Aptomat là gì ? Khái niệm Aptomat Cấu tạo và chức năng của Aptomat ?

Aptomat là gì? Có bao nhiêu loại Aptomat? Làm thế nào để phân loại aptomat? Công dụng của Aptomat? Vâng, có rất nhiều câu hỏi về Aptomat, vậy làm sao để trả lời những câu hỏi này. Hôm nay Phan Khang Điền mời các bạn theo dõi bài viết này để hiểu rõ hơn về Aptomat.

1. Khái niệm và yêu cầu của Aptomat

1.1. Khái niệm aptomat

Aptomat là tên có nguồn gốc từ tiếng Nga. Người Việt hiểu theo nghĩa một thiết bị chuyển mạch tự động. Tên tiếng Anh là Circuit Bkeaker (viết tắt là CB), nó có chức năng chống quá tải, chống đoản mạch trong hệ thống điện (hoặc có chức năng chống giật, chống rò rỉ, bảo vệ nhiệt). Aptomat được chia thành nhiều loại theo chức năng, hình dạng và kích cỡ khác nhau.

Aptomat MCB Schneider Electric

1.2. Việc chọn Aptomat phải đáp ứng ba yêu cầu sau:

• Chế độ làm việc định mức của mạch thải là chế độ làm việc dài hạn, nghĩa là giá trị dòng điện định mức chạy qua mạch trong một khoảng thời gian tùy ý. Mặt khác, mạch dòng của CB phải chịu được dòng điện lớn (khi xảy ra đoản mạch) khi các tiếp điểm của nó đóng hoặc đóng.
• CB phải có khả năng ngắt dòng điện ngắn mạch lớn, có thể là vài chục KA. Sau khi ngắt dòng điện ngắn mạch, CB đảm bảo vẫn hoạt động tốt ở giá trị dòng điện định mức.
• Để nâng cao độ ổn định nhiệt, điện động của các thiết bị điện và hạn chế hư hỏng do dòng điện ngắn mạch gây ra, CB phải có thời gian cắt ngắn. Để làm được điều đó thường phải kết hợp lực cơ học với thiết bị dập hồ quang bên trong máy cắt.

2. Cấu trúc của Aptomat

2.1. Liên hệ aptomat

Aptomat thường được chế tạo với hai cấp độ tiếp xúc (tiếp xúc chính và hồ quang) hoặc ba cấp độ tiếp xúc (chính, phụ, hồ quang).

Khi đóng mạch, tiếp điểm phóng điện sẽ đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, sau đó là tiếp điểm chính. Khi cắt mạch thì ngược lại, tiếp điểm chính mở trước, sau đó là tiếp điểm phụ và cuối cùng là tiếp điểm hồ quang. Như vậy, hồ quang chỉ cháy trên điểm tiếp xúc điểm hồ quang, nhờ đó bảo vệ được tiếp điểm chính dẫn điện.

Sử dụng một tiếp điểm bổ sung để tránh phóng điện và làm hỏng tiếp điểm chính.

2.2. Hộp chữa cháy hồ quang của Aptomat

Để CB Aptomat dập hồ quang ở mọi chế độ làm việc của lưới điện, người ta thường sử dụng 2 loại thiết bị chữa cháy hồ quang là loại nửa kín và loại hở.

Loại nửa kín được đặt trong vỏ kín của CB và có lỗ thông hơi. Loại này có dòng cắt giới hạn không quá 50KA. Loại mở được sử dụng khi giới hạn dòng cắt lớn hơn 50KA hoặc điện áp là 1000V (điện áp cao).

Trong buồng dập hồ quang thông thường, người ta dùng các tấm thép xếp thành lưới để chia hồ quang thành nhiều đoạn ngắn thuận tiện cho việc dập hồ quang.

2.3. Cơ cấu dẫn động cắt Aptomat

Thường có hai cách dẫn động cắt: Bằng tay và bằng cơ điện (điện từ, động cơ điện).

Điều khiển bằng tay được thực hiện bằng cầu dao có dòng điện định mức không lớn hơn 600A. Điều khiển điện từ (nam châm điện) được áp dụng cho các cầu dao có dòng điện lớn hơn (lên tới 1000A).

Để tăng lực điều khiển bằng tay người ta sử dụng thêm một cánh tay dài theo nguyên lý đòn bẩy. Ngoài ra còn có cách điều khiển bằng động cơ điện hoặc bằng khí nén.

2.4. Móc bảo vệ Aptomat

CB Aptomat tự động ngắt nhờ bộ phận bảo vệ – gọi là móc bảo vệ, sẽ phát huy tác dụng khi mạch điện gặp sự cố quá dòng (quá tải hoặc ngắn mạch) và sụt áp.

Móc bảo vệ quá dòng (còn gọi là bảo vệ dòng điện đỉnh) để bảo vệ các thiết bị điện khỏi quá tải, ngắn mạch, đường thời gian dòng điện của móc bảo vệ phải nằm dưới đường đặc tính của đối tượng cần bảo vệ. Người ta thường sử dụng hệ thống điện tử và rơ le nhiệt làm móc bảo vệ, đặt bên trong CB.

Móc điện từ có một cuộn dây mắc nối tiếp với mạch chính, cuộn dây này được quấn có tiết diện lớn để chịu dòng điện tải và có số vòng dây ít. Khi dòng điện vượt quá giá trị cho phép thì phần ứng sẽ bị hút và nóc sẽ va vào khớp rơi tự do làm tiếp điểm CB hở. Điều chỉnh vít để thay đổi điện trở của lò xo, chúng ta có thể điều chỉnh giá trị dòng điện động. Để giữ thời gian trong bảo vệ quá tải điện từ, một cơ chế giữ thời gian được thêm vào.

Móc loại rơle nhiệt là loại đơn giản nhất, có cấu tạo giống như rơle nhiệt có phần tử gia nhiệt mắc nối tiếp với mạch chính, một tấm kim loại kép nở ra để nhả khớp rơi tự do để mở tiếp điểm của CB khi có quá tải. Loại này có nhược điểm là quán tính nhiệt lớn nên không thể nhanh chóng ngắt dòng điện đột biến khi có đoản mạch nên chỉ có thể bảo vệ khỏi dòng điện quá tải.

Vì vậy người ta thường sử dụng kết hợp cả móc điện từ và móc rơle nhiệt trong một CB. Loại này được sử dụng trên các máy cắt có dòng điện định mức lên tới 600A.

Móc bảo vệ chống sụt áp (hay còn gọi là bảo vệ điện áp thấp) cũng thường sử dụng loại điện từ. Cuộn dây được mắc song song với mạch chính, cuộn dây này được quấn vài vòng bằng một đoạn dây có tiết diện nhỏ có khả năng chịu được điện áp lưới điện.

Cấu trúc aptomat

3. Nguyên lý hoạt động của Aptomat

3.1. Sơ đồ nguyên lý của máy cắt dòng điện cực đại

Sơ đồ ngắt dòng điện cực đại

Ở trạng thái bình thường sau khi cấp điện, Aptomat được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 trong cùng cụm với tiếp điểm chuyển động.

Bật cầu dao ở trạng thái BẬT, khi dòng điện định mức của nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút nhau.

Khi mạch bị quá tải hoặc ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện 5 lớn hơn lực của lò xo 6 làm cho nam châm điện 5 hút phần ứng 4 xuống khiến móc 3 nhả ra, móc 5 nhả ra, lò xo 1 lỏng ra, kết quả là các tiếp điểm của Aptomat bị hở, mạch điện bị ngắt.

3.2. Sơ đồ nguyên lý máy cắt hạ thế

Sơ đồ mạch hạ thế

Bật cầu dao ở trạng thái BẬT, với điện áp định mức của nam châm điện 11 và phần ứng 10 hút lẫn nhau. Khi điện áp sụt quá nhiều, nam châm điện 11 sẽ nhả phần ứng 10, lò xo 9 sẽ kéo móc 8 lên, móc 7 sẽ nhả ra, giãn ra, lò xo 1 nhả ra, kết quả là các tiếp điểm Aptomat bị hở, mạch điện bị ngắt.

4. Phân loại và cách chọn Aptomat

Theo cấu tạo, người ta chia Aptomat thành ba loại: Một cực, hai cực, ba cực và bốn cực. Theo thời gian hoạt động, người ta chia Aptomat thành loại hành động không tức thời và loại hành động tức thời (nhanh).

• Trong mạng điện 1 Pha như nhà thường có 2 dây nên chúng ta sẽ sử dụng 1P hoặc 2P (P nghĩa là Cực, dịch sang tiếng Việt là cực). Nếu sử dụng 1P thì chúng ta chỉ có thể ngắt dây P ra khỏi mạch thường dùng để điều khiển. Nếu sử dụng 2P sẽ ngắt cả 2 cực P và N ra khỏi mạch điện, tăng độ an toàn cho người dùng.
• Khi ở trong mạng điện 3 Pha, chúng ta có loại 3 Pha 3 dây và 3 Pha 4 dây. Tùy theo nhu cầu mà chúng ta lựa chọn loại Aptomat phù hợp.

Việc lựa chọn Aptomat chủ yếu dựa trên:

• Tính toán dòng điện chạy trong mạch.
• Quá tải hiện tại.
• Hoạt động CB phải có chọn lọc.

Tùy theo chức năng bảo vệ mà người ta chia cầu dao thành các loại: cầu dao tối đa theo dòng điện, cầu dao tối thiểu theo điện áp. Dòng điện ngược CB…

• Bảng mạch bảo vệ chống quá dòng (ngắn mạch hoặc quá tải)
• Aptomat bảo vệ chống quá điện áp.
• Bộ ngắt mạch bảo vệ điện áp.
• Cầu dao bảo vệ chống trượt (Cầu dao vi sai)
• Bộ ngắt mạch bảo vệ đa năng

Ngoài ra, việc lựa chọn Aptomat còn phải căn cứ vào đặc tính làm việc của tải. CB không được phép cắt khi có hiện tượng quá tải ngắn hạn thường xảy ra trong điều kiện làm việc bình thường như dòng khởi động, dòng đỉnh trong tải công nghệ.

IB ISC

(Trong đó: IB là dòng điện tải lớn nhất; In là dòng điện định mức của MCB, MCCB; Iz là dòng điện lớn nhất cho phép của dây dẫn điện (do nhà sản xuất đưa ra); ISCB là dòng điện lớn nhất mà MCB, MCCB có thể cắt được; Isc là dòng điện ngắn mạch).

Ví dụ, tải một pha sử dụng nguồn điện 220V có dòng điện tối đa là 13A và dòng điện ngắn mạch tính toán là 5KA. Khi đó ta chọn MCB và dây dẫn như sau: MCB Comet CM216A có dòng điện định mức 16A, độ bền cắt tối đa 6KA và dây dẫn 2 x 2,5mm2 với dòng điện tối đa cho phép là 18A. Chúng ta nên lựa chọn MCB và MCCB từ những nhà sản xuất uy tín trên thị trường hiện nay như Schneider… vì những sản phẩm này được sản xuất và kiểm nghiệm trong những điều kiện, tiêu chuẩn nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn quốc tế. Trường hợp kém chất lượng thì nên thay mới chứ không nên sửa chữa.

5. Một số loại Aptomat thông dụng

5.1. Bkeaker mạch thu nhỏ Aptomat MCB

Hay thường gọi là cầu dao loại nhỏ: bảo vệ khỏi tải và đoản mạch

Dòng điện cắt thường dao động trong khoảng 4,5KA, 6KA, 10KA, 15KA

Dòng điện định mức từ 6 => 63A

Số cực 1P, 2P, 3P, 4P

5.2. Bkeaker mạch vỏ đúc Aptomat MCCB

Hay thường gọi là cầu dao khối: bảo vệ khỏi tải và đoản mạch

Dòng điện cắt thường dao động trong khoảng 7,5KA, 10KA, 18KA, 25KA, 36KA, 50KA, 70KA

Dòng điện định mức từ 10 => 1600A

Số cực 1P, 2P, 3P, 4P

5.3. Cầu dao chống giật RCCB Cầu dao dòng điện dư RCCB

Số cực 2P, 4P

Đường cắt 4.5KA, 6KA

Dòng điện định mức 25A, 40A, 63A

5.4. Bộ ngắt mạch RCBO Bộ ngắt mạch dòng dư có bảo vệ quá dòng MCB+RCCB=RCBO

Số cực 2P

Đường cắt 4.5KA, 6KA

Dòng điện định mức từ 6 => 63A

5.5. Cầu dao chống rò điện ELCB Cầu dao chống rò đất ELCB: MCCB+RCCB=ELCB

Số cực 3P, 4P

Đường cắt 36KA, 50KA

Dòng điện định mức từ 60 => 250A

https://www.youtube.com/watch?v=Pe-pvETDcSk

Video Hướng dẫn cách đọc thông số trên Aptomat

CÔNG TY TNHH ĐIỆN PHAN KHANG

Hãy liên hệ với Trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong ngay hôm nay để có được dịch vụ tốt nhất.

Các bài viết cùng chủ đề Aptomat vui lòng tham khảo: