Trong hệ thống điện hiện đại, việc đảm bảo an toàn và ổn định của mạch điện là một yếu tố cực kỳ quan trọng. Và việc đóng cắt mạch điện đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc bảo vệ hệ thống và ngăn chặn các sự cố nguy hiểm có thể xảy ra. Các thiết bị đóng cắt mạch điện giúp ngắt mạch khi cần và đảm bảo việc điều khiển, bảo vệ và phân phối nguồn điện một cách an toàn và hiệu quả. Hãy cùng
Bảo An automation tìm hiểu về
các thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện qua bài viết dưới đây.
I: Thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện là gì?
Hình 1: Thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện
- Các thiết bị đóng cắt điện và bảo vệ mạch điện là thiết bị điện dùng để chuyển đổi cũng như điều khiển và bảo vệ mạch điện với các thiết bị điện khác luôn ở trạng thái ổn định. Ngoài ra sản phẩm còn giúp các thiết bị điện luôn được an toàn, tránh được các sự cố điện đáng tiếc có thể xảy ra.
- Thiết bị đóng cắt có tên tiếng Anh là Circuit Breaker, gọi tắt là CB hay còn có tên gọi khác, theo tiếng Nga là aptomat. Đây là thiết bị điện dùng để đóng ngắt các mạch điện, có công dụng chính là giúp bảo vệ quá tải, ngắn mạch, sụt áp và bảo vệ cho mạch điện.
- Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại thiết bị đóng cắt đến từ các hãng nổi tiếng như: Thiết bị đóng cắt LS,
thiết bị đóng cắt Schneider, thiết bị đóng cắt Shihlin...
II: Cấu tạo của các thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện phổ biến
Cấu tạo của các thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện phổ biến có thể khác nhau tùy thuộc vào loại thiết bị, nhưng một hệ thống đóng cắt thông thường bao gồm các bộ phận phổ biến dưới đây được lắp đặt một cách hợp lý:
+ Bộ ngắt mạch (Circuit Breaker): gồm một cơ cấu cơ học hoặc điện tử để mở hoặc đóng mạch điện. Bộ ngắt mạch có khả năng chịu được dòng điện lớn và khả năng ngắt mạch nhanh chóng để bảo vệ hệ thống khỏi nguy cơ ngắn mạch hoặc quá tải.
+ Cầu chì (Fuse): là một loại thiết bị bảo vệ đơn giản và phổ biến được sử dụng để ngắt mạch khi có quá tải dòng điện.
+ Công tắc (Switch): Công tắc là một thiết bị đóng cắt đơn giản, được sử dụng để mở hoặc đóng mạch điện. Công tắc thường có nút hoặc cần gạt để mở hoặc đóng.
Kết luận: Các thiết bị đóng cắt phổ biến khác nhau có cấu trúc và nguyên lý hoạt động riêng, nhưng mục đích chung của chúng là bảo vệ và điều khiển hệ thống điện.
III: Công dụng của các thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện
- Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện đóng vai trò cực kì quan trọng trong hệ thống điện bằng cách kết nối và ngắt các dòng tải thông thường. Nó hoạt động như một bộ chuyển mạch, cho phép điều khiển luồng điện trong hệ thống. Đồng thời, nó cũng có khả năng ngắt dòng điện khi phát hiện các sự cố điện như quá tải, ngắn mạch và chập cháy.
- Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện có nhiều ứng dụng khác nhau trong cuộc sống và được sử dụng trong nhiều ngành lĩnh vực và hộ gia đình. Các thiết bị này có thể bao gồm bộ ngắt mạch, cầu chì, các loại aptomat, thiết bị chống sét, bộ cách ly và nhiều loại thiết bị khác.
- Aptomat là thiết bị đóng cắt như MCB, MCCB, ELCB, RCCB... Vậy
aptomat là thiết bị dùng để làm gì? Chúng là thiết bị điện tự động được sử dụng để bảo vệ các mạch điện thông qua việc ngắt kết nối điện khi phát hiện các nguy cơ như quá tải, ngắn mạch
- Mỗi loại thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện chức năng và ứng dụng riêng, tùy thuộc vào yêu cầu và mục đích sử dụng của hệ thống điện. Nhờ vào các thiết bị đóng cắt, chúng ta có khả năng kiểm soát, bảo vệ và bảo trì hệ thống điện một cách an toàn.
IV: Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện phổ biến
• Thiết bị đóng cắt hạ thế
Hình 2: Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện hạ thế
- Thiết bị đóng cắt hạ thế (LV) là những thiết bị được sản xuất với mục đích hoạt động trong lưới điện dưới 1KV. Một số thiết bị phổ biến bao gồm:
- Aptomat cài (MCB): Là một loại bộ ngắt mạch nhỏ gọn, thường được sử dụng trong các mạch điện trong nhà, văn phòng, tòa nhà,…
- Aptomat khối (MCCB): Là một loại bộ ngắt mạch có kích thước lớn hơn, được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và thương mại.
- Máy cắt không khí (ACB): Bộ ngắt mạch có khả năng ngắt dòng điện lớn từ 800A đến 6300A
• Thiết bị đóng cắt trung thế:
Hình 3: Thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện trung thế
- Thiết bị đóng cắt trung thế được sử dụng trong phân phối điện ở mức điện áp trung thế, thường từ 1 kV – 36 kV. Chúng có vai trò mở hoặc đóng mạch điện và bảo vệ hệ thống. Một số thiết bị đóng cắt trung thế phổ biến bao gồm:
- VCB: Đây là tên viết tắt của từ Vacuum Circuit Breakers. Thiết bị đóng cắt chân không này được thiết kế với dòng cắt ngắn mạch lớn. Nó dao động từ 15kA -> 50kA.
- VCS: thiết bị này được gọi tắt từ tên tiếng anh Vacuum Contactor Switches. Đây là một loại khởi động từ chân không với khả năng đóng cắt rất lớn. Đặc biệt, số lần đóng cắt của VCS có thể đạt từ 250,000 -> 2,500,000 lần. Tuổi thọ của nó dài hay ngắn sẽ còn tùy thuộc vào việc người dùng thực hiện việc đóng cắt bằng điện hay bằng tay.
- VTS: Thiết bị đóng cắt trung thếnày thực chất là một thiết bị chuyển nguồn chân không. Nó thường được lựa chọn để sử dụng đổi từ nguồn lưới với lưới hoặc từ nguồn lưới với máy phát.
- Recloser: Đây là máy cắt tự đóng lại. Có tác dụng khi phát hiện sự cố xảy ra thì nó sẽ tự động đóng lại chỉ trong 1 khoảng thời gian ngắn được cài đặt trước. Hoạt động này nhằm đảm bảo tính duy trì điện trên hệ thống.
- LBS còn được gọi với tên khác là máy cắt phụ tải: Thiết bị này được biết đến với công dụng tương tự như một cầu dao liên động. Tuy nhiên, nó lại có tính ưu việt hơn hẳn. Bởi thường thì cầu dao chỉ có khả năng đóng/cắt được khi có tải. Nhưng nếu lắp thêm cầu chì trung thế thì nó sẽ có thêm chức năng bảo vệ. Như vậy, mạch điện sẽ được an toàn hơn khi có sự cố xảy ra.
- Current Limit Power Fuse: Cầu chì trung thế này ngoài việc đóng ngắt mạch điện còn có thêm chức năng bảo vệ cho cho LBS và VCS khi nó được kết hợp với LBS.
• Thiết bị đóng cắt cao thế:
Hình 4: Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện cao thế
- Thiết bị đóng cắt cao thế (HV) được sử dụng trong phân phối điện ở mức điện áp cao, thường từ 36 kV trở lên. Chúng đảm nhận vai trò quan trọng trong việc mở hoặc đóng mạch điện và bảo vệ hệ thống. Một số thiết bị đóng cắt cao thế phổ biến bao gồm:
- Cầu chì cao thế: Được sử dụng để bảo vệ mạch điện ở mức điện áp cao. Cầu chì sẽ tan chảy ngay khi có quá tải dòng điện, ngắn mạch hoặc sự cố khác xảy ra.
- Bộ ngắt mạch cao thế: được sử dụng để mở hoặc đóng mạch điện ở mức điện áp cao.
V: Phân loại theo dòng sản phẩm
• Cầu dao tự động dạng khối MCCB
Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện MCCB
Hình 5: Aptomat khối
- Cầu dao tự động dạng khối MCCB hay còn gọi là aptomat khối, viết tắt từ tên tiếng anh Moulded case circuit breaker. Một thiết bị đóng cắt với vai trò kiểm soát dòng điện trong phân phối và bảo vệ dòng điện an toàn khi có sự cố ngắn mạch và quá tải.
• Aptomat MCB:
- Aptomat MCB là một loại thiết bị đóng cắt mạch điện nhỏ gọn. Nó được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện trong nhà, văn phòng, tòa nhà và các ứng dụng dân dụng khác. Aptomat bảo vệ mạch khỏi quá tải và ngắn mạch bằng cách tự động ngắt mạch khi có dòng điện vượt quá giới hạn.
• Thiết bị chống dòng rò:
- Thiết bị chống dòng rò, còn được gọi là RCD (Residual Current Device), là một thiết bị bảo vệ chống dòng rò điện. Nó được sử dụng để phát hiện sự chênh lệch dòng điện giữa dòng vào và dòng ra của mạch điện. Khi phát hiện dòng rò, thiết bị sẽ tự động ngắt mạch để ngăn chặn nguy cơ tai nạn điện.
• Máy cắt chân không VCB:
Hình 6: Máy cắt chân không VCB
- Máy cắt chân không VCB là một loại thiết bị đóng cắt mạch điện sử dụng chân không như môi trường cách điện. Nó được sử dụng trong các ứng dụng trung và cao thế để ngắt mạch và bảo vệ hệ thống điện khỏi quá tải, ngắn mạch và các sự cố khác.
• Máy cắt không khí:
Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện máy cắt không khí
Hình 6: Máy cắt không khí (ACB)
- Máy cắt không khí hay còn được gọi tắt là ACB (Air Circuit Breaker) là một thiết bị dùng để đóng cắt bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Máy cắt không khí ACB là một thiết bị đóng cắt mạch điện sử dụng không khí như môi trường cách điện và làm quạt gió để làm mát. ACB được sử dụng trong các hệ thống điện công nghiệp và thương mại để ngắt mạch và bảo vệ hệ thống khỏi quá tải, ngắn mạch.
• Cầu chì:
Hình 7: Cầu chì
- Cầu chì là một loại thiết bị bảo vệ mạch điện phổ biến. Nó là một loại linh kiện bảo vệ chịu dòng điện cao và có khả năng tan chảy ngay khi có quá tải dòng điện, ngắn mạch. Nó có thể được sử dụng trong các ứng dụng cao thế, trung thế và hạ thế, tùy thuộc vào mức điện áp của mạch điện.
VI: Ưu điểm khi sử dụng các loại thiết bị đóng cắt mạch điện
- Đóng cắt mạch điện đáng tin cậy:
Các thiết bị đóng cắt mạch điện được thiết kế và chế tạo với mục tiêu đảm bảo tính đáng tin cậy trong việc ngắt mạch và bảo vệ hệ thống điện. Chúng được kiểm tra và thử nghiệm kỹ lưỡng để đảm bảo hoạt động ổn định và tin cậy trong các điều kiện khác nhau. Điều này giúp giảm thiểu nguy cơ hư hỏng của thiết bị và đảm bảo hoạt động liên tục của hệ thống điện.
- Hoạt động nhanh và chính xác:
Các thiết bị đóng cắt mạch điện được thiết kế để có khả năng hoạt động nhanh chóng và chính xác khi xảy ra sự cố. Chúng có thời gian đáp ứng rất ngắn để ngắt mạch khi phát hiện quá tải, ngắn mạch hoặc dòng rò. Điều này giúp giảm thiểu thiệt hại cho hệ thống và thiết bị, đồng thời bảo vệ an toàn cho người sử dụng.
- Hỗ trợ điều khiển từ xa trong trường hợp xảy ra sự cố:
Các thiết bị đóng cắt mạch điện thường được trang bị các cơ chế và tiếp điểm phụ để người sử dụng có thể can thiệp và điều khiển trực tiếp trong trường hợp xảy ra sự cố. Điều này cho phép người sử dụng nhanh chóng tắt mạch điện và ngăn chặn các nguy cơ tiềm ẩn hoặc xử lý sự cố một cách an toàn.
- Dễ dàng phân biệt với các thiết bị khác:
Các thiết bị đóng cắt mạch điện thường được thiết kế với kiểu dáng, màu sắc và ký hiệu đặc trưng để dễ dàng phân biệt và nhận dạng so với các thiết bị khác trong hệ thống điện.Điều này giúp người sử dụng và kỹ thuật viên nhận ra và tìm hiểu các thiết bị đóng cắt mạch điện một cách dễ dàng và nhanh chóng.
Tóm tắt: Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện hiện nay rất phổ biến trong cả công nghiệp và dân dụng. Chúng có vai trò quan trọng trong bảo vệ hệ thống điện. Qua bài viết trên, Bảo An hy vọng đã đem lại kiến thức hữu ích giúp bạn tìm hiểu về các thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch hiện nay.
