Mục đích chính của cầu dao là sử dụng chúng làm thiết bị bảo vệ chống lại dòng điện ngắn mạch và dòng điện quá tải. Cầu dao mô-đun dòng BA đang có nhu cầu lớn. Trong bài viết này chúng ta sẽ xem xét Dòng BA47-29 từ iek.
Nhờ thiết kế nhỏ gọn (chiều rộng mô-đun đồng nhất), dễ lắp đặt (gắn trên thanh ray DIN bằng chốt đặc biệt) và bảo trì, chúng được sử dụng rộng rãi trong môi trường gia đình và công nghiệp.
Thông thường, các máy tự động được sử dụng trong các mạng có dòng điện ngắn mạch và hoạt động tương đối nhỏ. Thân máy được làm bằng vật liệu điện môi, cho phép lắp đặt ở những nơi công cộng tiếp cận.
Thiết kế bộ ngắt mạch và nguyên tắc hoạt động của chúng tương tự nhau, có sự khác biệt và điều này quan trọng ở chất liệu của các bộ phận và chất lượng lắp ráp. Các nhà sản xuất nghiêm túc chỉ sử dụng vật liệu điện chất lượng cao (đồng, đồng, bạc), nhưng cũng có những sản phẩm có linh kiện được làm từ vật liệu có đặc tính “nhẹ”.
Cách dễ nhất để phân biệt hàng chính hãng với hàng giả là giá cả và trọng lượng: hàng chính hãng không thể rẻ và nhẹ nếu có các thành phần bằng đồng. Trọng lượng của máy có thương hiệu do model xác định và không thể nhẹ hơn 100 - 150 g.
Về mặt cấu trúc, bộ ngắt mạch mô-đun được chế tạo dưới dạng vỏ hình chữ nhật, bao gồm hai nửa được gắn chặt với nhau. Ở mặt trước của máy có ghi các đặc tính kỹ thuật và có tay cầm để điều khiển bằng tay.
Cách thức hoạt động của cầu dao - các bộ phận làm việc chính của cầu dao
Nếu bạn tháo rời phần thân (mà bạn cần khoan các nửa đinh tán nối nó), bạn có thể thấy và có quyền truy cập vào tất cả các thành phần của nó. Hãy xem xét điều quan trọng nhất trong số chúng đảm bảo hoạt động bình thường của thiết bị.
- 1. Thiết bị đầu cuối phía trên để kết nối;
- 2. Tiếp điểm nguồn cố định;
- 3. Tiếp điểm nguồn di động;
- 4. Buồng hồ quang;
- 5. Dây dẫn mềm;
- 6. Giải phóng điện từ (cuộn dây có lõi);
- 7. Tay cầm để điều khiển;
- 8. Giải phóng nhiệt (tấm lưỡng kim);
- 9. Vít điều chỉnh giải phóng nhiệt;
- 10. Thiết bị đầu cuối phía dưới để kết nối;
- 11. Lỗ thoát khí (được hình thành khi hồ quang cháy).
Phát hành điện từ
Mục đích chức năng của bộ nhả điện từ là đảm bảo cầu dao hoạt động gần như tức thời khi xảy ra đoản mạch trong mạch được bảo vệ. Trong tình huống này, dòng điện xuất hiện trong mạch điện, cường độ của nó lớn hơn hàng nghìn lần so với giá trị danh nghĩa của tham số này.
Thời gian làm việc của máy được xác định bởi các đặc tính thời gian-dòng điện của nó (sự phụ thuộc của thời gian làm việc của máy vào giá trị hiện tại), được ký hiệu bằng các chỉ số A, B hoặc C (phổ biến nhất).
Loại đặc tính được biểu thị trong thông số dòng điện định mức trên thân máy, ví dụ C16. Đối với các đặc điểm nhất định, thời gian phản hồi dao động từ phần trăm đến phần nghìn giây.
Thiết kế của bộ nhả điện từ là một cuộn dây điện từ có lõi lò xo, được kết nối với một tiếp điểm nguồn có thể di chuyển được.
Về mặt điện, cuộn dây điện từ được nối nối tiếp với một chuỗi bao gồm các tiếp điểm nguồn và bộ giải nhiệt. Khi bật máy và đạt giá trị định mức của dòng điện, dòng điện chạy qua cuộn dây điện từ, tuy nhiên cường độ từ thông nhỏ sẽ làm lõi bị rút lại. Các tiếp điểm nguồn được đóng lại và điều này đảm bảo hoạt động bình thường của hệ thống lắp đặt được bảo vệ.
Trong thời gian ngắn mạch, dòng điện trong cuộn dây tăng mạnh dẫn đến từ thông tăng theo tỷ lệ, có thể khắc phục tác dụng của lò xo và làm di chuyển lõi cũng như tiếp điểm chuyển động liên quan đến nó. Chuyển động của lõi làm cho các tiếp điểm nguồn mở ra và đường dây được bảo vệ mất điện.
Giải phóng nhiệt
Bộ giải phóng nhiệt thực hiện chức năng bảo vệ khi giá trị dòng điện cho phép vượt quá một chút nhưng tồn tại trong một khoảng thời gian tương đối dài.
Sự giải phóng nhiệt là sự giải phóng chậm; nó không phản ứng với sự tăng vọt hiện tại trong thời gian ngắn. Thời gian đáp ứng của loại bảo vệ này cũng được điều chỉnh bởi đặc tính thời gian-dòng điện.
Quán tính của bộ giải phóng nhiệt giúp thực hiện chức năng bảo vệ mạng khỏi quá tải. Về mặt cấu trúc, bộ nhả nhiệt bao gồm một tấm lưỡng kim được gắn trong một công xôn trong vỏ, đầu tự do của nó tương tác với cơ cấu nhả thông qua một đòn bẩy.
Về mặt điện, dải lưỡng kim được mắc nối tiếp với cuộn dây của bộ nhả điện từ. Khi bật máy, dòng điện chạy trong mạch nối tiếp làm nóng tấm lưỡng kim. Điều này làm cho đầu tự do của nó di chuyển gần với cần cơ cấu nhả.
Khi đạt đến các giá trị hiện tại được chỉ định trong đặc tính dòng thời gian và sau một thời gian nhất định, tấm sẽ uốn cong khi được làm nóng và tiếp xúc với cần gạt. Cái sau mở các tiếp điểm nguồn thông qua cơ chế nhả - mạng được bảo vệ khỏi quá tải.
Dòng giải phóng nhiệt được điều chỉnh bằng vít 9 trong quá trình lắp ráp. Vì hầu hết các máy đều có dạng mô-đun và cơ chế của chúng được bọc kín bên trong vỏ nên một thợ điện đơn giản không thể thực hiện những điều chỉnh như vậy.
Tiếp điểm nguồn và máng hồ quang
Việc mở các tiếp điểm nguồn khi có dòng điện chạy qua sẽ dẫn đến xuất hiện hồ quang điện. Công suất hồ quang thường tỷ lệ thuận với dòng điện trong mạch được chuyển mạch. Hồ quang càng mạnh thì càng phá hủy các tiếp điểm nguồn và làm hỏng các bộ phận nhựa của vỏ máy.
TRONG thiết bị ngắt mạch Buồng ức chế hồ quang hạn chế hoạt động của hồ quang điện trong một thể tích cục bộ. Nó nằm trong khu vực tiếp xúc nguồn điện và được làm bằng các tấm song song được phủ đồng.
Trong buồng, hồ quang vỡ thành nhiều phần nhỏ, chạm vào các tấm, nguội đi và không còn tồn tại. Khí thoát ra khi hồ quang cháy được thoát ra ngoài qua các lỗ ở đáy buồng và thân máy.
Thiết bị ngắt mạch và thiết kế của máng hồ quang xác định việc kết nối nguồn điện với các tiếp điểm nguồn cố định phía trên.
Công tắc tự động được thiết kế để lắp đặt trong các bảng phân phối điện. Mục đích chính của chúng là bù đắp cho sự sụt giảm điện áp, cũng như ngắt kết nối một phần nhất định của mạng điện. Máy tự động, hay gọi tắt là VA, được thiết kế để lắp đặt ở đầu mạch điện, ở lối vào của một tòa nhà, căn hộ, nhà ở.
Hiện nay, trên thị trường có khá nhiều loại cầu dao được thiết kế không chỉ để cắt dòng điện định mức cao khi điện áp tăng vọt mà còn để tránh làm quá tải một phần mạch điện cũng như để giảm tải mạng. Theo loại của chúng, tất cả các công tắc tự động được chia thành:
- chọn lọc;
- quy định;
- phản ứng nhanh.
Thời gian cắt tiêu chuẩn cho máy tự động chọn lọc và tiêu chuẩn là trong vòng 0,02-0,1 giây. Nhưng đối với tốc độ cao, nó cao hơn nhiều và đạt giá trị 0,05 giây.
Tất cả các máy đều có bộ phận buộc chặt cho phép chúng được gắn trong hộp điện, bảng điện, v.v., được trang bị một dải gắn đặc biệt ở phía sau.
Việc lắp đặt cầu dao trong hộp không khó. Để thực hiện việc này, bạn cần ấn mặt sau của nó vào tấm gắn của hộp và ấn nhẹ cho đến khi nghe thấy tiếng tách đặc trưng. Nếu cần tháo máy, bạn sẽ cần kéo phần tab nằm phía trên máy.
Nguyên lý hoạt động của máy cắt
Cơ chế tự động được đặt bên trong vỏ nhựa. Ngoài ra còn có các thiết bị an toàn hoặc phát hành , trong đó có thể có hai – điện từ và nhiệt. Chúng được thiết kế để cắt mạch điện.
Bộ giải nhiệt là một tấm lưỡng kim, trong trường hợp dòng điện cao chạy qua, nó sẽ bị duỗi thẳng, làm đứt mạch điện. Đây là một máy cắt khá chậm.
Bộ giải phóng điện từ là một cuộn dây đặc biệt được thiết kế cho dòng điện có giá trị ngưỡng nhất định. Nếu giá trị này vượt quá định mức thì cuộn dây sẽ ngắt mạch điện. Nhờ đặc tính này, máy có bộ nhả điện từ có thời gian cắt ngắn đáng kể.
Mức độ nhạy của máy
Máy móc hiện đại có khả năng tắt điện áp theo hai cách. Cái đầu tiên là nhanh. Nhờ giải phóng điện từ, máy được kích hoạt khi điện áp vượt quá 140% (đây là giá trị ngưỡng đối với máy tiêu chuẩn). Nếu quá điện áp không đạt đến mức định trước thì theo thời gian, do quá nhiệt, bộ nhả nhiệt sẽ hoạt động.
Tùy thuộc vào đặc tính nhiệt của bản thân bộ nhả, điện áp cũng như nhiệt độ môi trường, quá trình cắt có thể kéo dài vài giờ.
Cực ngắt mạch
Tất cả các máy móc hiện đại cũng được chia theo cực. Điều này có nghĩa là máy có thể có nhiều đường dây điện độc lập với nhau nhưng được thống nhất bằng một cơ chế ngắt kết nối. Hiện nay máy có thể có 1,2,3,4 cực.
Dòng ngưỡng ngắt mạch
Bộ ngắt mạch Chúng cũng được chia theo độ nhạy ngưỡng nhất định. Điều này cho phép bạn cắt điện áp có cường độ dòng điện tương ứng khỏi mạng. Máy có giá trị danh nghĩa được sản xuất và cấu hình tại nhà sản xuất. Giá trị của chỉ báo này được ghi trên chính máy.
Trong xây dựng tư nhân và đời sống, cầu dao có các giá trị dòng điện sau được sử dụng: 3A, 6A, 10A, 16A, 25A, 32A, 40A, 63A, 100A, 160A. Ngoài ra, còn có các cầu dao có xếp hạng cao hơn - đó là 1000A, 2600A, không được sử dụng trong xây dựng tư nhân. Giá trị này cho chúng ta thấy tổng công suất của các thiết bị tiêu thụ trong mạch điện sẽ nằm dưới sự điều khiển của một máy nhất định. Ngoài tổng công suất của các thiết bị, cũng cần tính đến hệ thống dây điện của mạch điện, ổ cắm, công tắc, v.v.
Các loại cầu dao hiện đại
Hiện nay, tất cả các máy được nhà sản xuất chia thành nhiều loại, được ký hiệu bằng một số chữ cái nhất định:
MỘT- được thiết kế để hoạt động trong các mạch chứa thiết bị bán dẫn cũng như có chiều dài khá lớn;
TRONG- đặt trong mạch điện của hệ thống chiếu sáng thông dụng;
VỚI- lắp đặt trong mạch điện của hệ thống chiếu sáng, cũng như trong hệ thống lắp đặt điện có dòng điện khởi động vừa phải. Việc lắp đặt như vậy bao gồm động cơ và máy biến áp.
D- lắp đặt trong mạch tải tác động-cảm ứng. Ngoài ra, những máy này còn có thể lắp đặt trên động cơ điện có dòng khởi động cao.
ĐẾN- bộ ngắt mạch được thiết kế để lắp đặt trong mạng có tải điện cảm.
Z- Cung cấp bảo vệ cho các thiết bị điện tử.
Cầu chì là thiết bị điện có chức năng bảo vệ mạng điện khỏi những tình huống khẩn cấp liên quan đến các thông số dòng điện (dòng điện, điện áp) vượt quá giới hạn quy định. Cầu chì đơn giản nhất là cầu chì.
Đây là một thiết bị được kết nối nối tiếp với mạch được bảo vệ. Ngay khi dòng điện trong mạch vượt quá giá trị định trước, dây sẽ nóng chảy, tiếp điểm mở ra và phần được bảo vệ của mạch vẫn không bị hư hại. Nhược điểm của phương pháp bảo vệ này là thiết bị bảo vệ chỉ dùng một lần. Bị cháy - cần phải được thay thế.
Thiết bị ngắt mạch
Một vấn đề tương tự được giải quyết bằng cách sử dụng cái gọi là công tắc tự động (AB). Không giống như cầu chì dùng một lần, máy tự động là thiết bị khá phức tạp khi lựa chọn chúng, cần tính đến một số thông số.
Chúng cũng được mắc nối tiếp trong mạch. Khi dòng điện tăng, cầu dao sẽ ngắt mạch. Công tắc tự động được sản xuất với nhiều kiểu dáng và thông số khác nhau. Các máy phổ biến nhất hiện nay là những máy được lắp trên thanh ray DIN (Hình 1).
Súng trường tấn công AP-50 (Hình 3-5) và nhiều loại khác được biết đến rộng rãi từ thời Liên Xô. Các máy được sản xuất với số cực (đường dây kết nối) từ một đến bốn. Đồng thời, bộ ngắt mạch hai và bốn cực không chỉ có thể bao gồm các nhóm tiếp điểm được bảo vệ mà còn cả các nhóm tiếp điểm không được bảo vệ, thường được sử dụng để ngắt dây trung tính.
Thành phần và cấu trúc của AB
Hầu hết các bộ ngắt mạch bao gồm:
- cơ chế điều khiển bằng tay (dùng để bật, tắt máy bằng tay);
- thiết bị chuyển mạch (bộ tiếp điểm chuyển động và cố định);
- thiết bị dập hồ quang (lưới thép tấm);
- phát hành.
Các thiết bị dập tắt hồ quang cung cấp khả năng dập tắt và thổi hồ quang, được hình thành khi các tiếp điểm mà qua đó dòng quá dòng đi qua được mở (Hình 2)
Bộ nhả là một thiết bị (bộ phận của máy hoặc thiết bị bổ sung) được kết nối cơ học với cơ cấu AB và đảm bảo mở các tiếp điểm của nó.
Bộ ngắt mạch thường có hai bản phát hành.
Bản phát hành đầu tiên - phản ứng với tình trạng quá tải mạng lâu dài nhưng nhỏ (giải phóng nhiệt). Thông thường thiết bị này dựa trên một tấm lưỡng kim, dưới tác động của dòng điện chạy qua nó, nó sẽ dần dần nóng lên và thay đổi cấu hình của nó. Cuối cùng, cô ấy ấn xuống cơ cấu giữ, cơ chế này sẽ giải phóng và mở tiếp điểm có lò xo.
Bản phát hành thứ hai được gọi là bản “điện từ”. Nó cung cấp phản ứng nhanh chóng của AV khi bị đoản mạch. Về mặt cấu trúc, bản phát hành này là một cuộn dây điện từ, bên trong cuộn dây có một lõi chịu lực bằng lò xo với một chốt nằm trên một tiếp điểm nguồn có thể di chuyển được.
Cuộn dây được mắc nối tiếp. Trong thời gian ngắn mạch, dòng điện trong nó tăng mạnh, do đó từ thông tăng lên. Trong trường hợp này, lực cản của lò xo bị khắc phục và lõi sẽ mở tiếp điểm.
thông số AB
Thông số đầu tiên là điện áp định mức. Máy tự động chỉ được sản xuất cho dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều và một chiều. Bộ ngắt mạch DC dùng cho mục đích thông thường khá hiếm. Trong mạng gia đình và công nghiệp, AV chủ yếu được sử dụng cho dòng điện xoay chiều và một chiều. Thông thường, AV có điện áp định mức 400V, 50Hz được sử dụng.
Tham số thứ hai là dòng điện định mức (In). Đây là dòng điện hoạt động mà máy tự chạy qua ở chế độ dài hạn. Phạm vi xếp hạng thông thường (tính bằng ampe) là 6-10-16-20-25-32-40-50-63.
Tham số thứ ba là khả năng cắt, khả năng chuyển mạch cuối cùng (UCC). Đây là dòng điện ngắn mạch tối đa mà tại đó máy có thể cắt mạch mà không bị hỏng. Chuỗi giá trị hộ chiếu PKS thông thường (tính bằng kiloamper) là 4,5-6-10. Ở điện áp 220 V, giá trị này tương ứng với điện trở mạng (R=U/I) là 0,049 Ohm, 0,037 Ohm, 0,022 Ohm.
Theo quy định, điện trở của dây điện gia dụng có thể đạt tới 0,5 Ohm; dòng điện ngắn mạch 10 kA chỉ có thể xảy ra ở khu vực gần trạm biến áp điện. Vì vậy, PKS phổ biến nhất là 4,5 hoặc 6 kA. Bộ ngắt mạch có PKS 10 kA được sử dụng chủ yếu trong mạng công nghiệp.
Tham số thứ tư đặc trưng cho AB là dòng điện cài đặt (cài đặt) của bộ giải phóng nhiệt. Thông số này cho các máy khác nhau nằm trong khoảng từ 1,13 đến 1,45 của dòng điện định mức. Chúng tôi lưu ý rằng khi dòng điện định mức đi qua, hoạt động lâu dài của mạch với AV được đảm bảo.
Cài đặt giải phóng nhiệt lớn hơn giá trị danh nghĩa; chính dòng điện thực tế đạt đến giá trị cài đặt sẽ khiến máy tắt. Cần lưu ý rằng các máy tự động thời Liên Xô cung cấp khả năng điều chỉnh thủ công cài đặt bảo vệ nhiệt (Hình 5). Không thể tiếp cận vít điều chỉnh trong các máy được lắp đặt trên thanh ray DIN.
Thông số thứ năm của bộ ngắt mạch là dòng điện cài đặt của bộ nhả điện từ. Thông số này xác định bội số vượt quá dòng định mức mà tại đó AV sẽ hoạt động gần như ngay lập tức, phản ứng với hiện tượng đoản mạch.
Một đặc tính quan trọng của máy là sự phụ thuộc của thời gian đáp ứng vào dòng điện (Hình 6). Sự phụ thuộc này bao gồm hai vùng. Đầu tiên là lĩnh vực chịu trách nhiệm bảo vệ nhiệt. Điểm đặc biệt của nó là thời gian dòng điện chạy qua giảm dần trước khi ngắt. Điều này có thể hiểu được - dòng điện càng cao, tấm lưỡng kim nóng lên càng nhanh và tiếp điểm mở ra.
Nếu dòng điện rất cao (đoản mạch), quá trình giải phóng điện từ sẽ được kích hoạt gần như ngay lập tức (trong vòng 5–20 ms). Đây là vùng thứ hai trên biểu đồ của chúng tôi.
Theo cài đặt phát hành điện từ, tất cả các máy tự động được chia thành nhiều loại:
- A Chủ yếu để bảo vệ các mạch điện tử và mạch đường dài;
- B Đối với mạch chiếu sáng thông thường;
- C Đối với mạch điện có dòng khởi động vừa phải (động cơ và máy biến áp của các thiết bị gia dụng);
- D Đối với mạch điện có tải điện cảm lớn, đối với động cơ điện công nghiệp;
- K Đối với tải cảm;
- Z Dành cho các thiết bị điện tử.
Phổ biến nhất là B, C và D.
Đặc tính B - được sử dụng cho các mạng có mục đích chung, đặc biệt khi cần đảm bảo tính chọn lọc của việc bảo vệ. Bộ nhả điện từ được cấu hình để hoạt động ở tỷ số dòng điện từ 3 đến 5 so với giá trị danh nghĩa.
Khi nối các tải thuần tác dụng (bóng đèn sợi đốt, lò sưởi...), dòng điện khởi động gần như bằng dòng điện làm việc. Tuy nhiên, khi kết nối động cơ điện (thậm chí cả tủ lạnh và máy hút bụi), dòng điện khởi động có thể lớn và gây ra hoạt động sai của máy với đặc tính được đề cập.
Phổ biến nhất là máy tự động có đặc tính C. Chúng khá nhạy, đồng thời không đưa ra cảnh báo sai khi khởi động động cơ của các thiết bị gia dụng. Công tắc như vậy hoạt động ở mức 5-10 lần giá trị danh nghĩa. Những máy như vậy được coi là phổ quát và được sử dụng ở mọi nơi, kể cả các cơ sở công nghiệp.
Đặc tính D là cài đặt nhả điện từ ở mức dòng điện 10 - 14. Thông thường những giá trị như vậy là cần thiết khi sử dụng động cơ không đồng bộ. Theo quy định, bộ ngắt mạch có đặc tính D được sử dụng trong thiết kế ba hoặc bốn cực để bảo vệ mạng công nghiệp.
Khi sử dụng chung các cầu dao, bạn cần hiểu rõ khái niệm bảo vệ có chọn lọc. Cấu trúc bảo vệ chọn lọc đảm bảo rằng các cầu dao nằm gần vị trí xảy ra sự cố sẽ được kích hoạt, trong khi các cầu dao mạnh hơn nằm gần nguồn điện áp hơn sẽ không hoạt động. Để đạt được điều này, các máy móc hoạt động nhanh và nhạy hơn sẽ được lắp đặt gần hơn với người tiêu dùng.
Bài viết này tiếp tục một loạt các ấn phẩm về thiết bị bảo vệ điện- cầu dao, RCD, thiết bị tự động, trong đó chúng tôi sẽ phân tích chi tiết mục đích, thiết kế và nguyên lý hoạt động của chúng, cũng như xem xét các đặc điểm chính của chúng và phân tích chi tiết việc tính toán và lựa chọn các thiết bị bảo vệ điện. Loạt bài viết này sẽ được hoàn thành bằng thuật toán từng bước, trong đó thuật toán đầy đủ để tính toán và lựa chọn bộ ngắt mạch và RCD sẽ được thảo luận ngắn gọn, sơ đồ và theo trình tự logic.
Để không bỏ lỡ việc phát hành các tài liệu mới về chủ đề này, hãy đăng ký nhận bản tin, mẫu đăng ký ở cuối bài viết này.
Chà, trong bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu bộ ngắt mạch là gì, nó dùng để làm gì, hoạt động như thế nào và hoạt động như thế nào.
Ngắt mạch(hoặc thường chỉ là "máy") là một thiết bị chuyển mạch tiếp điểm được thiết kế để bật và tắt (tức là để chuyển mạch) một mạch điện, bảo vệ dây cáp, dây điện và người tiêu dùng (thiết bị điện) khỏi dòng điện quá tải và dòng điện ngắn mạch.
Những thứ kia. Bộ ngắt mạch thực hiện ba chức năng chính:
1) chuyển mạch (cho phép bạn bật và tắt một phần cụ thể của mạch điện);
2) cung cấp bảo vệ chống lại dòng điện quá tải, tắt mạch được bảo vệ khi dòng điện vượt quá mức cho phép chạy trong nó (ví dụ: khi kết nối một hoặc nhiều thiết bị mạnh với đường dây);
3) ngắt kết nối mạch được bảo vệ khỏi mạng cung cấp khi xảy ra dòng điện ngắn mạch lớn trong đó.
Như vậy, automata thực hiện đồng thời các chức năng sự bảo vệ và chức năng sự quản lý.
Theo thiết kế, ba loại cầu dao chính được sản xuất:
— máy cắt không khí (dùng trong công nghiệp trong các mạch có dòng điện cao hàng nghìn ampe);
— bộ ngắt mạch vỏ đúc (được thiết kế cho nhiều dòng điện hoạt động từ 16 đến 1000 Ampe);
— bộ ngắt mạch mô-đun , quen thuộc nhất với chúng ta, mà chúng ta đã quen. Chúng được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày, trong nhà và căn hộ của chúng ta.
Chúng được gọi là mô-đun vì chiều rộng của chúng được tiêu chuẩn hóa và tùy thuộc vào số cực, là bội số của 17,5 mm; vấn đề này sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong một bài viết riêng.
Bạn và tôi, trên các trang của trang web, sẽ xem xét các bộ ngắt mạch mô-đun và các thiết bị dòng điện dư.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cắt.
Bộ nhả nhiệt không hoạt động ngay lập tức mà sau một thời gian, cho phép dòng điện quá tải trở về giá trị bình thường. Nếu trong thời gian này dòng điện không giảm, bộ giải phóng nhiệt sẽ được kích hoạt, bảo vệ mạch điện của người tiêu dùng khỏi quá nóng, nóng chảy lớp cách điện và có thể xảy ra cháy dây điện.
Quá tải có thể xảy ra do kết nối các thiết bị mạnh với đường dây vượt quá công suất định mức của mạch được bảo vệ. Ví dụ: khi một lò sưởi hoặc bếp điện rất mạnh có lò nướng được kết nối với đường dây (có công suất vượt quá công suất thiết kế của đường dây) hoặc một số người tiêu dùng mạnh mẽ cùng một lúc (bếp điện, máy điều hòa, máy giặt, nồi hơi , ấm đun nước điện, v.v.), hoặc một số lượng lớn cùng lúc các thiết bị đi kèm.
Trường hợp ngắn mạch dòng điện trong mạch tăng tức thời, từ trường cảm ứng trong cuộn dây theo định luật cảm ứng điện từ làm di chuyển lõi điện từ, kích hoạt cơ cấu nhả và mở các tiếp điểm nguồn của cầu dao (tức là tiếp điểm chuyển động và tiếp điểm cố định). Đường dây mở ra, cho phép bạn ngắt điện khỏi mạch khẩn cấp và bảo vệ bản thân máy, hệ thống dây điện và thiết bị điện đã đóng khỏi cháy và phá hủy.
Bộ phát điện từ hoạt động gần như ngay lập tức (khoảng 0,02 giây), trái ngược với bộ phát nhiệt, nhưng ở giá trị dòng điện cao hơn đáng kể (từ 3 giá trị dòng điện định mức trở lên), do đó dây điện không có thời gian để nóng lên đến mức điểm nóng chảy của cách điện.
Khi các tiếp điểm của mạch mở ra và có dòng điện chạy qua nó sẽ xuất hiện hồ quang điện, dòng điện trong mạch càng lớn thì hồ quang càng mạnh. Hồ quang điện gây xói mòn và phá hủy các tiếp điểm. Để bảo vệ các tiếp điểm của cầu dao khỏi tác động phá hủy của nó, hồ quang xảy ra tại thời điểm các tiếp điểm mở sẽ hướng về phía máng vòng cung (bao gồm các tấm song song), nơi nó bị nghiền nát, ẩm ướt, nguội đi và biến mất. Khi hồ quang cháy, khí được hình thành; chúng thoát ra khỏi thân máy qua một lỗ đặc biệt.
Không nên sử dụng máy làm cầu dao thông thường, đặc biệt nếu máy bị tắt khi kết nối tải mạnh (tức là có dòng điện cao trong mạch), vì điều này sẽ đẩy nhanh quá trình phá hủy và ăn mòn các tiếp điểm.
Vì vậy, hãy tóm tắt lại:
- bộ ngắt mạch cho phép bạn chuyển mạch (bằng cách di chuyển cần điều khiển lên, máy được kết nối với mạch điện; bằng cách di chuyển cần điều khiển xuống, máy sẽ ngắt đường dây cung cấp khỏi mạch tải);
- có bộ giải nhiệt tích hợp để bảo vệ đường dây tải khỏi dòng điện quá tải, nó là quán tính và ngắt sau một thời gian;
- có bộ nhả điện từ tích hợp để bảo vệ đường dây tải khỏi dòng điện ngắn mạch cao và hoạt động gần như ngay lập tức;
- chứa buồng dập hồ quang để bảo vệ các tiếp điểm nguồn khỏi tác động phá hủy của hồ quang điện từ.
Chúng tôi đã phân tích thiết kế, mục đích và nguyên lý hoạt động.
Trong bài viết tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét các đặc điểm chính của cầu dao mà bạn cần biết khi lựa chọn.
Nhìn Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cắtở định dạng video:
bài viết hữu ích
Cầu dao là thiết bị có nhiệm vụ bảo vệ đường dây điện khỏi bị hư hỏng dưới tác động của dòng điện lớn. Đây có thể là hiện tượng quá dòng ngắn mạch hoặc đơn giản là một dòng electron mạnh đi qua cáp trong thời gian khá dài và khiến nó quá nóng và lớp cách điện tiếp tục nóng chảy. Bộ ngắt mạch trong trường hợp này ngăn ngừa hậu quả tiêu cực bằng cách cắt nguồn cung cấp dòng điện cho mạch. Trong tương lai, khi tình hình trở lại bình thường, thiết bị có thể được bật lại theo cách thủ công.
Chức năng ngắt mạch
Các thiết bị bảo vệ được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ chính sau:
- Chuyển mạch điện (khả năng ngắt kết nối khu vực được bảo vệ trong trường hợp có sự cố về điện).
- Ngắt điện cho mạch được ủy thác khi xảy ra dòng điện ngắn mạch trong đó.
- Bảo vệ đường dây khỏi quá tải khi dòng điện quá mức đi qua thiết bị (điều này xảy ra khi tổng công suất của thiết bị vượt quá mức tối đa cho phép).
Tóm lại, AV thực hiện đồng thời chức năng bảo vệ và điều khiển.
Các loại công tắc chính
Có ba loại AV chính, khác nhau về thiết kế và được thiết kế để hoạt động với nhiều kích cỡ khác nhau:
- Mô-đun. Nó có tên như vậy vì chiều rộng tiêu chuẩn, bội số của 1,75 cm. Nó được thiết kế cho dòng điện nhỏ và được lắp đặt trong mạng lưới cấp điện gia đình, cho một ngôi nhà hoặc căn hộ. Theo quy định, đây là bộ ngắt mạch một cực hoặc hai cực.
- Dàn diễn viên. Gọi như vậy vì thân hình đúc. Có thể chịu được dòng điện lên tới 1000 Amps và được sử dụng chủ yếu trong các mạng công nghiệp.
- Trên không. Được thiết kế để hoạt động với dòng điện lên tới 6300 Ampe. Thông thường đây là máy ba cực, nhưng hiện nay các thiết bị loại này cũng được sản xuất với bốn cực.
Cầu dao bảo vệ một pha là cầu dao phổ biến nhất trong mạng gia đình. Nó có loại 1 cực và 2 cực. Trong trường hợp đầu tiên, chỉ có dây dẫn pha được kết nối với thiết bị và trong trường hợp thứ hai, dây dẫn trung tính cũng được kết nối.
Ngoài các loại được liệt kê, còn có các thiết bị dòng điện dư, được ký hiệu bằng RCD viết tắt và bộ ngắt mạch vi sai.
Cái trước không thể được coi là AV chính thức; nhiệm vụ của chúng không phải là bảo vệ mạch điện và các thiết bị đi kèm trong nó mà là ngăn ngừa điện giật khi một người chạm vào khu vực thoáng đãng. Bộ ngắt mạch vi sai là AV và RCD được kết hợp trong một thiết bị.
Các bộ ngắt mạch được bố trí như thế nào?
Chúng ta hãy xem xét chi tiết thiết bị của bộ ngắt mạch. Thân máy được làm bằng vật liệu điện môi. Nó bao gồm hai phần được kết nối với nhau bằng đinh tán. Nếu cần phải tháo rời bộ phận vỏ, các đinh tán sẽ được khoan ra và quyền truy cập vào các bộ phận bên trong của cầu dao sẽ được mở. Bao gồm các:
- Thiết bị đầu cuối vít.
- Dây dẫn linh hoạt.
- Tay cầm điều khiển.
- Tiếp điểm di động và cố định.
- Một bộ phát điện từ, là một cuộn dây điện từ có lõi.
- Bộ giải nhiệt, bao gồm một tấm lưỡng kim và vít điều chỉnh.
- Cửa thoát khí.
Ở phía sau, cầu chì bảo vệ tự động được trang bị một khóa đặc biệt, được gắn trên thanh ray DIN.
Cái sau là một đường ray kim loại rộng 3,5 cm, trên đó gắn các thiết bị mô-đun, cũng như một số loại đồng hồ đo điện. Để gắn máy vào đường ray, phải lắp thân thiết bị bảo vệ lên trên phần trên của nó, sau đó đóng chốt bằng cách ấn vào phần dưới của thiết bị. Bạn có thể tháo cầu dao ra khỏi thanh ray DIN bằng cách nâng chốt từ bên dưới.
Khóa công tắc mô-đun có thể rất chặt. Để gắn một thiết bị như vậy vào thanh ray DIN, trước tiên bạn cần nhấc chốt từ bên dưới và đặt thiết bị bảo vệ vào vị trí của dây buộc, sau đó nhả bộ phận cố định.
Bạn có thể làm cho nó đơn giản hơn - khi đóng chốt, hãy ấn mạnh vào phần dưới của nó bằng tuốc nơ vít.
Rõ ràng lý do tại sao cần có bộ ngắt mạch trong video:
Nguyên lý hoạt động của máy cắt
Bây giờ hãy tìm hiểu cách thức hoạt động của bộ ngắt mạch mạng. Nó được kết nối bằng cách nâng tay cầm điều khiển lên trên. Để ngắt kết nối AV khỏi mạng, cần hạ thấp cần gạt xuống.
Khi cầu dao bảo vệ điện hoạt động ở chế độ bình thường, dòng điện khi nâng tay điều khiển lên sẽ được cung cấp cho thiết bị thông qua cáp nguồn nối với cực trên. Dòng điện tử đi đến tiếp điểm cố định và từ tiếp điểm đó đến tiếp điểm chuyển động.
Sau đó, thông qua một dây dẫn linh hoạt, dòng điện chạy đến cuộn dây điện từ của bộ nhả điện từ. Từ đó, điện đi qua dây dẫn linh hoạt thứ hai tới tấm lưỡng kim có trong bộ giải nhiệt. Sau khi đi dọc theo tấm, dòng điện tử qua cực dưới sẽ đi vào mạng được kết nối.
Đặc điểm của giải phóng nhiệt
Khi dòng điện trong mạch nơi lắp đặt cầu dao vượt quá định mức của thiết bị thì sẽ xảy ra tình trạng quá tải. Một dòng điện tử công suất cao đi qua một tấm lưỡng kim sẽ tác dụng nhiệt lên nó, làm cho nó mềm hơn và khiến nó bị uốn cong về phía phần tử ngắt kết nối. Khi cái sau tiếp xúc với tấm, máy sẽ được kích hoạt và nguồn cung cấp dòng điện cho mạch sẽ dừng lại. Do đó, bảo vệ nhiệt giúp ngăn dây dẫn bị nóng quá mức, có thể dẫn đến nóng chảy lớp cách điện và hỏng hệ thống dây điện.
Làm nóng tấm lưỡng kim đến mức nó uốn cong và kích hoạt AB xảy ra trong một khoảng thời gian nhất định. Việc này phụ thuộc vào mức độ dòng điện vượt quá định mức của máy và có thể mất vài giây hoặc một giờ.
Sự giải phóng nhiệt được kích hoạt nếu dòng điện trong mạch vượt quá giá trị danh định của máy ít nhất 13%. Sau khi dải lưỡng kim nguội và dòng điện trở lại bình thường, thiết bị bảo vệ có thể được bật lại.
Có một thông số khác có thể ảnh hưởng đến hoạt động của AV dưới tác động của quá trình giải phóng nhiệt - đó là nhiệt độ môi trường.
Nếu không khí trong phòng lắp đặt thiết bị ở nhiệt độ cao, tấm sẽ nóng lên đến giới hạn cắt nhanh hơn bình thường và có thể ngắt ngay cả khi dòng điện tăng nhẹ. Ngược lại, nếu nhà lạnh thì tấm nóng lên chậm hơn, thời gian trước khi tắt mạch sẽ tăng lên.
Hoạt động của bộ giải phóng nhiệt, như đã đề cập, cần một thời gian nhất định để dòng điện trong mạch có thể trở lại bình thường. Khi đó tình trạng quá tải sẽ biến mất và thiết bị sẽ không tắt. Nếu cường độ dòng điện không giảm, máy sẽ ngắt điện mạch điện, ngăn chặn hiện tượng nóng chảy lớp cách điện và giúp dây cáp không bị cháy.
Nguyên nhân gây ra tình trạng quá tải thường là do đưa vào mạch các thiết bị có tổng công suất vượt quá công suất tính toán cho một đường dây cụ thể.
Các sắc thái của bảo vệ điện từ
Bộ nhả điện từ được thiết kế để bảo vệ mạng khỏi bị đoản mạch và khác về nguyên lý hoạt động với bộ nhả nhiệt. Dưới tác dụng của dòng siêu dòng ngắn mạch, một từ trường cực mạnh xuất hiện trong cuộn dây điện từ. Nó di chuyển lõi cuộn dây sang một bên, mở các tiếp điểm nguồn của thiết bị bảo vệ, tác động lên cơ cấu nhả. Việc cung cấp điện cho đường dây bị dừng, do đó loại bỏ nguy cơ cháy trong hệ thống dây điện, cũng như phá hủy hệ thống lắp đặt đã đóng và cầu dao.
Vì trong trường hợp ngắn mạch trong mạch, dòng điện tăng tức thời đến giá trị có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng trong thời gian ngắn, nên hoạt động của cầu dao dưới tác động của sự phóng điện từ xảy ra trong một phần trăm một giây. Đúng, trong trường hợp này dòng điện phải vượt quá giá trị danh nghĩa của AB từ 3 lần trở lên.
Video về bộ ngắt mạch:
Khi các tiếp điểm của mạch điện có dòng điện chạy qua mở ra, giữa chúng sẽ xuất hiện một hồ quang điện, công suất của hồ quang này tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện chính. Nó có tác dụng phá hủy các tiếp điểm, do đó, để bảo vệ chúng, thiết bị bao gồm một buồng dập hồ quang là một bộ các tấm được lắp song song với nhau.
Khi tiếp xúc với các tấm, các mảnh hồ quang sẽ bị vỡ, do đó nhiệt độ của nó giảm và xảy ra hiện tượng suy giảm. Khí sinh ra khi xảy ra hồ quang sẽ được loại bỏ khỏi thân thiết bị bảo vệ thông qua một lỗ đặc biệt.
Phần kết luận
Trong bài viết này, chúng tôi đã nói về bộ ngắt mạch là gì, những thiết bị này trông như thế nào và chúng hoạt động theo nguyên tắc gì. Cuối cùng, chúng tôi sẽ nói rằng bộ ngắt mạch không nhằm mục đích lắp đặt trong mạng như các công tắc thông thường. Việc sử dụng như vậy sẽ nhanh chóng dẫn đến tình trạng hư hỏng danh bạ của máy.