Năm thông số quan trọng cần lưu ý khi chọn aptomat khối

Aptomat khối (máy cắt điện khối cách điện không khí vỏ nhựa) được sử dụng rộng rãi trong ngành phân phối điện hạ thế và được dùng để cắt hoặc cách ly dòng điện sự cố trong phạm vi bình thường và định mức nhằm đảm bảo an toàn cho đường dây và thiết bị.

Các chế độ ngắt thường gặp của aptomat vỏ nhựa là ngắt từ đơn, ngắt từ - nhiệt (ngắt phức hợp) và ngắt điện tử.

Ngắt từ đơn nghĩa là aptomat chỉ ngắt khi xảy ra sự cố ngắn mạch trên đường dây. Chúng ta thường dùng loại aptomat này trong mạch máy sưởi hoặc mạch động cơ đã có chức năng bảo vệ quá tải.

Ngắt từ - nhiệt ngắt khi xảy ra sự cố ngắn mạch trên đường dây hoặc khi dòng điện đường dây vượt quá dòng điện định mức của aptomat trong thời gian dài. Do đó, nó còn được gọi là ngắt phức hợp và thường được dùng trong các tình huống phân phối điện thông thường.

Ngắt điện tử là một công nghệ đã hoàn thiện xuất hiện trong những năm gần đây. Aptomat có ngắt điện tử cho phép điều chỉnh dòng ngắt từ, dòng ngắt nhiệt và thời gian ngắt. Chúng phù hợp với nhiều tình huống hơn, nhưng chi phí aptomat cao.

Ngoài ba loại bộ ngắt trên, còn có một loại aptomat chuyên dùng để bảo vệ mạch động cơ. Dòng ngắt từ của nó thường lớn hơn 10 lần dòng điện định mức để tránh dòng đỉnh khi động cơ khởi động và đảm bảo động cơ khởi động êm. Không được dịch chuyển aptomat.

Vì người dùng không có hiểu biết sâu sắc hoặc toàn diện về đặc điểm và yêu cầu kỹ thuật của aptomat khối, một số khái niệm dễ bị nhầm lẫn với nhau, và thường xảy ra một số sai lệch cùng hiểu nhầm trong ứng dụng thực tế. Biên tập viên của Tongyida dưới đây giới thiệu chi tiết các thông số quan trọng mà người dùng cần lưu ý khi chọn và sử dụng aptomat khối, để giúp người dùng lựa chọn và sử dụng aptomat khối một cách hợp lý.

Năm thông số quan trọng cần chú ý khi chọn aptomat khối

1. Cấp khung của aptomat

　　Dòng điện định mức của cấp khung aptomat là dòng điện định mức của bộ ngắt lớn nhất có thể lắp vào một khung và vỏ nhựa có cùng kích thước cơ bản.

　　Dòng điện định mức của aptomat là dòng điện mà bộ ngắt trong aptomat có thể cho qua trong thời gian dài, còn được gọi là dòng điện định mức của bộ ngắt aptomat.

　　Trong cùng một dòng sản phẩm có nhiều dòng điện định mức thuộc nhiều cấp khung, và trong cùng một dòng điện định mức của một cấp khung lại có nhiều dòng điện định mức. Ví dụ, dòng DZ20 có các dòng điện định mức theo khung là 100, 225, 400, 630, 800 và 1250, trong khi dòng điện định mức của khung 100 bao gồm 16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A, 80A và 100A; dòng điện định mức của cấp khung 225A bao gồm các dòng điện định mức 100A, 125A, 160A, 180A, 200A và 225A. Cả DZ20-100 và DZ20-225 đều có dòng điện định mức 100A ở cả hai cấp khung, nhưng thể tích, hình dạng và khả năng cắt của aptomat lại khác nhau. Do đó, khi lựa chọn, phải ghi đầy đủ model, tức là dòng điện định mức của aptomat trong dòng điện định mức của cấp khung cụ thể. Phân cấp dòng điện định mức được chọn theo hệ số ưu tiên (1,25): một mặt, nó phù hợp và đáp ứng nhu cầu về dòng điện định mức tối đa của mạch và linh kiện điện; mặt khác, là để tiêu chuẩn hóa nhằm đạt được lợi ích tốt nhất khi sử dụng dây và gia công. Do đó, các cấp mà nó quy định là: 3(6), 8, 10, 12,5, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400A, v.v. Do quy định này, khi phụ tải tính toán của đường dây là 90A thì chỉ có thể chọn loại 100A, điều này phần nào ảnh hưởng đến hiệu suất bảo vệ của nó.

　　Giá trị đặt dòng của bộ ngắt (thiết bị nhả) là giá trị dòng điện tác động mà bộ ngắt được điều chỉnh tới. Nó chỉ bội số của dòng điện định mức In và chính là giá trị dòng điện tác động. Ví dụ, nếu dòng quá tải được điều chỉnh đến 1,2; 1,3; 5 hoặc 10 lần dòng điện, thì được viết là Ir=1,2In, 1,3In, 5In, 10In, v.v. Ngày nay, dòng điện định mức trễ dài do quá tải của một số bộ ngắt điện tử có thể điều chỉnh được. Dòng điện sau khi điều chỉnh thực ra vẫn là dòng điện định mức, tức là dòng điện tối đa có thể đi qua trong thời gian dài.

　　Dòng điện làm việc định mức là dòng điện làm việc thực tế của các tiếp điểm dưới một điện áp làm việc nhất định khi aptomat được trang bị tiếp điểm phụ (phụ kiện). Dòng điện này là 3 A hoặc 6 A và được dùng cho mạch điều khiển và bảo vệ.

2. Điện áp cách điện định mức

　　Điện áp cách điện định mức là giá trị điện áp mà aptomat được thiết kế cho. Khoảng cách điện trong không khí và khoảng cách bề mặt (creepage) cần được xác định tham chiếu theo giá trị này. Một số aptomat không ghi rõ điện áp cách điện định mức. Giá trị lớn nhất của điện áp làm việc định mức nên được coi là điện áp cách điện định mức. Trong mọi trường hợp, điện áp làm việc định mức tối đa không vượt quá điện áp cách điện định mức. Điện áp cách điện định mức của aptomat giống với điện áp thử tần số công nghiệp. Xem Bảng 1.

　　Điện áp làm việc định mức là giá trị điện áp liên quan đến khả năng cắt và cấp sử dụng. Điện áp làm việc định mức của aptomat khối phần lớn là 50Hz, 380V, nhưng cũng có loại 50Hz, 600V; aptomat khối có điện áp làm việc định mức 380V, 50Hz tuyệt đối không cho phép sử dụng điện áp nguồn 660V hoặc 1140V.

　　Điện áp nguồn điều khiển định mức là điện áp khi aptomat khối được trang bị phụ kiện cuộn ngắt và cơ cấu điện. Có hai loại điện áp: AC và DC. Khi chọn, nhất định phải ghi rõ AC hoặc DC.

3. Khả năng cắt ngắn mạch tới hạn định mức

　　Khả năng cắt ngắn mạch tới hạn định mức là khả năng cắt trong các điều kiện quy định. Sau khi vận hành theo các quy trình thử nghiệm đã quy định, aptomat vẫn tiếp tục mang dòng điện định mức của nó bất kể tình trạng nào.

　　Khả năng cắt ngắn mạch làm việc định mức là khả năng cắt trong các điều kiện quy định. Sau khi tuân theo các quy trình thử nghiệm đã quy định, phải coi rằng aptomat vẫn tiếp tục mang dòng điện định mức của nó.

　　Để đáp ứng nhu cầu của những người dùng khác nhau, hiện nay nhiều nhà sản xuất aptomat trong nước chia khả năng cắt ngắn mạch của cùng một dòng điện định mức cấp khung thành các cấp khác nhau. Ví dụ, CM1-100 của Changshu Switch Factory được chia thành loại cơ bản C (25~35kA), loại tiêu chuẩn L (35～50kA), loại cắt cao M (50～75kA), loại cắt cao H (85～100kA). Khi lựa chọn, người dùng phải đảm bảo khả năng cắt ngắn mạch giới hạn (ultimate) của aptomat đáp ứng được dòng ngắn mạch dự kiến của đường dây. Không cần thiết phải thêm một cách nhân tạo hệ số an toàn để tránh lãng phí.

　　Giá trị của khả năng cắt ngắn mạch làm việc định mức có thể là 25%, 50%, 75% hoặc 100% khả năng cắt ngắn mạch tới hạn định mức. Hầu hết aptomat là từ 50% đến 75%, và một số ít đạt 100% (Ics=Icu). Ví dụ như các sản phẩm NS của Công ty Merlin Gerin thuộc Schneider của Pháp.

4. Chức năng phụ kiện

　　Là dẫn xuất và bổ sung cho chức năng của aptomat, các phụ kiện bổ sung phương tiện điều khiển và mở rộng chức năng bảo vệ cho aptomat. Chúng là một phần không thể thiếu và quan trọng của aptomat. Chúng chủ yếu bao gồm tiếp điểm phụ, tiếp điểm báo động, bộ ngắt shunt, bộ ngắt điện áp thấp (undervoltage), cơ cấu điều khiển điện, tay quay điều khiển bên ngoài và các phụ kiện khác.

　　1) Tiếp điểm phụ chủ yếu được dùng để hiển thị trạng thái đóng và mở của aptomat nhưng không thể hiển thị liệu nó đã ngắt do sự cố hay chưa. Nó được nối vào mạch điều khiển của aptomat. Đối với aptomat khối có dòng điện định mức khung là 100, đây là tiếp điểm chuyển đổi một điểm ngắt. Loại 225 trở lên có kết cấu tiếp điểm cầu, với dòng điện gia nhiệt quy ước là 3A; các khung có dòng điện định mức từ 400 trở lên có thể được trang bị hai tiếp điểm thường mở và hai tiếp điểm thường đóng, với dòng điện gia nhiệt quy ước là 6A.

　　2) Tiếp điểm báo động chủ yếu được dùng để ngắt tự do khi tải của aptomat gặp sự cố quá tải, ngắn mạch hoặc kém áp. Dòng điện làm việc của tiếp điểm báo động là: AC380V, 0,3A, DC220V, 0,15A, thường không vượt quá 1A, trong khi dòng điện gia nhiệt có thể từ 1 đến 2,5A.

　　3) Cuộn ngắt điện từ là một phụ kiện dùng để điều khiển mở từ xa. Điện áp của nó có thể độc lập với điện áp mạch chính. Cuộn ngắt điện từ là một hệ thống làm việc ngắn hạn. Thời gian cấp điện cho cuộn dây thường không được vượt quá 1s, nếu không cuộn dây sẽ bị cháy. Để tránh cuộn dây bị cháy, một công tắc vi mô được nối nối tiếp với cuộn dây của cuộn ngắt điện từ của aptomat khối. Khi cuộn ngắt điện từ được cấp điện và phần ứng đóng lại, công tắc vi mô chuyển từ trạng thái thường đóng sang trạng thái thường mở. Do mạch điều khiển của nguồn cấp cho cuộn ngắt bị cắt, cho dù có ấn nút bằng tay thì cuộn ngắt cũng sẽ không còn được cấp điện nữa. Điều này tránh cho cuộn dây bị cháy và công tắc vi mô trở về vị trí thường đóng khi aptomat được đóng lại. Cuộn ngắt có nhiều loại điện áp điều khiển và tần số nguồn khác nhau, có thể được sử dụng trong các trường hợp khác nhau và với các nguồn cấp khác nhau.

　　4) Cuộn ngắt kém áp được dùng để bảo vệ điện áp lâu dài cho đường dây và thiết bị điện. Khi sử dụng, cuộn dây của cuộn ngắt kém áp được nối vào phía nguồn của aptomat. Aptomat không thể đóng lại cho đến khi cuộn ngắt kém áp được cấp điện, nếu không aptomat không thể đóng được. Người dùng nên xác nhận xem điện áp làm việc của đường dây và của cuộn ngắt kém áp có nhất quán hay không. Phạm vi làm việc của kém áp là (70%~35%)Un. Cuộn ngắt kém áp cũng có nhiều loại điện áp làm việc định mức và tần số nguồn khác nhau, có thể được chọn cho các trường hợp và nguồn cấp khác nhau.

　　5) Cơ cấu truyền động điện được dùng để điều khiển tự động aptomat cũng như đóng và mở từ xa. Có hai loại là cơ cấu truyền động điện và cơ cấu truyền động điện từ: cơ cấu truyền động điện được dẫn động bằng động cơ điện và thường phù hợp với aptomat có khung định mức từ 400A trở lên. Cơ cấu truyền động điện từ phù hợp với aptomat có khung định mức từ 225A trở xuống.

5. Khoảng cách phóng điện

　　Khi aptomat cắt một dòng ngắn mạch lớn, sẽ sinh ra hồ quang khi các tiếp điểm động và tĩnh tách rời nhau. Một phần hồ quang hoặc khí bị ion hóa được phun ra từ cửa thoát hồ quang ở đầu nguồn của aptomat. Bản thân hồ quang là một dòng điện khổng lồ, có thể dễ dàng gây ra tai nạn ngắn mạch pha-pha và ngắn mạch chạm đất giữa các dây dẫn trần với các phần mang điện hở và "đất" (vỏ kim loại của thiết bị nguyên bộ được nối đất). Để đảm bảo an toàn, người dùng nên giữ một khoảng cách nhất định dựa trên dữ liệu được nhà sản xuất cung cấp trong catalog hoặc hướng dẫn sử dụng. Nếu khoảng cách chiều cao giữa các hộp và tủ phân phối không đủ, có thể chọn các sản phẩm có khoảng cách phóng điện nhỏ hoặc bằng không để đảm bảo an toàn điện.