Cầu dao điện là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại

Cầu dao điện là thiết bị quan trong trong hệ thống điện của gia đình, có chức năng giúp đóng hoặc ngắt mạch điện hoặc thiết bị tiêu thụ nào đó nhằm bảo vệ mạch điện khỏi quá tải hay chập mạch, giúp nâng cao tuổi thọ của thiết bị và duy trì ổn định. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu được cầu dao điện là gì? Cấu tạo cầu dao điện như thế nào? Nguyên lý hoạt động của cầu dao điện ra sao? Và có các loại cầu dao điện nào? Hãy cùng Bảo An tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

Cầu dao điện là gì? Cầu dao điện hay còn gọi là công tắc điện tự động, là một thiết bị được sử dụng để bảo vệ mạch điện khỏi các tình huống quá tải hoặc sụt áp, đồng thời phát hiện và ngăn chặn các lỗi trong mạch điện để giảm thiểu nguy cơ xảy ra sự cố. Trong thời đại hiện nay, cầu dao điện tự động được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghệp và các ứng dụng dân dụng như căn hộ, nhà hàng, khách sạn,…
So với cầu chì truyền thống, thiết bị này có nhiều ưu điểm vượt trội, đó là khả năng tự động hoặc thủ công đóng mở mạch điện, giúp kéo dài tuổi thọ và tăng tính ổn định của hệ thống điện bằng cách ngăn chặn các tình trạng chập cháy và quá tải. Cầu dao điện có chức năng chính là mở và đóng mạch điện để đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị trong nhà và tránh hiện tượng ngắt mạch khi có tải điện quá cao.

 

Để hiểu thêm về cầu dao điện là gì? Mời bạn tham khảo hình ảnh cũng như thông số kỹ thuật của sản phẩm Cầu dao điện (không có chức năng bảo vệ) CHINT NM8NSD-800 DC800 4P được phân phối ở Bảo An tại đây.

Cấu tạo của cầu dao có thể khác nhau tùy thuộc vào loại cầu dao, công suất và ứng dụng cụ thể. Nhìn chung, cầu dao điện thường gồm những bộ phận sau:
- Vỏ cầu dao: thường được làm từ chất liệu nhựa chịu nhiệt, chịu va đập và có khả năng cách điện tốt để bảo vệ các bộ phận bên trong và giúp cách ly các phần tiếp xúc điện.
- Tiếp xúc: có hai tiếp xúc điện chính, một tiếp xúc cố định và một tiếp xúc di động. Khi cầu dao đóng, hai tiếp xúc này sẽ tiếp xúc với nhau, cho phép dòng điện chạy qua. Khi cầu dao mở, hai tiếp xúc này tách ra, ngắt dòng điện và bảo vệ mạch điện.
- Thân cầu dao: là nơi đặt các bộ phận bên trong như tiếp xúc, lò xo và cầu chì, thường được làm từ chất liệu kim loại hoặc nhựa kỹ thuật, đảm bảo độ bền và khả năng cách điện.
- Cầu chì: Cầu chì là thành phần quan trọng trong cầu dao, có chức năng bảo vệ mạch điện và thiết bị điện khi xảy ra quá tải hoặc ngắn mạch. Cầu chì thường là một dây dẫn kim loại nhỏ có độ dẫn điện cao, khi dòng điện vượt quá giới hạn cho phép, cầu chì sẽ nóng chảy và đứt, ngắt dòng điện qua mạch.
- Lò xo: giúp duy trì lực đóng và mở tiếp xúc trong cầu dao, đảm bảo cầu dao hoạt động chính xác và ổn định.
- Tay nắm: là phần dễ nhìn nhất của cầu dao, giúp người dùng dễ dàng thao tác đóng/mở cầu dao.
- Chốt khóa: Một số cầu dao có chốt khóa, giúp ngăn chặn việc vô tình đóng cầu dao khi đang ở trạng thái mở.

- Cầu dao điện bao gồm hệ thống lưỡi dao và một hệ thống kẹp lưỡi, chúng thường được làm bằng kim loại hoặc hợp kim. Phần kết nối dây điện thường được làm từ đồng để cải thiện khả năng dẫn điện và tương tác với dòng trong mạch.
- Khi cầu dao ở trạng thái đóng, lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi sẽ tiếp xúc với nhau. Khi đó dòng điện được truyền từ dây dẫn đến lưỡi dao qua hệ thống kẹp lưỡi và đi ra hệ thống điện.
- Khi cầu dao ở trạng thái mở, lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi không được tiếp xúc với nhau. Khi đó, dòng điện từ dây dẫn chỉ truyền tới lưỡi dao và không được kết nối với hệ thống kẹp lưỡi, do đó không có dòng điện chạy qua mạch.

Các hoạt động đóng ngắt mạch điện chủ yếu bằng tay. Đồng thời ngắt cả dây pha và dây trung hòa. Đây cũng là điểm khác biệt đối với các loại công tắc khác. Cầu dao thông thường được trang bị thêm cầu chì để làm thiết bị ngắt mạch tự động khi dóng điện bị quá tải. Lúc đó cầu chì sẽ bị chảy ra và làm ngắt mạch. Để phục hồi trạng thái đóng điện, cần phải thay cầu chì mới trong trạng thái cầu dao ngắt, sau đó mới đóng mạch cầu dao trở lại.

Cầu dao tự động hiện đại hơn, ngoài chức năng đóng ngắt mạch điện bằng tay chúng còn bổ sung chức năng tự động ngắt mạch điện khi dòng điện bị quá tải hay ngắn mạch. Ngoài ra chúng còn một số tính năng khác như: dò tìm các dòng điện bị lỗi, chống rò điện đất hoặc đóng mở tự động,… Cầu dao tự động còn được gọi bằng 2 tên khác là Aptomat và CB. Ngoài những chức năng vừa kể thì chúng còn có chức năng khác là chống giật. Một số dòng sản phẩm chủ yếu như:
- RCCB: cầu dao chống giật có chức năng phát hiện và chống dòng điện rò, tự động ngắt mạch.
- RCBO: hoạt động tương tự với cầu dao tự động MCB, tích hợp thêm chức năng chống dòng rò.
- ELCB: có chức năng tự động ngắt mạch an toàn khi phát hiện các sự cố ngắn mạch.

Cầu dao đảo chiều 1 pha có 3 vị trí đấu nối điện, mỗi vị trí đấu nối có 2 cực. Cấu tạo bao gồm đế sứ cách điện, các đầu ốc vít để mắc nối dây điện, cần gạt điều khiển. Được bao bọc bằng một lớp vỏ nhựa, đảm bảo an toàn khi sử dụng

Cấu tạo của cầu dao đảo chiều 3 pha gồm có 3 khớp với mục đích để chuyển đổi nguồn điện theo từng trường hợp cụ thể.
Công dụng chính của loại cầu dao này là bảo vệ máy phát điện. Trong một số trường hợp, người ta sử dụng cầu dao đảo chiều cùng với máy ổn áp, dùng cho 2 trường hợp: có dùng ổn áp hoặc không dùng ổn áp.

Cầu dao ngày nay được sử dụng phổ biến và rộng rãi trong nhiều không gian. Với loại đóng ngắt bằng tay thường được dùng cho quy mô gia đình chủ yếu. Với các mô hình nhà hiện đại, thông minh như chung cư, biệt thự,… thì cầu dao tự động được sử dụng nhiều hơn.
Đối với loại tự động, dòng sản phẩm thường được phân ra nhiều loại cụ thể khác như MCCB, MCB, RCBO, RCCB,… Mỗi loại sở hữu công dụng đặc trưng theo chức năng của nó nên chúng cũng được ứng dụng cho nhiều môi trường cụ thể.
Ví dụ như:
- MCB loại B thường thích hợp dùng cho hệ thống chiếu sáng cho gia đình, văn phòng làm việc nhỏ, chung cư,.. MCB loại C lại lý tưởng cho môi trường công nghiệp và các khu vực có dòng cảm điện cao. Trong khi, loại D lại phù hợp hơn với các motor công suất lớn, máy hàn, máy biến áp, các trạm tích điện UPS…
- MCCB thì có thể được sử dụng để bảo vệ tụ điện, máy phát điện, chủ yếu dùng nhiều trong hệ thống điện thương mại hoặc công nghiệp.
- Còn với RCBO, bên cạnh có thể tự động ngắt mạch điện khi bị quá tải thì nó còn có thể giúp ngăn ngừa các sự cố cháy nổ do rò rỉ điện nên RCBO được ứng dụng rộng rãi trong các công trình quy mô lớn như khu công nghiệp, công ty, văn phòng,…
- RCCB thường được lắp đặt để bảo vệ chống giật cho từng tầng của các tòa nhà dân dụng như trường học, siêu thị, bệnh viện, chung cư, khách sạn,… hoặc bảo vệ cho toàn bộ hệ thống điện.

- Về thiết kế: Cầu dao điện được thiết kế rất đơn giản bao gồm các tay gạt của aptomat giúp cho người dùng có thể linh hoạt trong thao tác gạt cầu dao điện. Đối với aptomat được thiết kế với các pha và các cực khác nhau. Tùy vào số cực khác nhau mà kích thước của aptomat được thiết kế là hoàn toàn khác nhau.
- Về tính năng: Cầu dao điện chỉ đơn thuần được lắp đặt để người dùng có thể ngắt được cầu dao khi lắp hệ thống điện, đi dây dẫn hoặc lắp các thiết bị điện trong gia đình. Cầu dao điện không thể tự động ngắt được dòng điện hay hệ thống điện khi xảy ra các sự cố về dòng điện.
Aptomat có nhiều tính năng nổi bật hơn so với cầu dao điện. Đó là sử dụng aptomat khi lắp đặt ở các không gian công trình khác nhau để sử dụng cho hệ thốn dây dẫn và các thiết bị điện thì aptomat thực hiện các chức năng ngắt các dòng điện, tự động ngắt được các sự cố khi xảy ra đối với các thiết bị điện. Aptomat giúp khắc phục được các tình trạng cháy nổ xảy ra đối với các thiết bị điện.
- Về giá thành: Cầu dao điện có giá thành phải chăng và phù hợp hơn so với aptomat. Với thiết kế rất nhiều ưu điểm nổi bật thì aptomat được sử dụng và lắp đặt rất phổ biến ở các không gian khác nhau mang đến sự an toàn nhất cho thiết bị điện khi sử dụng.