Aptomat là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện của hộ gia đình và doanh nghiệp. Trong bài viết này, hãy cùng dientusangtaovn tìm hiểu về cấu tạo cơ bản, nguyên lý hoạt động, cách phân loại và những thông tin liên quan đến Aptomat nhé.
Aptomat là gì?
Aptomat là thiết bị đóng cắt tự động trong hệ thống điện. Chúng có tên gọi khác là cầu dao tự động, gọi tắt là Át hoặc Áp. Aptomat được viết tắt là CB (Circuit Breaker).
Ngày nay, Aptomat có vai trò quan trọng trong hệ thống điện của gia đình và các doanh nghiệp. CB có nhiệm vụ chính là bảo vệ mạch điện, ngăn các trường hợp quá tải, sụt áp, ngắn mạch, truyền công suất ngược, chống rò, chống giật, bảo vệ theo từ nhiệt để hạn chế tối đa các sự cố cho hệ thống điện.
Cấu tạo của Aptomat gồm những bộ phận nào?
Aptomat có cấu tạo gồm các bộ phận: Tiếp điểm, hộp dập hồ quang, truyền động cắt và móc bảo vệ Aptomat.
Tiếp điểm trong Aptomat
Số lượng tiếp điểm trong Aptomat được chia thành 2 loại.
- Loại có 2 cấp là tiếp điểm chính dùng để dẫn điện và hồ quang
- Loại có 3 cấp tiếp điểm là chính, phụ và hồ quang. Trong đó, tiếp điểm phụ dùng để hồ quang không cháy lan đến tiếp điểm chính.
Khi Aptomat đóng mạch, các tiếp điểm đóng lần lượt theo thứ tự là tiếp điểm hồ quang đóng trước, đến tiếp điểm phụ và cuối cùng là tiếp điểm chính. Khi ngắt mạch thì thứ tự mở sẽ người lại đó là tiếp điểm chính sẽ mở trước, đến tiếp điểm phụ và sau cùng là tiếp điểm hồ quang.
Buồng dập hồ quang của Aptomat
Buồng dập hồ quang thường được phân thành nhiều đoạn ngắn, những tấm thép xếp thành lưới ngăn giúp việc dập tắt hồ quang được thuận lợi.
Các thiết bị dập hồ quang có 2 kiểu là kiểu nửa hở và kiểu kín để Aptomat dập hồ quang khi hệ thống điện ở các chế độ khác nhau.
Cơ cấu truyền động cắt Aptomat
Truyền động cắt Aptomat thường được thiết kế để phù hợp với việc điều khiển bằng tay và bằng cơ điện (điện từ, động cơ điện).
Truyền động cắt bằng tay được dùng với các Aptomat có dòng điện định mức dưới 600A. Một tay phụ được trang bị thêm theo theo nguyên lý đòn bẩy để tăng lực điều khiển tay giúp cho việc đóng ngắt được thực hiện dễ dàng hơn.
Đối với điều khiển bằng cơ điện sẽ được dùng cho các Aptomat có dòng điện định mức lớn lên đến 1000A. Bên cạnh đó, chúng ta có thể dùng động cơ điện hoặc bằng khí nén để điều khiển truyền động cắt.
Móc bảo vệ Aptomat
Móc bảo vệ là bộ phận sẽ tác động khi có các dấu hiệu bất thường của mạch điện như quá dòng điện (quá tải hay ngắn mạch), sụt áp. Nhớ đó Aptomat tự động cắt điện, tránh những sự cố xảy ra làm ảnh hưởng đến hệ thống điện và thiết bị điện.
Móc bảo vệ quá dòng điện đặt bên trong CB, thường được làm bằng móc điện tử và rơ le nhiệt. Móc bảo vệ quá dòng có dòng điện định mức đến 600A giúp bảo vệ thiết bị điện không bị quá tải và ngắn mạch.
Móc bảo vệ sụt áp (móc bảo vệ điện áp thấp) phổ biến dùng điện từ, có cuộn dây mắc song song với mạch điện chính. Cuộn dây này quấn vài vòng với dây tiết diện nhỏ chịu điện áp nguồn.
Nguyên lý hoạt động của Aptomat
Nguyên lý hoạt động của Aptomat dòng điện cực đại
Sau khi đóng điện, các tiếp điểm của Aptomat ở trạng thái đóng do các móc khớp với nhau tại cùng một cụm tiếp điểm động. Aptomat ở trạng thái ON trong dòng điện định mức, nam châm điện sẽ không hút.
Khi hệ thống điện bị quá tải hay ngắn mạch, nam châm điện sẽ tạo ra lực hút khiến cho các khớp móc bung ra, lò xo 1 được thả lỏng nên tiếp điểm của Aptomat được mở ra, Khi đó, mạch điện sẽ bị ngắt.
Nguyên lý hoạt động của Aptomat điện áp thấp
Aptomat ở trạng thái ON ở trong điện áp định mức, nam châm điện sẽ tạo ra lực hút các lò xo. Khi sụt áp quá định mức xảy ra, nam châm điện sẽ đẩy lò xo và các móc ra trạng thái tự do nên các tiếp điểm được mở ra, từ đó mạch điện bị ngắt.
Cách phân loại Aptomat
Phân loại Aptomat dựa theo cấu tạo
- Aptomat dạng tép MCB (Miniature Circuit Breaker)
- Aptomat dạng khối MCCB (Moulded Case Circuit Breaker)
Phân loại Aptomat dựa 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.
Phân loại Aptomat dựa theo chức năng
- Aptomat chống rò: RCCB RCBO (Residual Current Circuit Breaker with Overcurrent Protection – Aptomat chống dòng rò và bảo vệ quá tải dạng tép), (Residual Current Circuit Breaker – Aptomat chống dòng rò dạng tép) và ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker – Aptomat chống dòng rò và bảo vệ quá tải dạng khối).
- Aptomat thường: MCB và MCCB có chức năng bảo vệ quá tải, ngắn mạch.
Phân loại Aptomat dựa theo dòng cắt ngắn mạch
- Aptomat dòng cắt thấp: Thường được dùng trong dân dụng.
- Aptomat dòng cắt tiêu chuẩn: Thường áp dụng trong công nghiệp.
- Aptomat dòng cắt cao: Thường áp dụng trong công nghiệp và các ứng dụng đặc biệt.
Phân loại Aptomat dựa theo khả năng chỉnh dòng
- Aptomat có dòng định mức không đổi
- Aptomat chỉnh dòng định mức.
Thông số kỹ thuật của Aptomat
Các thông số kỹ thuật của CB đó là:
- In: Dòng điện định mức chính là dòng điện ngưỡng bảo vệ quá tải của Aptomat. Khi dòng điện cao hơn dòng định mức thì Aptomat sẽ bị ngắt.
- Ir: Dòng hoạt động được chỉnh cho phép hoạt động của Aptomat. Ví dụ: Aptomat chỉnh dòng 250A có thể điều chỉnh từ 125A đến 250A. Đối với các Aptomat chỉnh dòng thì dòng hoạt động chính là ngưỡng tác động của Aptomat.
- Ue: Điện áp định mức của Aptomat
- Icu: Dòng cắt ngắn mạch là dòng điện lớn nhất mà tiếp điểm có thể chịu được 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. Nó phụ thuộc vào từng nhà sản xuất với công nghệ chế tạo khác nhau.
- AT (Ampe Trip): Dòng điện tác động
- AF (Ampe Frame): Dòng điện khung. Thông số AT/AF cho biết độ bền của tiếp điểm của Aptomat. Ví dụ Aptomat 250AT/400AF sẽ có độ bền cao hơn Aptomat 250AT/250AF. Kích thước 400AF cũng lớn hơn, giá thành cao hơn.
- Characteristic curve: Đường cong đặc tính bảo vệ của Aptomat (đường cong chọn lọc của CB). Đây là thông số quan trọng để quyết định cho CB ở vị trí nào trong hệ thống điện.
- Mechanical/electrical endurance: Số lần đóng cắt cơ khí cho phép.
- Kích thước Aptomat được thể hiện bằng bản vẽ kĩ thuật của từng sản phẩm.
Một số lưu ý khi chọn Aptomat cho gia đình và doanh nghiệp
- Thông thường, các gia đình nên sử dụng MCB có dòng cắt ngắn mạch 6kA hoặc 4.5kA để tiết kiệm chi phí.
- Một số gia đình tiêu thụ điện lớn thường dùng điện 3 pha thì nên chọn Aptomat tổng là át khối MCCB với dòng cắt ngắn mạch trung bình để đảm bảo sự an toàn và độ bền cao hơn.
- Trong công nghiệp sẽ chủ yếu dùng aptomat khối MCCB. Trong trường hợp dùng át tép thì nên dùng loại có dòng cắt ngắn mạch cao 10kA.
- Phần lớn thiết bị điện công nghiệp là thiết bị điện 3 pha. Mặc dù đã sử dụng dây trung tính nhưng vì ít gặp sự cố trên dây trung tính nên thường chỉ sử dụng át 3 pha để tiết kiệm chi phí.
- Aptomat tổng nên dùng loại có dòng cắt ngắn mạch cao để đảm bảo an toàn. Các Áp nhánh dùng cho thiết bị thì có thể chọn loại có dòng cắt trung bình để giảm chi phí và phù hợp với nhu cầu sử dụng.
- Bạn nên chọn aptomat có dòng định mức cao hơn ít nhất 20% so với tải.
- Aptomat tổng nên chọn dư so với nhu cầu để dự phòng việc tăng thêm thiết bị điện trong tương lai.
- Chọn aptomat phù hợp với khả năng chịu tải của dây dẫn.
Một số hãng sản xuất Aptomat nổi tiếng tại Việt Nam
Trên thị trường Việt Nam hiện nay phải kể đến các hãng sản xuất lớn như: LS, Mitsubishi, ABB, Schneider, Siemens, Hager, Panasonic, Hyundai, Simon, Sino – Vanlock, Clipsal.
Trên đây là những thông tin cơ bản về Aptomat – Một thiết bị quan trọng trong hệ thống điện hiện nay. Mong rằng bài viết sẽ giúp bạn có được nhiều kiến thức hữu ích.
