Junction Box là gì? Cấu tạo và vai trò trong hệ thống điện

Lê Hồng Phong

Trong các hệ thống điện dân dụng hoặc công nghiệp, Junction Box thường xuất hiện dưới dạng một hộp vuông nhỏ được treo và lắp đặt gần các thiết bị điện. Vậy Hộp nối là gì, đặc điểm, vai trò của nó trong hệ thống điện như thế nào? Bạn có thể tìm hiểu tất cả qua bài viết dưới đây của KTH ELECTRIC.

Khái niệm hộp nối

Junction Box (còn gọi là hộp nối, hộp nối, viết tắt là JB) là thiết bị điện hình hộp dùng để chứa đựng, đấu nối và bảo vệ các mối nối, dây cáp điện, thuận tiện cho việc kiểm tra, bảo trì các mạch điện. Hộp nối thường được làm từ các vật liệu cách điện như nhựa, kim loại hoặc inox để đảm bảo kết nối an toàn, tránh tiếp xúc với các yếu tố như bụi bẩn, nước đọng, oxy hóa hay tác động cơ học từ môi trường.

Trong năng lượng mặt trời, JB là thiết bị không thể thiếu với vai trò chính là tạo kết nối giữa các dây cáp từ tấm pin đến bộ điều khiển và bộ chuyển đổi nguồn điện. Hộp nối thường được lắp đặt gần các tấm pin mặt trời và có nhiệm vụ dẫn điện từ các tế bào quang điện. Một số dòng JB còn tích hợp điốt chống dòng ngược, giúp bảo vệ tế bào quang điện khỏi quá nóng.

Hộp nối có nhiều kích cỡ khác nhau, tùy theo thiết bị và số lượng dây kết nối. Thông thường, một chiếc hộp JB cơ bản có kích thước 25x30x20 cm. Các hộp lớn hơn sẽ được sử dụng cho các ứng dụng máy móc công nghiệp đòi hỏi tiết diện dây và số lượng dây lớn. Những chiếc tủ này sau đó sẽ được treo lên tường hoặc gắn trực tiếp xung quanh thiết bị.

Hộp nối được sử dụng phổ biến trong hệ thống điện gia đình, công trình xây dựng, công nghiệp và các ứng dụng khác nhằm tạo điểm kết nối an toàn và chuyển mạch ổn định trong hệ thống điện.

Cấu trúc cơ bản của Hộp Nối

Cấu tạo cơ bản của Junction Box bao gồm các bộ phận: vỏ hộp, nắp, các đầu nối, bộ chống thấm, các bộ phận bảo vệ và các phụ kiện đi kèm.

Vỏ hộp

Được làm từ các vật liệu cách nhiệt như nhựa, hợp kim hoặc thép không gỉ, có khả năng chống nước, chống cháy và chịu được các tác động của môi trường theo tiêu chuẩn bảo vệ IP65, IP67. Bộ phận này có nhiệm vụ chứa đựng và bảo vệ các đầu nối, dây cáp bên trong. Trong môi trường khắc nghiệt, JB sẽ được làm bằng hợp kim thép không gỉ 304 hoặc 316 chống ăn mòn.

Che phủ

Hộp nối có nắp đậy phía trên, gắn vào hộp chính bằng ổ khóa hoặc ốc vít. Nắp đậy đảm bảo các linh kiện bên trong được bảo vệ khỏi ảnh hưởng của môi trường và ngăn bụi, nước hoặc các chất lạ xâm nhập.

Đầu nối

Đây là những thanh tiếp xúc hoặc đầu nối nối các dây với nhau hoặc nối dây từ các tấm pin mặt trời với các bộ phận điện khác. Các đầu nối này được thiết kế ở dạng vít hoặc kẹp để đảm bảo kết nối chắc chắn và ổn định.

Bộ chống nước

JB thường được trang bị bộ chống thấm để đảm bảo nước và tác động của môi trường không thể xâm nhập vào bên trong qua các khe cắm cáp. Bộ chống thấm có thể bao gồm gioăng, vòng đệm cao su, keo chống thấm hoặc các vật liệu chống thấm khác.

Bảng mạch hoặc thành phần bảo vệ

Hộp kết nối có thể tích hợp thêm các bộ phận bảo vệ như cầu chì để hạn chế ảnh hưởng khi xảy ra sự cố quá dòng, quá áp. Ngoài ra, một số loại JB còn được trang bị điốt chống ngược để bảo vệ hệ thống khỏi hiện tượng dòng điện ngược, đặc biệt quan trọng đối với hệ thống điện năng lượng mặt trời.

Phụ kiện bổ sung

Tùy theo yêu cầu cụ thể, Junction Box có thể đi kèm thêm các phụ kiện đi kèm như ống thoát nước, giá đỡ hoặc khung, thiết bị giữ cáp, kính quan sát hoặc hệ thống thông gió.

Cách phân loại hộp nối Junction Box

Hộp nối được phân loại theo nhiều tiêu chí như theo chất liệu, theo kết nối, theo chức năng,…

Theo vật liệu sản xuất

• Hộp nối nhựa: Loại hộp nối cơ bản, được làm từ nhựa PVC hoặc nhựa polyme chống cháy, có khả năng cách nhiệt và chống ăn mòn.
• Hộp nối kim loại: Vỏ của loại JB này được làm từ các chất liệu như inox, nhôm hoặc thép tấm mạ kẽm, có khả năng chống va đập và bảo vệ tốt hơn trong môi trường khắc nghiệt. Hộp nối kim loại được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, hầm mỏ hoặc các khu vực có yêu cầu bảo vệ cao.

Theo hình dạng

• Hộp nối chảo tròn: Hộp nối nhỏ, sâu ½ đến ¾ inch, dùng khi lắp đặt đèn, quạt trần hoặc các thiết bị nhỏ.

• Hộp nối hình bát giác: Thường dùng để kết nối các thiết bị chiếu sáng như đèn trần, đèn tường hoặc cung cấp giải pháp linh hoạt cho các ứng dụng đi dây phức tạp.

Theo kết nối

• Hộp nối mở: Có thiết kế mặt trên và mặt bên mở, cho phép dễ dàng truy cập và kiểm tra các kết nối.
• Hộp nối kín: Có mặt trước và mặt sau kín, chỉ có các khe cắm cáp để cáp vào và ra hộp. Loại JB kín mang lại khả năng bảo vệ tốt hơn cho các kết nối và đường dây trong môi trường khắc nghiệt nên thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và môi trường có yêu cầu bảo vệ cao.

Theo mục đích sử dụng

• Hộp nối điều khiển: Được thiết kế để chứa các bộ phận điều khiển như công tắc, nút ấn, rơ le và các linh kiện điện tử khác nên phù hợp với các hệ thống điều khiển, tự động hóa công nghiệp.
• Hộp nối phân phối: Loại hộp nối này được sử dụng để chứa các đầu nối và thiết bị phân phối nguồn như bộ chia nguồn hoặc bảng điều khiển, giúp phân phối nguồn đến các thiết bị và hệ thống khác nhau trong một hệ thống.

Theo chức năng

• Hộp nối tiêu chuẩn: Loại JB phổ biến nhất có kích thước và thiết kế tiêu chuẩn theo tiêu chuẩn IEC, NEMA hoặc UL. Loại này được sử dụng rộng rãi trong các công trình điện dân dụng và công nghiệp.
• Hộp nối chống cháy: Được thiết kế đặc biệt từ các vật liệu chống cháy như thép hoặc hợp chất nhựa chịu nhiệt giúp chịu được nhiệt độ cao và ngăn ngừa cháy lan. Chống cháy JB là sự lựa chọn tối ưu cho những khu vực có nguy cơ cháy nổ như nhà máy hóa chất, công trình công nghiệp hay những ứng dụng yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn cháy nổ.
• Hộp nối chống nước: Được thiết kế để sử dụng ngoài trời hoặc trong môi trường ẩm ướt nên có khả năng chống thấm nước tốt. Loại hộp kết nối này phù hợp với các công trình gần biển, bể bơi hay các hệ thống điện ngoài trời như năng lượng mặt trời, chiếu sáng công cộng.
• Hộp nối có tích hợp diode chống ngược: Đây là loại JB chuyên dùng cho hệ thống điện năng lượng mặt trời nhằm ngăn dòng điện chạy ngược trở lại tấm pin hoặc bảo vệ tế bào quang điện không bị quá nhiệt. Diode chống đảo ngược JB có cấu trúc nhỏ gọn nên thường được lắp đặt phía sau các tấm pin mặt trời.
• Hộp nối có cầu chì bảo vệ: Loại hộp này có tích hợp cầu chì, giúp bảo vệ hệ thống điện khỏi sự cố quá dòng hoặc ngắn mạch, thường được sử dụng trong các hệ thống điện yêu cầu độ an toàn cao như cao ốc văn phòng, nhà máy, hệ thống điện công nghiệp.

Vai trò và ứng dụng của Junction Box

Hộp nối đóng vai trò quan trọng trong việc đấu nối, bảo vệ dây dẫn tạo nên mạng lưới điện an toàn, ổn định. Dưới đây là các chức năng chính của hộp nối.

• Bảo vệ an toàn: Hộp nối điện bảo vệ các kết nối điện khỏi các yếu tố môi trường như nước, bụi bẩn, hóa chất và tác động cơ học. Điều này làm giảm nguy cơ đoản mạch, điện giật, hỏa hoạn và các sự cố khác, đảm bảo an toàn cho hệ thống điện và người sử dụng.
• Quản lý cáp: Đầu vào và đầu ra của hộp kết nối thường được khoét lỗ và lắp vòng cao su để giữ cho các dây cáp được sắp xếp gọn gàng, không bị nắp tủ cắt hay vướng víu, v.v.
• Bảo trì và sửa chữa dễ dàng: Bằng cách tập trung các kết nối và dây cáp vào một vị trí duy nhất, JB giúp các kỹ sư điện dễ dàng xác định các sự cố kỹ thuật, cũng như sửa chữa, bảo trì đường dây điện một cách thuận tiện.
• Linh hoạt trong kết nối: Junction Box cho phép dễ dàng mở rộng hoặc thay đổi kết cấu của hệ thống điện, linh hoạt thêm bớt các thiết bị, linh kiện mà không ảnh hưởng đến thiết kế ban đầu.
• Hiệu suất được đảm bảo: JB giúp duy trì hiệu suất ổn định của hệ thống điện bằng cách tạo ra các kết nối điện ổn định và đáng tin cậy, giảm tổn thất điện áp và đảm bảo truyền tải dòng điện hiệu quả.
• Tiết kiệm thời gian và công sức: Sử dụng hộp nối giúp tiết kiệm thời gian, công sức trong quá trình lắp đặt và bảo trì.

Với những tính năng ưu việt trên, Junction Box hiện diện trong tất cả các hệ thống điện từ dân dụng đến công nghiệp, thương mại,…

• Ngành xây dựng: Hộp nối được sử dụng để đấu nối đường dây điện trong hệ thống điện của nhà ở, văn phòng, trung tâm mua sắm, tòa nhà thương mại…
• Công nghiệp: Trong các nhà máy, hộp nối có chức năng kết nối các thiết bị điện, máy móc, đường dây, hệ thống điện tự động,…
• Ngành giao thông vận tải: Trong hệ thống điều khiển tín hiệu và đèn giao thông, JB được dùng để kết nối đường dây điện với các thiết bị điện tử.
• Ngành năng lượng: Trong hệ thống điện năng lượng mặt trời, hộp đấu nối có nhiệm vụ kết nối các máy biến áp, máy biến áp…
• Ngành an ninh: Trong các hệ thống bảo vệ an ninh, camera giám sát, hộp kết nối được dùng để kết nối các cảm biến, camera, bộ thu phát…
• Ngành y tế: Hộp kết nối dùng để kết nối các thiết bị y tế, thiết bị đo lường, thiết bị chăm sóc sức khỏe… trong các bệnh viện, cơ sở y tế.

Câu hỏi thường gặp về Hộp nối

Câu hỏi 1: Khi chọn hộp kết nối cần lưu ý điều gì?

Hồi đáp: Hộp nối là thiết bị điện quan trọng nên quá trình mua hàng cần chú ý những yếu tố sau:

• Xác định môi trường lắp đặt và ứng dụng cụ thể để chọn hộp nối có vật liệu kết cấu phù hợp.
• Xác định kích thước và không gian đặt hộp kết nối.
• Xác định số lượng dây và kích thước dây để tránh làm hộp nối bị quá tải.
• Xem xét các tiêu chuẩn chất lượng bao gồm chứng nhận an toàn (theo IEC, NEMA, UL), mức độ bảo vệ (theo IP, NEMA).
• Ưu tiên loại Junction đa chức năng và khả năng mở rộng hệ thống điện.
• Hãy lựa chọn Junction Box từ các thương hiệu nổi tiếng và nhà phân phối uy tín trên thị trường.

Câu hỏi 2: Hộp kết nối có lắp âm tường được không?

Hồi đáp: Không nên. Theo tiêu chuẩn, Junction Box cần được lắp đặt ở vị trí dễ tiếp cận để thuận tiện cho việc kiểm tra và bảo trì nên không nên lắp đặt thiết bị này vào tường.

Chúng tôi đã giới thiệu đến các bạn những thông tin tổng quát về Junction Box. Để tìm hiểu những kiến ​​thức khác liên quan đến thiết bị trong tủ bảng điện, bạn có thể truy cập website: https://btb-electric.com/vi/tin-tuc/kien-thuc-nganh/kien-thuc-tu-dien/.