năng tạo ra các giá trị điện trở từ 100 Ω đến 111 kΩ với bước nhảy 100 Ω, cho phép mô phỏng chính xác các điều kiện sự cố và đo lường dòng điện rò. Điểm nổi bật là thiết kế nhỏ gọn, dạng vali xách tay, giúp dễ dàng di chuyển và sử dụng tại công trường, một ưu điểm vượt trội so với các thiết bị cố định, cồng kềnh trước đây. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và chính xác, với sai số nằm trong khoảng 1,7-4,1%, hoàn toàn chấp nhận được cho các ứng dụng kiểm định. Giá trị ứng dụng của tổ hợp tải giả này rất lớn, không chỉ giúp các đơn vị kiểm định và sản xuất thiết bị bảo vệ dòng rò thực hiện các phép thử nghiệm một cách hiệu quả và đáng tin cậy hơn, mà còn đóng góp vào việc nâng cao tiêu chuẩn an toàn cho hệ thống điện trong khai thác mỏ. Ngoài ra, khả năng lập trình và cấu hình linh hoạt mở ra tiềm năng lớn cho việc ứng dụng trong đào tạo và phát triển thành sản phẩm thương mại với chi phí hợp lý. Nghiên cứu này cung cấp một giải pháp thiết thực, đáp ứng trực tiếp nhu cầu thực tế của ngành công nghiệp mỏ tại Việt Nam và có thể được mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác yêu cầu kiểm tra điện trở cách điện chính xác.