Aptomat là thiết bị được sử dụng khá phổ biến trong các hộ gia đình hiện nay, có chức năng đảm bảo an toàn cho hệ thống điện và khắc phục những sự cố nguy hiểm về điện trong quá trình sử dụng. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu được
aptomat là gì? Cấu tạo của aptomat như thế nào? Nguyên lý làm việc của aptomat ra sao? Và có các loại aptomat nào? Để hiểu rõ hơn về aptomat, hãy cùng
Bảo An tìm hiểu trong bài viết dưới đây.
1. Aptomat là gì?
Aptomat là gì? Aptomat là từ tiếng Nga dùng để gọi thiết bị đóng cắt tự động hay còn gọi là cầu dao tự động, được viết tắt là CB (Circuit Breaker) hoặc được gọi tắt là át. Aptomat là một loại cầu dao điện có chức năng đóng cắt tự động. Trong hệ thống điện, aptomat có chức năng bảo vệ hệ thống điện khỏi hiện tượng quá tải và ngắn mạch, một số loại còn có chức năng chống dòng rò hoặc chống giật điện.
Aptomat là gì?
2. Cấu tạo của aptomat
Cấu tạo của aptomat nhìn chung bao gồm các bộ phận chính như sau: bộ phận tiếp điểm, buồng dập hồ quang, bộ phận truyền động cắt, móc bảo vệ. Cụ thể như sau:
2.1. Bộ phận tiếp điểm
- Bộ phận này bao gồm hai cấp tiếp điểm là tiếp điểm chính và tiếp điểm hồ quang hoặc ba cấp tiếp điểm (chính, phụ và hồ quang)
- Chiều hoạt động của bộ phận này khi đóng mạch lần lượt là tiếp điểm hồ quang -> tiếp điểm phụ -> tiếp điểm chính. Như vậy có thể bảo vệ được tiếp điểm chính vì khi cháy thì chỉ bị ở tiếp điểm hồ quang hoặc nếu lan vào thì chỉ ảnh hưởng đến tiếp điểm phụ.
2.2. Buồng dập hồ quang
- Buồng dập hồ quang được thiết kế bao gồm nhiều tấm thép xếp thành lưới phân chia đoạn ngắn. Nhằm mục đích giúp hộp dập hồ quang thuận lợi thực hiện chức năng dập tắt hồ quang.
- Buồng dập hồ quang có hai loại: Loại nửa kín dùng cho dòng điện <= 50kA, được đặt trong vỏ kín có lỗ thoát khí. Loại nửa hở dùng cho dòng điện >50kA hoặc điện cao áp 1000V.
2.3. Bộ phận truyền động cắt
Bộ phận truyền động cắt được thực hiện bằng hai cách:
- Điều khiển bằng tay dùng cho các CB có dòng điện định mức nhỏ hơn hoặc bằng 600A.
- Điều khiển bằng điện từ dùng cho các CB có dòng điện >1000A.
Ngoài ra còn có cách điều khiển khác như bằng động cơ điện, bằng khí nén.
2.4. Móc bảo vệ
Khi có sự cố điện thì bộ phần này lập tức truyền tín hiệu tự động ngắt aptomat. Móc bảo vệ nằm ở dưới đường đặc tính của đối tượng cần bảo vệ. Móc bảo vệ thường được làm từ rơ le nhiệt hoặc điện tử.
- Móc bảo vệ kiểu rơ le nhiệt: Được cấu tạo từ hai tấm kim loại dãn nở. Khi có sự cố xảy ra và sinh nhiệt nó sẽ hoạt động nhả khớp rơi tự do. Loại móc này thường ngắt nhanh khi bị ngắn mạch.
- Móc điện từ: Được cấu tạo từ cuộn dây mắc nối tiếp vào mạch chính. Cuộn dây quấn với tiết diện lớn và ít vòng. Hoạt động khi có sự cố quá tải.
Cấu tạo của aptomat
3. Nguyên lý làm việc của của aptomat
- Nguyên lý hoạt động của aptomat về cơ bản dựa trên 2 cơ chế tác động là cơ chế nhiệt và cơ chế điện từ.
- Cơ chế nhiệt: Cơ chế nhiệt được thực hiện dựa vào sự giãn nở vì nhiệt của thanh lưỡng kim. Khi có dòng điện chạy qua thanh lưỡng kim thì sẽ sinh ra nhiệt, hai mặt của thanh lưỡng kim có độ giãn nở vì nhiệt khác nhau và làm cho thanh lưỡng kim bị uốn cong dẫn đến tác động ngắt aptomat. Chức năng bảo vệ quá tải của aptomat được thực hiện bởi cơ chế tác động nhiệt.
- Cơ chế điện từ: Cơ chế điện từ dựa trên lực điện trường sinh ra khi có dòng điện rất lớn chạy qua cuộn dây. Chức năng bảo vệ ngắn mạch của aptomat được thực hiện bởi cơ chế điện từ. Khi hệ thống gặp sự cố như ngắn mạch sẽ sinh ra dòng điện rất lớn lên đến hàng chục kA trong thời gian rất ngắn. Lực điện trường sinh ra sẽ tác động làm ngắt aptomat để bảo vệ cho các thiết bị điện.
Nguyên lý làm việc của của aptomat
Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, aptomat được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm tiếp điểm động. Khi aptomat ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút. Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 xuống làm nhả móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng và các tiếp điểm của aptomat được mở ra và mạch điện bị ngắt.
4. Công dụng của aptomat
Các lợi ích của aptomat rất thiết thực. Đó là lý do khiến nó trở nên và không thể thiếu trong bất kỳ hệ thống điện nào. Một số lợi ích quan trọng nhất của aptomat có thể liệt kê như sau:
- Tự động ngắt dòng điện trong các hệ thống điện khi có hiện tượng ngắn mạch hay sụt áp xảy ra.
- Bảo vệ các thiết bị điện khỏi các hư hỏng khi hệ thống điện gặp sự cố không mong muốn
- Khi dòng điện bị rò rỉ xuống đất, hiện tượng mất cân bằng giữa dòng điện đi và về sẽ xảy ra. Aptomat sẽ có công dụng ngắt điện trong trường hợp này.
- Nếu xảy ra trường hợp điện giật, aptomat cũng tự động ngắt điện để bảo vệ con người.
5. Các loại aptomat
Trên thị trường hiện nay, có rất nhiều các loại aptomat khác nhau được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, thông thường được phân loại theo cấu tạo, chức năng, số pha/ số cực, dòng cắt ngắn mạch và theo thương hiệu. Cụ thể như sau:
5.1. Phân loại theo cấu tạo
Theo cấu tạo, có 2 loại aptomat chính đó là aptomat dạng tép và aptomat khối. Cụ thể:
- Aptomat tép (MCB - Miniature Circuit Breaker), đây là loại aptomat có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Thường được sử dụng cho các phụ tải nhỏ và có khả năng đóng cắt dòng từ 100A trở xuống.
Aptomat tép
- Aptomat khối (MCCB - Moulded Case Circuit Breaker): Đây là loại aptomat có giá trị dòng cắt có thể đạt được lên đến 2400A, MCCB thường được sử dụng cho các mạng điện hạ áp.
Aptomat khối
5.2. Phân loại theo chức năng
Phân loại theo chức năng thì có các loại aptomat chính đó là: aptomat bảo vệ quá tải, ngắn mạch và chống dòng rò. Cụ thể như sau:
- Aptomat có chức năng bảo vệ quá tải, ngắn mạch, thường bao gồm loại aptomat tép (MCB) và aptomat khối (MCCB).
- Đối với aptomat chống dòng rò thì có 3 loại như sau:
- Aptomat chống dòng rò dạng tép (RCCB - Residual Current Circuit Breaker).
- Aptomat chống dòng rò và bảo vệ quá tải dạng tép (RCBO - Residual Current Circuit Breaker with Overcurrent Protection).
- Aptomat chống dòng rò và bảo vệ quá tải dạng khối (ELCB - Earth Leakage Circuit Breaker).
==> Tìm hiểu thêm hình ảnh và thông số kỹ thuật của sản phẩm Aptomat khối chống giật 3 pha (ELCB) LS EBS53c-50-100/200/500
tại đây.
5.3. Phân loại theo số pha/số cực
Phân loại theo số pha/ số cực, có các loại aptomat như sau:
- Aptomat 1 pha: 1 cực
- Aptomat 1 pha + trung tính (1P+N): 2 cực
- Aptomat 2 pha: 2 cực
- Aptomat 3 pha: 3 cực
- Aptomat 3 pha + trung tính (3P+N): 4 cực
- Aptomat 4 pha: 4 cực
5.4. Theo dòng cắt ngắn mạch
Theo dòng cắt mạch, có các loại aptomat như sau:
- Aptomat có dòng cắt thấp: thường dùng trong mạng lưới điện dân dụng. Ví dụ dòng cắt 10kA.
- Aptomat có dòng cắt tiêu chuẩn: dùng trong hệ thống điện công nghiệp. Ví dụ aptomat có dòng cắt 30kA.
- Aptomat có dòng cắt cao: dùng trong mạng lưới điện công nghiệp và ứng dụng đặc biệt. Ví dụ dòng cắt 50kA.
5.5. Phân loại theo thương hiệu
Theo thương hiệu, có các loại aptomat như sau:
- Aptomat Panasonic: Thương hiệu xuất xứ từ Nhật Bản
- Aptomat LS: Thương hiệu Hàn Quốc
- Aptomat Schneider: Thương hiệu của Pháp
- Aptomat Sino: Thương hiệu tại Việt Nam
- Aptomat Mitsubishi: Thương hiệu Nhật Bản
6. Thông số kỹ thuật của Aptomat
Khi lựa chọn aptomat, cần chú ý đến các thông số kỹ thuật như sau:
- In: Dòng điện định mức. Ví dụ: MCCB 3P 250A 36kA, In = 250A.
- Ir: là chỉnh dòng được cho phép. Ví dụ aptomat chỉnh dòng 250A thì có thể chỉnh dòng từ 125A – 250A.
- Ue: Điện áp định mức.
- Icu: Dòng cắt ngắn mạch. cho biết khả năng chịu đựng dòng điện lớn nhất của tiếp điểm trong 1 giây.
- Icw: Khả năng chịu dòng ngắn mạch trong 1 đơn vị thời gian.
- Ics: khả năng cắt thực tế khi xảy ra sự cố của thiết bị.
- AT: Ampe Trip (dòng điện tác động)
- AF: Ampe Frame (dòng điện khung).
Ví dụ NF250A 3P 200A tác động khi dòng vượt quá AT = 200A.
Thông số AT/AF cho biết độ bền của tiếp điểm đóng cắt.
- Characteristic curve: là đường cong đặc tính bảo vệ của CB (đường cong chọn lọc của CB). Thông qua nó để biết vị trí lắp đặt aptomat nào trong hệ thống điện.
- Mechanical (hoặc electrical) endurace: Số lần đóng cắt cơ khí cho phép (số lần đóng cắt điện cho phép).
7. Lựa chọn Aptomat hiệu quả
7.1. Aptomat dùng cho gia đình
- Thiết bị điện gia đình chủ yếu là thiết bị điện 1 pha. Trường hợp này thường sử dụng át tép MCB 1 pha để lắp vào dây pha (dây lửa), dây trung tính (dây mát) không cần đi qua át.
- Thông thường sử dụng MCB có dòng cắt ngắn mạch 6kA hoặc 4,5kA để tiết kiệm chi phí.
- Một số gia đình có lượng tiêu thụ điện lớn thường dùng điện 3 pha thì nên chọn aptomat tổng là át khối MCCB loại có dòng cắt ngắn mạch trung bình để đảm bảo an toàn và độ bền cao hơn.
7.2. Aptomat dùng cho công nghiệp
- Trong công nghiệp chủ yếu sử dụng aptomat khối MCCB, nếu có sử dụng át tép thì nên dùng loại át tép có dòng cắt ngắn mạch cao 10kA.
- Thiết bị điện công nghiệp phần lớn là thiết bị điện 3 pha. Mặc dù hệ thống có sử dụng dây trung tính nhưng vì ít gặp sự cố trên dây trung tính nên thường chỉ sử dụng át 3 pha để tiết kiệm chi phí.
- Các vị trí aptomat tổng cần phải chọn loại có dòng cắt ngắn mạch cao để đảm bảo an toàn, các át nhánh dùng cho thiết bị thì có thể chọn loại có dòng cắt trung bình để giảm chi phí.
7.3. Một số lưu ý khi chọn aptomat
- Chọn aptomat có dòng định mức cao hơn so với tải ít nhất 20%.
- Aptomat tổng nên chọn dư so với nhu cầu hiện tại để dự phòng tăng thêm thiết bị trong tương lai.
- Chọn aptomat phải phù hợp với khả năng chịu tải của dây dẫn. Ngoài chức năng bảo vệ cho thiết bị thì aptomat còn bảo vệ cho dây dẫn không để quá tải dẫn tới dây bị phá hủy, bị cháy.
Kết luận: Trên đây là những kiến thức hữu ích về sản phẩm aptomat mà Bảo An đã đem đến cho các bạn. Hy vọng những kiến thức hữu ích này sẽ giúp ích cho công việc của bạn.
