CB (viết tắt từ tiếng Anh Circuit Breaker) hay còn gọi là Aptomat (tiếng Liên Xô), Disjonteur (tiếng Pháp).
CB là khí cụ điện dùng để tự động cắt mạch điện khi có sự cố: quá tải, ngắn mạch, sụt áp v.v... CB thường được sử dụng trong các mạch điện hạ áp có điện áp định mức tới 660V xoay chiều và 330V một chiều, dòng điện định mức tới 6000A.
 |
| Minh họa: CB |
Yêu cầu đối với CB như sau:
- Chế độ làm việc định mức của CB phải là chế độ dài hạn
- CB phải cắt được trị số dòng ngắn mạch lớn có thể lên đến hàng chục kA. Sau khi cắt vẫn phải đảm bảo làm việc tốt ở trị số dòng điện định mức.
- CB phải có thời gian cắt bé.
Cấu tạo
Tiếp điểm
CB thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang).
Hồ dập hồ quang
Đề 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 nửa 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 tiện cho việc dập tắt hồ quang.
Cơ cấu truyền động cắt CB
Truyền động cắt thường có 2 cách: Bằng tay và bằng cơ điện (điện từ, đóng cơ điện).
Điều khiển 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 cho các CB có dòng điện lớn hơn (đến 1000A).
Để tăng lực điều khiển bằng tay 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.
CB tự đóng 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 không 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 BC.
Móc điện tử 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 phép thì phần ứng bị hút và nóc sẽ dập vào khớp rơi tự do, làm tiếp điểm của CB mở ra. Điều chỉnh vít đểthay đổi lực kháng lò xo, ta có thể điều chỉnh được trị số dòng điện tác 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 tử và móc kiểu rơle nhiệt trong một CB. Loại này được dùng ở CB có dòng điện định mức đến 600A.
Móc bảo vệ sụt áp (còn gọi là bảo vệ điện áp thấp) cũng thường dùng kiểu điện tử. Cuộn dây mắc song song với mạch chính, cuộn dây này được quấn ít vòng với dây tiết diện nhỏ chịu điện áp nguồn.
Nguyên lý hoạt động
Sơ đồ nguyên lý của CB dòng điện cực đại
 |
| CB dòng điện cực đại |
Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm với tiếp điểm động.
Bật CB ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần cứng 4 không hút.
Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện tử ở nam châm điện 5 lớn hơn lực lò xo 6 làm cho nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 xuống làm bật nhà móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt.
 |
| CB điện áp thấp |
Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 11 và phần cứng 10 hút lại với nhau.
Khi sụt áp quá mức, nam châm điện 11 sẽ nhả phần cứng 10, lò xo 9 kéo móc 8 lên, móc 7 thả tự do, thả lỏng, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt.
Theo kết cấu người ta chia CB làm 3 loại
- Một cực
- Hai cực
- Ba cực
Theo thời gian thao tác:
- Tác động không tức thời
- Tác động tức thời
Tùy theo công dụng bảo vệ
- CB cực đại theo dòng điện
- CB cực tiểu theo điện áp
- CB dòng điện ngược...
Việc lựa chọn CB chủ yếu dựa vào:
- Dòng điện tính toán đi trong mạch
- Dòng điện quá tải
- CB thao tác phải có tính chọn lọc
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét