Máy cắt không khí: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Máy cắt không khí là thiết bị quan trọng trong hệ thống phân phối điện, được thiết kế để bảo vệ các mạch điện khỏi sự cố như quá tải, ngắn mạch hoặc lỗi nối đất. Để hiểu rõ hơn về thiết bị này, chúng ta sẽ cùng khám phá cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cắt không khí.
Giới thiệu về máy cắt không khí
Máy cắt không khí, hay còn gọi là ACB, là thiết bị bảo vệ mạch điện được sử dụng để ngắt mạch khi phát hiện sự cố như quá tải, ngắn mạch hoặc lỗi nối đất. Khi xảy ra sự cố, máy cắt không khí sẽ tự động ngắt mạch, bảo vệ hệ thống điện và các thiết bị kết nối khỏi những thiệt hại tiềm ẩn.
Máy cắt không khí đóng vai trò quan trọng trong hệ thống phân phối điện với các chức năng chính sau:
- Bảo vệ mạch điện: Máy cắt không khí bảo vệ mạch điện bằng cách ngắt mạch khi phát hiện sự cố, ngăn chặn những thiệt hại nghiêm trọng cho hệ thống điện và các thiết bị kết nối.
- Duy trì cung cấp điện liên tục: Khi máy cắt phát hiện và ngắt mạch nhanh chóng trong trường hợp xảy ra sự cố, nó giúp đảm bảo rằng các phần khác của hệ thống điện vẫn tiếp tục hoạt động bình thường.
- Tăng độ tin cậy và an toàn: Sự có mặt của máy cắt không khí giúp cải thiện độ tin cậy của hệ thống điện và bảo vệ an toàn cho người sử dụng cũng như thiết bị điện.
Thông số kỹ thuật cơ bản của máy cắt không khí
Dòng điện định mức
Dòng điện định mức là dòng điện mà máy cắt không khí có thể hoạt động liên tục mà không gây hư hỏng cho thiết bị. Đây là một trong những thông số quan trọng nhất khi lựa chọn máy cắt không khí:
Thông thường dao động từ 800A đến 6300A, tùy thuộc vào thiết kế và ứng dụng của máy cắt. Ví dụ:
- 800A: Thích hợp cho các hệ thống nhỏ và vừa.
- 1600A: Thích hợp cho các hệ thống trung bình.
- 4000A và 6300A: Thích hợp cho các hệ thống lớn và công nghiệp.
Điện áp làm việc
Điện áp làm việc của máy cắt không khí là mức điện áp mà thiết bị có thể hoạt động một cách an toàn và hiệu quả. Thường nằm trong khoảng từ 220V đến 690V AC (50/60Hz). Cụ thể:
- 220V: Thích hợp cho các hệ thống điện dân dụng và nhỏ.
- 380V: Phổ biến trong các hệ thống công nghiệp và thương mại.
- 690V: Dành cho các ứng dụng đặc biệt và công nghiệp nặng.
Khả năng cắt ngắn mạch
Khả năng cắt ngắn mạch là khả năng của máy cắt không khí ngắt mạch khi phát hiện dòng ngắn mạch, bảo vệ hệ thống điện khỏi các hư hỏng nghiêm trọng:
- Đơn vị đo lường: Khả năng cắt được đo bằng kiloampere (kA).
- Dải khả năng cắt ngắn mạch: Phụ thuộc vào loại máy cắt và ứng dụng cụ thể, ví dụ:
- 50kA: Thích hợp cho các hệ thống nhỏ và vừa.
- 65kA và 85kA: Thích hợp cho các hệ thống lớn và công nghiệp.
- 100kA và cao hơn: Thích hợp cho các hệ thống yêu cầu khả năng cắt ngắn mạch cực cao.
Cấu tạo của máy cắt không khí ACB
Bộ phận đóng cắt
Chức năng: Đóng và ngắt mạch điện.
Cấu tạo:
- Tiếp điểm chính: Được làm từ vật liệu dẫn điện tốt, chịu được dòng điện cao và ít hao mòn. Các tiếp điểm chính chịu trách nhiệm chính trong việc ngắt và đóng dòng điện.
- Tiếp điểm phụ: Hỗ trợ tiếp điểm chính, giúp giảm thiểu hao mòn và bảo vệ tiếp điểm chính.
Bộ phận dập hồ quang
Chức năng: Dập tắt hồ quang điện sinh ra khi ngắt mạch, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho quá trình ngắt mạch.
Cấu tạo:
- Buồng dập hồ quang: Chứa nhiều tấm kim loại song song (arc plates) giúp chia nhỏ và làm mát hồ quang.
- Tấm kim loại: Hấp thụ và phân tán nhiệt sinh ra từ hồ quang, giúp dập tắt hồ quang nhanh chóng.
Bộ phận điều khiển
Chức năng: Điều khiển quá trình đóng và ngắt mạch của ACB.
Cấu tạo:
- Motor: Sử dụng để đóng và ngắt mạch tự động hoặc điều khiển từ xa.
- Lò xo: Tạo lực để đóng ngắt mạch nhanh chóng và mạnh mẽ.
- Cơ cấu chốt: Giữ và giải phóng các lò xo, giúp kiểm soát quá trình đóng ngắt mạch.
Bộ phận bảo vệ
Chức năng: Bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố như quá tải, ngắn mạch, và lỗi nối đất.
Cấu tạo:
- Cảm biến: Đo lường các thông số như dòng điện, điện áp, và nhiệt độ.
- Rơle bảo vệ: Kích hoạt quá trình ngắt mạch khi phát hiện các sự cố, đảm bảo an toàn cho hệ thống điện và thiết bị.
>>>>Xem thêm: Hiểu về cầu dao bảo vệ dòng rò RCCB – Những điều cần biết!
Nguyên lý hoạt động của máy cắt không khí
Quá trình đóng mạch
- Khởi động: Khi có yêu cầu đóng mạch, motor hoặc lò xo sẽ tạo lực để đóng các tiếp điểm chính.
- Tiếp điểm phụ: Ban đầu các tiếp điểm phụ sẽ đóng trước để chuẩn bị cho tiếp điểm chính.
- Tiếp điểm chính: Sau khi tiếp điểm phụ đã đóng, tiếp điểm chính sẽ đóng lại, cho phép dòng điện chạy qua mạch.
Quá trình cắt mạch
- Phát hiện sự cố: Khi cảm biến hoặc rơle bảo vệ phát hiện sự cố (quá tải, ngắn mạch, lỗi nối đất), tín hiệu sẽ được gửi đến bộ phận điều khiển.
- Kích hoạt: Bộ phận điều khiển sẽ kích hoạt cơ cấu chốt để giải phóng lò xo hoặc motor, ngắt mạch bằng cách mở các tiếp điểm chính.
- Tiếp điểm phụ: Sau khi tiếp điểm chính mở, các tiếp điểm phụ cũng sẽ mở để hoàn tất quá trình ngắt mạch.
Cơ chế dập hồ quang điện
- Hình thành hồ quang: Khi các tiếp điểm chính mở ra, hồ quang điện sẽ hình thành do dòng điện chạy qua khoảng không giữa các tiếp điểm.
- Dập hồ quang: Buồng dập hồ quang với các tấm kim loại sẽ chia nhỏ và làm mát hồ quang.
- Chia nhỏ hồ quang: Các tấm kim loại trong buồng dập hồ quang sẽ chia nhỏ hồ quang thành các đoạn nhỏ hơn, giúp giảm nhiệt độ và dễ dập tắt hơn.
- Làm mát: Tấm kim loại hấp thụ nhiệt từ hồ quang, giúp làm mát và dập tắt hồ quang nhanh chóng.
- Dập tắt hoàn toàn: Sau khi hồ quang được chia nhỏ và làm mát, nó sẽ bị dập tắt hoàn toàn, hoàn tất quá trình ngắt mạch và bảo vệ hệ thống điện.
Các loại máy cắt không khí
Phân loại theo cấu trúc
- Loại cố định
Máy cắt không khí loại cố định có cấu trúc cố định và không thể di chuyển ra khỏi tủ phân phối điện. Các bộ phận của máy cắt được lắp đặt chắc chắn và không thể tháo rời để bảo trì hay thay thế một cách dễ dàng.
- Loại kéo ra được
Máy cắt không khí loại kéo ra được có thể tháo rời ra khỏi tủ phân phối điện để bảo trì hoặc thay thế mà không cần tháo toàn bộ hệ thống. Cấu trúc này giúp việc bảo trì và sửa chữa trở nên dễ dàng hơn.
Phân loại theo số cực
- 3 cực
Máy cắt không khí 3 cực được thiết kế để bảo vệ các mạch ba pha, thường được sử dụng trong hệ thống điện ba pha.
- 4 cực
Máy cắt không khí 4 cực được thiết kế để bảo vệ cả ba pha và dây trung tính, cung cấp sự bảo vệ toàn diện cho cả hệ thống điện ba pha và dây trung tính.
>>>>Xem thêm: Tìm hiểu chi tiết về thiết bị phân phối đầu cuối MCB, RCCB
Ứng dụng của máy cắt không khí
Trong công trình xây dựng
Máy cắt không khí được sử dụng để bảo vệ các mạch điện trong các công trình xây dựng, bao gồm cả hệ thống cấp điện chính và các phân đoạn phụ của hệ thống điện. Đảm bảo an toàn cho các hệ thống điện, bảo vệ khỏi các sự cố như quá tải, ngắn mạch và lỗi nối đất, và cung cấp khả năng phân phối điện ổn định cho toàn bộ công trình.
Trong hệ thống phân phối điện công nghiệp
Trong các nhà máy công nghiệp và cơ sở sản xuất, máy cắt không khí đóng vai trò quan trọng trong việc phân phối điện năng và bảo vệ các thiết bị khỏi các sự cố điện. Cung cấp bảo vệ mạnh mẽ cho hệ thống điện công nghiệp, giúp ngăn chặn sự cố lan rộng và bảo vệ các thiết bị quan trọng, từ đó nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống điện.
Trong các tòa nhà thương mại và dân dụng
Trong các tòa nhà văn phòng, trung tâm thương mại, và các công trình dân dụng khác, máy cắt không khí được sử dụng để bảo vệ hệ thống phân phối điện và cung cấp nguồn điện ổn định cho các khu vực sử dụng. Đảm bảo cung cấp điện liên tục và ổn định, bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố, và giúp duy trì an toàn cho người sử dụng cũng như các thiết bị điện trong tòa nhà.
Kết luận
Máy cắt không khí là một thiết bị bảo vệ thiết yếu trong hệ thống phân phối điện, giúp bảo vệ các mạch điện khỏi sự cố và duy trì sự ổn định của hệ thống điện. Với cấu tạo phức tạp và nguyên lý hoạt động hiệu quả, máy cắt không khí đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ an toàn cho hệ thống điện và các thiết bị kết nối. Việc hiểu rõ về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cắt không khí giúp nâng cao khả năng chọn lựa và bảo trì thiết bị, từ đó đảm bảo sự hoạt động ổn định và an toàn của hệ thống điện.
>>>> Xem thêm: Cuộn hút dự phòng Sinova Siemens là gì? Khám phá chi tiết
CÔNG TY TNHH THIẾT BỊ KỸ THUẬT ÁNH DƯƠNG
Địa chỉ: 86 đường số 6, phường 15, Quận Gò Vấp, TPHCM
Email 1: hoang.vo@anhduongtech.com
Hotline/Zalo: 0916493365 (Mr Hoàng)
Email 2: Kiet.nguyen@anhduongtech.com
Hotline/Zalo: 0933248988 (Mr Kiệt)
Website: handtool.com.vn
