Thiết Bị Đóng Cắt

Vật liệu làm tiếp điểm
Để thỏa mãn tốt các điều kiện làm việc khác nhau của tiếp điểm thiết bị điện thì vật liệu làm tiếp điểm phải có được những yêu cầu cơ bản sau:
-Có độ dẫn điện cao(giảm Rtx và chính điện trở của tiếp điểm).
-Dẫn nhiệt tốt (giảm phát nóng cục bộ của những điểm tiếp xúc).
-Không bị oxy hóa (giảm Rtx để tăng độ ổn định của tiếp điểm).
-Có độ kết tinh và nóng chảy cao (giảm độ mài mòn về điện và giảm sự nóng chảy hàn dính tiếp điểm đồng thời tăng tuổi thọ tiếp điểm).
-Có độ bền cơ cao (giảm độ mài mòn cơ khí giữ nguyên dạng bề mặt tiếp xúc và tăng tuổi thọ của tiếp điểm).
-Có đủ độ dẻo (để giảm điện trở tiếp xúc).
-Dễ gia công khi chế tạo và giá thành rẻ.
Thực tế ít vật liệu nào đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu trên. Trong thiết kế sử dụng tùy từng điều kiện cụ thể mà trọng nhiều đến yêu cầu này hay yêu cầu khác. Những vật liệu thường dùng gồm:
1. Đồng kĩ thuật điện: đồng nguyên chất thu được bằng điện phân. Nó đáp ứng hầu hết các yêu cầu trên. Nhược điểm chính của đồng kĩ thuật điện là rất dễ bị oxit hóa.
2. Đồng cađimi: đồng kĩ thuật điện pha thêm cađimi có tính chất cơ cao chống mài mòn tốt, khả năng chịu được hồ quang tốt hơn đồng kĩ thuật điện thông thường.

3. Bạc: là vật liệu làm tiếp điểm rất tốt do có độ dẫn điện cao và có điện trở tiếp xúc ổn định. Nhược điểm chủ yếu là chịu hồ quang kém nên sử dụng bị hạn chế.
4. Đồng thau: hợp kim đồng với kẽm được sử dụng làm tiếp điểm dập hồ quang.
5. Các hợp kim đồng khác: hợp kim đồng với nhôm, đồng với mangan, đồng với niken, đồng với silic và các hợp kim đồng khác được sử dụng làm tiếp điểm, đồng thời làm lò xo ép (ví dụ tiếp điểm tĩnh của cầu chì). Những tiếp điểm như vậy khi bị đốt nóng dễ bị mất tính đàn hồi.
6. Thép có điện trở suất lớn: thép thường bị oxy hóa cao nhưng là vật liệu rẻ nên vẫn được sử dụng làm tiếp xúc cố định để dẫn dòng điện lớn, trong các thiết bị thép thường được mạ.
7. Nhôm: có độ dẫn điện cao, rẻ nhưng rất dễ bị oxy hóa làm tăng điện trở suất. Nhược điểm nữa là hàn nhôm rất phức tạp, độ bền cơ lại kém.
8. Vonfram và hợp kim vonfram: có độ mài mòn về điện tốt và chịu được hồ quang tốt nhưng có điện trở tiếp xúc rất lớn. Hợp kim vonfram với vàng sử dụng cho tiếp điểm có dòng nhỏ. Hợp kim với molipđen dùng làm tiếp điểm cho những thiết bị điện thường xuyên đóng mở, khi dòng điện lớn thì vonfram và hợp kim vonfram sử dụng để làm tiếp điểm dập hồ quang.
9. Vàng và platin: không bị oxy hóa do đó có điện trở tiếp xúc nhỏ và ổn định, được sử dụng làm tiếp điểm trong thiết bị điện hạ áp có dòng điện bé và quan trọng. Vàng nguyên chất và platin nguyên chất có độ bền cơ thấp nên thường được sử dụng dạng hợp kim với môlipđen hoặc với iriđi để tăng độ bền cơ.
10. Than và graphit: có điện trở tiếp xúc và điện trở suất lớn nhưng chịu được hồ quang rất tốt.
Thường dùng làm các tiếp điểm mà khi làm việc phải chịu tia lửa điện, đôi khi làm tiếp điểm dập hồ quamg.
1. Hợp kim gốm: hỗn hợp về mặt cơ học của hai vật liệu không nấu chảy mà thu được bằng phương pháp thiêu kết hỗn hợp bột hoặc bằng cách tẩm vật liệu này lên vật liệu kia. Thường vật liệu thứ nhất có tính chất kỹ thuật điện tốt, điện trở suất và điện trở tiếp xúc nhỏ, ít bị oxy hóa.Vật liệu thứ hai có tính chất cơ cao và chịu được hồ quang. Như vậy, chất lượng kim loại gốm là do tính chất của hỗn hợp quyết định. Kim loại gốm sử dụng rộng rãi nhất thường có gốc bạc như : bạc-niken, bạc- oxit cađimi, bạc- vonfram, bạc-môlipđen. Ngoài ra đôi khi người ta sử dụng kim loại gốm có gốc đồng như: đồng -vonfram, đồng – môlipđen, đồng cađimi làm tiếp điểm chính và tiếp điểm dập hồ quang.
Chú ý
+Với tiếp xúc cố định thường dùng vật liệu là đồng, nhôm, thép.
+Với tiếp xúc đóng/mở tùy theo dòng dẫn, nếu :

-Dòng điện bé dùng bạc, đồng, platin, vonfram, đôi khi vàng, môlipđen, niken.
-Dòng vừa đến lớn dùng đồng thau, kim loại hoặc hợp kim ít nóng chảy như vonfram, molipđen,…
-Dòng điện lớn thì thường dùng hợp kim gốm (sản phẩm hai kim loại ở dạng bột ép lại ơ ̉áp lực lớn, nhiệt độ cao. Hợp kim gốm rất cứng chịu được dòng lớn, khuyết điểm là độ dẫn điện kém, nên thường được chế tạo dạng tấm mỏng hàn trên bề mặt tiếp điểm của thiết bị).
Một số kết cấu tiếp điểm
1. Phân ra làm các loại theo cấu tạo
Tiếp xúc cố định có các dạng
-Nối hai thanh tiết diện chữ nhật.
-Nối hai thanh tiết diện tròn (thanh tròn nối với nhau thường trong các thiết bị điện như máy ngắt điện, máy biến dòng,…).
Loại tiếp xúc đóng mở và tiếp xúc trượt phân theo dòng điện
-Dòng bé : I 10 [mA].
-Dòng vừa: I 100 [A].
-Dòng lớn: I > 100 [A].
1. Tiếp điểm rơle
Thường dùng bạc, platin tán hàn gá vào tiếp điểm, kích thước tiếp điểm do dòng điện cho phép quyết định (theo bảng có trong các sổ tay thiết kế).
1. Tiếp điểm thiết bị điện khống chế
Các thiết bị như công tắc tơ, áptômát và thiết bị cao áp thường có dòng điện lớn. Thì những tiếp điểm chính mắc song song với tiếp điểm hồ quang khi tiếp điểm ở vị trí đóng dòng điện sẽ qua tiếp điểm chính (tiếp điểm) làm việc, khi mở hoặc bắt đầu đóng tiếp điểm hồ quang sẽ chịu hồ quang. Do đó bảo vệ được tiếp điểm làm việc.

+Hình ngón: dùng trong công tắc tơ, tiếp điểm động vừa trượt vừa lăn trên tiếp điểm tĩnh do vậy có thể tự làm bóc lớp oxit trên bề mặt tiếp xúc.
+Tiếp điểm bắc cầu: dùng trong rơle và công tắc tơ.
+Tiếp điểm đối diện: dùng ở máy ngắt điện áp cao.
+Tiếp điểm hoa huệ: gồm một cánh hình thang giống cánh hoa huệ hay chữ z, tiếp điểm động là một thanh dẫn tròn.
+Tiếp điểm vuốt má: tiếp điểm động kiểu sống dao có thể trượt giữa hai vuốt tròn (làm tiếp điểm tĩnh) lò xo và dây được nối chặt với vuốt.
+Tiếp điểm chổi: tiếp điểm động hình chổi gồm những lá đồng mỏng 0,1
¸0,2 mm xếp lại trượt lên sống dao tiếp điểm tĩnh. Để tăng lực ép trên tiếp điểm hình chổi thì thường có thêm bản đàn hồi. Loại này khi chổi bị cháy sẽ làm điện trở tăng nhanh do đó ít dùng làm tiếp điểm hồ quang.
c)Tiếp điểm kiểu cắm, d) Tiếp điểm kiểu đối diện, e) Tiếp điểm kiểu lưỡi, h) Tiếp điểm kiểu thủy ngân, g) Tiếp điểm kiểu vuốt má
+Tiếp điểm cắm: thường được dùng ở cầu dao, cầu chì, dao cách li,…áp lực lên tiếp điểm động khoảng P = (0,3
¸ 0.6) kg/cm2.

Hồ quang điện thực sự có ích khi được sử dụng trong các lĩnh vực như hàn điện, luyện thép,… những lúc này hồ quang cần được duy trì cháy ổn định. KAUAUThUKE[V]EKEthEAVùng KVùng thân Vùng Alhq[m]I Uhql50mm2000 2 4 6 8 10 12 50100150200 Nhưng trong các thiết bị điện như cầu chì, cầu dao, máy cắt,…hồquang lại có hại cần phải nhanh chóng được loại trừ.

Khi thiết bị điện đóng, cắt (đặc biệt là khi cắt) hồ quang phát sinh giữa các cặp tiếp điểm của thiết bị điện khiến mạch điện không được ngắt dứt khoát. Hồ quang cháy lâu sau khi thiết bị điện đã đóng cắt sẽ làm hư hại các tiếp điểm và bản thân thiết bị điện. Trong trường hợp này để đảm bảo độ làm việc tin cậy của thiết bị điện yêu cầu phải tiến hành dập tắt hồ quang càng nhanh càng tốt

Bản chất của hồ quang điện là hiện tượng phóng điện với mật độ dòng điện rất lớn (tới khoảng 104 đến 105 A/cm2), có nhiệt độ rất cao (tới khoảng 5000 ¸ 60000C) và điện áp rơi trên cực âm bé (chỉ khoảng 10 ¸20V) và thường kèm theo hiện tượng phát sáng. Sự phân bố của điện áp và cường độ điện trường dọc theo chiều dài hồ quang được biểu diễn trên hình 1-1a.

Dọc theo chiều dài hồ quang được chia làm ba vùng là: vùng xung quanh cực âm (cách cực âm khoảng 10-4 đến 10-5cm) vùng này tuy điện áp nhỏ chỉ 8 đến 10V nhưng khoảng cách cũng rất bé nên cường độ điện trường rất lớn cỡ 105 đến 106 V/cm. Còn vùng có chiều dài gần hết hồ quang là vùng thân, vùng này có cường độ điện trường chỉ khoảng  10 đến 50 V/cm.

Vùng còn lại còn được gọi là vùng cực dương có cường độ điện trường lớn hơn vùng thân nhưng các yếu tố xảy ra ở đây theo các lí thuyết hiện đại thì ít ảnh hưởng đến quá trình phát sinh và dập hồ quang nên không được đề cập. Đặc tính u(i) của hồ quang một chiều có thể biểu điễn theo công thức Kapzow có dạng:

hoquang-02

Với: a, b, c, d là các hằng số phụ thuộc vật liệu làm tiếp điểm và các yếu tố bên ngoài (ví dụ tiếp điểm đồng có a= 30; b=17; c=41; d=33). Có n là số mũ, phụ thuộc vào nhiệt độ vật liệu dương cực, theo thực nghiệm thường lấy n = 2,62.T.10-4, trong đó T là nhiệt độ của vật liệu dương cực.
Đặc tính u(i) với l là chiều dài hồ quang có dạng hypécbôn như hình 1-1b.

Quá trình phát sinh
Hồ quang điện phát sinh là do môi trường giữa các điện cực (hoặc giữa các cặp tiếp điểm) bị ion hóa (xuất hiện các hạt dẫn điện). Ion hóa có thể xảy ra bằng các con đường khác nhau dưới tác dụng của ánh sáng, nhiệt độ, điện trường mạnh,…. Trong thực tế quá trình phát sinh hồ quang điện có những dạng ion hóa sau:
– Quá trình phát xạ điện tư ̉ nhiệt; Quá trình tự phát xạ điện tư.̉
– Quá trình ion hóa do va chạm.
– Quá trình ion hóa do nhiệt .

Sự phát xạ điện tử nhiệt
Điện cực và tiếp điểm chế tạo từ kim loại, mà trong cấu trúc kim loại luôn tồn tại các điện tử tự do chuyển động về mọi hướng trong quỹ đạo của cấu trúc hạt nhân nguyên tử. Khi tiếp điểm bắt đầu mở ra lực nén vào tiếp điểm giảm dần khiến điện trở tiếp xúc tăng lên chỗ tiếp xúc dòng điện bị thắt lại mật độ dòng tăng rất lớn làm nóng các điện cực (nhất là ở cực âm nhiều e). Bị đốt nóng, động năng của các điện tử tăng nhanh đến khi công nhận được lớn hơn công thoát liên kết hạt nhân thì điện tử sẽ thoát ra khỏi bề mặt cực âm trở thành điện tử tự do. Quá trình này được gọi là phát xạ điện tử nhiệt.

Sự tự phát xạ điện tử
Khi tiếp điểm hay điện cực vừa mở ra lúc đầu khoảng cách còn rất bé dưới tác dụng của điện áp nguồn ngoài thì cường độ điện trường rất lớn, nhất là vùng cực âm có khoảng cách nhỏ có thể tới hàng triệu V/ cm. Với cường độ điện trường lớn ở cực âm một số điện tử có liên kết yếu với hạt nhân trong cấu trúc sẽ bị kéo bật ra khỏi bề mặt ca tốt trở thành các điện tử tự do, hiện tượng này gọi là tự phát xạ điện tử. Khi có điện tử tự phát xạ và phát xạ điện tử nhiệt năng lượng được giải phóng rất lớn làm nhiệt độ khu vực hồquang tăng cao và phát sáng, đặc biệt khi cắt mạch ở điện áp cao và có dòng tải lớn thì hồ quang cháy và phát sáng rất mãnh liệt.
Ion hóa do va chạm

Sau khi tiếp điểm mở ra, dưới tác dụng của nhiệt độ cao hoặc của điện trường lớn (mà thông thường là cả hai) thì các điện tử tự do sẽ phát sinh chuyển động từ cực dương sang cực âm. Do điện trường rất lớn nên các điện tử chuyển động với tốc độ rất cao. Trên đường đi các điện tử này bắn phá các nguyên tử và phân tử khí sẽ làm bật ra các điện tử và các ion dương. Các phần tử mang điện này lại tiếp tục tham gia chuyển động và bắn phá tiếp làm xuất hiện các phần tử mang điện khác. Do vậy mà số lượng các phần tử mang điện tăng lên không ngừng, làm mật độ điện tích trong khoảng không gian giữa các tiếp điểm rất lớn, đó là quá trình ion hóa do va chạm.
Ion hóa do nhiệt

Do có các quá trình phát xạ điện tử và ion hóa do va chạm, một lượng lớn năng lượng được giải phóng làm nhiệt độ vùng hồ quang tăng cao và thường kèm theo hiện tượng phát sáng. Nhiệt độ khí càng tăng thì tốc độ chuyển động của các phần tử khí càng tăng và số lần va chạm do đó cũng càng tăng lên. Khi tham gia chuyển động cũng có một số phần tử gặp nhau sẽ kết hợp lại phân li thành các nguyên tử. Các nguyên tử khuếch tán vào môi trường xung quanh, gặp nhiệt độ thấp sẽ kết hợp lại thành phân tử, hiện tượng này gọi là hiện tượng phân li (phản ứng phân li thu nhiệt làm giảm nhiệt độ của hồ quang, tạo điều kiện cho khử ion). Còn lượng các ion hóa tăng lên do va chạm khi nhiệt độ tăng thì gọi đó là lượng ion hóa do nhiệt. Nhiệt độ để có hiện tượng ion hóa do nhiệt cao hơn nhiều so với nhiệt độ có hiện tượng phân li. Ví dụ không khí có nhiệt độ phân li khoảng 40000K còn nhiệt độ ion hóa khoảng 80000K.

Tóm lại, hồ quang điện phát sinh là do tác dụng của nhiệt độ cao và cường độ điện trường lớn sinh ra hiện tượng phát xạ điện tử nhiệt và tự phát xạ điện tử và tiếp theo là quá trình ion hóa do va chạm và ion hóa do nhiệt. Khi cường độ điện trường càng tăng (khi tăng điện áp nguồn), nhiệt độ càng cao và mật độ dòng càng lớn thì hồ quang cháy càng mãnh liệt. Quá trình có thoát năng lượng hạt nhân nên thường kèm theo hiện tượng phát sáng chói lòa. Nếu tăng áp lực lên môi trường hồ quang thì sẽ giảm được tốc độ chuyển động của các phần tử và do vậy hiện tượng ion hóa sẽ giảm.

Quá trình hồ quang tắt
Hồ quang điện sẽ bị dập tắt khi môi trường giữa các điện cực không còn dẫn điện hay nói cách khác hồ quang điện sẽ tắt khi có quá trình phản ion hóa xảy ra mạnh hơn quá  trình ion hóa. Ngoài quá trình phân li đã nói trên, song song với quá trình ion hóa còn có các quá trình phản ion gồm hai hiện tượng sau:
Hiện tượng tái hợp
Trong quá trình chuyển động các hạt mang điện là ion dương và điện tử gặp được các hạt tích điện khác dấu là điện tử hoặc ion dương để trở thành các hạt trung hòa (hoặc ít dương hơn). Trong lí thuyết đã chứng minh tốc độ tái hợp tỉ lệ nghịch với bình phương đường kính hồ quang, và nếu cho hồ quang tiếp xúc với điện môi hiện tượng tái hợp sẽ tăng lên. Nhiệt độ hồ quang càng thấp tốc độ tái hợp càng tăng.
Hiện tượng khuếch tán
Hiện tượng các hạt tích điện di chuyển từ vùng có mật độ điện tích cao(vùng hồ quang) ra vùng xung quanh có mật độ điện tích thấp là hiện tượng khuếch tán. Các điện tử và ion dương khuếch tán dọc theo thân hồ quang, điện tử khuếch tán nhanh hơn ion dương. Quá trình khuếch tán đặc trưng bằng tốc độ khuếch tán. Sự khuếch tán càng nhanh hồ quang càng nhanh bị tắt. Để tăng quá trình khuếch tán người ta thường tìm cách kéo dài ngọn lửa hồ quang

 

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THIẾT BỊ ĐIỆN

Thiết bị điện được đề cập ở đây là các loại thiết bị làm các nhiệm vụ: đóng cắt, điều khiển, điều chỉnh, bảo vệ, chuyển đổi, khống chế và kiểm tra mọi sự hoạt động của hệ thống lưới điện và các loại máy điện. Ngoài ra thiết bị điện còn được sử dụng để kiểm tra, điều chỉnh và biến đổi đo lường nhiều quá trình không điện khác.


Thiết bị điện là một loại thiết bị đang được sử dụng rất phổ biến có mặt trong hầu hết các lãnh vực sản xuất của nền kinh tế, từ các nhà máy điện, trạm biến áp, hệ thống truyền tải điện, đến các máy phát và động cơ điện trong các xí nghiệp công nghiệp, nông nghiệp, giao thông,… và trong cả lãnh vực an ninh quốc phòng.


Thiết bị điện sử dụng ở nước ta hiện nay được nhập từ rất nhiều nước, rất nhiều hãng sản xuất khác nhau và đủ các thế hệ. Có cả các thiết bị đã có thời gian sử dụng 40 đến 50 năm, rất lạc hậu và các thiết bị rất hiện đại mới nhập. Chính vì vậy các quy cách không thống nhất, gây khó khăn cho vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa. Do qúa nhiều chủng loại thiết bị điện với các tiêu chuẩn kĩ thuật rất khác nhau, nên trong sử dụng hiện nay nhiều khi không sử dụng hết tính năng và công suất của thiết bị hoặc sử dụng không đúng gây hư hỏng nhiều, làm thiệt hại không nhỏ cho nền kinh tế. Chính vì vậy việc đào tạo và cập nhập nâng cao kiến thức về thiết bị điện đặc biệt là các thiết bị mới cho các cán bộ kĩ thuật quản lí và vận hành thiết bị điện là một đòi hỏi rất cấp thiết. Giáo trình này nhằm trang bị những lí luận cơ bản, để hiểu nguyên lí làm việc, đặc điểm cấu tạo các loại thiết bị điện thường dùng trong tự động truyền động, trong hệ thống điện và trong các lĩnh vực điều khiển máy điện,…nhằm giúp sinh viên các ngành năng lượng khi ra trường có thể lựa chọn, vận hành, sửa chữa, cải tiến thiết bị điện hoặc một số bộ phận của thiết bị điện, đặc biệt cung cấp những kiến thức làm cơ sở để tiếp cận các thiết bị hiện đại.

Phân loại thiết bị điện

Để thuận lợi cho việc nghiên cứu, vận hành sử dụng và sửa chữa thiết bị điện người ta thường phân loại như sau:
a) Phân theo công dụng
+ Thiết bị điện khống chế: dùng để đóng cắt, điều chỉnh tốc độ chiều quay của các máy phát điện, động cơ điện (như cầu dao, áp tô mát, công tắc tơ,…).
2/241+ Thiết bị điện bảo vệ: làm nhiệm vụ bảo vệ các động cơ, máy phát điện, lưới điện khi có quá tải, ngắn mạch, sụt áp,…( như rơle, cầu chì, máy cắt,…).
+ Thiết bị điện tự động điều khiển từ xa: làm nhiệm vụ thu nhận phân tích và khống chếsự hoạt động của các mạch điện như khởi động từ,…
+ Thiết bị điện hạn chế dòng ngắn mạch (như điện trở phụ, cuộn kháng,…).
+ Thiết bị điện làm nhiệm vụ duy trì ổn định các tham số điện (như ổn áp, bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát,…)
+ Thiết bị điện làm nhiệm vụ đo lường (như máy biến dòng điện, biến áp đo lường,…).
b) Phân theo tính chất dòng điện
+ Thiết bị điện dùng trong mạch một chiều.
+ Thiết bị điện dùng trong mạch xoay chiều.
c) Phân theo nguyên lí làm việc
Thiết bị điện loại điện từ, điện động, cảm ứng, có tiếp điểm, không có tiếp điểm,…
d) Phân theo điều kiện làm việc
+ Loại làm việc vùng nhiệt đới khí hậu nóng ẩm, loại ở vùng ôn đới, có loại chống được khí cháy nổ, loại chịu rung động,…
e) Phân theo cấp điện áp có
+ Thiết bị điện hạ áp có điện áp dưới 3kV.
+ Thiết bị điện trung áp có điện áp từ 3kV đến 36 kV.
+ Thiết bị điện cao áp có điện áp từ 36kV đến nhỏ hơn 400 kV.
+ Thiết bị điện siêu cao áp có điện áp từ 400 kV trở lên.

Các yêu cầu cơ bản của thiết bị điện
– Phải đảm bảo sử dụng được lâu dài đúng tuổi thọ thiết kế khi làm việc với các thông số kỹ thuật ở định mức. 3/241
– Thiết bị điện phải đảm bảo ổn định lực điện động và ổn định nhiệt độ khi làm việc bình thường, đặc biệt khi sự cố trong giới hạn cho phép của dòng điện và điện áp.
– Vật liệu cách điện chịu được quá áp cho phép.
– Thiết bị điện phải đảm bảo làm việc tin cậy, chính xác an toàn, gọn nhẹ, dễ lắp ráp, dễ kiểm tra, sửa chữa.
– Ngoài ra còn yêu cầu phải làm việc ổn định ở điều kiện khí hậu môi trường mà khi
thiết kế đã cho phép

Các thiết bị đóng cắt này tuy có thể giúp các bạn bảo đảm an toàn cho hệ thống điện, tuy nhiên nếu người tiêu dùng không tìm hiểu kỹ trong quá trình chọn lựa và sử dụng thì sẽ không mang lại được hiệu quả cao nhất. Vì thế, chúng tôi tổng hợp nên bài viết này để bạn có thể chọn lựa và sử dụng các thiết bị đóng cắt nói trên. Các bạn cũng có thể tham khảo thêm những nguồn thông tin khác trên mạng Internet!

Phân loại các thiết bị đóng cắt điện và cách sử dụng an toàn

Đối với các thiết bị đóng cắt MCB và MCCB, có rất nhiều nghiên cưới và ý kiến đánh giá về chúng, dẫu vậy nếu đứng trên phương diện của người dùng, kinh tế, và những khía cạnh dân dụng khác… thì hai loại thiết bị đóng cắt này được phân biệt theo những yếu tố sau đây:

1. MCB là thiết bị có dòng điện áp dưới 1.000V và dòng điện định mức không vượt quá 100A.

2. MCCB là thiết bị có khả năng đóng cắt dòng điện cao hơn, có thể lên đến 1.000A và điện áp dưới 1.000V.

– Về mặt công dụng thì cả hai thiết bị MCB và MCCB đều được sử dụng để đóng cắt mạch điện bảo vệ an toàn cho người sử dụng và cho những thiết bị trong hệ thống điện khi xảy ra các sự cố nhưa ngắn mạch, quá tải…

– Để có thể lựa chọn được một thiết bị đóng cắt Mitsubishi MCB hay MCCB đảm bảo thì có rất nhiều cách và để kể ra hiết thì sẽ rất là dài dòng, tuy nhưng dù là cách nào đi nữa thì nó vẫn phải thỏa mãn một điều kiện mà bạn cần phải nhớ thật kỹ khi chọn mua những thiết bị này đó là:

IB ISC

Tương ứng với công thức trên:

+ IB là dòng điện tải lớn nhất.

+ IN là dòng điện định mức của MCCB hay là MCB.

+ IZ là dòng điện tối đa cho phép của dây dẫn điện (thông số này được quy định bởi nhà sản xuất).

+ ISCB là dòng điện lớn nhất mà MCCB hoặc MCB có thể cắt.

+ ISC là dòng điệnngắn mạch.

Lấy một ví dụ cụ thể: Một tải một pha có dòng điệnngắn mạch tính toán được là 5KA và dòng điện lớn nhất là 13A, thiết bị này sử dụng nguồn điện 220V. Các bạn có thể chọn lựa dây dẫn và MCB như sau: MCB Comet CM216A có cường độ cắt lớn nhất l 6KA, dòng định mức là 16A và dây dẫn điện có dòng cho phép lớn nhất là 18A, kích thước 2×2,5 mm2.

Những nhà sản xuất tốt trên thị trường bao gồm như Hager, Clipsal, Comet… là những đơn vị mà các bạn lên lựa chọn mua MCCB, MCB bởi vì các thiết bị này đều được kiểm tra và sản xuất dưới những quy định, điều kiện, tiêu chuẩn quốc tế khắt khe nhất hiện nay.

3. Thiết bị đóng cắt Residual Current Device (RCD)

Hoặc cũng có thể là Residual Current Circuit Breaker (RCCB) và Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB).

– Về mặt ông dụng, các RCD thông thường được sử dụng trong việc ngắt mạch điện theo dạng tự động hóa, trường hợp xảy ra hiện tượng dòng rò giữa dây qua và dây nối đất hay là dây trung tính thì thiết bị này sẽ tự động ngắt mạch.

– Những lưu ý mà bạn cần biết khi sử dụng và kiểm tra thiết bị điện công nghiệp RCD này

+ Thứ nhất, tất cả các thiết bị RCD không thể bảo vệ khi xảy ra sự số quá tải hoặc là ngắn mạch. Bản thân của các thiết bị RCD không phải là một thiết bị đóng cắt, chúng chỉ là những thiết bị bảo vệ. Chính vì thế, RCD cần được sử dụng kết hợp với những thiết bị đóng cắt hạ áp khác để có thể mang lại hiệu quả tối đa… Tuy nhiên, trên thị trường hiện nay vẫn có những thiết bị đóng cắt hạ áp được tích hợp thêm bên trong phần cấu tạo của nó cả một bộ RCD và chúng vẫn được gọi với cái tên chung là RCCB hoặc RCD.

+ Thứ hai, các RCD nên được kiểm tra đều đặn mỗi tháng. Việc kiểm tra định kỳ này sẽ không mất quá nhiều thời gian của bạn nhưng lại giảm thiểu được rất nhiều nguy cơ về tai nạn điện không mong muốn. Để kiểm tra các thiết bị đóng cắt RCD này các bạn chỉ cần nhấn vào nút “T” hoặc là “Test” ở tại phần thân của thiết bị, công đoạn này này để thực hiện việc mô phỏng hiện tượng dòng điện rò xuất hiện. Nếu mạch điện của bạn bị ngắt thì đồng nghĩa là RCD tác động tốt, ngược lại thì bạn có thể RCD thay một thiết bị bởi chung không có tác dụng khi sự cố xảy ra. Để bảo dảm cho các thiết bị RCD này hoạt động hiệu quả nhất thì công việc kiểm tra này cần phải được lặp đi lặp lại hàng tháng.

Nếu bạn muốn đảm bảo an toàn trong việc sử dụng điện thì không thể nào không sử dụng các thiết bị đóng cắt để giảm thiểu sự cố xảy ra. Vậy thiết bị đóng cắt là gì? Phân loại chúng có khó không làm sao để biết được nhu cầu của mình phù hợp với loại nào. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

Thiết bị đóng cắt là gì?

Thiết bị đóng cắt đóng vai trò rất quan trọng trong một hệ thống điện , nó đảm bảo cho các thiết bị tiêu thụ điện hay các động cơ điện được vận hành một cách an toàn , tin cậy hay thậm chí là bảo vệ tính mạng cho người vận hành khi có sự cố xảy ra như ngắn mạch , quá tải hay xuất hiện dòng rò.

Thiết bị đóng cắt là các khí cụ điện có chức năng đóng ngắt dòng điện khi xảy ra các sự cố ngắn mạch, quá tải nhằm bảo vệ động cơ của các thiết bị điện được an toàn trước các sự cố.

Những thiết bị đóng cắt chủ yếu hiện nay là công tắc ổ cắm LS, biến tần LS, contactor LS, relay nhiệt LS thì còn có rất nhiều thiết bị đóng cắt VCB , ACB , MCCB , MCB , ELCB , RCCB , RCBO… Vậy các kí hiệu thiết bị đóng cắt đó nghĩa là gì?

  • MCCB LS là cầu dao tự động dạng khối MCCB, thường có dòng cắt ngắn mạch lớn lên đến 80kA và dòng cắt định mức 2400A
  • MCB là aptomat dạng tép, có dòng cắt cố định và dòng cắt quá tải thấp (100A/10kA)
  • ELCB là thiết bị chống dòng rò, nhưng thực chất chính là MCCB hay MCB có thêm bộ cảm biến dòng rò. ELCB vừa có chức năng bảo vệ ngắn mạch, vừa bảo vệ quá tải và vừa bảo vệ dòng rò.
  • RCCB là thiết bị chống dòng rò loại 2 tép và 4 tép.
  • RCBO là thiết bị chống dòng rò có kích thước như MCB 1P + N nhưng có thêm bộ bảo vệ quá dòng.
  • VCB là máy cắt chân không và thường được ứng dụng lắp đặt trong mạng điện áp trung thế từ 6,6 kV trở lên
  • ACB là máy cắt không khí có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch, thường có dòng tải từ 400A trở lên ta có thể sử dụng ACB.

Để có thể biết chi tiết hơn các bạn có thể xem qua bài viết phân loại thiết bị đóng cắt và cách sử dụng an toàn của chúng tôi.

Tầm quan trọng không thể thiếu của thiết bị đóng cắt trong hệ thống điện

Thiết bị đóng cắt đóng vai trò chủ đạo trong việc bảo vệ con người và tài sản – các thiết bị khác có trong hệ thống điện.

Ngoài ra, khi lựa chọn thiết bị đóng cắt và lấy điện còn phải căn cứ vào điều kiện làm việc phụ tải là thiết bị đóng cắt không được phép cắt khi có quá tải ngắn hạn, điều này thường xảy ra trong điều kiện làm việc bình thường như dòng điện khi cho mở máy động cơ điện, dòng điện cực đại trong các phụ tải công nghệ.

Yêu cầu chung chính là dòng điện định mức trên các phần tử bảo vệ sẽ không được nhỏ hơn dòng điện tính toán của mạch điện.

Tùy theo đặc tính và điều kiện làm việc cụ thể trên từng phụ tải, bạn sẽ hướng dẫn lựa chọn dòng điện định mức phù hợp của từng phần tử bảo vệ sẽ bằng 1,25 ; 1,5 hoặc lớn hơn khi so với dòng điện tính toán trong mạch.

Để nâng cao về tính ổn định nhiệt và điện động trên các thiết bị điện, hạn chế xảy ra sự phá hoại do dòng điệnngắn mạch gây ra, CB sẽ phải có thời gian cắt bé. Muốn như vậy thường phải kết hợp lực thao tác cơ học cùng với thiết bị dập hồ quang tại bên trong CB.

Chế độ làm việc ở định mức trên CB thải là chế độ làm việc dài hạn, nghĩa là trị số cho dòng điện định mức chạy qua CB lâu tuỳ ý. Mặt khác, mạch dòng điện trên CB cần phải chịu được dòng điện lớn (khi có ngắn mạch) lúc các tiếp điểm đã đóng hay đang đóng.

Đúng với tên gọi của nó, thiết bị đóng cắt chính là một loại khí cụ điện đóng vai trò rất quan trọng giành cho một hệ thống điện. Vì vật bạn nên hỏi kỹ nhân viên tư vấn để chọn được một thiết bị tốt và tối ưu nhất cho nhu cầu sử dụng của mình.

Thiết bị đóng cắt đóng vai trò rất lớn trong việc đảm bảo an toàn cho hệ thống điện hiện nay. Sẽ cực kì nguy hiểm nếu có sự cố xảy ra mà không có thiết bị ngắt điện kịp thời. Tùy vào những nhu cầu khác nhau mà hiện nay ngoài thị trường có rất nhiều  chủng loại thiết bị đóng cắt khác nhau. Do vậy cũng khó khăn cho người dùng nếu không nắm rõ được những mẫu này. Bài viết này của chúng tôi sẽ giúp bạn không phải bỡ ngỡ khi mua sắm.

Thiết bị đóng cắt là thiết bị điện có chức năng đóng ngắt dòng điện khi xảy ra các sự cố ngắn mạch, quá tải nhằm bảo vệ động cơ của các thiết bị điện được an toàn trước các sự cố. Quan trọng hơn cả là thiết bị đóng cắt sẽ bảo vệ con người tránh được những nguy cơ xảy ra chập cháy điện nguy hiểm đến tính mạng.

– ACB: (air circuit breaker) máy cắt không khí

– VCB: (Vacuum Circuit Breakers) máy cắt chân không

MCCB: (moulded case circuit breaker) là aptomat khối, thường có dòng cắt ngắn mạch lớn (có thể lên tới 80kA)

– MCB: (Miniature Circuit Bkeaker) là aptomat loại tép, thường có dòng cắt định và dòng cắt quá tải thấp (100A/10kA)

– RCCB: (Residual Current Circuit Breaker) chống dòng rò loại có kích thước cỡ MCB 2P, 4P

RCBO: (Residual Current Circuit Breaker with Overcurrent Protection) chống dòng rò loại có kích thước cỡ MCB 2P có thêm bảo vệ quá dòng.

ELCB: (Earth Leakage Circuit Breaker) Thiết bị chống dòng rò, thực chất là loại MCCB hay MCB bình thường có thêm bộ cảm biến dòng rò. Loại này vừa bảo vệ ngắn mạch, vửa bảo vệ quá tải, vừa bảo vệ dòng rò (nên giá đắt hơn. Có khi bộ RCD trong ELCB còn đắt gấp hàng chục lần RCCB hay RCBO bình thường).

Tuy nhiên, nếu nhìn trên góc độ mạch điện và các nguyên tắc bảo vệ thì rõ ràng RCCB và ELCB hoàn toàn giống nhau (bảo vệ chống dòng rò – dòng dư thừa, chống giật), chỉ khác nhau về tên gọi và ELCB có loại cấu tạo như MCCB (còn RCBO chỉ có cấu tạo dạng tép như MCB). Bạn cũng có thể xem qua bài viết phân loại thiết bị đóng cắt và cách sử dụng an toàn để hiểu rõ thêm về thiết bị điện này.

RCBO = ELCB = RCCB + MCB (MCCB)

– RCD: (Residual Current Device) là một thiết bị luôn gắn kèm (gắn thêm) với MCCB hay MCB để bảo vệ chống dòng rò

Các thông số chính của thiết bị đóng cắt hạ thế:

– Tần số.

– Rated service voltage Ue: Điện áp làm việc định mức.

– Rated impulse withstand voltage Uimp: Điện áp chịu xung định mức.

– Rated insulation voltage Ui: Điện áp cách điện định mức.

– Rated uninterrupted current Iu: Dòng cắt định mức.

– Rated ultimate short-circuit breaking capacity Icu: khả năng cắt được dòng ngắn mạch Icu.

– Rated service short-circuit breaking capacity Ics=%Icu, (khoảng từ 75% đến 100%Icu), cắt được dòng ngắn mạch định mức.

– Rated short-time withstand current Icw: Khả năng chịu đựng dòng ngắn mạch của tiếp điểm trong thời gian 1s hoặc 3s tùy vào nhà sản xuất.

Ứng dụng thiết bị đóng cắt hạ thế ACB, VCB, MCB, RCCB, RCBO, ELCB, RCD cho các mục đích.

– VCB thường dùng với điện áp trung áp trở lên khoảng từ 6.6kV.

– ACB thường dùng với điện áp hạ áp, dùng cho các feeder câp nguồn hoặc các tải có dòng lớn, thường thì lớn hơn 400A có thể chọn ACB, còn nhỏ hơn thì chọn MCCB, được biết ACB có thể cắt được đến dòng 6300A (chưa update thông tin).

– MCCB dùng với mạng hạ áp, hiện nay MCCB đạt đến dòng cắt đm 2400A.

– MCB loại này dùng cho phụ tải nhỏ, có thể cắt đến dòng 100A hoặc hơn.

* Bổ sung thêm về MCCB: MCCB có hai loại fix type và var type, với mỗi loại này cũng có hai loại là: TM (thermal & magnetic contact) và MO (magnetic contact only). Loại TM dùng cho tải non_motor load, và loại MO dùng cho tải motor load.

ACB, MCCB, MCB là những thiết bị đóng cắt (switchgear) ở mạng hạ thế có đầy đủ chức năng nhất của một thiết bị đóng cắt.

RCCB, RCBO, ELCB loại dùng đóng cắt và bảo vệ chống dòng rò để bảo vệ chống giật cho người, chống cháy nổ cho thiết bị.

Hi vọng rằng tới đây bạn đã có được những kiến thức cần thiết cho mình về thiết bị đóng cắt, các mẫu đang có trên thì trường hiện nay. Biết được tên gọi và công dụng riêng biệt của từng loại sẽ giúp bạn rất nhiều thời gian trong việc lựa chọn lắp đặt cũng như chi phí bỏ ra.