Cấu tạo và chức năng của Cầu dao tự động (Aptomat)

Ngày đăng: 19-09-2022 10:57:21 AM - Đã xem: 306

Aptomat là gì ?

Aptomat hay còn gọi là áp tô mát và là cầu dao tự động dùng để đóng ngắt thiết bị điện, trong tiếng anh còn có tên gọi viết tắt là CB (Circuit Breaker).

Có một số dòng Aptomat có thêm chức năng bảo vệ chống rò rỉ điện nên có khả năng chống giật. Ngoài ra áp tô mát còn có tên gọi khác nữa là Át

Kí hiệu Aptomat:

Chú ý: Aptomat thuộc loại thiết bị đóng ngắt và bảo vệ mạch điện vì khi mạch điện bị ngắt mạch hoặc có hiện tượng quá tải, dòng điện trong mạch điện tăng lên vượt mức cho phép thì aptomat sẻ tự động cắt mạch điện, điều này sẻ bảo vệ mạch điện tránh các sự cố chập cháy

Cấu tạo Aptomat gồm những bộ phận nào ?

Aptomat có cấu tạo gồm các bộ phận chính như: Tiếp điểm, hồ quang dập tắt, bộ phận truyền động, móc bảo vệ… Mọi chức năng và nguyên lí hoạt động bạn xem chi tiết bên dưới:

Tiếp điểm

Tiếp điểm sẻ được chia thành hai cấp (tiếp điểm chính và hồ quang), hoặc ba cấp tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang).

Khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang đóng trước > tiếp điểm phụ > tiếp điểm chính, khắt ngắt điện thì cơ chế hoạt động ngược lại

Chính vì thế hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang, do đó bảo vệ được tiếp điểm chính để dẫn điện. Nên dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm như tiếp điểm chính

Hộp dập hồ quang

Để aptomat có thể dập tắt được hồ quang trong tất cả các chế độ làm việc của lưới điện, người ta thờn dùng hai kiểu nữa kín và kiểu hở

+ Nửa kín: Được đặt trong vỏ kín của aptomat và có lổ thoát khí, kiểu này có dòng điện giới hạn không quá 50KA

+ Kiểu hở: Được dùng khi giới hạn dòng điện cắt lớn hơn 50KA hoặc điện áp lớn 1000V (cao áp)

Trong buồng dập hồ quang, người ta dùng những tấm thép xép thành lưới ngăn để phân chia hồ quang thành nhiều đoạn ngắn thuận lợi cho việc dập tắt hồ quang

Bộ phận truyền động cắt

Truyền động cắt thường có hai cách: Bằng tay và bằng cơ

+ Bằng tay được thực hiện với các CB có dòng điện định mức không quá 600A

+ Điều khiển bằng điện từ (Nam châm điện) được ứng dụng ở các CB có dòng điện lớn hơn 1000A

Để tăng lực truyền động cắt bằng tay ta dùng một tay dài phụ theo nguyên lí đòn bẩy, ngoài ra còn có thêm cách điều khiển bằng động cơ điện hoặc khí nén

Móc bảo vệ

Bộ phận này có chức năng truyền tín hiệu tự động ngắt Aptomap, tức là khi có tác động của sự cố quá tải, ngắn mạch thì bộ phận này hoạt động

Móc bảo vệ quá dòng thường được đặt nằm dưới đường đặc tính của đối tượng cần bảo vệ, người ta thường sử dụng hệ thống điện tử và rơle nhiệt làm móc bảo vệ, đặt bên trong CB

+ Móc điện từ: Cuộn dây được móc nối tiếp với mạch chính, cuộn dây này được quấn với tiết diện lớn chịu dòng tải và ít vòng. Khi dòng điện vượt quá mức cho phép thì phần ứng bị hút và nóc sẻ đập vào khớp rơi tự do, làm tiếp điểm CB mở ra

+ Móc kiểu rơle nhiệt: Kết cấu gồm 2 tấm kim loại dãn nở làm nhả khớp rơi tự do để mở tiếp điểm của CB khi xuất hiện quá tải sinh ra nhiệt, tuy nhiên nhược điểm kiểu móc này là không có khả năng ngắt nhanh khi xảy ra sự cố ngắc mạch

Chính vì thể, người ta thường sử dụng tổng hợp 2 kiểu móc bảo vệ trên trong cùng một CB, loại này được dùng ở CB có dòng điện định mức đến 600A

Chức năng Aptomat

Aptomat là thiết bị có chức năng bảo vệ tình trạng quá tải và ngắn mạch trong hệ thống điện cụ thể như:

+ Tự động ngắt điện khi phát hiện dòng điện tăng cao đột ngột

+ Bảo vệ dòng điện tránh các trường hợp quá tải, vị ngắn mạch, sụt áp

+ Ngăn chặn tình trạng rò điện xuống đất và mất đi cân bằng giữa dòng điện đi và về trong mạch điện gia đình

Tuy nhiên trong quá trình sử dụng bạn phải đảm bảo về mặt an toàn, biết cách chọn Aptomat cho hộ gia đình phù hợp nhất. Lắp đặt đúng công suất, điện năng tiêu thụ trên thiết bị

Nguyên lý làm việc của Aptomat

Aptopmat sẻ hoạt động dựa trê 2 nguyên lí dòng việc: Dòng điện cực đại và điện áp thấp

Dòng điện cực đại

+ Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, áp tô mát được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ 2 khớp với móc 3 cùng một cụm với tiếp điểm động

+ Khi bật aptomat ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam chậm 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 lớn hơn lực lfo xo 6 làm cho nam châm điện 5 sẻ hút vào phần ứng 4 xuống làm bật nhả móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng. Cuối cùng là các tiếp điểm Aptomat được mở ra đồng thời làm cho mạch điện bị ngắt

Điện áp thấp

Khi áp to mát được bật ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 11 và phần ứng 10 hút lại với nhau, khi sụt áp quá mức nam châm điện 11 sẻ nhả phần ứng 10, lò xo 9 kéo móc 8 bật lên, móc 7 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng. Cuối cùng aptomat được mở ra, mạch điện bị ngắt

Phân loại Aptomat phổ biến hiện nay

Aptomat có nhiều chức năng, cấu tạo và phân cực khác nhau, cụ thể như sau:

Phân loại theo cấu tạo

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

– Aptomat dạng khối MCCB (Moulded Case Circuit Breaker): Chức năng tương tự

– Aptomat dạng khối

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

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 khối

Phân loại theo dòng cắt ngắn mạch

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

– Dòng cắt tiêu chuẩn: Thường ứng dụng 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.

Phân loại theo khả năng tùy 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.

Nguồn: (Sưu tầm)