Aptomat

Aptomat là tên thường gọi của thiết bị đóng cắt tự động (cầu dao tự động). Trong tiếng Anh thiết bị đóng cắt là Circuit Breaker (viết tắt là CB). Aptomat có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch trong hệ thống điện. Một số dòng Aptomat có thêm chức năng bảo vệ chống dòng rò được gọi là aptomat chống rò hay aptomat chống giật. Aptomat đôi khi còn được gọi theo cách ngắn gọn là Át.

 Aptomat MCCB Schneider

Hình ảnh: Aptomat MCCB của hãng Schneider

Phân loại Aptomat:

1/ Phân loại theo cấu tạo:

– Aptomat dạng tép MCB (Miniature Circuit Breaker): bảo vệ quá tải và ngắn mạch.

 Aptomat dạng tép MCB của hãng LS

Hình ảnh: Aptomat dạng tép MCB của hãng LS

– Aptomat dạng khối MCCB (Moulded Case Circuit Breaker): bảo vệ quá tải và ngắn mạch.

 Aptomat dạng khối MCCB của hãng Mitsubishi

Hình ảnh: Aptomat dạng khối MCCB của hãng Mitsubishi

2/ Phân loại theo chức năng:

– Aptomat thường (bảo vệ quá tải, ngắn mạch): MCB, MCCB

– Aptomat chống rò: RCCB (Residual Current Circuit Breaker – aptomat chống dòng rò dạng tép), RCBO (Residual Current Circuit Breaker with Overcurrent Protection – aptomat chống dòng rò và bảo vệ quá tải dạng tép), ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker – aptomat chống dòng rò và bảo vệ quá tải dạng khối).

3/ Phân loại theo số pha / số cực:

– 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

4/ Phân loại theo dòng cắt ngắn mạch:

– Dòng cắt thấp: thường dùng trong dân dụng. Ví dụ MCCB NF125-CV 3P 100A của Mitsubishi có dòng cắt 10kA.

– Dòng cắt tiêu chuẩn: thường dùng trong công nghiệp. Ví dụ MCCB NF125-SV 3P 100A của Mitsubishi có dòng cắt 30kA.

– Dòng cắt cao: thường dùng trong công nghiệp và các ứng dụng đặc biệt. Ví dụ MCCB NF125-HV 3P 100A của Mitsubishi có dòng cắt 50kA.

5/ Phân loại theo khả năng chỉnh dòng:

– Aptomat có dòng định mức không đổi. Ví dụ MCCB NF400-SW 3P 400A của Mitsubishi có dòng định mức 400A không thay đổi được.

– Aptomat chỉnh dòng định mức. Ví dụ MCCB NF400-SEW 3P 400A của Mitsubishi có dòng định mức điều chỉnh được từ 200A – 400A.

Trong bài viết này sẽ giới thiệu về Aptomat thường MCB và MCCB.

Xem thêm bài viết về Aptomat chống dòng rò (Aptomat chống giật)

Cấu tạo Aptomat

Aptomat (MCB hay MCCB) thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang) hoặc ba tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang).

Khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, sau cùng là tiếp điểm chính. Khi cắt mạch thì ngược lại, tiếp điểm chính mở trước, sau đến tiếp điểm phụ, cuối cùng là tiếp điểm hồ quang. Như vậy hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang, do đó bảo vệ được tiếp điểm chính để dẫn điện. Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hư hại tiếp điểm chính.

Cấu tạo Aptomat MCB Multi9 Schneider

Hình ảnh: Cấu tạo Aptomat MCB Schneider

 

Cấu tạo Aptomat MCCB Schneider

Hình ảnh: Cấu tạo Aptomat MCCB Schneider

Nguyên lý hoạt động của Aptomat:

Nguyên lý hoạt động 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. Bật 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 bật nhả móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của Aptomat được mở ra, mạch điện bị ngắt.

Các thông số kỹ thuật của Aptomat:

– In: Dòng điện định mức. Ví dụ: MCCB 3P 250A 36kA, In = 250A.

– Ir: là dòng hoạt động được chỉnh trong phạm vi cho phép của Aptomat. Ví dụ aptomat chỉnh dòng 250A có thể điều chỉnh từ 125A đến 250A.

– Ue: Điện áp làm việc định mức.

– Icu: Dòng cắt ngắn mạch là 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. Khả năng này phụ thuộc vào từng nhà sản xuất do công nghệ chế tạo khác nhau. Ví dụ cùng một hãng sản xuất nhưng có 2 loại MCCB là Ics = 50% Icu và Ics = 100% Icu.

– AT: Ampe Trip (dòng điện tác động)

– AF: Ampe Frame (dòng điện khung). Ví dụ NF250A 3P 200A và NF250A 3P 250A đều có AF = 250A nhưng một cái sẽ tác động khi dòng vượt quá AT = 200A, một cái sẽ tác động khi dòng vượt quá AT = 250A. Thông số AT/AF cho biết độ bền của tiếp điểm đóng cắt. Ví dụ Aptomat 250AT/400AF sẽ có độ bền cao hơn Aptomat 250AT/250AF, kích thước aptomat 400AF cũng lớn hơn, giá thành cao hơn.

– Characteritic cuver: là đường cong đặc tính bảo vệ của CB (đường cong chọn lọc của CB). Đây là thông số rất quan trọng, quyết định cho việc chọn CB ở vị trí nào trong hệ thống điện.

– Mechanical/electrical endurace: Số lần đóng cắt cơ khí cho phép/ số lần đóng cắt điện cho phép.

Một số dòng sản phẩm Aptomat (MCB, MCCB) thông dụng trên thị trường:

MCB – Aptomat dạng tép Mitsubishi: (Cầu dao tự động dạng tép Mitsubishi)

 

Aptomat MCB Mitsubishi Nhật Bản

 

MCCB – Aptomat dạng khối Mitsubishi: (Cầu dao tự động dạng khối Mitsubishi)

 Aptomat dạng khối MCCB Mitsubishi Nhật Bản

 

MCB – Aptomat dạng tép LS: (Cầu dao tự động dạng tép LS)

 

 Thiết bị điện LS - Aptomat dạng tép MCB LS

 

MCCB – Aptomat khối LS: (Cầu dao tự động dạng khối LS)

Aptomat khối MCCB LS

 

ACTI9 MCB – Aptomat dạng tép Schneider: (Cầu dao tự động dạng tép Schneider) 

 Cầu dao tự động Acti9 MCB - Aptomat dạng tép

 

MCCB – Aptomat dạng khối Schneider: (Cầu dao tự động dạng khối Schneider)

 

 Thiết bị điện Schneider - Aptomat khối MCCB Schneider

Aptomat chống giật còn có tên gọi khác là Át chống giật, CB chống giật, Aptomat chống dòng ròCầu dao chống dòng rò… Cũng tương tự như Aptomat thường, Aptomat chống giật có các loại sau:

– Aptomat chống giật dạng tép RCCB (Residual Current Circuit Breaker).

– Aptomat chống giật dạng tép có bảo vệ quá tải RCBO (Residual Circuit Breaker with Overcurrent protection).

– Aptomat chống giật dạng khối có bảo vệ quá tải ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker).

 

Aptomat chống giật ELCB Schneider, Át chống giật, CB chống giật

Hình ảnh: Aptomat chống giật ELCB của hãng Schneider

 

Aptomat chống giật có chức năng ngắt điện khi có dòng điện rò xuống đất hay có người bị điện giật. Ngoài ra Aptomat chống giật ELCB, RCBO còn có chức năng bảo vệ quá tải tương tự như aptomat thường. Trong khi đó RCCB chỉ có chức năng chống dòng rò, cần phải kết hợp với MCB để bảo vệ quá tải. RCCB + MCB = RCBO.

Chức năng của Aptomat chống giật:

– Aptomat chống giật 1 pha: nó so sánh dòng điện chạy qua 2 dây mát và lửa, nếu dòng điện này khác nhau quá một ngưỡng rò nhất định thì nó sẽ ngắt điện khỏi tải, không cho tải làm việc nữa. Nhà sản xuất thường thiết kế các ngưỡng rò 15mA, 30mA, 100mA, 200mA, 300mA, 500mA.

– Aptomat chống giật 3 pha: nó so sánh dòng điện chạy qua 3 dây pha và dây trung tính, nếu dòng điện này khác nhau quá một ngưỡng rò nhất định thì nó ngắt.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

Nguyên lý Aptomat chống giật, Át chống giật, CB chống giật

Hình ảnh: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của Aptomat chống giật 1 pha

 

– Aptomat chống giật dùng cho 1 pha: người ta cho 2 dây mát và lửa đi qua 1 biến dòng có lõi sắt hình xuyến, đây là 1 cái biến thế lõi xuyến thông thường với cuộn sơ cấp 1 vòng dây (chính là 2 dây mát và lửa đi qua tâm biến thế) và cuộn thứ cấp vài chục vòng dây, biến thế này bằng khoảng cái nhẫn cưới. Như chúng ta biết: dòng điện đi ra ở dây nóng về ở dây mát (và ngược lại: ra dây mát về dây nóng) là ngược chiều nhau, có nghĩa là từ trường biến thiên chúng sinh ra trong lõi sắt của biến dòng là ngược chiều nhau. Nếu 2 dòng điện này bằng nhau, 2 từ trường biến thiên sẽ triệt tiêu nhau làm điện áp ra của cuộn thứ cấp biến dòng = 0. Nếu điện áp qua 2 dây bị rò, dòng điện trên 2 dây khác nhau, hai từ trường biến thiên sinh ra trong lõi sắt khác nhau làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trên cuộn thứ cấp của biến dòng, dòng điện này được đưa vào IC để kiểm tra xem có lớn hơn dòng rò an toàn không? Nếu lớn hơn ví dụ là 15mA thì IC sẽ cấp điện cho Triac cấp điện cho cuộn hút của Aptomat. Để phát hiện dòng rò lớn vài trăm mA thì không cần dùng đến IC (vì mạch điện IC phức tạp và chi phí cao) mà dùng ngay lực điện từ tạo ra khi có dòng điện chạy trong cuộn dây để đóng ngắt aptomat.  

– Aptomat chống giật dùng cho điện 3 pha 3 dây: tương tự như trên với 3 dây pha đi qua tâm biến dòng.

– Aptomat chống giật dùng cho điện 3 pha 4 dây: tương tự như trên với 3 dây pha và dây trung tính đi qua tâm biến dòng. 

 

Các thông số kỹ thuật của Aptomat chống giật:

Aptomat chống giật chia ra 2 loại cơ bản là loại chỉ có chức năng chống giật (RCCB) và loại có cả chức năng bảo vệ quá tải (RCBO, ELCB). Tùy theo từng loại có thể có đầy đủ hoặc một số thông số kỹ thuật như sau:

Thông số kỹ thuật Aptomat chống giật, CB chống giật

Hình ảnh: Thông số kỹ thuật Aptomat chống giật ELCB của hãng LS

 

– In: Dòng điện định mức. Ví dụ: Aptomat chống giật dạng khối của Mitsubishi NV125-SV 3P 100A 25kA 30mA có In = 100A. Khi dòng điện lớn hơn 100A aptomat sẽ tác động.

– Dòng rò: Aptomat chống giật thường được chế tạo dòng rò cố định ở mức 15mA, 30mA hoặc dòng rò điều chỉnh được các mức 100mA / 200mA / 300mA (có lẫy gạt để chọn mức dòng rò tưng ứng). Khi dòng điện rò vượt quá dòng rò như trên thì aptomat chống giật sẽ tác động.

– Ue: Điện áp làm việc định mức.

– Icu: Dòng cắt ngắn mạch là 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. Khả năng này phụ thuộc vào từng nhà sản xuất do công nghệ chế tạo khác nhau. Ví dụ cùng một hãng sản xuất nhưng có 2 loại ELCB là Ics = 50% Icu và Ics = 100% Icu. Aptomat chống giật EBN103c 3P 100A 18kA 100/200/500mA có Ics = 100%Icu.

– AT: Ampe Trip (dòng điện tác động).

– AF: Ampe Frame (dòng điện khung). Ví dụ NV250-SV 3P 200A 36kA 30mA và NV250-SV 3P 250A 36kA 30mA đều có AF = 250A nhưng một cái sẽ tác động khi dòng vượt quá AT = 200A, một cái sẽ tác động khi dòng vượt quá AT = 250A. Thông số AT/AF cho biết độ bền của tiếp điểm đóng cắt. Ví dụ Aptomat chống giật ELCB 250AT/400AF sẽ có độ bền cao hơn Aptomat 250AT/250AF, kích thước aptomat chống giật 400AF cũng lớn hơn, giá thành cao hơn.

– Mechanical/electrical endurace: Số lần đóng cắt cơ khí cho phép/ số lần đóng cắt điện cho phép.

 

Đặc điểm hình dáng:

 

Aptomat chống giật RCCB Mitsubishi, Át chống giật, CB chống giật

Hình ảnh: Aptomat chống giật RCCB, RCBO của hãng Mitsubishi

 

Aptomat chống giật có hình dáng giống át thường nhưng kích thước bằng hoặc to hơn 1 chút.

Ngoài nút gạt ON-OFF, aptomat chống giật còn có thêm 1 nút TEST bên cạnh để kiểm tra xem Aptomat có làm việc tốt không.

Trên mặt aptomat chống giật có ghi các thông số: điện áp, dòng tải, thời gian tác động và dòng rò. Thông thường có các ngưỡng dòng rò 15mA, 30mA, 100mA, 200mA, 300mA, 500mA.

 

Hướng dẫn chọn Aptomat chống giật:

Khi lựa chọn Aptomat chống giật cần lưu ý một số vấn đề sau để tránh chọn nhầm không thể sử dụng được:

– Chọn loại aptomat: Aptomat chống giật có chức năng bảo vệ quá tải (RCBO, ELCB) có thể dùng thay thế aptomat thường nhưng vì cấu tạo phức tạp hơn nên loại này thường có dòng cắt ngắn mạch thấp. Sử dụng RCBO, ELCB sau aptomat thường sẽ bảo vệ hệ thống điện tốt hơn. Đối với Aptomat chỉ có chức năng chống giật (RCCB) bắt buộc phải lắp sau aptomat thường.

– Chọn số pha / số cực: Sai lầm thường thấy nhất là chọn Aptomat chống giật 3 pha (3 cực) lắp cho hệ thống 3 pha tải hỗn hợp (tải 1 pha, 3 pha, sử dụng trung tính) dẫn tới át chống giật bị nhảy. Đối với tải 3 pha hỗn hợp phải sử dụng Át chống giật 4 pha (hay còn gọi là 3 pha 4 cực, 3P + N). Đối với điện 1 pha (1 dây pha + 1 dây trung tính) phải sử dụng aptomat 2 pha (1 pha 2 cực, 1P + N). Át chống giật 3 pha 3 cực chỉ dùng được cho tải 3 pha 3 dây không có trung tính như động cơ 3 pha đấu kiểu tam giác.

– Chọn dòng định mức: Đối với RCBO, ELCB chọn dòng định mức căn cứ vào công suất sử dụng tương tự như chọn Át thường. Đối với át chống giật không bảo vệ quá tải RCCB thì chọn dòng định mức bằng hoặc lớn hơn dòng định mức át thường lắp cùng RCCB.

– Chọn dòng rò: Át chống giật thường có 3 loại theo dòng rò 15mA, 30mA, 100/200/300mA. Thông thường các hệ thống nhỏ, các khu vực dân dụng dùng át chống rò 30mA. Các khu vực sản xuất công suất lớn thường dùng át chống rò 100/200/300mA.

 

Các lưu ý khi sử dụng:

Không dùng ở nơi ẩm ướt, lắp aptomat chống giật cho bình nước nóng thì nên đặt ở ngoài nhà tắm.

Phải test trước khi dùng. Test ít nhất 1 lần /tháng để kiểm tra thiết bị còn hoạt động tốt không?

Khi mắc aptomat chống giật, phía trên aptomat là điện vào, phía dưới là điện áp ra tải, nếu đấu ngược sẽ chết aptomat ngay khi có dòng.

 

Các thương hiệu nổi tiếng phổ biến trên thị trường:

Aptomat chống giật là thiết bị quan trọng trong các hệ thống điện tuy nhiên do chế tạo phức tạp nên giá thành cao hơn Aptomat thường gấp vài lần. Do đó nó không được sử dụng phổ biến bằng Aptomat thường. Nhà sản xuất cũng không chế tạo nhiều mã sản phẩm đa dạng như Aptomat thường.

Trên thị trường hiện nay có nhiều hãng sản xuất Aptomat chống giật dùng cho điện 1 pha và 3 pha như:

 

Aptomat chống giật dạng tép RCCB Mitsubishi:

Aptomat chống giật RCCB Mitsubishi, Át chống giật, CB chống giật

 

Aptomat chống giật dạng tép có bảo vệ quá tải RCBO Mitsubishi:

Aptomat chống giật RCBO Mitsubishi, Át chống giật, CB chống giật

 

Aptomat chống giật dạng khối ELCB Mitsubishi:

Aptomat chống giật ELCB Mitsubishi, Át chống giật, CB chống giật

Aptomat chống giật dạng tép RCCB Schneider:

Aptomat chống giật RCCB Schneider, Át chống giật, CB chống giật

 

Aptomat chống giật dạng tép có bảo vệ quá tải RCBO Schneider:

Aptomat chống giật RCBO Schneider, Át chống giật, CB chống giật

 

Aptomat chống giật dạng khối ELCB Schneider:

Aptomat chống giật ELCB Schneider, Át chống giật, CB chống giật

Aptomat chống giật dạng tép RCCB LS:

Aptomat chống giật RCCB LS, Át chống giật, CB chống giật

 

Aptomat chống giật dạng tép có bảo vệ quá tải RCBO LS:

Aptomat chống giật RCBO LS, Át chống giật, CB chống giật

 

Aptomat chống giật dạng khối ELCB LS:

Aptomat chống giật ELCB LS, Át chống giật, CB chống giật

 

 

Xuân 2020