Thiết bị đóng cắt là gì? Phân loại, nguyên lý hoạt động

Trong hệ thống điện, thiết bị đóng cắt điện đóng vai trò quan trọng đảm bảo dòng điện được vận hành một cách an toàn và hiệu quả. Vậy chính xác thiết bị đóng cắt điện là gì? Bài viết này, Saigon Sinco sẽ chia sẻ để bạn hiểu rõ hơn về khái niệm, phân loại, nguyên lý hoạt động và cách lựa chọn thiết bị phù hợp cho hệ thống điện của bạn.

Thiết bị đóng cắt điện là gì?

Thiết bị đóng cắt điện là những thiết bị cơ điện quan trọng, đóng vai trò như "người gác cổng” cho dòng điện trong hệ thống. Chúng có khả năng đóng, mở và cách ly dòng điện một cách an toàn và chính xác, đảm bảo cho hệ thống điện vận hành ổn định và hiệu quả.

• Chức năng đóng: Kết nối mạch điện, cho phép dòng điện chạy qua khi hệ thống hoạt động bình thường.

• Chức năng mở: Ngắt mạch điện, ngăn chặn dòng điện chạy qua khi xảy ra sự cố hoặc trong quá trình bảo trì, sửa chữa.

• Chức năng cách ly: Tách biệt hoàn toàn một phần tử hoặc thiết bị khỏi hệ thống điện, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người và thiết bị trong quá trình thao tác.

Có thể hiểu một cách đơn giản, thiết bị đóng cắt điện hoạt động giống như những "công tắc” thông minh, cho phép dòng điện đi qua hoặc ngăn chặn dòng điện một cách có kiểm soát. Sự hiện diện của thiết bị đóng cắt điện là vô cùng cần thiết, giúp hệ thống điện vận hành ổn định, liên tục, đồng thời đảm bảo an toàn cho con người và thiết bị khỏi những nguy cơ rò rỉ, quá tải hoặc ngắn mạch điện.

Thiết bị đóng cắt điện

Phân loại thiết bị đóng cắt điện

Trong hệ thống điện, có rất nhiều loại thiết bị đóng cắt điện khác nhau, mỗi loại đều có chức năng và ứng dụng riêng. Dưới đây là một số loại phổ biến:

• MCB (Bộ ngắt mạch thu nhỏ): MCB là thiết bị đóng cắt tự động, thường được sử dụng trong các hộ gia đình và các công trình dân dụng với dòng điện định mức không quá 100A. MCB có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị điện trong nhà, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

• MCCB (Bộ ngắt mạch khối): MCCB có khả năng đóng cắt dòng điện lớn hơn MCB (lên đến 2500A) và thường được sử dụng trong các nhà máy, xí nghiệp, các công trình công nghiệp. MCCB có thể bảo vệ quá tải, ngắn mạch và dòng rò, đồng thời cho phép người dùng điều chỉnh dòng điện định mức của thiết bị.

Ngoài MCB và MCCB, còn có một số loại thiết bị đóng cắt điện khác cũng được sử dụng phổ biến như:

• ACB (Bộ ngắt mạch không khí): Sử dụng không khí để dập hồ quang điện, thường dùng cho các ứng dụng có dòng điện từ 800A đến 10000A.

• ELCB (Bộ ngắt dòng rò): Có chức năng phát hiện dòng rò ra đất và tự động ngắt mạch, đảm bảo an toàn cho người sử dụng, thường được lắp đặt trong các khu vực ẩm ướt như nhà tắm, nhà bếp.

• RCBO (Bộ ngắt mạch bảo vệ dòng rò): Là sự kết hợp giữa MCB và ELCB, vừa bảo vệ quá tải, ngắn mạch, vừa bảo vệ dòng rò.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị đóng cắt

Mặc dù thiết bị đóng cắt điện có nhiều loại khác nhau với thiết kế và chức năng riêng biệt, nhưng nhìn chung chúng đều hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản: sử dụng tác động cơ học hoặc điện từ để đóng/mở mạch điện.

Cụ thể hơn, khi thiết bị ở trạng thái đóng, dòng điện được phép chạy qua mạch một cách liên tục. Ngược lại, khi thiết bị ở trạng thái mở, mạch điện bị ngắt, dòng điện không thể đi qua.

Để thực hiện việc đóng/mở mạch điện, chúng thường sử dụng một trong hai cơ chế ngắt nhiệt và ngắt từ. 

Cơ chế ngắt nhiệt sử dụng nguyên lý giãn nở vì nhiệt của kim loại. Khi dòng điện chạy qua thiết bị vượt quá giới hạn cho phép, nhiệt độ tăng cao khiến thanh kim loại bên trong giãn nở, tác động đến cơ cấu ngắt, từ đó ngắt mạch điện.

Cơ chế ngắt từ dựa trên nguyên lý lực điện từ. Khi dòng điện chạy qua cuộn dây trong thiết bị vượt quá giới hạn, lực điện từ sinh ra đủ lớn để tác động đến cơ cấu ngắt, từ đó ngắt mạch điện.

Yếu tố để lựa chọn thiết bị đóng cắt phù hợp

Lựa chọn thiết bị đóng cắt phù hợp là yếu tố then chốt để đảm bảo sự an toàn và hiệu quả cho toàn bộ hệ thống điện. Khi lựa chọn, bạn cần xem xét kỹ lưỡng các yếu tố điện áp định mức, môi trường lắp đặt, chức năng bảo vệ, thương hiệu và chất lượng. 

Thiết bị đóng cắt phải có điện áp định mức phù hợp với điện áp của hệ thống điện, tránh trường hợp quá tải hoặc không đủ khả năng cách ly khi xảy ra sự cố. Đối với môi trường lắp đặt, tùy thuộc vào vị trí lắp đặt (trong nhà, ngoài trời, môi trường ẩm ướt, môi trường dễ cháy nổ...) mà bạn cần lựa chọn dòng có cấp độ bảo vệ phù hợp. Bên cạnh đó bạn cần xác định rõ nhu cầu bảo vệ của hệ thống (quá tải, ngắn mạch, dòng rò...), từ đó lựa chọn thiết bị có tích hợp các chức năng bảo vệ tương ứng. Cuối cùng nên lựa chọn những thương hiệu uy tín, có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng và được kiểm định chất lượng theo tiêu chuẩn quốc tế.

Ứng dụng phổ biến của thiết bị đóng cắt

Ứng dụng trong dân dụng

Trong các hộ gia đình, chung cư, tòa nhà..., thiết bị đóng cắt được sử dụng phổ biến với mục đích:

• Đảm bảo an toàn cho người sử dụng: Ngắt mạch điện khi xảy ra sự cố như quá tải, ngắn mạch, dòng rò, giúp ngăn ngừa nguy cơ điện giật, cháy nổ.

• Phân phối và điều khiển dòng điện: Cho phép cấp điện cho từng khu vực, thiết bị riêng biệt, giúp sử dụng điện năng hiệu quả và tiết kiệm.

• Tiện lợi cho việc sửa chữa, bảo trì: Cách ly thiết bị, đoạn mạch cần sửa chữa, bảo trì một cách an toàn, thuận tiện.

Một số loại thiết bị đóng cắt phổ biến trong dân dụng bao gồm: MCB, ELCB, RCBO, cầu dao,...

Ứng dụng trong thương mại và công nghiệp

Trong các nhà máy, xí nghiệp, trung tâm thương mại, tòa nhà văn phòng,... thiết bị đóng cắt giữ vai trò then chốt trong việc:

• Đảm bảo nguồn điện liên tục, ổn định: Ngăn chặn sự cố lan truyền, giúp duy trì hoạt động cho các thiết bị quan trọng.

• Điều khiển và tự động hóa hệ thống điện: Kết hợp với các thiết bị điều khiển, tự động hóa khác, giúp vận hành hệ thống điện một cách hiệu quả, tối ưu.

• Bảo vệ thiết bị, máy móc: Ngắt mạch điện kịp thời khi xảy ra sự cố, giúp bảo vệ động cơ, máy móc khỏi hư hỏng, kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Bảo trì và xử lý sự cố thiết bị đóng cắt

Như bất kỳ thiết bị điện nào khác, thiết bị đóng cắt cũng cần được bảo trì định kỳ để đảm bảo hoạt động ổn định và kéo dài tuổi thọ. Việc kiểm tra, vệ sinh, bảo dưỡng theo lịch trình của nhà sản xuất sẽ giúp phát hiện sớm các dấu hiệu hư hỏng, từ đó có biện pháp xử lý kịp thời, tránh những sự cố đáng tiếc có thể xảy ra.

Quy trình bảo trì thiết bị đóng cắt

Một quy trình bảo trì thiết bị đóng cắt tiêu chuẩn thường bao gồm các bước cơ bản sau:

• Ngắt kết nối: Trước khi tiến hành bất kỳ thao tác bảo trì nào, cần đảm bảo ngắt hoàn toàn nguồn điện, tuyệt đối không được thực hiện khi thiết bị đang hoạt động.

• Kiểm tra bên ngoài: Quan sát kỹ lưỡng để phát hiện các dấu hiệu bất thường như vết nứt, cháy, biến dạng, rỉ sét... Kiểm tra các kết nối dây dẫn xem có lỏng lẻo, đứt gãy hay không.

• Vệ sinh thiết bị: Dùng khăn mềm, cọ và dung dịch vệ sinh chuyên dụng để làm sạch bụi bẩn, dầu mỡ bám trên bề mặt. Lưu ý không sử dụng các dung dịch tẩy rửa có tính ăn mòn hoặc dẫn điện.

• Kiểm tra hoạt động: Sau khi vệ sinh, tiến hành đóng/ngắt nhiều lần để kiểm tra khả năng hoạt động của các tiếp điểm, cơ cấu đóng cắt. Đảm bảo thiết bị hoạt động trơn tru, không có hiện tượng phát ra tiếng ồn lạ.

• Kiểm tra các thông số kỹ thuật: Sử dụng các thiết bị đo lường chuyên dụng để kiểm tra các thông số kỹ thuật của thiết bị như điện trở cách điện, điện trở tiếp xúc... So sánh kết quả đo được với thông số của nhà sản xuất để đánh giá tình trạng hoạt động của thiết bị.

Xử lý sự cố thiết bị đóng cắt

Khi thiết bị đóng cắt gặp sự cố, cần bình tĩnh xử lý theo các bước sau:

• Ngắt nguồn điện: Ngay lập tức ngắt nguồn điện cấp cho thiết bị đóng cắt và khu vực xung quanh.

• Đánh giá tình hình: Quan sát từ xa để xác định nguyên nhân và mức độ nghiêm trọng của sự cố (cháy nổ, chập điện, hỏng hóc thiết bị…).

• Liên hệ chuyên viên kỹ thuật: Tuyệt đối không tự ý sửa chữa nếu không có chuyên môn, hãy liên hệ ngay với kỹ thuật viên điện có trình độ để được hỗ trợ xử lý sự cố.

Hy vọng những chia sẻ trên đây của Saigon Sinco đã giúp bạn đọc có được cái nhìn chi tiết về những thiết bị đóng cắt điện để có thể ứng dụng chúng trong đời sống, giúp hệ thống điện hoạt động an toàn, hiệu quả và bền bỉ. 

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: