Circuit breaker hay còn được gọi là aptomat, dân kĩ thuật ở trong ngành điện sẽ gọi nó với nhiều cái tên khác nhau như là cầu dao chống giật, aptomat chống giật hay là cầu dao chống rò dòng. Vậy Circuit Breaker là gì? Cấu tạo và chức năng của Circuit Breaker.
Circuit Breaker là gì?
Circuit breaker là một thiết bị được sử dụng để tự động kiểm tra dòng điện. Nó là một thiết bị bảo vệ dòng điện cho bạn, có khả năng phát hiện dòng điện đi và dòng điện về nếu như khi có chỉ số chênh lệch, nó sẽ tự động ngắt dòng điện.
Vậy nên đây là một công cụ cực kỳ hữu ích trong đời sống, nó sẽ thay con người giám sát và kiểm tra dòng điện liên tục, chỉ cần có sự biến đổi của dòng điện hoặc là có người bị điện giật thì sẽ lập tức tự động ngắt dòng điện mà không cần bạn trực tiếp phải ngắt.
Thị trường ngày nay càng lúc càng phát triển, kèm theo đó là sự xuất hiện của nhiều các loại Circuit breaker khác nhau, mỗi loại xuất hiện sẽ có một chức năng riêng và cấu trúc riêng biệt, Dưới đây là một số các loại thông dụng và được sử dụng phổ biến hiện nay
Cấu tạo của Circuit Breaker
Cấu tạo chính của CB gồm có 4 phần, đó là: Tiếp điểm bên trong CB, buồng dập hồ quang, cơ cấu truyền động cắt và móc bảo vệ.
Tiếp điểm bên trong CB được chia thành 2 loại:
- Loại CB có cấu tạo 2 cấp tiếp điểm: tiếp điểm chính và tiếp điểm hồ quang
- Loại CB có cấu tạo 3 cấp tiếp điểm: tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ và tiếp điểm hồ quang.
Tiếp điểm bên trong CB hoạt động
- Khi đóng mạch: Tiếp điểm hồ quang đóng => Tiếp điểm phụ => Tiếp điểm chính.
- Khi ngắt mạch: Tiếp điểm chính mở => Tiếp điểm phụ => Tiếp điểm hồ quang.
Buồng dập hồ quang
Về cấu tạo, thì một buồng dập hồ quang cơ bản bao gồm nhiều tấm thép xếp thành ngăn. Mục đích là chia nhỏ hồ quang để việc dập được tốt hơn. Để 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 kiểu 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).
Cơ cấu truyền động cắt CB
Thông thường có 2 cách đó là: cắt CB bằng tay và bằng cơ điện (điện từ, động cơ điện).
- Điều khiển bằng tay được thực hiện với các CB có dòng điện định mức từ 600A trở xuống.
- Điều khiển bằng điện từ (nam châm điện) được ứng dụng ở các CB có dòng điện lớn hơn (đến 1000A).
- Để tăng lực điều khiển bằng tay người ta 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.
Móc bảo vệ
CB tự động 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 (còn gọi là bảo vệ dòng điện cực đại) dùng 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 được đặt bên trong CB.
Nguyên lý hoạt động của Circuit Breaker
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 ứng 4 không hút .
Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ 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 nhả 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.
Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 11 và phần ứng 10 hút lại với nhau.Khi sụt áp quá mức, nam châm điện 11 sẽ nhả phần ứng 10, lò xo 9 kéo móc
8 bật 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.
