Những điểm chính
- Tiêu Chuẩn Toàn Cầu: Thanh ray DIN là tiêu chuẩn công nghiệp phổ biến (IEC 60715) để lắp đặt các thành phần điện trong tủ điều khiển, đảm bảo khả năng tương thích giữa các thương hiệu.
- Các Loại Chính: Loại phổ biến nhất là TS35 (Top Hat - Mũ Cao) , tiếp theo là TS15 (Miniature - Thu nhỏ) và TS32 (G-Section - Mặt cắt chữ G) cho các ứng dụng cụ thể.
- Vật Liệu Quan Trọng: Thanh ray tiêu chuẩn là thép mạ kẽm để tăng độ bền, trong khi nhôm mang lại tùy chọn trọng lượng nhẹ và thép không gỉ cung cấp khả năng chống ăn mòn.
- Hiệu quả: Hệ thống thanh ray DIN giúp giảm thời gian lắp đặt lên đến 50% so với việc lắp trực tiếp lên bảng điều khiển, mang lại khả năng tổ chức mật độ cao và tính linh hoạt theo mô-đun.
- Thông Số Kỹ Thuật Quan Trọng: Việc lựa chọn phụ thuộc vào khả năng chịu tải, điều kiện môi trường và các yêu cầu về độ sâu cụ thể (7,5mm so với 15mm) của các thành phần của bạn.
Giới thiệu
Trong thế giới tự động hóa công nghiệp và kỹ thuật điện, có rất ít thành phần phổ biến nhưng quan trọng như DIN. Nếu bạn mở bất kỳ tủ điện, bảng điều khiển hoặc hộp phân phối nào trên thế giới, bạn có thể sẽ thấy dải kim loại tiêu chuẩn này đóng vai trò là xương sống cấu trúc của hệ thống.
Nhưng thanh ray DIN chính xác là gì, và làm thế nào một dải kim loại đơn giản lại trở thành tiêu chuẩn toàn cầu để lắp đặt thiết bị điện?
Thanh ray DIN là một thanh ray kim loại tiêu chuẩn được sử dụng để gắn các bộ ngắt mạch, khối đầu cuối, bộ điều khiển logic khả trình (PLC) và các thiết bị điều khiển công nghiệp khác bên trong giá đỡ thiết bị. Bằng cách cung cấp một nền tảng lắp đặt phổ quát, nó cho phép các kỹ sư kết hợp các thành phần từ các nhà sản xuất khác nhau—Siemens, ABB, Schneider hoặc VIOX—mà không phải lo lắng về khả năng tương thích cơ học.
Hướng dẫn này khám phá các thông số kỹ thuật, loại và phương pháp hay nhất cho hệ thống thanh ray DIN, giúp bạn chọn và cài đặt cơ sở hạ tầng phù hợp cho các dự án điện của mình.
Thanh Ray DIN Là Gì? Định Nghĩa và Nguồn Gốc
Thuật ngữ “DIN” là từ viết tắt của Deutsches Institut für Normung (Viện Tiêu chuẩn hóa Đức). Mặc dù hiện nay nó là một tiêu chuẩn toàn cầu, nhưng khái niệm này bắt nguồn từ Đức vào cuối những năm 1920.
Bối Cảnh Lịch Sử
Các thông số kỹ thuật thanh ray DIN đầu tiên được phát triển vào 1928 bởi RWE (Rheinisch-Westfälisches Elektrizitätswerk) để tiêu chuẩn hóa việc lắp đặt các thành phần điện trong cơ sở của họ. Trước đây, các thành phần thường được bắt vít trực tiếp vào tấm lưng của bảng điều khiển, một quy trình tốn thời gian khiến việc bảo trì và thay thế trở nên khó khăn.
Hệ thống này hiệu quả đến mức nó đã được tiêu chuẩn Đức DIN 46277 chấp nhận. Vào những năm 1950 và 60, khi quá trình công nghiệp hóa ở châu Âu tăng mạnh, tiêu chuẩn này lan rộng khắp lục địa (trở thành EN 50022) và cuối cùng trở thành tiêu chuẩn quốc tế IEC 60715.
Tiêu Chuẩn Hiện Đại: IEC 60715
Ngày nay, việc sản xuất và kích thước của thanh ray DIN chủ yếu được điều chỉnh bởi IEC 60715 (Kích thước của thiết bị đóng cắt và điều khiển điện hạ thế – Lắp đặt tiêu chuẩn trên ray). Tiêu chuẩn này đảm bảo rằng một bộ ngắt mạch 35mm mua ở Nhật Bản sẽ hoàn toàn phù hợp với một thanh ray được sản xuất ở Đức hoặc Hoa Kỳ.
Các Loại Thanh Ray DIN và Thông Số Kỹ Thuật
Mặc dù “thanh ray DIN” thường được sử dụng như một thuật ngữ chung, nhưng có một số cấu hình riêng biệt được thiết kế cho các khả năng chịu tải và kích thước thành phần khác nhau. Chọn sai cấu hình có thể dẫn đến hỏng hóc cơ học hoặc các vấn đề về lắp ráp.
1. Thanh Ray Mũ Cao (TS35)
Những TS35 là loại phổ biến nhất trong ngành, chiếm phần lớn các cài đặt hiện đại. Nó có mặt cắt ngang đối xứng, hình mũ.
- Tiêu chuẩn: IEC 60715 / EN 50022
- Chiều rộng: 35mm
- Độ Sâu:
- 7,5mm (TS35x7,5): Độ sâu tiêu chuẩn cho các ứng dụng chung (khối đầu cuối, bộ ngắt mạch thu nhỏ).
- 15mm (TS35x15): Một phiên bản “sâu” được sử dụng cho các thành phần nặng (PLC lớn, máy biến áp) đòi hỏi độ cứng cao hơn.
- Cách sử dụng: Bộ ngắt mạch, PLC, bộ khởi động mềm động cơ, rơ le.
2. Thanh Ray Mũ Cao Thu Nhỏ (TS15)
Những TS15 là một phiên bản nhỏ hơn của thanh ray mũ cao, được sử dụng ở những nơi không gian cực kỳ hạn chế.
- Tiêu chuẩn: IEC 60715 / EN 50045
- Chiều rộng: 15mm
- Chiều sâu: 5,5mm
- Cách sử dụng: Hộp nối, khối đầu cuối nhỏ gọn, rơ le thu nhỏ.
3. Thanh Ray Mặt Cắt Chữ G (TS32)
Những TS32 hoặc “thanh ray chữ G” có cấu hình hình chữ G không đối xứng. Nó là tiêu chuẩn ban đầu trước khi TS35 tiếp quản nhưng vẫn được sử dụng cho các ứng dụng chịu tải nặng cụ thể.
- Tiêu chuẩn: EN 50035
- Chiều rộng: 32mm
- Đặc trưng: Hình dạng không đối xứng ngăn các thành phần được lắp đặt ngược (bảo vệ phân cực). Mép cong mang lại độ bền cấu trúc cao.
- Cách sử dụng: Công tắc tơ nặng, máy biến áp lớn, thiết bị cũ.
4. Thanh Ray Mặt Cắt Chữ C
Thanh ray mặt cắt chữ C có hình chữ C và thường được sử dụng để hỗ trợ vật lý hơn là gắn các thành phần điện tử, mặc dù một số khối đầu cuối được thiết kế cho chúng.
- Chiều Rộng: 20mm, 30mm, 40mm, 50mm.
- Cách sử dụng: Kẹp cáp, cấu trúc hỗ trợ vật lý, các loại khối đầu cuối cụ thể.
Bảng So Sánh Thanh Ray DIN
| Loại | Ký hiệu | Chiều rộng | Độ sâu | Dung Sai (IEC 60715) | Chuẩn | Điển Hình Dụng |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Mũ chóp cao | TS35x7.5 | 35mm | 7,5mm | Chiều rộng ±0.2mm, Chiều sâu ±0.15mm | IEC 60715 | MCB, PLC, Rơ le (Tiêu chuẩn) |
| Mũ sâu | TS35x15 | 35mm | 15mm | Chiều rộng ±0.2mm, Chiều sâu ±0.2mm | IEC 60715 | Các thành phần nặng, Môi trường rung động |
| Miniature | TS15 | 15mm | 5,5mm | Chiều rộng ±0.15mm, Chiều sâu ±0.1mm | IEC 60715 | Hộp nối nhỏ gọn, Thiết bị đầu cuối nhỏ |
| Mặt cắt chữ G | TS32 | 32mm | 15mm | Chiều rộng ±0.2mm, Chiều sâu ±0.2mm | EN 50035 | Chịu tải nặng, Thiết bị nhạy cảm với cực tính |
Để tìm hiểu sâu hơn về cách chọn ray phù hợp với nhu cầu cụ thể của bạn, hãy đọc hướng dẫn của chúng tôi về Cách chọn ray DIN phù hợp.
Thông số kỹ thuật vật liệu và sản xuất
Vật liệu của ray DIN quyết định độ bền cơ học, khả năng chống ăn mòn và độ dẫn điện (để nối đất).
1. Thép carbon cán nguội
- Lớp hoàn thiện: Mạ kẽm với lớp thụ động cromat trong suốt hoặc màu vàng.
- Ưu: Độ bền cao, chi phí thấp, đặc tính từ tính tuyệt vời.
- Tốt nhất cho: Tủ điện công nghiệp nói chung, môi trường khô ráo.
2. Nhôm
- Lớp hoàn thiện: Anod hóa hoặc không xử lý.
- Ưu: Nhẹ, dễ cắt, không từ tính.
- Tốt nhất cho: Ứng dụng vận tải (tàu hỏa, hàng hải), vỏ bọc nhạy cảm với trọng lượng.
3. Thép không gỉ (AISI 304/316)
- Lớp hoàn thiện: Đánh bóng hoặc tự nhiên.
- Ưu: Khả năng chống ăn mòn vượt trội.
- Tốt nhất cho: Nhà máy hóa chất, giàn khoan dầu ngoài khơi, cơ sở chế biến thực phẩm.
4. Đồng
- Cách sử dụng: Chủ yếu được sử dụng làm thanh cái nối đất (ray PE) hơn là để hỗ trợ cơ học.
- Ưu: Độ dẫn điện cao.
Đục lỗ so với Không đục lỗ
- Đục lỗ (Có rãnh): Có các lỗ/rãnh được đục sẵn dọc theo chiều dài. Dễ lắp đặt hơn vì không cần khoan.
- Không đục lỗ (Liền khối): Phải được khoan bởi người lắp đặt. Cung cấp độ cứng cấu trúc cao hơn một chút và có thể được sử dụng ở những nơi ray đóng vai trò là thanh cái (mặc dù điều này hiếm khi xảy ra).
Ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp
Ray DIN đã vượt qua nguồn gốc của chúng để trở thành yếu tố cần thiết trong hầu hết mọi lĩnh vực sử dụng điện.
Tự động hóa công nghiệp
Trong các nhà máy sản xuất, ray DIN chứa “bộ não” của hoạt động. PLC, mô-đun I/O và nguồn điện được gắn vào ray trong cấu hình mật độ cao. Tính mô-đun cho phép dễ dàng thay thế các thành phần bị lỗi mà không cần tắt toàn bộ bảng điều khiển trong thời gian dài.
Năng lượng tái tạo
Bộ kết hợp năng lượng mặt trời và hộp điều khiển tuabin gió dựa vào ray DIN để gắn bộ ngắt kết nối DC, giá đỡ cầu chì và thiết bị bảo vệ chống sét lan truyền (SPD). Bản chất mạnh mẽ của ray TS35x15 thường được yêu cầu ở đây để chịu được độ rung trong tuabin gió.
Hệ thống quản lý tòa nhà (BMS)
Các tòa nhà thông minh hiện đại sử dụng ray DIN để gắn bộ điều khiển ánh sáng, bộ truyền động HVAC và đồng hồ đo năng lượng. Bản chất nhỏ gọn của việc lắp ray DIN cho phép các hệ thống phức tạp này phù hợp với tủ điện tiêu chuẩn.
Viễn thông
Mặc dù giá đỡ 19 inch là tiêu chuẩn cho máy chủ, nhưng cơ sở hạ tầng hỗ trợ—bộ phân phối điện (PDU), hộp nối sợi quang và bộ chuyển đổi phương tiện—thường sử dụng ray DIN để lắp đặt linh hoạt trong giá đỡ.
Hướng dẫn cài đặt: Từng bước
Lắp đặt đúng cách là rất quan trọng đối với sự ổn định cơ học và an toàn của hệ thống điện.
Công cụ cần thiết
- Dụng cụ cắt ray DIN (hoặc cưa sắt/máy mài góc có dụng cụ làm sạch gờ)
- Thước dây
- Máy khoan và vít tự taro (cho ray không đục lỗ hoặc gắn bảng điều khiển)
- Thước thủy
- PPE (găng tay, kính bảo hộ)
Bước 1: Lập kế hoạch và bố trí
Xác định bố cục của các thành phần của bạn. Nhóm các thiết bị một cách hợp lý (ví dụ: đầu vào nguồn -> bảo vệ -> điều khiển -> đầu ra). Đảm bảo bạn để đủ khoảng trống giữa các hàng cho ống dẫn dây (máng cáp).
Bước 2: Đo và cắt
Đo chiều dài cần thiết. Nếu sử dụng cưa, hãy đảm bảo vết cắt vuông góc. Quan trọng: Luôn làm sạch gờ các đầu đã cắt. Các cạnh sắc có thể làm hỏng lớp cách điện của dây hoặc làm bị thương kỹ thuật viên.
Bước 3: Gắn ray
Cố định ray vào tấm lưng của bảng điều khiển.
- Khoảng cách: Đối với ray 35mm tiêu chuẩn, vít gắn thường được đặt cách nhau 200mm đến 250mm để tránh uốn cong khi chịu tải.
- Cân bằng: Sử dụng thước thủy để đảm bảo ray nằm ngang hoàn hảo.
Bước 4: Nối đất
Nếu ray DIN được sử dụng làm đường dẫn nối đất (tiếp đất bảo vệ), hãy đảm bảo tiếp xúc giữa ray và tấm lưng dẫn điện (loại bỏ sơn nếu cần) hoặc sử dụng khối đầu cuối nối đất chuyên dụng được kẹp vào ray.
⚠️ CẢNH BÁO AN TOÀN QUAN TRỌNG: Ray DIN KHÔNG phải là thanh cái. Mặc dù chúng có thể cung cấp đường dẫn xuống đất (PE – Tiếp đất bảo vệ), nhưng chúng KHÔNG được thiết kế để mang dòng điện tải (dây dẫn trung tính hoặc pha) trừ khi được nhà sản xuất chỉ định rõ ràng. Sử dụng ray DIN làm dây dẫn mang dòng điện có thể dẫn đến quá nhiệt, nguy cơ hỏa hoạn và điện giật. Luôn tham khảo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất và các quy tắc điện địa phương.
Bước 5: Lắp đặt các thành phần
Gắn các thành phần vào ray.
- Từ trên xuống dưới: Móc mép trên của thành phần vào mép trên của ray, sau đó ấn xuống và vào cho đến khi kẹp dưới khớp vào vị trí.
- Chặn cuối: Luôn lắp đặt kẹp cuối (chặn cuối) ở cả hai đầu của một hàng linh kiện. Điều này ngăn các thiết bị trượt ngang, có thể làm lỏng các kết nối dây.
Để so sánh phương pháp này với các kỹ thuật cũ hơn, hãy xem DIN Rail so với Lắp đặt truyền thống.
Tiêu chí lựa chọn và thực hành tốt nhất
Để đảm bảo lắp đặt lâu dài, hãy xem xét các yếu tố sau:
1. Khả năng chịu tải
Đối với các thành phần nặng (máy biến áp, ổ đĩa lớn), hãy sử dụng TS35x15 (sâu 15mm) ray hoặc ray G. Ray tiêu chuẩn 7,5mm có thể bị xoắn hoặc võng dưới trọng lượng nặng, có khả năng làm các thành phần bật ra.
2. Điều kiện môi trường
- Độ ẩm cao/Ngoài trời: Sử dụng thép không gỉ hoặc nhôm.
- Rung động (ví dụ: Đường sắt, Hàng hải): Sử dụng ray sâu (TS35x15) và chặn cuối chịu lực nặng. Đảm bảo các thành phần được đánh giá cho độ rung và được khóa an toàn.
3. Tính tương thích điện hóa
Tránh trộn các kim loại khác nhau có thể gây ra ăn mòn điện hóa. Ví dụ: gắn một ray nhôm trực tiếp lên bề mặt đồng trần trong môi trường ẩm ướt có thể dẫn đến ăn mòn.
Quy trình sản xuất thanh ray DIN
Để hiểu rõ hơn về độ chính xác và chất lượng trong sản xuất ray DIN, hãy xem tổng quan chi tiết về quy trình sản xuất từ VIOX.com:
Video này trình bày quy trình sản xuất hoàn chỉnh—từ lựa chọn nguyên liệu thô và cán nguội đến mạ kẽm và kiểm tra chất lượng—thể hiện các quy trình công nghiệp đảm bảo ray DIN đáp ứng các dung sai IEC 60715 nghiêm ngặt.
Ưu điểm của hệ thống ray DIN
Tại sao hệ thống này thống trị ngành công nghiệp trong gần một thế kỷ?
- Tính mô đun & Linh hoạt: Các thành phần có thể được thêm, xóa hoặc sắp xếp lại mà không cần khoan các lỗ mới trên bảng điều khiển.
- Hiệu quả không gian: Các thành phần ray DIN được thiết kế nhỏ gọn và gắn theo chiều dọc, tối đa hóa việc sử dụng không gian thực của bảng điều khiển.
- Giảm chi phí lao động: “Gắn ”Snap-on" nhanh hơn đáng kể so với gắn vít các thiết bị riêng lẻ.
- Tiêu chuẩn hóa: Một loại ray duy nhất hỗ trợ hàng nghìn sản phẩm từ hàng trăm nhà cung cấp.
- Tổ chức hệ thống dây điện: Hoạt động liền mạch với các hệ thống ống dẫn cáp để có hệ thống dây điện sạch sẽ, dễ theo dõi.
Để biết thêm về lợi ích, hãy đọc 5 lý do hàng đầu tại sao thanh ray DIN lại cần thiết trong các hệ thống điện hiện đại.
Câu hỏi thường gặp
Tôi có thể cắt ray DIN với bất kỳ độ dài nào không?
Vâng, thanh ray DIN thường được bán với chiều dài 1 mét hoặc 2 mét và có thể được cắt theo kích thước mong muốn. Nên sử dụng dụng cụ cắt ray DIN chuyên dụng để có vết cắt sạch và không có gờ, nhưng có thể dùng cưa sắt hoặc máy mài góc nếu sau đó các cạnh được mài nhẵn.
Thanh ray DIN có dẫn điện không?
Nói chung là không. Ray dùng để hỗ trợ cơ học. Tuy nhiên, nó có thể dẫn dòng điện sự cố nếu được sử dụng làm thanh cái nối đất (PE). Không bao giờ sử dụng ray làm dây trung tính hoặc dây pha trừ khi sử dụng các hệ thống thanh cái chuyên dụng được thiết kế cho mục đích đó.
Dr. Trước An Toàn Cảnh Báo: Ray DIN KHÔNG được thiết kế để mang dòng điện tải. Sử dụng chúng làm dây dẫn mang dòng điện (Trung tính/Pha) có thể gây quá nhiệt, nguy cơ hỏa hoạn và điện giật. Chỉ sử dụng ray DIN để nối đất (PE) hoặc hỗ trợ cơ học trừ khi nhà sản xuất chỉ định rõ ràng khả năng mang dòng điện.
Tải trọng tối đa của thanh ray DIN là bao nhiêu?
Không có “giới hạn trọng lượng” duy nhất vì nó phụ thuộc vào khoảng cách vít gắn và cấu hình ray. Một ray TS35x7.5 tiêu chuẩn được gắn cứ sau 200mm thường có thể hỗ trợ các thành phần điều khiển một cách dễ dàng. Đối với tải trọng vượt quá 5kg trên mỗi thiết bị hoặc các khu vực có độ rung cao, hãy nâng cấp lên ray TS35x15 và giảm khoảng cách vít gắn.
Tại sao một số thanh ray DIN lại có rãnh?
Thanh ray rãnh (đục lỗ) có các lỗ cắt sẵn giúp việc lắp đặt dễ dàng hơn (không cần khoan). Thanh ray đặc (không đục lỗ) chắc chắn hơn và được ưu tiên sử dụng cho các tải nặng hoặc nơi thanh ray được sử dụng để tiếp đất liên tục.
Sự khác biệt giữa ray DIN và thanh Unistrut là gì?
Thanh ray DIN dùng để lắp các linh kiện điện nhỏ (cầu dao, rơ le). Thanh Unistrut (kênh giằng) là một hệ thống kết cấu lớn hơn nhiều, được sử dụng để đỡ ống dẫn, đường ống và khung thiết bị nặng.
Kết luận
Ray DIN là minh chứng cho sức mạnh của tiêu chuẩn hóa. Từ những khởi đầu khiêm tốn ở Đức vào những năm 1920 đến vị thế là IEC 60715 tiêu chuẩn toàn cầu, nó đã hợp lý hóa ngành điện, làm cho bảng điều khiển an toàn hơn, có tổ chức hơn và dễ bảo trì hơn.
Cho dù bạn đang thiết kế một hộp nối đơn giản hay một hệ thống tự động hóa công nghiệp phức tạp, việc hiểu các sắc thái của các loại ray—từ tiêu chuẩn TS35 đến loại chịu lực nặng ray G—là điều cần thiết. Bằng cách chọn đúng vật liệu và cấu hình cho ứng dụng của mình, bạn đảm bảo một nền tảng vững chắc cho cơ sở hạ tầng điện của mình.
Để biết thêm thông tin chi tiết về giá cả và mua sắm, hãy xem phân tích của chúng tôi về Các yếu tố chính ảnh hưởng đến giá ray DIN.
