Sự cố hồ quang điện luôn là nỗi lo lớn tại các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp hay các tòa nhà có hệ thống điện trung – hạ thế. Chỉ trong thời gian ngắn, một tia hồ quang có thể gây ra bỏng nặng, cháy nổ thiết bị, thậm chí ảnh hưởng đến tính mạng con người và toàn bộ dây chuyền sản xuất. Trước thực tế đó, hệ thống IAMS (Internal Arc-fault Mitigation System) ra đời như một giải pháp chủ động, giúp phát hiện – xử lý – dập tắt sự cố hồ quang nhanh chóng trong vòng vài mili giây.

Nội dung chính

Cấu trúc hệ thống IAMS

IAMS được thiết kế theo mô hình 3 khối chức năng, phối hợp chặt chẽ để đảm bảo khả năng xử lý nhanh chóng và hiệu quả:

Khối phát hiện:
Đây là tuyến đầu trong việc giám sát và phát hiện dấu hiệu hồ quang điện thông qua các cảm biến thông minh:

Cảm biến quang dạng điểm
- Được bố trí tại các vị trí rủi ro cao như: khoang đấu nối, điểm tiếp xúc cáp – thanh cái, thanh cái – thanh cái, đầu cosse, khoang tủ ắc quy,…
- Có khả năng phát hiện ngay lập tức ánh sáng chớp đặc trưng của hồ quang điện.
Cảm biến dây quang
- Linh hoạt trong triển khai, phù hợp giám sát không gian rộng như: khoang thanh cái, khoang liên động, khoang cáp, hầm cáp,…
- Dễ dàng tùy chỉnh theo cấu trúc tủ điện hoặc đặc thù công trình.
Biến dòng đo lường
- Theo dõi biến động dòng điện.
- Đóng vai trò là một tín hiệu xác minh bổ sung, giúp tăng độ chính xác khi đánh giá nguy cơ sự cố.

Khối xử lý trung tâm & điều khiển:
Là “bộ não” của hệ thống – nơi tiếp nhận, phân tích và ra quyết định phản ứng.

Thu thập liên tục tín hiệu từ các cảm biến ánh sáng và dòng điện.
Đối chiếu tín hiệu đầu vào với các ngưỡng cài đặt và thuật toán xác định sự cố hồ quang.
Khi phát hiện sự cố, bộ điều khiển sẽ kích hoạt đồng thời 2 lệnh:
1. Lệnh 01: Kích hoạt buồng dập hồ quang để cô lập nguồn nuôi, dồn hồ quang vào vùng kiểm soát vật lý.
2. Lệnh 02: Điều khiển các thiết bị đóng cắt (ACB, VCB, MCCB, contactor…) để cô lập hoàn toàn nhánh nguồn sự cố.
Đồng thời hiển thị cảnh báo trên bộ điều khiển trung tâm hoặc đẩy tín hiệu về hệ thống SCADA/BMS của khách hàng.

Khối thực thi:
Đảm nhận nhiệm vụ thực thi lệnh phản ứng, đảm bảo ngắt nhanh và cô lập sự cố an toàn.

Buồng dập hồ quang điện
- Là cơ cấu vật lý chuyên dụng chứa thiết bị dập hồ quang (AQD).
- Khi được kích hoạt, nó ngay lập tức cắt đứt đường dẫn điện tại điểm xảy ra sự cố, đưa hồ quang vào khu vực cô lập – giúp bảo vệ phần còn lại của hệ thống điện.
Các thiết bị đóng cắt hiện hữu của khách hàng
- IAMS có thể tích hợp dễ dàng với hạ tầng có sẵn như ACB, VCB, MCCB, contactor,…
- Giúp tiết kiệm chi phí đầu tư mới và phù hợp với nhiều loại tủ điện công nghiệp hiện có.

Nguyên lý vận hành tổng quát

Giám sát liên tục: Trong điều kiện bình thường, hệ thống luôn theo dõi tín hiệu từ các cảm biến ánh sáng và dòng điện.
Phát hiện sự cố: Khi xuất hiện ánh sáng bất thường kèm theo biến động dòng điện vượt ngưỡng, hệ thống sẽ phân tích và xác nhận dấu hiệu hồ quang.
Phản ứng tức thời: Nếu xác thực đủ tín hiệu sự cố, hệ thống sẽ đồng thời:
- Cắt nguồn và dập hồ quang điện qua buồng dập chuyên dụng.
- Ngắt thiết bị đóng cắt để cô lập toàn bộ nhánh điện xảy ra sự cố.
Cảnh báo – Ghi nhận – Phục hồi:
- Gửi cảnh báo đến bộ điều khiển hoặc SCADA/BMS.
- Sau xử lý, kỹ thuật viên có thể kiểm tra, reset trạng thái hệ thống và khôi phục lại nguồn điện.

Ưu điểm nổi bật của IAMS trong việc giảm thiểu sự cố hồ quang điện

Thời gian phản ứng cực nhanh: <5 mili giây.
Ngăn chặn lan rộng sự cố – giảm thiểu nguy cơ cháy nổ, thiệt hại thiết bị.
Bảo vệ an toàn cho con người và hệ thống – đặc biệt trong các khu vực vận hành có kỹ sư, kỹ thuật viên trực tiếp thao tác.
Tối ưu chi phí đầu tư: dễ dàng tích hợp vào hệ thống hiện hữu, không cần thay đổi toàn bộ thiết bị.
Ghi nhận sự kiện thông minh: hỗ trợ phân tích nguyên nhân, cải thiện bảo trì và phòng ngừa sự cố lặp lại.

So sánh mô hình phản ứng với dòng ngắn mạch 30kA:

Tình huống	Thời gian tồn tại	Thời gian phát hiện	Tổng thời gian phát hiện và dập tắt	Sức công phá
Trang bị bảo vệ phổ thông	310 ms	1.5 ms	308 ms	27.16 cal/cm²
Trang bị Arc relay + AQD	5.8 ms	1.43 ms	4.4 ms	0.35 cal/cm²