Cầu đấu dây là gì? Hướng dẫn cách chọn cầu đấu dây phù hợp

Có rất nhiều cách để nối dây điện trong hệ thống bảng điện, trong đó cầu nối dây được xem là giải pháp tối ưu cho các kỹ sư điện. Vậy cầu dây là gì? Làm thế nào để chọn thành phần này? Bạn có thể tìm hiểu qua bài viết sau.

Định nghĩa cầu dây

Cầu nối dây (còn gọi là terminal block, Electrical domino, tên tiếng Anh Terminal Block) là một khối module có khung cách điện giúp cố định hai hoặc nhiều dây với nhau hoặc dây vào bảng mạch. Chức năng chính của khối đầu cuối là kết nối dây điện giữa các thiết bị điều khiển hoặc thiết bị điện, giúp đơn giản hóa việc đấu dây các mạch điện trong hệ thống điện và bảng điện. Một số model có chức năng cao cấp còn được trang bị thêm cầu chì, đèn tín hiệu,… cho những ứng dụng phức tạp.

Khối thiết bị đầu cuối có lớp vỏ và lớp bảo vệ được làm từ vật liệu cách điện và chịu nhiệt như nhựa hoặc gốm. Các bộ phận tiếp xúc với đầu dây chịu trách nhiệm truyền tải sẽ được làm bằng hợp kim, đồng có khả năng dẫn điện và chống ăn mòn cao.

Các khối đấu nối được quy định ở vị trí lắp đặt kín, ổn định, tránh khu vực ẩm ướt với chiều dài tối thiểu mỗi đầu dây được nối là 1,5cm và đảm bảo các đầu dây trần không nằm ngoài phạm vi cách điện của cầu nối dây.

Khối thiết bị đầu cuối đầu tiên xuất hiện trên thế giới được phát minh bởi một công ty của Đức có tên Phoenix Contact vào những năm 1920. Đây cũng là nguyên mẫu của cầu nối dây hiện đại. Sự ra đời của khối thiết bị đầu cuối đã giúp các kỹ sư điện giải quyết được một bài toán khó: làm thế nào để tiết kiệm không gian tủ điện mà vẫn có thể đấu nối hệ thống dây điện một cách đơn giản.

Cấu trúc và cách hoạt động của khối thiết bị đầu cuối

Terminal Block có cấu trúc khá đơn giản bao gồm các phần chính sau:

• Vỏ bảo vệ: Chứa các khối thiết bị đầu cuối, cung cấp cốt thép kết cấu.
• Điểm liên lạc: Các bộ phận kim loại tiếp xúc điện với dây dẫn.
• Đoạn phim: Dùng để cố định dây điện bằng cách sử dụng các cơ cấu như vít hoặc kẹp lò xo.
• Chất cách điện: Ngăn chặn dòng điện đi qua giữa các đầu nối và bề mặt mà chúng được gắn vào.
• Thẻ nhận dạng: Được sử dụng làm nhãn hoặc điểm đánh dấu để biểu thị các kết nối, giúp đơn giản hóa việc bảo trì.

Về nguyên lý làm việc, khối đầu cuối hoạt động bằng cách thiết lập một liên kết đáng tin cậy và an toàn giữa các dây. Khi cắm dây vào thiết bị đầu cuối, hệ thống kẹp sẽ tạo áp lực để tạo thành điểm giữ an toàn, đảm bảo kết nối điện hiệu quả.

Ưu điểm và nhược điểm của cầu dây

Cầu dây điện được xem là giải pháp lắp đặt tối ưu cho hệ thống mạch điện hiện nay bởi nhiều tính năng ưu việt.

Lợi thế

• Dễ dàng cài đặt, dễ sử dụng: Kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, kết cấu đơn giản nên dễ dàng vận chuyển và lắp đặt.
• Tính linh hoạt: Có khả năng sắp xếp lại hoặc mở rộng hệ thống dây điện một cách thuận tiện, mang lại khả năng thích ứng để đáp ứng nhu cầu thay đổi của hệ thống.
• An toàn: Chịu được tải lớn, tăng tính an toàn nhờ nối đất, cách ly và bảo vệ các linh kiện khác trong mạch điện. Khối đầu cuối có các kết nối an toàn tích hợp để ngăn ngừa điện giật, đồng thời cũng có thể cung cấp các điểm kiểm tra để tăng độ an toàn cho mạch.
• Chống ăn mòn, chống oxy hóa: Khối đầu cực có hệ số giãn nở tương tự như dây kết nối, giúp chống lỏng do tốc độ giãn nở khác nhau, đồng thời giảm sự ăn mòn do tác dụng điện phân giữa hai kim loại khác nhau.
• Tuổi thọ dài: Được sản xuất từ ​​chất liệu cao cấp có khả năng chống cháy, chống cháy nổ phù hợp với nhiều điều kiện môi trường khác nhau, đặc biệt là môi trường có nhiệt độ thấp hơn hoặc cao hơn bình thường.
• Tiết kiệm chi phí, thời gian lắp đặt và bảo trì: Khối đầu cuối có độ bền cao, giá thành ưu đãi hơn các loại đầu nối khác, quy trình đấu dây và bảo trì đơn giản.
• Sự đa dạng về mẫu mã: Người dùng có nhiều lựa chọn về cầu nối dây tùy theo ứng dụng và ngân sách.

Nhược điểm

• Các kết nối có thể bị lỏng do va đập hoặc lắp đặt trong môi trường rung động.
• Kích thước lớn hơn một số khu vực nhỏ.

Cách phân loại cầu dây điện

Có nhiều tiêu chí để phân loại khối thiết bị đầu cuối.

Theo cấu trúc

• Trận đấu khối: Các kết nối được cố định thành một khối thống nhất, chuyên dùng để lắp đặt tủ điện, kết nối với nút ấn, động cơ và làm các kết nối trung gian để kết nối các mạch điện. Bao gồm các loại từ 4P đến 24P trong 1 block có dòng điện lên tới 500A.

• Cầu lắp ráp: Cấu trúc đầu dạng nắp, gắn trên ray được thiết kế thành các cặp tiếp điểm rời rạc. Tôm Domino có kích thước nhỏ gọn, thích hợp để tích hợp trong tủ điện. Ngoài ra, số lượng liên lạc linh hoạt cũng giúp người dùng dễ dàng lựa chọn.

• Cây cầu có đôi mắt riêng biệt: Được lắp đặt trên DIN Rail, số lượng có thể thay đổi theo ý muốn, tháo lắp dễ dàng và thuận tiện.

Theo thiết bị kết nối

• Kết nối mặt đất: Có thiết kế màu vàng xanh với 2 chân tiếp đất, có thể lắp xen kẽ với các quân domino điều khiển. Cầu nối đất thường được lắp đặt trên thanh ray DIN để kết nối dây nối đất của các thiết bị bên trong với dây nối đất bên ngoài.

• Đầu nối với cầu chì: Thiết kế tương tự như quân domino thông thường, giữa các tiếp điểm có thêm một cầu chì. Loại domino này ngoài chức năng làm cầu dây còn có thêm chức năng bảo vệ là cầu chì.

• Cầu nối nhiệt điện: Được thiết kế để phù hợp với các kết nối dây điện trở nhiệt. Hầu hết các khối đầu cuối loại này đều loại bỏ dải kết nối kim loại bên trong.
• Thiết bị đầu cuối bị ngắt kết nối: Cho phép ngắt kết nối dây dễ dàng bằng cách nâng cần gạt hoặc công tắc dao.
• Cầu phân phối điện: Một giải pháp thuận tiện, tiết kiệm và an toàn hơn để phân phối nguồn điện từ một nguồn đầu vào duy nhất đến nhiều đầu ra. Một dây lớn được kết nối với đầu vào của khối và nhiều đầu ra được cung cấp ở thiết bị đầu ra.

Theo phương thức kết nối

• Kẹp vít Sự liên quan. Sự liên quan): Loại đầu nối phổ biến nhất cho tủ bảng điện, được thiết kế cho các vị trí kết nối trong môi trường có rung lắc, rung lắc hoặc cần kéo cáp. Có thể sử dụng nhiều dây dẫn cho mỗi điểm kẹp, nhờ đó tiết kiệm không gian tối đa. Tuy nhiên, quá trình kết nối khá tốn thời gian.

• Lò xo kẹp (PI-Spring Sự liên quan. Sự liên quan): Cho phép đưa trực tiếp các đầu dây vào điểm kết nối và tự động giữ cố định tại chỗ bằng công nghệ lực đẩy lò xo, nhanh hơn 50% so với công nghệ kẹp vít. Loại này có giá thành cao hơn so với vít kẹp nhưng ưu điểm là giảm nhân công lắp đặt.

• Có thể cắm được (Có thể cắm được Sự liên quan. Sự liên quan): Đây là sự kết hợp giữa công nghệ kẹp lò xo và giắc cắm, cho phép kết nối trên thân cầu tới điểm khác bằng phích cắm. Loại này phù hợp để kéo nhanh mạch tín hiệu hoặc mạch điện áp song song sang các ngăn tủ khác.

• Kết nối kiểu hàn: Thích hợp cho dây có tiết diện lên tới 2,5mm2. Ở loại kết nối này, dây được hàn vào đầu nối hàn, đảm bảo các kết nối chắc chắn và không thể tháo rời dễ dàng.
• Tab Phương thức kết nối: Thích hợp trong các ứng dụng cần kết nối hoặc ngắt kết nối dây thường xuyên. Ống bọc tab có dây uốn được đẩy vào khối đầu cuối.

Theo số tầng

• Cầu nối dây 1 cấp: Khối đầu cuối cơ bản nhất là dễ cài đặt nhất và thường được sử dụng để kết nối các dây đơn lẻ với nhau. Cầu dây đơn chỉ có 1 thanh dẫn điện và 2 kẹp dây (tiếp điểm).
• Cầu dây 2 tầng: Loại domino 2 tầng giúp tiết kiệm không gian lắp đặt, được sử dụng rộng rãi trong các tủ điều khiển điện, mang lại nhiều kết nối hơn loại domino 1 tầng.
• Cầu nối dây 3 cấp: Được làm bằng nhiều lớp dây nằm ở phía trên so với loại 2 lớp, giúp tiết kiệm không gian tối đa mà vẫn kết nối được nhiều cặp dây.

Hướng dẫn cách chọn khối thiết bị đầu cuối phù hợp

Mặc dù kết cấu đơn giản nhưng việc lựa chọn cầu nối dây phù hợp cho hệ thống lại phức tạp hơn nhiều. Một số tiêu chí bạn cần quan tâm trước khi chọn mua linh kiện này bao gồm: yêu cầu dòng điện, điện áp, tiết diện dây, môi trường lắp đặt…

Yêu cầu hiện tại

Dòng điện định mức là khía cạnh quan trọng nhất khi chọn khối thiết bị đầu cuối để tránh quá nhiệt dẫn đến các thiết bị đầu cuối bị hỏng. Khi chọn thiết bị đầu cuối, cần lưu ý ba khía cạnh: độ dẫn điện của khối thiết bị đầu cuối, diện tích mặt cắt ngang và độ tăng nhiệt độ tương ứng. Các nhà sản xuất khuyến nghị rằng đầu nối đã chọn phải chịu được dòng điện ít nhất bằng 150% dòng điện định mức của hệ thống.

Yêu cầu điện áp

Điện áp quá cao có thể gây rò rỉ dòng điện giữa các khối đầu cuối liền kề. Khối đầu cuối phải chịu được điện áp cao hơn điện áp định mức của hệ thống, đồng thời xem xét các xung điện áp có thể ảnh hưởng đến các kết nối.

Loại dây sử dụng

Mỗi khối thiết bị đầu cuối phù hợp với một loại dây nhất định. Đảm bảo kích thước dây và tiết diện phù hợp để tối ưu hóa độ dẫn điện của quân domino điện. Ngoài ra, số lượng lõi dây cũng ảnh hưởng đến tiêu chí chọn cầu. Ví dụ, dây nhiều lõi hoạt động rất tốt trong các đầu nối vít, trong khi dây một lõi phù hợp với đầu nối đẩy (lò xo đẩy).

Hướng đi dây cũng là một trong những tiêu chí để chọn khối đầu cuối. Ngang (90°), dọc (180°) và 45° là ba hướng đi vào dây phổ biến nhất, tùy thuộc vào bố cục thiết kế và khả năng tiếp cận các kết nối.

Độ bền cơ học và môi trường sử dụng

Một số khối đầu cuối có thể bền về mặt cơ học nhưng nếu sử dụng trong môi trường ẩm ướt sẽ ảnh hưởng đến các điểm tiếp xúc kim loại. Môi trường lắp đặt có nhiều rung động cơ học cũng khiến các đầu vít dễ bị lỏng.

Số cực

Số lượng thiết bị đầu cuối quy định số lượng mạch riêng lẻ có trong khối thiết bị đầu cuối. Thông số này thường dao động từ một cực đến tối đa 24 cực.

Ngoài ra, bạn cũng cần chú ý đến 2 tiêu chuẩn kỹ thuật cụ thể của khối Terminal: tiêu chuẩn IEC và UL. Đối với một số khu vực có điều kiện khắc nghiệt cần phải tham khảo ý kiến ​​của các chuyên gia để lựa chọn linh kiện phù hợp.

Các câu hỏi thường gặp về cầu dây

Câu hỏi 1: Có thể kết hợp nhiều loại giải đấu trong một ứng dụng được không?

Hồi đáp: Có, nhưng phải đảm bảo tính tương thích và cách nhiệt. Tốt nhất nên liên hệ với các kỹ sư điện để được giúp đỡ.

Câu hỏi 2: Khối đầu cuối có thể sử dụng cho nhiều kích cỡ dây khác nhau không?

Hồi đáp: Việc sử dụng khối đầu cuối để kết nối một kích thước dây cụ thể là điều quan trọng trong việc đảm bảo các tiếp điểm điện được an toàn và chắc chắn. Việc thay thế bằng các cỡ dây khác nhau có thể gây ra nhiều rủi ro về sự cố về điện.

Câu hỏi 3: Cầu nối dây có cần được kiểm tra định kỳ không?

Hồi đáp: Có. Kiểm tra cầu định kỳ bao gồm: vệ sinh, kiểm tra các mối nối và thay thế các bộ phận bị mòn.