Aptomat chống giật: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Cầu dao chống giật là cầu dao quan trọng trong cả hệ thống điện dân dụng và công nghiệp. Thiết bị này đảm bảo an toàn cho người sử dụng và ngăn ngừa cháy nổ hiệu quả. Trong bài viết tổng hợp dưới đây, hãy cùng KTH ELECTRIC tìm hiểu về cấu tạo của cầu dao chống giật, nguyên lý làm việc cũng như những ứng dụng trong đời sống của dòng CB này.

Cầu dao chống giật là gì?

Cầu dao chống giật hay cầu dao chống giật là thiết bị chuyển mạch có chức năng kiểm tra, xác định dòng điện rò rỉ và ngắt ngay mạch điện, bảo vệ hệ thống điện. Dòng aptomat này xuất hiện phổ biến ở các nhà máy công nghiệp, nhà máy, trang trại, cao ốc văn phòng, chung cư hay hệ thống điện gia đình. Cầu dao chống giật được thiết kế rơle điện từ nên rất nhạy cảm với dòng điện rò rỉ, tự động ngắt mạch rất nhanh, giúp ngăn ngừa cháy nổ hiệu quả.

Được trang bị cầu dao chống giật nên hệ thống điện gần như không gặp bất kỳ sự cố rò rỉ điện nào.

Chức năng CB chống giật

Chức năng chính của cầu dao chống giật là bảo vệ con người khỏi bị điện giật bằng cách phát hiện dòng điện rò rỉ trong hệ thống điện, hạn chế nguy hiểm khi sử dụng. Đồng thời, cầu dao chống rò rỉ hạn chế hư hỏng các thiết bị điện do dòng điện rò rỉ gây ra. RCCB là cầu dao chống giật thuần túy, dùng để phân loại các nguyên nhân gây mất điện rất tốt và được sử dụng kết hợp với MCB/MCCB. Ngoài ra, một số loại cầu dao chống giật như RCBO hay ELCB được tích hợp chức năng bảo vệ quá tải, bảo vệ ngắn mạch.

Trong hệ thống điện một pha 220V, cầu dao chống giật được sử dụng để bảo vệ người dùng khỏi nguy cơ bị điện giật và hạn chế dòng điện rò rỉ vào các thiết bị điện. CB chống giật 1 pha được sử dụng trong các hộ gia đình, cửa hàng, khách sạn, nhà hàng,…

Trong hệ thống điện 3 pha 380V, cầu dao chống giật được sử dụng vừa tránh nguy cơ điện giật cho người vận hành và ngăn ngừa dòng điện rò rỉ gây hư hỏng các linh kiện như tủ điện, thiết bị điện, thiết bị vận hành,… Cầu dao chống giật 3 pha được sử dụng trong các khu công nghiệp, khu chế xuất, nhà máy sản xuất, xí nghiệp, trung tâm thương mại, sân bay, bến cảng,…

Một số câu hỏi thường gặp về cầu dao chống giật

• Câu 1: Sử dụng cầu dao chống giật có lợi ích gì?

Cầu dao chống giật bảo vệ con người khỏi nguy cơ bị điện giật, bảo vệ hệ thống điện khỏi bị hư hỏng và ngăn ngừa hỏa hoạn do rò rỉ điện.

• Câu 2: MCB có chống giật không?

MCB không có chức năng chống giật, chỉ có chức năng chống quá tải, ngắn mạch. Tuy nhiên, RCBO có thể coi là MCB được tích hợp chức năng chống giật.

• Câu 3: Ngưỡng dòng điện rò trên cầu dao chống giật là bao nhiêu là an toàn?

Theo nguyên tắc chung, dòng điện rò từ dưới 30mA là an toàn cho con người và là thông số phổ biến trên các dòng CB chống giật. Ngoài ra còn có các mức 10mA, 100mA hoặc cao hơn tùy vào ứng dụng thực tế của thiết bị này.

• Câu 4: Có nên lắp cầu dao chống giật cho gia đình không?

Các gia đình nên lắp cầu dao chống giật tại các vị trí hộp điện chính (lắp song song với cầu dao chính hoặc dùng làm cầu dao chính), bật tắt máy nước nóng, điều hòa và một số thiết bị điện công suất lớn.

Cấu tạo của cầu dao chống giật

Cầu dao chống giật bên ngoài khá giống với cầu dao không giật nhưng có kích thước lớn hơn một chút. Ngoài cần gạt, loại CB này sẽ có nút Test (T) để kiểm tra hoạt động của cầu dao. Nếu bạn nhấn nút và cầu dao tắt nguồn thì chứng tỏ nó đang hoạt động tốt.

Cầu dao chống giật 1 pha 2 cực: Hai dây dẫn nguội và cháy đi qua một máy biến dòng có lõi sắt hình xuyến, tạo thành một máy biến áp hình xuyến đều có cuộn sơ cấp 1 vòng dây (gồm 2 dây, mát và cháy đi qua tâm máy biến áp) và một cuộn thứ cấp vài chục vòng dây, máy biến áp này có kích thước bằng một chiếc vòng tay.

Cầu dao chống giật 3 pha 4 cực: Tương tự như cầu dao chống giật 1 pha, tuy nhiên dòng điện qua dây dẫn 3 pha đi qua tâm của máy biến dòng.

Xem thêm: Cách nhận biết CB chống giật

Thông số kỹ thuật cơ bản của dòng CB chống giật

Cầu dao chống giật có các thông số cơ bản như sau được hiển thị ngay bên ngoài:

• Trong: Dòng điện định mức. Nếu dòng điện thực tế vượt quá con số này, cầu dao sẽ tự động tắt.
• I Δ n: Mức ngắt dòng rò, cố định ở mức 10mA, 30mA hoặc điều chỉnh thành 100mA, 300mA, 500mA. Nếu dòng rò vượt quá mức này, cầu dao sẽ tắt.
• Ue: Điện áp làm việc định mức.
• Icu: Dòng điện ngắt mạch ngắn mạch hoặc khả năng chịu được dòng điện tối đa của tiếp điểm trong 1 giây.
• Icw: Khả năng chịu được dòng điện ngắn mạch trong 1 đơn vị thời gian.
• Ics: Công suất cắt thực tế của cầu dao khi phát hiện sự cố, tính bằng %Icu.
• AT: Dòng điện tác động.
• AF: Khung hiện tại. AT/AF càng thấp thì cầu dao càng bền.
• Độ bền cơ/điện: Số lần chuyển mạch cơ/số lần chuyển mạch điện được phép.

Xem thêm thông số tại: Biểu tượng cầu dao chống giật

Nguyên lý hoạt động của cầu dao chống giật

Hầu hết các loại máy cắt chống giật hiện nay đều hoạt động dựa trên nguyên lý so sánh dòng điện giữa hai chiều. Dòng điện từ dây nóng đi qua và quay trở lại dây nguội (hoặc ngược lại: từ dây nguội đi qua và quay trở lại dây nóng) theo chiều ngược nhau, nghĩa là từ trường biến thiên mà chúng tạo ra trong lõi sắt của máy biến dòng điện cũng ngược chiều nhau. Nếu hai dòng điện này bằng nhau thì hai từ trường biến thiên sẽ triệt tiêu lẫn nhau và làm cho điện áp ra của cuộn thứ cấp máy biến dòng bằng 0.

Nếu có dòng điện rò qua hai dây thì hai dòng điện sẽ khác nhau, hai từ trường biến thiên sinh ra trong lõi sắt cũng sẽ khác nhau, tạo ra dòng điện cảm ứng trên cuộn thứ cấp của máy biến dòng điện. Dòng điện này được đưa vào IC để kiểm tra xem nó có lớn hơn dòng rò an toàn hay không.

• Nếu lớn hơn chẳng hạn 30mA thì IC sẽ kích hoạt Triac để cấp nguồn cho cầu dao của cầu dao.
• Để phát hiện dòng điện rò lớn vài trăm mA, không cần sử dụng IC mà trực tiếp sử dụng lực điện từ sinh ra khi dòng điện chạy trong cuộn dây để đóng cắt cầu dao.

Ngoài ra, một số loại ELCB có nguyên lý hoạt động khác: đo điện áp rò rỉ đất. Điện áp rò rỉ của cầu dao chống giật ELCB đủ lớn sẽ khiến rơle bên trong bị ngắt mạch. Xem chi tiết tại: ELCB là gì? Nguyên lý làm việc và ứng dụng

Các loại cầu dao chống giật phổ biến

Hiện nay có 3 dòng CB chống giật phổ biến là RCCB, RCBO và ELCB. Ba loại này có thể dễ dàng phân biệt bằng hình thức, chức năng và ứng dụng thực tế.

RCCB – cầu dao chống giật đơn giản

RCCB là cầu dao chống giật thuần túy, ngăn ngừa sự cố rò rỉ dòng điện trong hệ thống điện và bảo vệ sức khỏe, an toàn cho người sử dụng. RCCB được mắc nối tiếp ngay sau cầu dao chính hoặc nối trực tiếp với thiết bị điện.

RCBO – cầu dao chống giật đa năng

RCBO là cầu dao chống giật kết hợp chức năng của MCB và RCCB, tức là vừa chống quá tải dòng điện, vừa chống rò rỉ điện. Một số loại RCBO được trang bị nút kiểm tra để kiểm tra hiệu suất hoạt động.

ELCB – Block CB chống giật

ELCB là cầu dao chống giật dạng khối, kết hợp giữa bảo vệ quá tải MCCB và tính năng của RCCB. Về nguyên lý làm việc, ELCB phát hiện dòng điện rò khi so sánh dòng điện đi và dòng về, thường được lắp ở đầu mạch điện chung, mạch điện các phòng và máy nước nóng.

Ứng dụng cầu dao chống giật trong cuộc sống

Trong khi cầu dao chống giật 1 pha so sánh sự khác biệt giữa dòng điện chạy qua dây 2 pha và dây trung tính thì cầu dao chống giật 3 pha so sánh dòng điện chạy qua dây 3 pha và dây trung tính. Nếu độ lệch của các dòng điện khác nhau vượt quá mức cho phép thì cầu dao sẽ tự động ngắt. Ngưỡng dòng rò được thiết kế là 10mA, 30mA, 100mA, 300mA, 500mA,…

Là thiết bị giúp tăng độ an toàn cho hệ thống điện, cầu dao chống giật được sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống điện như:

• Điện gia dụng: Bảo vệ an toàn cho các thiết bị điện, tránh dòng điện rò rỉ ra khỏi công tắc, ổ cắm, ngăn ngừa những tai nạn đáng tiếc với con người.
• Điện thi công: Tăng cường an toàn lao động, chủ động ngắt nguồn điện khi xảy ra rò rỉ điện hoặc quá tải, đặc biệt trong môi trường ẩm ướt, giông bão.
• Điện công nghiệp: Bảo vệ riêng biệt cho các thiết bị điện quan trọng, đảm bảo an toàn cho người lao động, hạn chế cháy nổ và các sự cố khác trong nhà máy, đảm bảo hoạt động sản xuất ổn định.

Những lưu ý khi chọn mua và sử dụng CB chống giật

Để chọn được cầu dao chống giật tốt nhất cho gia đình, bạn cần lưu ý một số điều sau:

• Lựa chọn loại cầu dao phù hợp: Trong khi RCCB chỉ có chức năng chống giật thì ELCB và RCBO có đầy đủ chức năng bảo vệ quá tải, bảo vệ ngắn mạch (chỉ RCBO) và chức năng chống giật.
• Chọn số pha/cực thích hợp: Cầu dao chống giật 3 pha 4 cực lắp cho phụ tải 3 pha và 1 pha trung tính. Cầu dao chống giật 1 pha 2 cực dùng cho điện 1 pha 1 pha nóng và 1 pha lạnh,….
• Chọn dòng định mức: Với RCBO, ELCB nguyên tắc chọn dòng định mức tương tự như aptomat thông thường, cao hơn. Với RCCB, bạn có thể chọn dòng điện định mức bằng nhau.

Những lưu ý khi sử dụng cầu dao chống giật

• Cầu dao chống giật rất nhạy, bạn không nên đặt ở những nơi ẩm ướt như trong phòng tắm, phòng giặt hay ngoài trời. Ví dụ, lắp đặt cầu dao chống giật một pha cho máy nước nóng được đặt bên ngoài cửa phòng tắm.
• Kiểm tra aptomat ngay sau khi lắp đặt. Sau đó khi sử dụng bạn nên test ít nhất mỗi tháng một lần để kiểm tra hoạt động của CB chống giật.
• Nếu sử dụng cầu dao chống giật không có chức năng ngắt khi có sự cố quá tải về điện thì hãy mắc nối tiếp ngay sau cầu dao chính.

Hãy đọc ngay ghi chú sau đây: Cách test CB chống giật chính xác và an toàn

KTH ELECTRIC sản xuất cầu dao chống giật chất lượng cao

CB chống giật là dòng thiết bị điện chủ lực của KTH ELECTRIC trong nhiều năm qua bao gồm RCCB, RCBO và ELCB. Chúng tôi tự hào là thương hiệu thiết bị điện công nghiệp uy tín đến từ Châu Âu với hơn 40 năm phát triển. Sản phẩm của KTH ELECTRIC được người tiêu dùng trên toàn thế giới đánh giá cao và đạt được nhiều chứng chỉ chất lượng uy tín từ Underwriters Laboratory, Intertek và Dekra.

Tham khảo sản phẩm của chúng tôi tại:

Không chỉ đơn giản là công ty sản xuất các sản phẩm điện, KTH ELECTRIC còn mang đến những ý tưởng hiệu quả, giải pháp hiện đại cho từng công trình điện. Chúng tôi chuẩn bị sẵn mọi tình huống trong quá trình sử dụng điện, bao gồm cả sự cố rò rỉ điện. Từ đó, chúng tôi tính toán thiết kế hệ thống và sử dụng các thiết bị điện sao cho phù hợp nhất với chi phí tối ưu cho khách hàng.