Tổng hợp về RCD – Thiết bị chống dòng rò điện

Lê Hồng Phong

RCD là thiết bị chống dòng điện rò rỉ, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ con người và hệ thống điện khỏi nguy cơ bị điện giật, cháy nổ. Với khả năng phát hiện nhanh dòng điện rò rỉ và tự động ngắt điện khi có sự cố, RCD đã trở thành giải pháp an toàn không thể thiếu trong các công trình điện dân dụng và công nghiệp. Hãy cùng KTH Electric tìm hiểu chi tiết về thiết bị này trong bài viết dưới đây nhé!

RCD là gì?

RCD (Residual Current Device) là thiết bị bảo vệ dòng điện dư giúp ngăn ngừa các nguy cơ bị điện giật, cháy nổ do rò rỉ điện. RCD hoạt động bằng cách liên tục theo dõi dòng điện trong mạch và cắt điện ngay khi phát hiện dòng điện rò rỉ vượt quá mức an toàn. Đây là bộ phận quan trọng trong các loại máy cắt chống giật như RCCB, RCBO hay ELCB. Khi có rò rỉ điện, RCD có thể cắt điện trong vài mili giây, giúp giảm đáng kể nguy cơ bị điện giật.

Cấu tạo thiết bị chống rò rỉ RCD

Thiết bị chống dòng rò RCD được thiết kế với cấu trúc đặc biệt đảm bảo khả năng phát hiện nhanh dòng điện rò và ngắt kịp thời mạch điện, giúp bảo vệ an toàn cho con người và hệ thống điện. Một RCD tiêu chuẩn bao gồm các bộ phận chính sau:

• Cực L và N: Đây là 2 cực đầu vào, tương ứng với dây pha (L) và dây trung tính (N) của hệ thống điện. Các cực này kết nối trực tiếp với nguồn điện và tải, đóng vai trò dẫn điện trong mạch.
• Dây nối đất (PE – Protection Earth): Được thiết kế để nối từ nguồn điện đến tải, giúp tiêu tán dòng điện rò rỉ xuống đất khi có sự cố, ngăn ngừa nguy cơ bị điện giật.
• Hệ thống tiếp điểm và cuộn dây điện từ: Khi dòng điện rò vượt quá ngưỡng cho phép, tiếp điểm sẽ tự động ngắt nhờ kích hoạt cuộn dây điện từ.
• Cuộn dây cảm ứng lõi từ hình xuyến (máy biến dòng vi sai): mắc nối tiếp với dây pha và dây trung tính, đóng vai trò đo hiệu điện thế giữa hai đầu. Nếu có rò rỉ điện, cuộn dây sẽ phát hiện và truyền tín hiệu đến cơ cấu ngắt mạch.
• Mạch cảm biến và nút kiểm tra (Test Button): Mạch cảm biến giúp đo mức độ dòng điện rò rỉ, kết hợp với nút kiểm tra giúp người dùng dễ dàng kiểm tra hoạt động của RCD. Bằng cách nhấn nút kiểm tra, thiết bị sẽ mô phỏng dòng điện rò rỉ nhỏ để xác minh xem hệ thống ngắt có hoạt động chính xác hay không.

Chức năng và nguyên lý hoạt động của RCD

RCD hoạt động dựa trên nguyên lý đo sự cân bằng dòng điện giữa hai dây dẫn chính: dây pha và dây trung tính. Khi hệ thống điện hoạt động bình thường thì tổng dòng điện đi qua hai dây này sẽ luôn bằng nhau nghĩa là không có hiện tượng rò rỉ dòng điện ra bên ngoài. Tuy nhiên, nếu có sự rò rỉ dòng điện – ví dụ như dòng điện chạy qua cơ thể con người hoặc rò rỉ xuống đất – thì sự cân bằng này sẽ bị phá vỡ. Sau đó, RCD sẽ ngay lập tức phát hiện sự khác biệt và ngắt mạch điện để ngăn ngừa nguy cơ bị điện giật hoặc cháy nổ.

RCD không có khả năng khôi phục dòng điện rò rỉ vào mạch chính nhưng có thể cắt điện với tốc độ cực nhanh, chỉ trong vòng vài mili giây. Thời gian phản hồi của thiết bị thường dưới 40ms khi phát hiện dòng điện rò từ 30mA trở lên – đây là mức có thể gây ngừng tim ở người. Điều này làm giảm đáng kể nguy cơ bị điện giật, ngay cả khi hệ thống nối đất gặp sự cố hoặc không an toàn.

Nhiều người cho rằng chỉ cần lắp đặt cầu dao chống quá tải như MCB hay MCCB là đủ để bảo vệ hệ thống điện nhưng trên thực tế, các thiết bị này chỉ có khả năng ngắt điện khi dòng điện quá tải lên tới hàng chục, hàng trăm ampe. Trong khi đó dòng điện rò thường rất nhỏ, chỉ vài chục milliamp, không đủ để kích hoạt MCB hoặc MCCB. Vì vậy, việc lắp đặt cầu dao chống giật như RCD là cần thiết để bảo vệ con người khỏi nguy cơ bị điện giật.

Để kiểm tra xem thiết bị RCD có hoạt động bình thường hay không, người dùng có thể nhấn nút “Test” trên thân thiết bị. Nếu sau khi nhấn nút, RCD ngay lập tức ngắt nguồn nghĩa là thiết bị vẫn hoạt động tốt. Nếu không, cần phải kiểm tra lại hệ thống hoặc thay thế thiết bị để đảm bảo an toàn.

Thông số kỹ thuật RCD điển hình

Một số thông số quan trọng cần xem xét khi chọn thiết bị RCD bao gồm:

• Độ nhạy (ngưỡng dòng rò): RCD được thiết kế với nhiều mức độ nhạy khác nhau, phổ biến nhất là từ 5mA đến 30mA để bảo vệ con người khỏi nguy cơ bị điện giật. Các loại RCD có độ nhạy 100mA, 300mA trở lên thường được sử dụng trong các hệ thống điện công nghiệp để ngăn ngừa cháy nổ do rò rỉ dòng điện.
• Tốc độ phản hồi: Một trong những yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả của RCD là thời gian cắt điện. Hầu hết các RCD dân dụng và công nghiệp đều có tốc độ phản hồi dưới 40ms khi phát hiện dòng rò vượt ngưỡng cho phép.
• Mức độ gián đoạn dòng điện ngắn mạch: Ngoài khả năng phát hiện dòng điện rò, một số RCD còn được tích hợp chức năng bảo vệ ngắn mạch với mức ngắt cao lên tới 6kA.

Các loại thiết bị RCD

Có nhiều loại thiết bị chống rò RCD khác nhau, được phân loại theo cấu trúc và loại dòng điện rò được phát hiện:

Phân loại RCD theo kết cấu lắp đặt

Dựa trên phương pháp lắp đặt, RCD được chia thành 4 loại chính:

• RCD cố định: Loại này được lắp đặt trực tiếp trong bảng điện hoặc tủ điện, có nhiệm vụ bảo vệ toàn bộ hệ thống điện hoặc một nhóm mạch điện nhất định. Nhờ khả năng theo dõi liên tục và tự động ngắt khi phát hiện dòng điện rò rỉ.
• RCD có phích cắm: Đây là dòng thiết bị chống rò rỉ được thiết kế để kết nối trực tiếp với ổ cắm điện. RCD giúp bảo vệ các thiết bị cắm vào ổ cắm đó, hạn chế nguy cơ bị điện giật khi sử dụng các thiết bị cầm tay hoặc với vỏ kim loại.
• RCD di động: Loại này được thiết kế nhỏ gọn, có thể mang theo và sử dụng linh hoạt cho từng thiết bị điện riêng lẻ. Khi phát hiện dòng điện rò rỉ, RCD di động sẽ tắt nguồn ngay lập tức trên thiết bị được kết nối, giúp đảm bảo an toàn khi sử dụng các dụng cụ cầm tay hoặc thiết bị ngoài trời.
• RCD gắn trên bảng điện: Dòng RCD này thường được tích hợp vào các bảng điện gia đình hoặc tủ điện công nghiệp, giúp bảo vệ các nhóm mạch được chỉ định.

Phân loại RCD theo loại dòng rò được phát hiện

Dựa trên tiêu chuẩn IEC 60755, RCD có thể được phân loại theo dạng sóng và tần số dòng điện rò mà thiết bị có thể phát hiện được, bao gồm:

• RCD loại AC: Chuyên dùng để ngắt mạch khi phát hiện dòng điện xoay chiều rò rỉ dưới dạng sóng sin. Đây là loại phổ biến nhất trong hệ thống điện dân dụng.
• RCD loại A: Ngoài việc phát hiện rò rỉ dòng điện xoay chiều, loại này còn có thể xử lý dòng điện một chiều dạng xung hoặc liên tục, phù hợp với các thiết bị điện tử và biến tần.
• RCD loại B: Tích hợp các tính năng Loại A và có khả năng phát hiện dòng rò DC tần số cao hoặc dòng DC và AC kết hợp. Loại này được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống năng lượng tái tạo, trạm sạc xe điện và động cơ biến tần.
• RCD loại F: Phiên bản nâng cấp với khả năng phát hiện dòng điện rò rỉ tần số cao, giúp bảo vệ các thiết bị điện tử hiện đại với bộ nguồn chuyển mạch hoặc bộ biến tần.

Xem thêm: Phân biệt MCB MCCB RCCB RCBO ELCB RCD ACB VCB và MPCB

Những lưu ý khi sử dụng RCD

Mặc dù RCD có tác dụng rất tốt trong việc ngăn ngừa điện giật nhưng bạn cần lưu ý những điểm sau để sử dụng thiết bị đúng cách:

• RCD sẽ không bảo vệ bạn chạm vào cả dây pha và dây trung tính cùng một lúc. Dòng điện đi qua cơ thể con người không tạo ra dòng điện rò rỉ ra ngoài mạch điện nên RCD không thể phát hiện và ngắt kết nối nó. Vì vậy, bạn không nên dựa hoàn toàn vào RCD. Nên kết hợp với các biện pháp an toàn khác như nối đất, giữ khoảng cách điện tốt, tránh tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận mang điện. Luôn ưu tiên tắt nguồn điện khi có sự cố.
• Một số thiết bị điện có thể tạo ra dòng điện rò rỉ nhỏ trong quá trình hoạt động bình thường (ví dụ: máy giặt, máy sấy, v.v.). Nếu dòng điện rò này vượt quá ngưỡng nhạy cảm của RCD, thiết bị sẽ ngắt mạch gây phiền toái.
• Lúc này người dùng cần lựa chọn RCD có độ nhạy phù hợp với loại thiết bị đang được bảo vệ. Kiểm tra và xác định nguyên nhân cầu dao sai. RCD có khả năng chống ồn có thể được xem xét nếu các thiết bị có xu hướng tạo ra dòng điện rò rỉ nhỏ.
• RCD có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài, dẫn đến giảm hiệu suất hoặc hư hỏng. Điều này làm giảm độ tin cậy của thiết bị trong việc bảo vệ an toàn điện. Vì vậy, bạn cần định kỳ kiểm tra, bảo dưỡng RCD theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Đảm bảo lắp đặt đúng cách và thay thế thiết bị khi có dấu hiệu hư hỏng hoặc hết tuổi thọ để duy trì khả năng bảo vệ tối ưu nhất.

Hướng dẫn kiểm tra thiết bị RCD

Kiểm tra định kỳ thiết bị bảo vệ chống rò RCD giúp đảm bảo khả năng phát hiện và ngắt mạch điện khi có dòng điện rò rỉ. Để kiểm tra xem RCD có hoạt động tốt hay không, bạn có thể thực hiện các bước sau:

Bước 1: Xác định loại RCD cần kiểm tra

• RCD di động: Nên kiểm tra trước mỗi lần sử dụng để đảm bảo thiết bị hoạt động bình thường.
• RCD cố định hoặc ổ cắm có RCD tích hợp: Nên kiểm tra ít nhất 3 tháng một lần theo khuyến cáo của nhà sản xuất.

Bước 2: Nhấn nút TEST trên RCD

• Ở mặt trước hoặc mặt bên của RCD thường có nút kiểm tra (T hoặc TEST).
• Nhấn nút này sẽ tạo ra dòng điện rò rỉ nhỏ để kiểm tra phản hồi của thiết bị.

Bước 3: Quan sát phản hồi của RCD

• Nếu RCD hoạt động bình thường, công tắc sẽ nhảy (ngắt nguồn khỏi mạch), báo hiệu thiết bị đang ở tình trạng tốt.
• Nếu công tắc không nhảy thì có thể thiết bị đã bị hỏng hoặc không tương thích với hệ thống điện.

Bước 4: Khôi phục hoạt động RCD

• Sau khi kiểm tra, chuyển công tắc RCD sang vị trí BẬT để khôi phục nguồn điện.

Hiện nay, thiết bị chống rò rỉ RCD đang dần trở nên phổ biến và được ứng dụng như một giải pháp quan trọng giúp bảo vệ con người, thiết bị khỏi nguy cơ bị điện giật, cháy nổ. Hy vọng những thông tin mà KTH Electric cung cấp ở trên sẽ giúp bạn có thêm kiến ​​thức cũng như RCD và lựa chọn được sản phẩm phù hợp với nhu cầu của mình. Xem thêm các bài viết về các dòng CB khác tại: https://etinco.vn/tin-tuc/kien-thuc/kien-thuc-cb/