Thiết bị đóng cắt là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện, có chức năng ngắt hoặc kết nối các phần tử khác nhau. Để lựa chọn và sử dụng thiết bị đóng cắt một cách an toàn và hiệu quả, bạn cần lưu ý những điểm sau: loại thiết bị, công suất, điện áp, dòng điện, chu kỳ sống, tiêu chuẩn kỹ thuật và bảo trì. Hãy đọc bài viết này của Bách Khoa Việt Nam để biết thêm chi tiết.
Nội dung
Thiết bị đóng cắt là gì?
Là thiết bị điện có khả năng chuyển đổi trạng thái của mạch điện, điều khiển dòng điện và bảo vệ các thiết bị điện khỏi các sự cố như ngắn mạch, quá tải,… Thiết bị đóng cắt là thuật ngữ chung cho nhiều loại thiết bị chuyển mạch khác nhau, như: bộ cầu chì chuyển mạch, bộ chuyển mạch, cầu chì HRC, bộ cách ly không tải, bộ ngắt mạch CB, khởi động từ, ELCB, MCCB , MCB …
Những thiết bị này được nối với nhau để tạo thành hệ thống mạch điện, phân phối và chuyển đổi điện năng một cách hiệu quả. Khác với cầu chì lắp đặt trong nhà chỉ có tác dụng ngắt dòng khi có sự cố, các thiết bị có thể được điều khiển để mở hoặc đóng mạch điện theo ý muốn. Trong hệ thống mạch điện, Chúng đóng vai trò là thiết bị chuyển mạch và bảo vệ chung cho các thiết bị điện khác.
Thiết bị đóng cắt là thuật ngữ trong ngành xây dựng, bao gồm nhiều loại thiết bị điện có liên quan đến việc chuyển mạch, điều khiển và bảo vệ các thiết bị điện trong một mạch điện. Trên thị trường hiện nay có nhiều loại thiết bị thực hiện nhiệm vụ chuyển mạch khác nhau, phù hợp với các ứng dụng và yêu cầu khác nhau.
Thiết bị đóng cắt và chức năng, tính năng cơ bản
Thiết bị đóng cắt mạch điện là thiết bị điện có chức năng tự động ngắt mạch điện khi xảy ra các sự cố như quá tải, ngắn mạch, sụt áp, rò điện,… Thiết bị đóng ngắt điện giúp bảo vệ các thiết bị điện khỏi bị hư hỏng do dòng điện quá cao hoặc không ổn định. Thiết bị đóng ngắt điện cũng giúp duy trì sự cân bằng giữa dòng điện vào và ra trong mạch điện của gia đình. Thiết bị đóng ngắt điện còn góp phần nâng cao an toàn cho con người khi sử dụng điện, tránh các tai nạn do chạm điện hay chập điện.
Thiết bị đóng ngắt điện có rất nhiều loại khác nhau, phù hợp với dòng điện khác nhau và các mức điện áp. Một số loại thiết bị đóng ngắt điện phổ biến là: cầu chì, aptomat, công tắc tự động, công tắc chống rò,… Để sử dụng thiết bị đóng ngắt điện một cách hiệu quả và an toàn, chúng ta cần lựa chọn loại thiết bị phù hợp với nhu cầu và yêu cầu của mạch điện. Chúng ta cũng cần kiểm tra thường xuyên thiết bị đóng ngắt điện để phát hiện và xử lý kịp thời các sự cố có thể xảy ra.
Thiết bị đóng cắt và các tính năng cơ bản
Các tính năng của các thiết bị đóng cắt mạch điện gồm như sau:
Độ tin cậy
Đảm bảo kết nối và tăng công suất của các trạm phát điện một cách an toàn và ổn định. Là yếu tố then chốt để nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện. Khi có sự cố, thiết bị phải có thể ngắt mạch điện kịp thời để bảo vệ các thiết bị điện khỏi bị hư hỏng.
Hoạt động nhanh
Thiết bị đóng cắt phải có thể hoạt động nhanh chóng khi phát hiện lỗi trên hệ thống điện. Phải có thể ngăn chặn dòng ngắn mạch gây thiệt hại cho máy biến áp, máy phát điện và các thiết bị khác. Nếu lỗi không được xử lý nhanh chóng, nó có thể lan rộng và gây nguy hiểm cho toàn bộ hệ thống.
Điều khiển bằng tay được cung cấp
Thiết bị đóng cắt phải có khả năng điều khiển bằng tay được cung cấp để người sử dụng có thể thực hiện các thao tác quan trọng khi có sự cố trong điều khiển tự động. Điều khiển bằng tay giúp người sử dụng kiểm soát được trạng thái của mạch điện và xử lý các sự cố kịp thời.
Có thể phân biệt được được hoàn toàn
Thiết bị đóng cắt phải có khả năng có thể phân biệt được hoàn toàn giữa phần an toàn và phần bị lỗi trên hệ thống điện. Do đó, thiết bị có thể tách phần bị lỗi ra khỏi hệ thống mà không làm gián đoạn việc cung cấp điện cho phần an toàn.
Phân loại thiết bị đóng cắt
Có nhiều tiêu chí để phân loại các thiết bị, trong đó phổ biến nhất là phân loại theo điện mức của dòng điện như sau:
Thiết bị điện hạ thế
Thiết bị đóng cắt hạ thế là các thiết bị điện có chức năng tự động ngắt mạch điện khi có các sự cố như quá tải, ngắn mạch hay điện áp thấp. Các thiết bị này bao gồm aptomat, máy cắt không khí ACB và các thiết bị khác. Điện áp định mức của các thiết bị này không quá 1kV và dòng cắt ngắn mạch có thể lên tới 300 kA. Các thiết bị này cũng có thể đóng ngắt không liên tục các mạch điện ở chế độ bình thường.
Thiết bị trung thế
Thiết bị đóng cắt trung thế là thiết bị dùng để điều khiển nguồn điện có điện áp từ 3,3 kV đến 33 kV. Nó có chức năng phân phối điện năng cho các mạng điện khác nhau.
Thiết bị này thường có mặt ở các trạm biến áp và bao gồm các loại máy cắt khác nhau như: máy cắt dầu lớn, máy cắt từ trường không khí, máy cắt cách điện bằng khí SF6, máy cắt dầu nhỏ, máy cắt chân không và máy cắt cách điện bằng khí.
Có thể lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời và hoạt động trong nhiều môi trường như: dầu, SF6 và chân không.
Nó có nhiệm vụ ngắt dòng điện khi có sự cố xảy ra ở bất kỳ loại máy cắt nào trong hệ thống. Ngoài ra, nó còn có thể hoạt động trong các tình huống khác.
Thiết bị điện trung thế có thể:
- Bật/Tắt mạch bình thường.
- Ngắt dòng điện ngắn mạch.
- Bật/Tắt dòng điện dung.
- Bật/Tắt dòng điện cảm ứng.
- Một số ứng dụng đặc biệt khác.
Thiết bị cao thế
Thiết bị đóng cắt cao thế là thiết bị dùng để ngắt hoặc đóng các mạch điện áp cao trên 36kV. Thiết kế thiết bị này phải rất chú ý vì nếu có sự cố sẽ gây ra nhiều hậm hại.
Thành phần quan trọng nhất là bộ ngắt mạch, có chức năng ngắt hoặc đóng các mạch điện áp cao. Bộ ngắt mạch phải có các tính năng đặc thù để bảo đảm an toàn và tin cậy khi hoạt động trong hệ thống điện.
Thiết bị cao thế không thường xuyên phải hoạt động hay chuyển mạch khi có lỗi. Phần lớn thời gian, các bộ ngắt mạch này ở trạng thái ĐÓNG. Chúng vẫn có thể hoạt động tốt sau một khoảng thời gian dài.
Phân biệt các thiết bị đóng cắt chức năng
Thiết bị đóng cắt điện là những thiết bị có khả năng ngắt hoặc kết nối mạch điện khi cần thiết, nhằm đảm bảo an toàn cho các thiết bị điện khác và con người. Các thiết bị thường được sử dụng để phòng ngừa hoặc xử lý các tình huống ngắn mạch, quá tải, rò điện hay chập điện. Có nhiều loại chuyên dụng như:
ACB: (Air circuit breaker) máy cắt không khí là loại máy cắt sử dụng không khí làm phương tiện cách điện và làm tắt lửa khi ngắt mạch. ACB thường được dùng cho các mạch có dòng điện lớn, từ 630A đến 6300A.
VCB: (Vacuum Circuit Breakers) máy cắt chân không là loại máy cắt sử dụng chân không làm phương tiện cách điện và làm tắt lửa khi ngắt mạch. VCB có ưu điểm là độ bền cao, ít bảo trì, không gây ô nhiễm môi trường và có khả năng cắt ngắn mạch cao. VCB thường được dùng cho các mạch có dòng điện từ 630A đến 4000A.
MCCB: (Moulded case circuit breaker) là aptomat khối, thường có dòng cắt ngắn mạch lớn (có thể lên tới 80kA). MCCB có thể điều chỉnh được dòng cắt quá tải và có nhiều chức năng bảo vệ khác nhau. MCCB thường được dùng cho các mạch có dòng điện từ 100A đến 1600A.
MCB: (Miniature Circuit Bkeaker) là aptomat loại tép, thường dòng cắt quá tải thấp hoặc có dòng cắt định (100A/10kA). MCB không thể điều chỉnh được dòng cắt quá tải và chỉ có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch. MCB thường được dùng cho các mạch có dòng điện nhỏ, từ 6A đến 63A.
RCCB: (Residual Current Circuit Breaker) chống dòng rò loại có kích thước cỡ MCB 4P, 2P là loại aptomat chống rò điện bằng cách so sánh giữa tổng dòng vào và tổng dòng ra của mạch. Nếu hai giá trị này khác nhau quá một ngưỡng cho phép, RCCB sẽ ngắt mạch để bảo vệ con người và thiết bị. RCCB thường được dùng cho các mạch có yêu cầu an toàn cao, như nhà tắm, bếp, máy giặt, máy sấy…
RCBO: (Residual Current Circuit Breaker with Overcurrent Protection) chống dòng rò loại có kích thước cỡ MCB 2P có thêm bảo vệ quá dòng là loại aptomat chống rò điện kết hợp với bảo vệ quá tải và ngắn mạch. RCBO có thể ngắt mạch khi phát hiện dòng rò, quá tải hoặc ngắn mạch. RCBO thường được dùng cho các mạch có yêu cầu an toàn cao và tiết kiệm không gian lắp đặt.
ELCB: (Earth Leakage Circuit Breaker) Thiết bị chống dòng rò, thực chất là loại MCB hay MCCB bình thường có thêm bộ cảm biến dòng rò. Loại này có thể ngắt mạch khi phát hiện dòng rò điện đến đất, quá tải hoặc ngắn mạch, do đó có tính năng bảo vệ toàn diện và giá thành cao hơn. Bộ cảm biến dòng rò trong ELCB có thể có giá gấp hàng chục lần RCCB hay RCBO bình thường. ELCB có hai loại chính là ELCB điện áp (voltage-operated) và ELCB dòng (current-operated)
RCD: (Residual Current Device) là một thiết bị luôn gắn kèm (gắn thêm) với MCB hay MCCB để bảo vệ chống dòng rò. RCD hoạt động bằng cách so sánh giữa tổng dòng vào và tổng dòng ra của mạch. Nếu hai giá trị này khác nhau quá một ngưỡng cho phép, RCD sẽ ngắt mạch để bảo vệ con người và thiết bị. RCD có hai loại phổ biến là RCCB (Residual Current Circuit Breaker) và RCBO (Residual Current Circuit Breaker with Overcurrent Protection). RCCB chỉ bảo vệ chống dòng rò, còn RCBO còn bảo vệ quá tải và ngắn mạch.
RCBO = ELCB = RCCB + MCB (MCCB).
Các thông số chính
Các thông số chính của thiết bị đóng cắt hạ thế là các thông số kỹ thuật quan trọng để lựa chọn và sử dụng phù hợp với điều kiện vận hành của mạch điện. Các thông số chính bao gồm:
- Tần số: là tần số của dòng điện xoay chiều mà thiết bị có thể hoạt động được. Tần số thường là 50Hz hoặc 60Hz tùy theo khu vực.
- Rated service voltage Ue: Điện áp làm việc định mức là điện áp giữa hai dây dẫn mà thiết bị có thể hoạt động được trong điều kiện bình thường. Điện áp này thường nhỏ hơn hoặc bằng điện áp cách điện định mức.
- Rated impulse withstand voltage Uimp: Điện áp chịu xung định mức là điện áp xung cao nhất mà thiết bị đóng cắt có thể chịu được mà không bị phá hủy. Điện áp xung có thể xuất hiện do sét đánh, công tắc, biến áp…
- Rated insulation voltage Ui: Điện áp cách điện định mức là điện áp cao nhất có thể chịu được trong thời gian dài mà không bị suy giảm khả năng cách điện. Điện áp này thường lớn hơn điện áp làm việc định mức.
- Rated uninterrupted current Iu: Dòng cắt định mức là dòng điện lớn nhất có thể ngắt được khi tiếp điểm ở trạng thái đóng. Dòng này phụ thuộc vào loại và kích thước của thiết bị.
- Rated ultimate short-circuit breaking capacity Icu: khả năng cắt được dòng ngắn mạch Icu là dòng ngắn mạch lớn nhất mà có thể ngắt được trong điều kiện an toàn cho người và thiết bị. Dòng này phụ thuộc vào loại và kích thước, cũng như điều kiện vận hành của mạch.
- Rated service short-circuit breaking capacity Ics=%Icu, (khoảng từ 75% đến 100%Icu), cắt được dòng ngắn mạch định mức là dòng ngắn mạch lớn nhất mà thiết bị có thể ngắt được nhiều lần liên tiếp trong điều kiện an toàn cho người và thiết bị. Dòng này thường nhỏ hơn hoặc bằng dòng cắt được dòng ngắn mạch Icu.
- Rated short-time withstand current Icw: Trong thời gian 1s hoặc 3s tùy vào nhà sản xuất là khả năng chịu đựng dòng ngắn mạch của tiếp điểm. Là dòng ngắn mạch lớn nhất mà tiếp điểm của thiết bị đóng cắt có thể chịu được trong khoảng thời gian quy định (1s hoặc 3s) mà không bị hư hỏng. Dòng này thường nhỏ hơn hoặc bằng dòng cắt được dòng ngắn mạch Icu.
Lựa chọn địa chỉ mua thiết bị điện an toàn
Bạn đang tìm kiếm một địa chỉ mua thiết bị điện uy tín, chất lượng và an toàn tại Bách Khoa Việt Nam? Bạn muốn sở hữu những sản phẩm tủ điện, tủ điện công nghiệp, máy biến áp, máy phát điện, thiết bị hạ thế, thang máng cáp… với giá cả hợp lý và chế độ bảo hành tốt? Bạn muốn được tư vấn báo giá tủ điện hay các thiết bị điện và hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp và nhiệt tình? Nếu bạn đang có những nhu cầu trên, hãy đến với Bách Khoa Việt Nam – địa chỉ mua thiết bị điện an toàn hàng đầu.
Cảm ơn các bạn đã đọc bài viết trên của Bách Khoa Việt Nam. Hy vọng bài viết này sẽ giúp các bạn hiểu và có thêm kiến thức và kinh nghiệm về loại thiết bị đóng cắt, cũng như cách bảo quản và bảo trì nó một cách hiệu quả. Nếu các bạn có bất kỳ thắc mắc hay góp ý nào, xin vui lòng để lại bình luận phía dưới. Bách Khoa Việt Nam sẽ cố gắng trả lời sớm nhất có thể. Chúc bạn một ngày tốt lành!
- Trụ sở chính: Số 10-A16, KĐT Geleximco A, Đại Lộ Thăng Long, An Khánh, Hoài Đức, TP. HN
- Nhà máy 1: Chợ Cá – Tân Tiến – Chương Mỹ – Hà Nội
- Nhà máy 2: Thôn Lập Thành, Đông Xuân, Quốc Oai, Hà Nội
- Hotline – HN: 0967 50 50 30
- Khu vực phía Nam: Tầng 08, Tòa nhà Pearl Plaza, số 561A Điện Biên Phủ, Phường 25, Quận Bình Thạnh, TP Hồ Chí Minh
- Nhà máy 3: Khu Phố 8, Uyên Hưng, Tân Uyên, Bình Dương
- Hotline – HCM: 093 146 8833
- Email: baogia@bkvietnam.vn
- Website: https://bkvietnam.vn/
