ELCB là gì? Nguyên lý hoạt động và cách lắp đặt

Lê Hồng Phong

ELCB là cầu dao dạng khối được sử dụng trong điện dân dụng và công nghiệp với vai trò là cầu dao chống giật tự động, chống rò rỉ điện, quá tải đường dây. ELCB có cấu tạo và tính năng vượt trội so với các dòng CB truyền thống. Cụ thể về khái niệm ELCB, nguyên lý hoạt động và ứng dụng thực tế của thiết bị này bạn sẽ tìm hiểu trong bài viết tổng hợp sau đây của KTH ELECTRIC.

Khái niệm và cấu trúc ELCB

ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker) hay còn gọi là cầu dao chống rò rỉ đất hay block cầu dao chống giật. ELCB có tính năng và chức năng tương tự như rơle chạm đất với khả năng đo dòng rò đất, đánh giá mức độ nguy hiểm và cắt điện nếu dòng điện đó vượt quá giới hạn cắt.

ELCB chống giật có thể coi là sự kết hợp giữa RCCB có khả năng phát hiện dòng rò và MCCB có khả năng bảo vệ quá tải. Vì vậy, việc lắp đặt ELCB sẽ tăng độ an toàn cho người sử dụng điện lên rất nhiều, tránh được nguy cơ bị điện giật, đặc biệt là khi thời tiết mưa ẩm.

ELCB có thể điều chỉnh mạch kết nối, thiết bị sẽ được nối đất thông qua cầu dao chống rò điện. Hai cực nối đất của thiết bị được liên kết: 1 cực nối với dây CPC (dây bảo vệ mạch nối đất), 1 cực nối với cọc nối đất. Nhờ đó, cuộn cảm của ELCB được nối đất qua mạch điện.

Nguyên lý hoạt động của ELCB

Aptomat ELCB có hai phiên bản: ELCB điện áp và ELCB dòng điện. ELCB điện áp là phiên bản cũ của ELCB và ELCB hiện tại là phiên bản hiện đại có tính năng tương tự RCBO hay RCCB. Mặt khác ELCB còn đóng vai trò như một MCCB có chức năng bảo vệ quá tải. Dòng điện cao đột ngột vượt quá giới hạn dòng định mức In sẽ khiến ELCB ngắt mạch. Nhờ tính năng này, ELCB có thể thay thế MCCB trong hệ thống điện công nghiệp, cũng như được sử dụng làm cầu dao chống giật cho nhiều thiết bị dân dụng.

Nguyên lý hoạt động của dòng điện ELCB

Nguyên lý làm việc của ELCB hiện tại dựa trên sự chênh lệch dòng điện đi và dòng về để phát hiện giá trị chênh lệch này ở phía tải. Bên trong ELCB có một lõi từ hình xuyến mà qua đó hai dây dẫn (dây pha và dây trung tính) đi qua. Dây cảm ứng được quấn quanh lõi từ để đo sự khác biệt. Hai dây được quấn đều nhau để đảm bảo không có hiện tượng lệch từ liên tục.

Khi xảy ra rò rỉ đất, dòng điện dư sẽ phát sinh do sự khác biệt giữa hướng của dòng điện đi và dòng về. Khi dòng điện dư này vượt quá giới hạn thiết kế, rơle điện từ trong ELCB sẽ cắt nguồn điện đi qua để ngăn dòng điện này lan sang các thiết bị điện, gây nguy hiểm cho người sử dụng.

Nguyên lý hoạt động của điện áp ELCB

Nguyên lý hoạt động của ELCB điện áp tương đối đơn giản. Một đầu của cuộn dây rơle trong ELCB được nối với thân kim loại của thiết bị kết nối để bảo vệ chống rò rỉ đất, đầu còn lại nối trực tiếp với dây nối đất.

Nếu không còn lớp cách điện hoặc dây pha có điện chạm vào thân kim loại của thiết bị kết nối thì sẽ xuất hiện chênh lệch điện áp giữa dây nối đất và đầu cực của dây nối với thân kim loại. Dòng điện vi sai sẽ chạy qua cuộn dây rơle trong ELCB. Khi điện áp dòng điện vượt quá giới hạn cho phép sẽ đủ lớn để kích hoạt rơle ngắt mạch. Hiện tượng lệch dòng này còn được gọi là dòng rò đất và cũng là nguồn gốc của tên gọi ELCB.

Do nguyên lý hoạt động khá đặc thù nên ELCB điện áp chỉ có thể phát hiện và bảo vệ các thiết bị hoặc mạch điện được kết nối (phát hiện trên dây tải) chứ không thể phát hiện trên các thiết bị hoặc khu vực khác trong hệ thống điện.

Các loại ELCB phổ biến

Phân loại ELCB khá giống với phân loại đường Bộ ngắt mạch điện khác với các yếu tố như số pha, số cực hoặc dòng điện rò định mức.

Phân loại theo số pha và cực, ELCB có:

• ELCB 3 pha 3 cực: hoạt động trong hệ thống điện 3 pha có 3 đôi cực cho dây 3 pha.
• ELCB 3 pha 4 cực: hoạt động trong hệ thống điện 3 pha, có 3 đôi cực L cho dây 3 pha và 1 đôi cực N cho dây trung tính.

Về thông số mức dòng rò, ELCB được chia thành nhiều mức thấp nhất là 30mA rồi đến 100mA, 300mA, 500mA và cao nhất là 1000mA. ELCB cấp 30mA được sử dụng để lắp đặt trong điện dân dụng với các thiết bị điện như máy nước nóng. Trong khi mức ELCB tối đa 1000mA được sử dụng trong điện công nghiệp để có khả năng tạo dòng rò lớn hoặc để bảo vệ nguồn điện khỏi sự cố cháy nổ.

So sánh ELCB và RCBO

ELCB và RCBO đều là dòng cầu dao chống giật Tích hợp tính năng bảo vệ quá tải và có những điểm khác biệt sau:

Về chức năng, RCBO có thêm chức năng bảo vệ điện và bảo vệ quá tải. Về nguyên lý hoạt động, ELCB đo dòng điện rò và ngắt mạch bằng cách xác định sự chênh lệch giữa dòng điện đi và dòng về. RCBO phát hiện dòng điện dư và cắt nguồn khi vượt quá giá trị tham chiếu.

Về hệ thống vận hành, aptomat ELCB phù hợp với lưới điện hạ thế có trang bị dây nối đất. Cầu dao RCBO được sử dụng cho đường dây có tần số xoay chiều 50Hz hoặc 60Hz, có điện áp 220V cho 1 pha, 2 pha và 380V cho 3 pha. RCBO được thiết kế để bảo vệ quá dòng (quá tải và ngắn mạch) và chống điện giật.

Để biết chi tiết về sự khác biệt giữa hai thiết bị này và ứng dụng thực tế của chúng, bạn có thể theo dõi bài viết này So sánh ELCB và RCBO từ KTH ELECTRIC.

Những lưu ý khi cài đặt ELCB

Khi chọn lắp ELCB vào mạch điện, bạn cần chú ý đến thông số mức dòng rò của cầu dao. Thông số này càng thấp thì ELCB càng nhạy và càng dễ tắt nguồn. Ví dụ, trong nhà ở điều kiện bình thường, việc lắp đặt ELCB 30mA là phù hợp. Nhưng nếu môi trường lắp đặt thường xuyên ẩm ướt và dòng điện rò rỉ không gây nguy hiểm cho con người thì bạn có thể cân nhắc việc tăng mức dòng điện rò rỉ.

Ngoài ra, nếu hệ thống điện của bạn được chia thành nhiều cấp, nhiều nhánh thì việc lắp đặt ELCB tổng là cần thiết. Thông số cường độ hiện tại của ELCB này cần phải tương đương với thông số của CB tổng. Cùng với đó, cầu dao ELCB cần có mức ngắt dòng rò cao, bằng tổng mức dòng rò của các nhánh phía sau để tránh phải tắt toàn bộ hệ thống khi có sự cố rò rỉ điện ở các nhánh con. Một số thiết bị đặt trong môi trường ẩm ướt như máy giặt, máy nước nóng có thể gây ra dòng rò lớn, dẫn đến tổng dòng rò cao. Ví dụ bạn chọn ELCB tổng có dòng rò an toàn là 500mA, ELCB nhánh tương ứng có dòng rò 100mA – 300mA và ELCB riêng cho thiết bị là 30mA.

Hướng dẫn lắp đặt ELCB cho máy nước nóng

Để lựa chọn ELCB cho máy nước nóng có thông số kỹ thuật phù hợp và tiết kiệm chi phí vui lòng tham khảo bài viết Hướng dẫn chọn cầu dao chống giật cho máy nước nóng.

Sau đó, tiến hành lắp ELCB cho bình nóng lạnh theo các bước sau:

• Bước 1 – Chọn vị trí lắp đặt: Hầu hết các máy nước nóng ELCB đều được lắp đặt cạnh vị trí đặt công tắc điện phòng tắm, ngay cạnh cửa ra vào. Vị trí này vừa thuận tiện thao tác, vừa không lo nấm mốc ảnh hưởng đến chất lượng ELCB. Ngoài ra, bạn có thể lựa chọn lắp đặt ELCB tại hộp điện trung tâm của tầng tương ứng.
• Bước 2 – Ngắt kết nối nguồn điện chính/nhánh: Đảm bảo nguồn điện dẫn đến khu vực lắp đặt ELCB đã bị ngắt và không thể bật lên trong khi bạn đang lắp đặt. Sau khi ngắt nguồn điện, bạn nên kiểm tra vị trí lắp đặt bằng bút thử điện.
• Bước 3 – Gắn ELCB: Vặn ELCB vào vị trí tường lắp đặt hoặc gài ELCB vào máng hộp điện. Sau khi lắp ELCB xong bạn cần kiểm tra hướng lắp và độ chắc chắn.
• Bước 4 – Đấu dây ELCB: Nối dây pha (thường là màu đỏ) với cực L của ELCB. Đảm bảo kết nối nguồn đầu vào và đầu ra theo đúng hướng. Sau đó nối dây trung tính (thường có màu xanh hoặc đen) vào cực N của ELCB.
• Bước 5 – Kiểm tra: Sau khi hoàn tất việc đấu nối điện, kiểm tra vị trí lắp đặt và đi dây cho ELCB. Sau đó bật lại nguồn điện, kiểm tra rò rỉ điện và thử bật cầu dao ELCB để sử dụng bình nước nóng.

Chọn ELCB từ KTH ELECTRIC

ELCB BTB Điện là thiết bị được sử dụng trong hệ thống tủ điện, trạm biến áp tại các công ty điện lực, nhà máy công nghiệp trên cả nước. Đây là thiết bị ngắt dòng rò chất lượng cao, đạt chứng chỉ chất lượng IEC/EN 60947-2 và được chứng nhận bởi Dekra, nhãn hiệu KEMA – KEUR. Ưu điểm của dòng CB này là:

• Có khả năng điều chỉnh dòng điện thiết kế định mức, linh hoạt trong khoảng 40% – 100% dòng điện định mức
• Được trang bị đèn LED báo quá tải. Đèn sáng liên tục khi dòng tải nằm trong khoảng từ 40% đến 100% và nhấp nháy khi dòng tải vượt quá dòng cài đặt định mức > 5%.
• Phạm vi dòng rò rộng từ 30mA đến 1000mA.
• Khả năng tái chế cao với hơn 90% phụ tùng có thể tái sử dụng.

Linh kiện đi kèm ELCB: công tắc phụ (AUX); công tắc báo động (ALT); cuộn dây cắt song song (SHT); cuộn dây bảo vệ thấp áp (UVT); động cơ (Bộ GTVT); đòn bẩy; giá đỡ.

Chúng tôi tự hào cung cấp dòng sản phẩm thiết bị đóng cắt điện đa năng, chất lượng cao, ứng dụng linh hoạt và làm hài lòng mọi đối tác. Tham khảo thêm các sản phẩm khác của KTH ELECTRIC tại: https://btb-electric.com/vi/

Một số câu hỏi về ELCB

• Câu 1: ELCB có bảo vệ quá tải không?

ELCB có chức năng bảo vệ quá tải dòng điện. Khi cường độ dòng điện trên mạch vượt quá ngưỡng cài đặt của ELCB sẽ gây ra hiệu ứng nhiệt, làm mở tiếp điểm bên trong ELCB và làm gián đoạn dòng điện đi vào tải.

• Câu 2: Nút Test trên ELCB có tác dụng gì?

Nút test trên ELCB dùng để kiểm tra khả năng chống sốc. Ở trạng thái ELCB đóng (cần hướng lên trên), khi nhấn nút kiểm tra, nếu cần nhảy xuống (ELCB ngắt mạch) nghĩa là chức năng chống giật đang hoạt động.

• Câu hỏi 3: Lựa chọn ELCB cho máy nước nóng như thế nào?

Máy nước nóng là thiết bị được sử dụng hàng ngày trong gia đình nên điều đầu tiên khi lựa chọn ELCB cho máy nước nóng là phải chọn mức dòng điện rò là 30mA (ngưỡng trần dòng rò an toàn cho con người). Khi đó bạn cần lựa chọn một chiếc ELCB có cường độ dòng điện phù hợp với công suất của bình nước nóng. Ví dụ bình nước nóng 30l công suất 2500W nên sử dụng ELCB 16A 30mA.