Aptomat chống sét: Nguyên lý hoạt động và phân loại

Lê Hồng Phong

Cầu dao chống sét là thiết bị quan trọng giúp bảo vệ các thiết bị, hệ thống điện khỏi nguy cơ bị sét đánh trong mùa mưa. Vậy nguyên lý hoạt động của thiết bị này là gì và được phân loại như thế nào? Hãy cùng KTH Electric tìm hiểu trong bài viết nhé.

Bộ ngắt mạch bảo vệ đột biến là gì?

Để tìm hiểu về cầu dao chống sét, trước tiên bạn cần hiểu rõ sự nguy hiểm của sét lan truyền.

Sét lan rộng có nghĩa là khi sét đánh vào bất kỳ vị trí nào trong bán kính 2 km tính từ tâm vị trí bị sét đánh sẽ gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ ảnh hưởng đến dây điện, vật kim loại, đường truyền dữ liệu dẫn đến hư hỏng hoặc cháy nổ. Sét đánh là hiện tượng cực kỳ nguy hiểm, có thể phá hủy cả hệ thống điện dân dụng, công nghiệp và các công trình công cộng.

Cầu dao chống sét hay còn gọi là Surge Protector là loại cầu dao nguồn điện có tác dụng bảo vệ hệ thống điện trong trường hợp bị sét đánh gây điện áp tăng đột ngột. Cầu dao chống sét có khả năng phát hiện sự khác biệt về dòng điện. Khi có dòng điện tăng vọt, cầu dao sẽ tự động ngắt điện để bảo vệ hệ thống.

Về thiết kế, cầu dao chống sét có hình dáng khá giống với cầu dao thông thường. Tuy nhiên, thiết bị này không có cần gạt ON/OFF mà thay vào đó có nút Test để kiểm tra hoạt động của cầu dao.

Cầu dao chống sét thường được đặt ở đầu nguồn điện, dẫn trực tiếp dòng điện cao áp xuống đất, hạn chế tối đa tác động của sét đánh lên hệ thống chính. Ngoài ra, dòng CB này còn có tác dụng khử nhiễu sét để bảo vệ các thiết bị điện khỏi tình trạng quá tải, quá áp hoặc cháy nổ.

Nguyên lý hoạt động của cầu dao chống sét

Cầu dao chống sét hoạt động dựa trên nguyên lý mạch bảo vệ. Thông thường, sét có thể xuyên qua tòa nhà thông qua các con đường sau:

• Thông qua thiết bị bắn ăng-ten…
• Thông qua các dây cáp treo và dây trần (dây điều khiển đèn, dây điện, dây điện thoại, dây truyền dữ liệu nổi).
• Thông qua cáp thông tin ngầm.
• Thông qua cáp giữa các thiết bị.
• Thông qua mạch cấp nguồn (AC & DC).
• Thông qua hệ thống nối đất và các điểm nối đất chung.
• Thông qua lá chắn của thiết bị.

Khi hệ thống bị sét đánh, cầu dao sẽ cắt trực tiếp tia sét, sau đó truyền năng lượng điện do sét truyền qua dây dẫn sét song song tới bộ phận nối đất. Ngoài ra, thông qua bộ lọc ngăn chặn tiếng ồn do sét, cầu dao bảo vệ các thiết bị điện khỏi quá áp, quá tải, cháy nổ…

Nói một cách đơn giản hơn, khi có sét đánh, cầu dao chống sét sẽ truyền dòng điện dọc theo vị trí ổ cắm đến các thiết bị điện được cắm vào ổ cắm. Trong trường hợp điện áp tăng nhưng vẫn nằm trong giới hạn, thiết bị sẽ chuyển dòng điện dư đó sang dây nối đất của ổ cắm. Các dây này chạy song song với dây trung tính và dây nóng, giúp dẫn dòng điện mà không gây hại cho các thiết bị điện.

Theo khuyến cáo của nhà sản xuất, cầu dao chống sét thường có tuổi thọ khoảng 3-5 năm. Tuy nhiên, sau khi bị sét đánh, Joules của thiết bị sẽ bị giảm đi, dẫn đến khả năng bảo vệ của hệ thống sau mỗi lần bị sét đánh đều giảm. Vì vậy, sau 2 năm bạn nên thay thế thiết bị chống sét để đảm bảo hiệu quả bảo vệ cao nhất.

Đọc thêm: Cầu dao bảo vệ quá tải: Nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Phân loại máy cắt chống sét theo số pha

Trên thị trường hiện nay có 2 loại cầu dao chống sét phổ biến là 1 cực, 1 pha và 3 cực, 3 pha.

Cầu dao chống sét 1 cực, 1 pha

Cầu dao chống sét 1 cực, 1 pha cho phép phóng dòng xung sét từ 8kA đến 65kA, đảm bảo hiệu quả bảo vệ cao nhất cho các thiết bị điện khỏi tình trạng quá tải hoặc cháy nổ do sét gây ra. Đây là thiết bị phổ biến trong hệ thống điện gia đình nhờ khả năng bảo vệ con người và các thiết bị điện trong trường hợp sét lan sang nguồn điện.

Cầu dao chống sét 3 cực, 3 pha

Cầu dao chống sét 3 pha, 3 cực thường được sử dụng để bảo vệ hiệu quả các mạch điện khỏi tình trạng quá tải, ngắn mạch. Thiết bị có tác dụng đóng/cắt mạch điện khi có sét đánh. Thiết bị này thường được làm từ nhựa chống cháy nên có thể hoạt động bền bỉ trong các hệ thống điện dân dụng và công nghiệp.

Các thương hiệu CB chống sét tốt nhất

Cầu dao chống sét Schneider

Cầu dao chống sét đến từ thương hiệu Schneider được kết hợp với thiết bị lọc EMI/RFI và linh kiện triệt tiêu giúp giảm thiểu hư hỏng các thiết bị điện do tác động của sét. Một số mã cầu dao chống sét Schneider nổi bật gồm: Schneider EZ9L33745, Schneider EZ9L33720, Schneider EZ9L33145, Schneider EZ9L33120… Ưu điểm của cầu dao chống sét Schneider là thiết kế nhỏ gọn, chắc chắn, bền bỉ và dễ sử dụng nên được sử dụng rộng rãi trong hệ thống chống sét cho các tòa nhà, khu công nghiệp, viễn thông, thiết bị điện khu công nghiệp.

Cầu dao chống sét ABB

ABB cung cấp 2 dòng chống sét cơ bản: mã chống sét gián tiếp OVRHLD, OVRHTE và mã chống sét trực tiếp OVR T1 T2. Sản phẩm được thiết kế để bảo vệ hệ thống điện khỏi các xung đột quá điện áp nhất thời do sét đánh trực tiếp và gián tiếp và hiện tượng chuyển mạch trên lưới điện. Đối với hệ thống năng lượng mặt trời và năng lượng gió, ABB còn cung cấp các thiết bị chống sét chuyên dụng, đáp ứng yêu cầu bảo vệ đối với điện áp một chiều cao (năng lượng mặt trời) và điện áp đỉnh định kỳ (tuabin gió). Người dùng có nhiều sự lựa chọn từ các dòng sản phẩm chống sét của ABB như: Thiết bị chống sét hình khối Chống sét 240VAC 1P+N 30KA Chống sét 240/415VAC 3P+N 30KA Chống sét 240VAC 1P+N 40KA Chống sét 240VAC 1P+N 50KA

Cầu dao chống sét Panasonic

Panasonic cung cấp dòng sản phẩm cầu dao chống sét BBDT2321BV có điện áp định mức 230V, điện áp làm việc tối đa 320V và dòng phóng sét lên tới 20kA, giúp bảo vệ hiệu quả dòng sét đi vào từ nguồn điện. Thiết bị này có tính năng tắt nguồn nhanh chóng, chuyển hướng dòng điện đi nơi khác một cách an toàn. Từ đó, hạn chế nguy cơ sét lan sang các thiết bị điện trong nhà. Thiết bị chống sét Panasonic có hai chế độ hiển thị trạng thái khi hoạt động để người dùng kiểm tra và thay thế kịp thời. Khi hiển thị màu xanh nghĩa là thiết bị đang ở trạng thái bảo vệ các thiết bị điện. Khi màu đó hiển thị nghĩa là thiết bị đang bị hư hỏng và cần được thay thế.

Đọc thêm: Cầu dao đảo chiều là gì? Phân loại và ứng dụng thực tế

Các câu hỏi thường gặp về cầu dao chống sét lan truyền

Câu hỏi 1: Cầu dao thông thường có thể chống sét trực tiếp được không?

Hồi đáp: Về lý thuyết, cầu dao là một thiết bị bảo vệ điện dùng để ngắt mạch điện khi xảy ra sự cố về điện như quá tải, ngắn mạch, mất cân bằng trong hệ thống điện.

Sét đánh trực tiếp là hiện tượng sét đánh trực tiếp vào hệ thống điện hoặc công trình, gây ra dòng điện lớn và nhiệt độ cao. Bộ ngắt mạch không được thiết kế để xử lý và chịu được các sự kiện sét trực tiếp này.

Tuy nhiên, ABB đã mô phỏng tác động của sét đánh trực tiếp (sóng xung 10/350) trong phòng thí nghiệm để tạo ra cầu dao chống sét trực tiếp OVR T1 T2. Vì vậy để ngăn chặn sét đánh trực tiếp, bạn có thể lựa chọn cầu dao chống sét đến từ thương hiệu nổi tiếng này.

Câu 2: Một hệ thống chống sét hiệu quả bao gồm những thành phần nào?

Hồi đáp: Một hệ thống chống sét toàn diện thường bao gồm: hệ thống chống sét ngoại vi (cổng chống sét, cột thu lôi, đế dẫn sét và hệ thống dẫn sét), hệ thống chống sét trong nhà (dây chống sét, ống đồng chống sét và các thiết bị chống sét bổ sung), cầu chì chống sét, nối đất chống sét, điện trở nối đất và các thiết bị bảo vệ quá tải (MCB, RCBO).

Vấn đề là để lắp đặt hệ thống này thì chi phí khá cao nên tùy vào mục đích sử dụng và quy mô hệ thống mà bạn có thể lựa chọn những loại cầu dao chống sét phù hợp.

Để đảm bảo an toàn trong mùa mưa bão, đặc biệt trong tình hình thời tiết diễn biến phức tạp như hiện nay, việc trang bị cầu dao chống sét trong mỗi hệ thống điện là giải pháp hữu hiệu để bảo vệ hệ thống và các thiết bị điện. Bạn nên chọn mua cầu dao chống sét của các thương hiệu nổi tiếng và nhà phân phối uy tín. Bạn không nên chọn cầu dao chống sét nổi. Dù giá thành có thể rẻ hơn nhưng khả năng bảo vệ thiết bị lại không được đảm bảo.

Chúng tôi sẽ tiếp tục cập nhật các thông tin khác liên quan đến aptomat tại: https://etinco.vn/tin-tuc/kien-thuc/kien-thuc-cb/. Chúng tôi mời bạn đọc.