Máy cắt không khí là gì? Nguyên lý, cấu tạo, ứng dụng

Trong thế giới công nghệ điện hiện đại, máy cắt không khí là một trong những thiết bị đóng vai trò quan trọng. Vậy chính xác máy cắt không khí là gì? Bài viết này, Saigon Sinco sẽ cùng bạn tìm hiểu chi tiết về nguyên lý hoạt động, cấu tạo cũng như ứng dụng của thiết bị này trong thực tế.

Máy cắt không khí là gì? 

Máy cắt không khí có tên tiếng anh là Air Circuit Breaker, là một thiết bị đóng cắt mạch điện tự động, sử dụng không khí làm môi trường dập hồ quang điện. Thiết bị này có khả năng bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố như quá tải, ngắn mạch, sụt áp,... nhờ khả năng ngắt mạch nhanh chóng khi phát hiện dòng điện bất thường.

Máy cắt không khí là gì

Cấu tạo của máy cắt không khí

Cấu tạo của một máy cắt không khí thường bao gồm các bộ phận chính sau:

Tiếp điểm: Có hai loại tiếp điểm chính là tiếp điểm chính và tiếp điểm hồ quang. Đây là bộ phận trực tiếp dẫn điện và thực hiện nhiệm vụ đóng cắt mạch điện. Tiếp điểm động được thiết kế để đóng/ngắt tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh một cách nhanh chóng và dứt khoát khi có sự cố hoặc tín hiệu điều khiển.

Buồng dập hồ quang: Khi mạch điện bị ngắt, dòng điện sẽ tạo ra hồ quang điện giữa các tiếp điểm. Buồng dập hồ quang có nhiệm vụ dập tắt hồ quang này một cách nhanh chóng và hiệu quả, ngăn chặn hiện tượng phóng điện kéo dài gây hư hỏng thiết bị.

Cơ cấu truyền động: Bộ phận này có nhiệm vụ tạo lực đóng cắt cho tiếp điểm. Cơ cấu truyền động có thể hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ, lò xo hoặc khí nén tùy thuộc vào dòng sản phẩm.

Bộ phận bảo vệ: Bao gồm các rơ le bảo vệ như rơ le quá dòng, rơ le dòng rò, rơ le thấp áp,... Các rơ le này có nhiệm vụ giám sát dòng điện, điện áp trong hệ thống và phát hiện các sự cố như quá tải, ngắn mạch, mất pha,...

Vỏ bảo vệ: Thường được làm bằng vật liệu cách điện, có khả năng chịu lực cơ tốt để bảo vệ các bộ phận bên trong máy cắt không khí khỏi tác động từ môi trường bên ngoài.

Cấu tạo của máy cắt không khí

Nguyên lý hoạt động của máy cắt không khí

Máy cắt không khí hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản của việc sử dụng không khí để dập tắt hồ quang điện. Khi xảy ra sự cố trên đường dây như quá tải hoặc ngắn mạch, dòng điện tăng đột biến. Lúc này, rơ le bảo vệ sẽ phát hiện sự bất thường và gửi tín hiệu đến cơ cấu truyền động.

Cơ cấu truyền động sẽ tác động lên tiếp điểm, nhanh chóng phân tách các tiếp điểm động và tĩnh, ngắt dòng điện chạy qua mạch. Quá trình ngắt mạch này tạo ra hồ quang điện giữa hai tiếp điểm.

Để dập tắt hồ quang điện, thiết bị sử dụng luồng khí nén được thổi với áp suất cao vào khoảng không gian giữa hai tiếp điểm. Luồng khí này có tác dụng làm mát và kéo giãn hồ quang điện, làm tăng điện trở của nó lên rất cao, từ đó triệt tiêu dòng điện hồ quang và dập tắt hồ quang một cách nhanh chóng. Ngoài phương pháp dùng khí nén, còn có các loại buồng dập hồ quang khác như kiểu thổi chéo, kiểu thổi từ tính, kiểu Air Chute.

Nhờ vào nguyên lý hoạt động hiệu quả này, thiết bị đảm bảo ngắt mạch điện nhanh chóng và an toàn trong các tình huống sự cố, bảo vệ hệ thống điện khỏi những hư hỏng nghiêm trọng.

Phân loại máy cắt không khí

Máy cắt không khí thổi chéo (Plain Air Circuit Breaker)

Loại này sử dụng buồng dập hồ quang với các tấm kim loại xếp chồng lên nhau, tạo thành các máng nhỏ. Khi hồ quang phát sinh, nó bị chia nhỏ và kéo dài qua các máng này.

Ưu điểm: Các máng kim loại giúp làm mát hồ quang nhanh chóng, đồng thời tăng điện áp hồ quang, khiến nó dễ dàng bị dập tắt.

Nhược điểm: Vì khả năng dập hồ quang hạn chế, loại này thường chỉ phù hợp với các hệ thống điện áp thấp.

Máy cắt không khí thổi chéo (Plain Air Circuit Breaker)

Máy cắt không khí thổi từ tính (Magnetic Air Circuit Breaker)

Sử dụng từ trường để dập tắt hồ quang. Khi hồ quang xuất hiện, từ trường được tạo ra bởi cuộn dây sẽ tác động lên hồ quang, kéo giãn và đẩy nó vào vách ngăn hồ quang, từ đó dập tắt nó.

Ưu điểm: Khả năng dập hồ quang nhanh, hiệu quả, phù hợp cho cả hệ thống điện áp thấp và trung thế.

Máy cắt không khí kiểu máng trượt (Air Chute Air Circuit Breaker)

Loại máy cắt này phức tạp hơn với cấu tạo gồm máng trượt và hai loại tiếp điểm: tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ (hay còn gọi là tiếp điểm hồ quang).

Tiếp điểm chính được làm từ bạc có điện trở thấp, đảm nhận vai trò dẫn điện chính. Trong khi đó, tiếp điểm phụ được làm từ hợp kim đồng chịu nhiệt tốt, có nhiệm vụ xử lý hồ quang.

Khi xảy ra sự sự cố, tiếp điểm phụ sẽ mở trước tiếp điểm chính, tạo ra hồ quang trong máng trượt. Sau đó, hồ quang bị đẩy lên trên bởi lực điện động hoặc khí nén và cuối cùng bị dập tắt trong buồng dập hồ quang.

Nhờ cơ chế hoạt động đặc biệt này, máy cắt không khí kiểu máng trượt có khả năng dập tắt hồ quang cao, hoạt động ổn định và thường được sử dụng trong các hệ thống điện áp cao và dòng điện lớn.

Máy cắt không khí kiểu máng trượt (Air Chute Air Circuit Breaker)

Bảng so sánh các loại máy cắt không khí

Ứng dụng của máy cắt không khí

Với khả năng đóng cắt mạch điện mạnh mẽ và độ tin cậy cao, máy cắt không khí được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ các công trình dân dụng đến các hệ thống điện công nghiệp quy mô lớn:

Trong công nghiệp: Là thiết bị thiết yếu trong hệ thống điện của các nhà máy sản xuất, xí nghiệp, khu công nghiệp,... Chúng đảm bảo an toàn cho hệ thống điện, bảo vệ động cơ và các thiết bị điện khác khỏi các sự cố quá tải, ngắn mạch.

Trong các tòa nhà cao tầng: Được sử dụng để bảo vệ hệ thống điện của các tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, chung cư,... giúp ngăn ngừa hỏa hoạn do sự cố điện.

Trong hệ thống điện lực: Máy cắt không khí đóng vai trò quan trọng trong các trạm biến áp, trạm phân phối điện,... giúp cô lập sự cố trên lưới điện, đảm bảo cung cấp điện liên tục và ổn định.

Ứng dụng của máy cắt không khí

Như vậy, máy cắt không khí là một thiết bị đóng cắt mạch điện không thể thiếu trong hệ thống điện hiện đại. Từ các hộ gia đình đến các công trình công nghiệp quy mô lớn, chúng đều đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và ổn định cho nguồn điện. Hy vọng, thông qua bài viết của Saigon Sinco, bạn đã có thêm kiến thức về thiết bị quan trọng này. 

CTY TNHH TM XÂY LẮP CÔNG NGHIỆP SÀI GÒN (SINCO ENGINEERING): 

Công Ty TNHH Thương Mại Xây Lắp Công Nghiệp SÀI GÒN Sinco - nhà sản xuất và phân phối thiết bị điện hàng đầu tại Việt Nam. Chúng tôi cung cấp tủ điện, máy biến áp và nhiều sản phẩm chất lượng khác.

• Địa chỉ: 489/9 Mã Lò, Khu phố 1, Phường Bình Hưng Hòa A, Bình Tân, Hồ Chí Minh

• Hotline: 0946556058 - 0914510058

• Email: saigonsinco@gmail.com

• Website: https://www.saigonsinco.com

MỜI QUÝ KHÁCH XEM THÊM CÁC SẢN PHẨM KHÁC CỦA CHÚNG TÔI TẠI ĐÂY: