Hướng dẫn cách lựa chọn cb điện

CB là gì? Cầu dao là gì? Aptomat là gì? Chúng dùng ở đâu trong tủ điều khiển máy bơm? Hãy cùng Thái Khương tìm hiểu về thiết bị này nhé!

Cầu dao CB là một thiết bị đóng cắt ngắt dòng điện bất thường hoặc sự cố. Cầu dao được thiết kế chủ yếu để đóng hoặc mở mạch điện, do đó bảo vệ hệ thống điện khỏi bị hư hỏng.

Cầu dao điện là một thiết bị đóng cắt có thể được vận hành bằng tay và tự động để điều khiển và bảo vệ hệ thống điện. Vì hệ thống điện hiện đại xử lý dòng điện rất lớn, cần đặc biệt chú ý trong quá trình chọn cầu dao để đảm bảo nó có thể ngắt hồ quang sinh ra trong quá trình đóng cầu dao một cách an toàn.

CB còn có nhiều tên gọi khác như là cầu dao, cầu dao điện, cầu dao tự động, cb điện, hay aptomat…

CB là viết tắt của từ gì? Cầu dao tiếng Anh là gì?

CB là ký tự được viết tắt của từ Circuit Breaker. Có thể tạm hiểu là thiết bị cắt mạch hay được biết đến ở Việt Nam với tên gọi phổ biến, đó là cầu dao. Vậy cầu dao trong tiếng Anh có nghĩa là Circuit Breaker và thường được gọi tắt là “CB” nhé.

Cấu tạo của CB aptomat

Mặc dù CB cầu dao điện dùng cho áp thấp và trung áp có thiết kế độc đáo riêng để phù hợp với cường độ dòng điện, điện áp và ứng dụng. Nhưng xét về cơ bản vẫn có năm thành phần chính phổ biến trên các loại cầu dao khác nhau.

Năm thành phần của cb điện cụ thể là:

• Khung – Bảo vệ các bộ phận bên trong của bộ ngắt mạch cb khỏi các tác động của môi trường bên ngoài
• Cơ cấu vận hành – Cơ cấu đóng mở cầu dao
• Tiếp điểm – Cho phép dòng điện chạy qua bộ ngắt mạch khi đóng.
• Buồng hồ quang – dập tắt hồ quang khi cầu dao ngắt sự cố.
• Bộ phận móc bảo vệ – Bảo vệ thiết bị điện không bị quá tải và ngắn mạch, sẽ tác động khi trong mạch điện xảy ra các sự cố trên.

Khung vỏ CB aptomat điện

Khung vỏ thường được chế tạo bằng vật liệu cách điện và chịu nhiệt như nhựa PVC hay ABS…

Chúng ngoài nhiệm vụ bảo vệ cho các thành phần điện bên trong, còn có chức năng thẩm mỹ giữa các thiết bị hay các hãng sản xuất với nhau.

Cơ cấu truyền động cắt aptomat CB

Cơ cấu truyền động cắt của các aptomat CB điện ngày nay cũng cho chúng ta nhiều lựa chọn, cụ thể hơn chúng ta có thể:

• Cắt bằng tay có thể thực hiện với dòng cắt dưới 0.6KA
• Cắt tự động với dòng điện lên đến 1KA
  
  Cơ cấu của CB

Tiếp điểm của CB aptomat

Tiếo điểm bên trong các cầu dao tự động hay CB điện thông thường có hai đến ba cấp tiếp điểm. Cụ thể:

• Tiếp điểm phụ
• Tiếp điểm chính
• Tiếp điểm hồ quang

Có nhiều cấp tiếp điểm như thế, vậy khi hoạt động hay xảy ra sự cố thì chúng sẽ được tác động như thế nào? Hay nguyên lý hoạt động của các tiếp điểm này ra sao?

Có thể tóm tắt hoạt động của các tiếp điểm này theo sơ đồ như sau:

• Trường hợp đóng mạch: Tiếp điểm hồ quang bị đóng trước, đến tiếp điểm phụ, và cuối cùng là tiếp điểm chính.
• Trường hợp ngắt mạch: Quá trình diễn ra theo trình tự ngược lại. Tức là tiếp điểm chính sẽ mở trước, đến tiếp điểm phụ, và sau đó đến tiếp điểm hồ quang.

Buồng dập hồ quang

Đặc điểm của buồng dập hồ quang là có nhiều ngăn nhỏ, để chia nhỏ hồ quang ra, giúp cho việc dập hồ quang phát sinh được nhanh hơn, gọn gàng hơn.

Buồng dập hồ quang cũng được chia làm 2 loại: Loại hở và loại nửa kín.

Với mỗi loại sẽ có đặc điểm riêng:

• Buồng dập hồ quang hở dùng trong các trường hợp dòng lớn hơn 50KA
• Buồng dập hồ quang nửa kín (có lỗ thoát khí nên không kín hoàn toàn và được gọi là nửa kín) dùng trong trường hợp có dòng dưới 50KA

Bộ phận móc bảo vệ

Là bộ phận bảo vệ khi có sự cố xảy ra, nên người ta thường tích hợp cả hai móc bảo vệ điện từ và móc bảo vệ nhiệt vào cùng một CB điện. Nhưng ngoài ra, còn có nhiều loại CB có tuỳ chọn móc bảo vệ khác như:

• Móc bảo vệ quá dòng
• Móc bảo vệ sụt áp, thấp áp
  
  Cầu dao điện tự động

Nguyên lý hoạt động của aptomat CB

Nguyên lý hoạt động của bộ ngắt mạch CB về cơ bản bao gồm các tiếp điểm cố định và di chuyển. Các tiếp điểm này chạm vào nhau và mang dòng điện ở điều kiện bình thường khi mạch điện đóng.

Trong điều kiện hoạt động bình thường, các cơ cấu truyền động của bộ ngắt mạch có thể được mở hoặc đóng để đóng cắt và bảo trì hệ thống.

Khi nào xảy ra lỗi trên bất kỳ bộ phận nào của hệ thống, cuộn dây hút của bộ ngắt sẽ được cung cấp năng lượng và các tiếp điểm chuyển động tách ra khỏi nhau theo một số cơ chế, do đó làm hở mạch.

Thông số trên aptomat CB cần phải biết

Trên một thiết bị CB đóng ngắt mạch bất kỳ, luôn có những thông số kỹ thuật mà khi muốn sử dụng chúng, buộc chúng ta phải hiểu rõ, đó là:

• Tần số hoạt động
• Điện áp làm việc định mức (Rated service voltage Ue)
• Điện áp chịu xung định mức (Rated impulse withstand voltage Uimp)
• Điện áp cách điện định mức (Rated insulation voltage Ui)
• Dòng cắt định mức (Rated uninterrupted current Iu)
• Khả năng cắt được dòng ngắn mạch Icu (Rated ultimate short-circuit breaking capacity Icu)
• Khả năng cắt được dòng ngắn mạch định mức (khoảng từ 75% đến 100%Icu) (Rated service short-circuit breaking capacity Ics=%Icu)
• Khả năng chịu đựng dòng ngắn mạch của tiếp điểm trong thời gian 1s hoặc 3s tùy vào nhà sản xuất (Rated short-time withstand current Icw)

Phân loại CB điện hiện có trên thị trường

Vì cách phân loại chung và phổ biến nhất của cầu dao CB là dựa trên phương pháp được sử dụng để dập hồ quang, chúng ta sẽ thấy các loại cầu dao khác nhau dựa trên cơ sở giống nhau.

Thông thường, môi trường được sử dụng để dập tắt hồ quang là không khí, dầu, khí Sulfurhexafluoride hoặc chân không. Do đó, sẽ có các loại CB aptomat khác nhau dựa trên các phương pháp này là:

• Bộ ngắt mạch từ (Air Magnetic Circuit Breakers)
• Bộ ngắt mạch khí (Air Blast Circuit Breakers)
• Bộ ngắt mạch dầu (Oil Circuit Breakers)
• Bộ ngắt mạch sulfurhexafluoride (SF6) (Sulfurhexafluoride (SF6) Circuit Breakers)
• Bộ ngắt mạch chân không (Vacuum Circuit Breakers)

Mỗi loại đều có ưu và nhược điểm và được sử dụng trong từng trường hợp khác nhau.

Ngoài ra, chúng còn được phân loại theo nhiều cách như:

Theo môi trường lắp đặt có thể được phân loại là:

• Cầu dao ngoài trời.
• Cầu dao trong nhà.

Theo cơ chế hoạt động của cầu dao:

• Bộ ngắt mạch hoạt động bằng lò xo.
• Bộ ngắt mạch khí nén.
• Bộ ngắt mạch thủy lực.

Tùy theo mức điện áp của các kiểu lắp đặt của bộ ngắt mạch được gọi là:

• Máy cắt điện áp cao.
• Máy cắt trung thế.
• Máy cắt điện áp thấp.

So sánh Aptomat và cầu chì

Mặc dù mục đích của cầu chì và cầu dao là giống nhau, cùng là thiết bị bảo vệ mạch điện. Nhưng có những điểm khác biệt cơ bản, điều quan trọng là cần hiểu khi lựa chọn để bảo vệ thiết bị và con người.

Cầu chì:

• Phải được thay thế sau khi nó đã tác động ngăn quá dòng.
• Giá rẻ hơn CB
• Không cần bảo trì
• Chỉ mở có tác dụng khi lỗi quá dòng
• Không có khả năng cho các tính năng bảo vệ tùy chọn

CB –Aptomat:

• Có thể bật lại sau khi ngăn sự cố quá dòng xảy ra
• Giá đắt hơn cầu chì
• Yêu cầu bảo trì
• Có các tính năng bảo vệ tùy chọn và nhiều lựa chọn bảo vệ chuyên sâu hơn như: ACB, MCB, MCCB, ELCB, VCB, RCCB, RCBO, RCD…

Cách chọn cầu dao tự động CB (circuit breaker)

Để xác định bộ ngắt mạch phù hợp cho nguồn cung cấp một pha, thì phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại tải, vật liệu cáp và nhiệt độ môi trường, …

Nhưng nguyên tắc chung là chọn bộ ngắt mạch phải bằng 125% cường độ của cáp và dây hoặc mạch phải được bảo vệ bởi CB. Hãy xem các ví dụ sau:

Giả sử, một dây dẫn 12 được sử dụng cho mạch chiếu sáng 20 ampe có nguồn một pha 220V. Kích thước tốt nhất của cầu dao đối với đoạn mạch 20 A đó là bao nhiêu?

Giải pháp:

Dòng điện: 12A

Kích thước bộ ngắt mạch:?

Kích thước CB phải bằng 125% dòng điện của mạch.

\= 125% x 20A = 1,25 x 20A

Kích thước bộ ngắt mạch = 25A

Ví dụ 2:

Kích thước phù hợp của bộ ngắt mạch cho nguồn 2000W, 220V một pha là gì?

Giải pháp:

Tải: 2000W

Điện áp: 220V (Một pha)

Theo luật ohm,

I = P/U

I = 2000W/220V = 9.090 A.

Kích thước bộ ngắt mạch:

Đơn giản, Nhân 1.2 hoặc 1.25 với dòng tải.

\= 1.2 x 9.090 A = 10.908

Kích thước bộ ngắt mạch = 12 A

Ví dụ 3:

Kích thước cầu dao phù hợp cho mạch một pha tải 230V, 1840kW là bao nhiêu?

Giải pháp:

Dòng = Công suất / Điện áp

I = 1840W / 230V

I = 8A

Định mức tối thiểu của bộ ngắt mạch phải là 8A.

Kích thước được đề nghị của bộ ngắt mạch phải là = 8A x 1,25 = 10 A

Ứng dụng của CB aptomat

Ứng dụng của CB aptomat thì chúng ta, là dân kỹ thuật thì ai cũng biết, cũng quá rõ rồi. Trên các tủ điện điều khiển hay động lực…làm sao mà có thể thiếu những con CB nay được.

Ngay cả trong gia đình, thay cho cái cầu dao gạt tay cũ kỹ cũng là một con CB với chức năng y hệt. Nhưng tiên tiến hiện đại hơn.

Trong các hệ thống điều khiển máy bơm nước, hay bơm công nghiệp, hệ thống phòng cháy chữa cháy đều có sử dụng ít nhất là một cb cho việc cấp nguồn hay điều khiển.

Bài viết tuy chia sẻ ngắn gọn nhưng cũng đã đầy đủ thông tin cơ bản nhất cho một thiết bị cần thiết trong tủ điều khiển bơm. Các bạn có nhu cầu tư vấn về giải pháp hay cần chọn máy bơm cho sản xuất, hãy liên hệ ngay với Thái Khương nhé!