Cách tính toán chọn Aptomat phù hợp cho gia đình

Aptomat là thiết bị điện được lựa chọn và sử dụng phổ biến ở rất nhiều không gian khác nhau. Đặc biệt, aptomat được sử dụng rất phổ biến cho các gia đình với vai trò bảo vệ an toàn cho thiết bị điện trong gia đình. Tuy nhiên, để lựa chọn được Aptomat tốt nhất cho gia đình không phải là điều dễ dàng. Vậy cách chọn Aptomat như thế nào là phù hợp nhất? Để trả lời cho những thắc mắc đó, bài viết dưới đây sẽ cùng các bạn đi tìm hiểu.

Aptomat là gì? Các thông số quan trọng trên aptomat gồm những gì?

Aptomat là tên thường gọi của thiết bị đóng cắt tự động (cầu dao tự động) bảo vệ quá tải và ngắn mạch trong mạng lưới điện công nghiệp và dân dụng. Tên gọi thông thường là  MCCB hay MCB cũng là thuật ngữ để chỉ cho thiết bị đóng cắt này. 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.

I. Thông số của một Aptomat-MCCB-MCB

Ue	Điện áp làm việc định mức
Ui	Điện áp cách điện định mức
Uimp	Điện áp chịu xung định mức
Ics	Dòng điện cắt tải thực tế
In	Dòng điện định mức
Icu	Khả năng chịu đựng được dòng của tiếp điểm khi có sự cố ngắn mạch (Ics = 50% Icu)
Icw	Khả năng chịu dòng ngắn mạch của tiếp điểm
AT	AT: Ampe Trip (dòng điện tác động)
AF	Ampe Frame (dòng điện khung)

Trong đó 2 thông số được quan tâm nhất là điện áp định mức Ue và dòng điện định mức In

II. Cấu tạo của MCCB – Aptomat

MCB – MCCB thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hộp dập 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.

1. Tiếp điểm

CB thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang), hoặc ba cấp 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 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.

2. Hộp dập hồ quang

Để CB dập được hồ quang trong tất cả các chế độ làm việc của lưới điện, người ta thường dùng hai kiểu thiết bị dập hồ quang là: Kiểu nửa kín và kiểu hở.

Kiểu nửa kín được đặt trong vỏ kín của CB và có lỗ thoát khí. Kiểu này có dòng điện giới hạn cắt không quá 50KA. Kiểu hở được dùng khi giới hạn dòng điện cắt lớn hơn 50KA hoặc điện áp lớn 1000V (cao áp).

Trong buồng dập hồ quang thông dụng, người ta dùng những tấm thép xếp thành lưới ngăn, để phân chia hồ quang thành nhiều đoạn ngắn thuận lợi cho việc dập tắt hồ quang.

3. Cơ cấu truyền động cắt MCB

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

Điều kiển bằng tay được thực hiện với các CB có dòng điện định mức không lớn hơn 600A. Điều khiển bằng điện từ (nam châm điện) được ứng dụng ở các CB có dòng điện lớn hơn (đến 1000A).

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

4. Móc bảo vệ

CB tự động cắt nhờ các phần tử bảo vệ – gọi là móc bảo vệ, sẽ tác động khi mạch điện có sự cố quá dòng điện (quá tải hay ngắn mạch) và sụt áp.

Móc bảo vệ quá dòng điện (còn gọi là bảo vệ dòng điện cực đại) để bảo vệ thiết bị điện khong bị quá tải và 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 dùng hệ thống điện tử và rơle nhiệt làm móc bảo vệ, đặt bên trong CB.

Móc kiểu điện từ có cuộn dây mắc nối tiếp với mạch chính, cuộn dây này được quấn tiết diện lớn chịu dòng tải và ít vòng. Khi dòng điện vượt quá trị số cho phứp thì phần ứng bị hút và nóc sẽ dập vào khớp rơi tự do, làm tiếp điểm của CB mở ra. Điều chỉnh vít để thay đôi lực kháng lò xo, ta có thể điều chỉnh được trị số dòng điện tức động. Để giữ thời gian trong bảo vệ quá tải kiểu điện từ, người ta thêm một cơ cấu giữ thời gian.

Móc kiểu rơle nhiệt đơn giản hơn cả, có kết cấu tương tự như rơle nhiệt có phần tử phát nóng đấu nối tiếp với mạch điện chính, tấm kim loại kép dãn nở làm nhả khớp rơi tự do để mở tiếp điểm của CB khi có quá tải. Kiểu này có nhược điểm là quán tính nhiệt lớn nên không ngắt nhanh được dòng điện tăng vọt khi có ngắn mạch, do đó chỉ bảo vệ được dòng điện quá tải.

Vì vậy người ta thường sử dụng tổng hợp cả móc kiểu điện từ và móc kiểu rơle nhiệt trong một CB. Loại này được dung ở CB có dòng điện đính mức đến 600A.

Móc bảo vệ sụt áp (còn gọi là bảo vệ điện áp thấp) cũng thường dùng kiểu điện từ. Cuộn dây mắc song song với mnạch điện chính, cuộn dây này được quấn ít vòng với dây tiết diện nhỏ chịu điện áp nguồn.

III. MCCB và MCB khác nhau như thế nào?

– MCCB (Moulded case circuit breakers) : Áp tô mát kiểu khối. Đây là dạng CB tiêu chuẩn chủ yếu dùng trong công nghiệp, mạch động lực.

– MCB (Miniature Circuit Breaker) : Áp tô mát loại nhỏ. Đây là dạng CB thu gọn (mini) chủ yếu dùng trong gia dụng, mạch điều khiển.

Có nhiều nguyên cứu về việc phân biệt giữa MCB và MCCB. Tuy nhiên về khía cạnh dân dụng, kinh tế người ta phân biệt hai loại này dựa vào các yếu tố sau:

– MCB: dòng điện không vượt quá 100A, điện áp dưới 1.000V

– MCCB: dòng điện có thể lên tới 1.000A, điện áp dưới 1.000V

Nguyên lý hoạt động của Aptomat

Hiểu đơn giản: 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.

Cách lựa chọn và mua Aptomat/MCCB/MCB giá rẻ ở đâu?

Việc lựa chọn aptomat, chủ yếu dựa vào: dòng điện tính toán đi trong mạch; dòng điện quá tải; tính thao tác có chọn lọc.
Ngoài ra lựa chọn Aptomat còn phải căn cứ vào đặc tính làm việc của phụ tải và Aptomat không được phép cắt khi có quá tải ngắn hạn ( thường xảy ra trong điều khiện làm việc bình thường như dòng điện khởi động, dòng điện đỉnh trong phụ tải công nghệ)
Yêu cầu chung là dòng điện định mức của mức bảo vệ Iap không được bé hơn dòng điện tính toán của mạch:
Iap>=Itt
Tùy theo đặc tính và điều kiện làm việc cụ thể của phụ tải, người ta hướng dẫn lựa chọn dòng điện định mức của móc bảo vệ bằng 125%, 150% hay lớn hơn nữa so với dòng điện tính toán của mạch.
Sau cùng ta chọn Aptomat theo các số liệu kỹ thuật đã cho của nhà chế tạo.
Ví dụ thực tế tính toán:
Chọn Aptomat cho một máy giặt có công suất tiêu thụ là 2kW, cosphi = 0,85 sử dụng trong hộ gia đình?
Ta có: Itt=Ptt/Uđm*cos(phi)
=2000/(220*0,85)=10,69
Iap=(1,2-1,5)Itt
Ta tính được: Ict=1,2*10,96=13,152A
Do đó ta chon loại Aptomat có dòng định mức là 16A

Sau khi đã chọn được một Aptomat – MCCB – MCB phù hợp với mục đích sử dụng, các bạn tìm một thương hiệu uy tín, chuyên về thiết bị đóng cắt, trong đó có Aptomat phù hợp với túi tiền của bạn.

Như vậy, bài viết trên đây đã chia sẻ tới các bạn cách chọn Aptomat phù hợp nhất cho gia đình. Với những chia sẻ đó sẽ giúp cho các bạn có kinh nghiệm để lựa chọn được Aptomat phù hợp nhất.