Aptomat Là Gì, Cấu Tạo Aptomat, Các Thông Số Cơ Bản Của Aptomat

Aptomat là gì?

Aptomat là tên thường gọi của thiết bị đóng cắt tự động (cầu dao tự động). Trong tiếng Anh thiết bị đóng cắt là Circuit Breaker (viết tắt là CB). Aptomat có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch trong hệ thống điện. Một số dòng Aptomat có thêm chức năng bảo vệ chống dòng rò được gọi là aptomat chống rò hay aptomat chống giật. Aptomat đôi khi còn được gọi theo cách ngắn gọn là Át.

 

Hình ảnh: Aptomat MCCB của hãng Schneider

 

Phân loại Aptomat:

 

Có nhiều cách để phân loại Aptomat, dưới đây là một số cách phân loại thường gặp:

 

1/ Phân loại theo cấu tạo:

 

- Aptomat dạng tép - MCB (Miniature Circuit Breaker): bảo vệ quá tải và ngắn mạch.

Aptomat tép (MCB) hay còn gọi là Át cài là loại Aptomat kích thước nhỏ, dòng cắt ngắn mạch thấp chủ yếu được dùng trong dân dụng.

 

Hình ảnh: Aptomat dạng tép MCB của hãng LS

 

- Aptomat dạng khối - MCCB (Moulded Case Circuit Breaker): bảo vệ quá tải và ngắn mạch.

Aptomat khối (MCCB) còn được gọi là Át khối có kích thước lớn, dòng cắt ngắn mạch cao chủ yếu dùng trong công nghiệp và trong các hệ thống dân dụng lớn.

 

Hình ảnh: Aptomat dạng khối MCCB của hãng Mitsubishi

 

2/ Phân loại theo chức năng:

 

- Aptomat thường (bảo vệ quá tải, ngắn mạch): MCB, MCCB

- Aptomat chống rò: RCCB (Residual Current Circuit Breaker – aptomat chống dòng rò dạng tép), RCBO (Residual Current Circuit Breaker with Overcurrent Protection – aptomat chống dòng rò và bảo vệ quá tải dạng tép), ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker – aptomat chống dòng rò và bảo vệ quá tải dạng khối).

 

3/ Phân loại theo số pha / số cực:

 

- Aptomat 1 pha: 1 cực

- Aptomat 1 pha + trung tính (1P+N): 2 cực

- Aptomat 2 pha: 2 cực

- Aptomat 3 pha: 3 cực

- Aptomat 3 pha + trung tính (3P+N): 4 cực

- Aptomat 4 pha: 4 cực

 

4/ Phân loại theo dòng cắt ngắn mạch:

 

- Aptomat dòng cắt thấp (dòng kinh tế): thường dùng trong dân dụng. Ví dụ MCCB NF125-CV 3P 100A của Mitsubishi có dòng cắt 10kA.

- Aptomat dòng cắt trung bình (dòng tiêu chuẩn): thường dùng trong công nghiệp. Ví dụ MCCB NF125-SV 3P 100A của Mitsubishi có dòng cắt 30kA.

- Aptomat dòng cắt cao (dòng cao cấp): thường dùng trong công nghiệp và các ứng dụng đặc biệt. Ví dụ MCCB NF125-HV 3P 100A của Mitsubishi có dòng cắt 50kA.

 

5/ Phân loại theo khả năng chỉnh dòng:

 

- Aptomat có dòng định mức cố định. Ví dụ MCCB NF400-SW 3P 400A của Mitsubishi có dòng định mức 400A không thay đổi được.

- Aptomat chỉnh dòng định mức. Ví dụ MCCB NF400-SEW 3P 400A của Mitsubishi có dòng định mức điều chỉnh được từ 200A - 400A.

 

Trong bài viết này sẽ giới thiệu về Aptomat thường MCB và MCCB.

 

Xem thêm bài viết về Aptomat chống dòng rò (Aptomat chống giật)

 

Cấu tạo Aptomat:

 

Aptomat (MCB hay MCCB) thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang) hoặc ba tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang).

Khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, sau cùng là tiếp điểm chính. Khi cắt mạch thì ngược lại, tiếp điểm chính mở trước, sau đến tiếp điểm phụ, cuối cùng là tiếp điểm hồ quang. Như vậy hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang, do đó bảo vệ được tiếp điểm chính để dẫn điện. Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hư hại tiếp điểm chính.

Hình ảnh: Cấu tạo Aptomat MCB Schneider

 

Hình ảnh: Cấu tạo Aptomat MCCB Schneider

 

Nguyên lý hoạt động của Aptomat:

 

Aptomat hoạt động dựa trên 2 cơ chế tác động: cơ chế nhiệt và cơ chế điện từ.

- Cơ chế nhiệt được thực hiện dựa vào sự giãn nở vì nhiệt của thanh lưỡng kim. Khi dòng điện chạy qua thanh lưỡng kim sẽ sinh nhiệt, 2 mặt của thanh lưỡng kim có độ giãn nở vì nhiệt khác nhau làm cho thanh lưỡng kim bị uốn cong dẫn tới tác động ngắt aptomat. Chức năng bảo vệ quá tải của Aptomat được thực hiện bởi cơ chế tác động nhiệt.

- Cơ chế điện từ dựa trên lực điện trường sinh ra khi có dòng điện rất lớn chạy qua cuộn dây. Chức năng bảo vệ ngắn mạch của Aptomat được thực hiện bởi cơ chế điện từ. Khi hệ thống gặp sự cố như ngắn mạch sẽ sinh ra dòng điện rất lớn lên tới vài chục kA trong thời gian rất ngắn. Lực điện trường sinh ra sẽ tác động ngắt aptomat để bảo vệ cho các thiết bị điện.

 

Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, Aptomat được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm tiếp điểm động. Bật Aptomat ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút.

Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 xuống làm bật nhả móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của Aptomat được mở ra, mạch điện bị ngắt.

 

Các thông số kỹ thuật của Aptomat:

 

Hình ảnh: Các thông số cơ bản in trên mặt của Aptomat

 

- In: Dòng điện định mức. Ví dụ: MCCB 3P 250A 36kA, In = 250A. Dòng điện định mức chính là ngưỡng bảo vệ quá tải của Aptomat, khi dòng điện vượt quá dòng định mức thì Aptomat sẽ bị nhảy.

- Ir: là dòng hoạt động được chỉnh trong phạm vi cho phép của Aptomat. Ví dụ aptomat chỉnh dòng 250A có thể điều chỉnh từ 125A đến 250A. Đối với các Aptomat chỉnh dòng thì dòng hoạt động chính là ngưỡng tác động của Aptomat.

- Ue: Điện áp làm việc định mức.

- Icu: Dòng cắt ngắn mạch là khả năng chịu đựng dòng điện lớn nhất của tiếp điểm trong 1 giây. 

- Icw: Khả năng chịu dòng ngắn mạch trong 1 đơn vị thời gian.

- Ics: khả năng cắt thực tế khi xảy ra sự cố của thiết bị. Khả năng này phụ thuộc vào từng nhà sản xuất do công nghệ chế tạo khác nhau. Ví dụ cùng một hãng sản xuất nhưng có 2 loại MCCB là Ics = 50% Icu và Ics = 100% Icu.

- AT: Ampe Trip (dòng điện tác động)

- AF: Ampe Frame (dòng điện khung). Ví dụ NF250A 3P 200A và NF250A 3P 250A đều có AF = 250A nhưng một cái sẽ tác động khi dòng vượt quá AT = 200A, một cái sẽ tác động khi dòng vượt quá AT = 250A. Thông số AT/AF cho biết độ bền của tiếp điểm đóng cắt. Ví dụ Aptomat 250AT/400AF sẽ có độ bền cao hơn Aptomat 250AT/250AF, kích thước aptomat 400AF cũng lớn hơn, giá thành cao hơn.

- Characteritic cuver: là đường cong đặc tính bảo vệ của CB (đường cong chọn lọc của CB). Đây là thông số rất quan trọng, quyết định cho việc chọn CB ở vị trí nào trong hệ thống điện.

- Mechanical/electrical endurace: Số lần đóng cắt cơ khí cho phép/ số lần đóng cắt điện cho phép.

- Kích thước Aptomat được thể hiện rõ bằng bản vẽ có trong tài liệu kỹ thuật / catalog của sản phẩm.

Hình ảnh: Bản vẽ kích thước Aptomat LS ABN203c 250A

 

Cách chọn Aptomat MCB, MCCB:

 

1/ Aptomat dùng cho gia đình:

- Thiết bị điện gia đình chủ yếu là thiết bị điện 1 pha. Trường hợp này thường sử dụng át tép MCB 1 pha để lắp vào dây pha (dây lửa), dây trung tính (dây mát) không cần đi qua Át.

- Thông thường sử dụng MCB có dòng cắt ngắn mạch 6kA hoặc 4.5kA để tiết kiệm chi phí.

- Một số gia đình có lượng tiêu thụ điện lớn thường dùng điện 3 pha thì nên chọn aptomat tổng là át khối MCCB loại có dòng cắt ngắn mạch trung bình để đảm bảo an toàn và độ bền cao hơn.

 

2/ Aptomat dùng cho công nghiệp:

- Trong công nghiệp chủ yếu sử dụng aptomat khối MCCB, nếu có sử dụng át tép thì nên dùng loại át tép có dòng cắt ngắn mạch cao 10kA.

- Thiết bị điện công nghiệp phần lớn là thiết bị điện 3 pha. Mặc dù hệ thống có sử dụng dây trung tính nhưng vì ít gặp sự cố trên dây trung tính nên thường chỉ sử dụng át 3 pha để tiết kiệm chi phí.

- Các vị trí aptomat tổng cần phải chọn loại có dòng cắt ngắn mạch cao để đảm bảo an toàn, các át nhánh dùng cho thiết bị thì có thể chọn loại có dòng cắt trung bình để giảm chi phí.

 

3/ Một số lưu ý khi chọn Aptomat:

- Chọn aptomat có dòng định mức cao hơn so với tải ít nhất 20%.

- Aptomat tổng nên chọn dư so với nhu cầu hiện tại để dự phòng tăng thêm thiết bị trong tương lai.

- Chọn aptomat phải phù hợp với khả năng chịu tải của dây dẫn. Ngoài chức năng bảo vệ cho thiết bị thì aptomat còn bảo vệ cho dây dẫn không để quá tải dẫn tới dây bị phá hủy, bị cháy.

 

Sự khác nhau giữa Aptomat tép MCB và Aptomat khối MCCB:

 

- Khác nhau căn bản giữa 2 loại aptomat trên là MCB không có buồng dập hồ quang còn MCCB có buồng dập hồ quang.

- Bởi vì có buồng dập hồ quang nên MCCB có thể cắt được dòng điện lớn lên đến hàng nghìn Ampe vẫn đảm bảo an toàn trong khi MCB chỉ có thể cắt được dòng điện vài chục Ampe.

- MCCB có kích thước lớn hơn, độ bền cao hơn, an toàn hơn khi vận hành, dòng cắt ngắn mạch lớn hơn.

- MCCB được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp và các hệ thống lớn. MCB chủ yếu sử dụng trong dân dụng, các thiết bị điện 1 pha.

- MCCB có giá thành cao hơn MCB.

- Aptomat MCB có gờ sau lưng át để cài vào thanh cài trong hộp điện / tủ điện (vì vậy còn được gọi là át cài). Aptomat MCCB được lắp bằng cách bắt vít.

 

Tại sao Aptomat bị nhảy?

 

 

Aptomat có thể bị nhảy do nhiều nguyên nhân, dưới đây là một số nguyên nhân thường gặp nhất và cách khắc phục:

- Do đường điện bị quá tải, Aptomat sẽ bị nhảy nếu tại một thời điểm có quá nhiều thiết bị được sử dụng cùng lúc. Khi thiết kế hệ thống chúng ta thường chọn aptomat tổng ở mức phù hợp với nhu cầu sử dụng với giả định không bao giờ các thiết bị được bật cùng 1 lúc. Thực tế có thể một thời điểm nào đó quá nhiều thiết bị cùng được bật thì tải sẽ vượt quá dòng định mức của aptomat dẫn tới aptomat bị nhảy. Cách khắc phục: tắt bớt thiết bị, đợi vài phút sau bật lại Át. Nếu cần phải thay aptomat khác có dòng định mức lớn hơn thì phải chú ý xem dây dẫn có đáp ứng được không.

- Do hệ thống điện gặp sự cố chập, cháy hoặc bị rò rỉ điện. Đây là tình trạng rất nguy hiểm cần phải xác định khu vực bị sự cố, tháo thiết bị / dây dẫn bị hư hỏng, kiểm tra kỹ trước khi bật lại aptomat.

- Do aptomat bị hư hỏng sau một thời gian sử dụng. Aptomat là thiết bị điện khá bền tuổi thọ lên tới vài chục năm nếu không gặp các sự cố nghiêm trọng. Nếu sử dụng vài năm đã hỏng hoặc không ổn định thì rất có thể aptomat của bạn kém chất lượng, nên thay bằng loại khác tốt hơn.

- Do sử dụng Aptomat kém chất lượng dẫn tới hoạt động không ổn định. Cần phải thay aptomat khác chất lượng tốt hơn.

- Do sóng hài gây ra hiện tượng nhảy át. Sóng hài là nhiễu được sinh ra trong hệ thống bởi các thiết bị phi tuyến như biến tần, thiết bị chuyển đổi điện xoay chiều thành 1 chiều như nguồn máy tính, điện thoại,... Sóng hài làm cho aptomat bị nhảy không rõ nguyên nhân và làm giảm tuổi thọ của thiết bị. Để xử lý sóng hài thường rất tốn kém. Khắc phục tình trạng aptomat bị nhảy gây gián đoạn sản xuất bằng cách thay aptomat khác có dòng định mức cao hơn 20% so với aptomat đang sử dụng.

 

Một số dòng sản phẩm Aptomat (MCB, MCCB) thông dụng trên thị trường:

 

Aptomat MCB Mitsubishi:

(Cầu dao tự động dạng tép Mitsubishi)

 

 

Aptomat MCCB Mitsubishi:

(Cầu dao tự động dạng khối Mitsubishi)

 

 

Aptomat MCB LS:

(Cầu dao tự động dạng tép LS)

 

 

 

Aptomat MCCB LS:

(Cầu dao tự động dạng khối LS)

 

Aptomat MCB Schneider:

(Cầu dao tự động dạng tép Schneider) 

 

 

Aptomat MCCB Schneider:

(Cầu dao tự động dạng khối Schneider)

 

 

 

Aptomat MCB Chint:

(Cầu dao tự động dạng tép Chint)

 

 

 

Aptomat MCCB Chint:

(Cầu dao tự động dạng khối Chint)

 

 

 

Các bài viết khác Máy cắt không khí là gì, cấu tạo, nguyên lý hoạt động Công tơ điện là gì, Cấu tạo của công tơ điện Biến dòng là gì, Cấu tạo, Nguyên lý hoạt động, Cách lắp đặt biến dòng Công tơ điện tử là gì, Ưu điểm của công tơ điện tử Bảo vệ mất pha, Rơ le bảo vệ mất pha Contactor (Khởi động từ) là gì, cấu tạo và ứng dụng của Contactor Biến tần là gì, cấu tạo biến tần, lợi ích của biến tần Rơ le nhiệt Aptomat chống giật Tụ bù tiết kiệm điện Tủ điện là gì, Chức năng, Phân loại, Ứng dụng của Tủ điện Công Suất Phản Kháng Sóng hài và phương pháp lọc sóng hài cho tụ bù