TÌM HIỂU về KCĐ ĐÓNG NGẮT bảo vệ DÒNG rò RCCB hạ áp tên gọi, cấu tạo, HÌNH ẢNH THỰC tế và THAM số kỹ THUẬT NGUYÊN lý vận HÀNH THIẾT bị và MẠCH điện

CẦU DAO TỰ ĐỘNG - CB CHỐNG GIẬT Cầu dao điện tự động chống giật hay còn được gọi với nhiều cái tên khácnhau như thiết bị đóng cắt tự động chống giật, Aptomat chống giật, CBchống giật… hi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

cô và các bạn sinh viên Em xin chân thành cảm ơn.

2

LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Đất nước đang càng ngày càng phát triển, quá trình công nghiệp hoá, hiệnđại hoá đang diễn ra mạnh mẽ Để thực hiện được thì phải có nguồn nănglượng, mà điện năng chiếm một vai trò rất quan trọng Điện năng cung cấpcho mọi ngành, mọi lĩnh vực, mọi đối tượng Tuy nhiên, trong quá trình sửdụng điện thì không thể tránh khỏi những sự cố, rủi ro xảy ra như hiệntượng quá điện áp, quá dòng điện, hiện tượng ngắn mạch Để đảm bảo vấn

đề an toàn tính mạng cho con người, bảo vệ các thiết bị điện và tránhnhững tổn thất kinh tế có thể xảy ra thì khí cụ điện ngày càng được đòi hỏinhiều hơn, chất lượng tốt hơn và luôn đổi mới công nghệ Cùng với sự pháttriển của khoa học kỹ thuật thì các loại khí cụ điện hiện đại được sản xuất

ra luôn đảm bảo khả năng tự động hoá cao, trong đó CB chống giật cũngkhông nằm ngoài mục đích đó Chính vì vậy mà nghiên cứu, thiết kế CBchống giật nói chung và RCCB nói riêng là đặc biệt quan trọng nhằm tránhnhững sự cố đáng tiết có thể sẽ xảy ra

3

lOMoARcPSD|10162138

MỤC LỤC

I CẦU DAO TỰ ĐỘNG - CB CHỐNG GIẬT 5

II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RCCB 5

1 Định nghĩa 5

2 Hình ảnh thực tế 6

3 Thông số kỹ thuật 8

4 Nguyên lí hoạt động 9

5 Cấu tạo RCCB 10

6 Phân loại RCCB 11

7 Ưu và nhược điểm khi sử dụng RCCB 12

III ĐẶC TÍNH BẢO VỆ CỦA RCCB 12

IV ỨNG DỤNG CỦA RCCB 13

V LỰA CHỌN RCCB PHÙ HỢP 15

1 Với gia đình 15

2 Với xưởng sản xuất 15

3 Các nguyên tắc bảo vệ thiết bị điện hiệu quả 15

VI LƯU Ý KHI SỬ DỤNG RCCB 16

VII MỘT SỐ LOẠI CB CHỐNG DÒNG RÒ KHÁC 17

1 RCBO 17

a Chức năng RCBO 18

b Cấu tạo 19

c Nguyên lý hoạt động 22

d Các loại RCBO phổ biến 22

2 ELCB 24

a Chức năng của ELCB 25

b Cấu tạo 26

c Nguyên lý hoạt động 27

VIII PHÂN BIỆT RCCB VỚI RCBO 27

IX MỘT SỐ NGUYÊN NHÂN GÂY CHÁY NỔ CB VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 28

1 Nguyên nhân CB bị cháy 28

2 Giải pháp khắc phục CB bị cháy 29

4

I CẦU DAO TỰ ĐỘNG - CB CHỐNG GIẬT

Cầu dao điện tự động chống giật hay còn được gọi với nhiều cái tên khácnhau như thiết bị đóng cắt tự động chống giật, Aptomat chống giật, CBchống giật… hiện là loại thiết bị điện không thể thiếu trong bất kì hệthống điện dân dụng nào, vì sự chắc chắn và đảm bảo an toàn, chốngcháy nổ khi sử dụng điện trong sinh hoạt hàng ngày Trong đó, loại cầudao điện – CB chống giật là loại cầu dao ngoài tác dụng đảm bảo an toàn

và bảo vệ mạch điện cũng như các thiết bị điện trong nhà bạn thì còn cóchức năng chống giật, đảm bảo an toàn cho người sử dụng khi gặp phải

sự cố

CB chống giật là loại thiết bị đóng cắt được sản xuất và ứng dụng trongcác hệ thống điện từ dân dụng cho đến các công trình công cộng, các hệthống điện công nghiệp, giúp kiểm soát, rà soát những dòng điện quá tảihoặc ngắn mạch, hoặc rò rỉ điện, qua đó đưa ra quyết định đóng ngắtdòng điện hợp lý, bảo vệ dòng điện cũng như mạng điện và các loại thiết

bị điện, đặc biệt rất hiệu quả trong việc chống chập điện, hạn chế cháy

nổ CB chống giật hay cầu dao điện tự động được thiết kế với một roleđiện từ nên khả năng nhạy điện của thiết bị này rất cao, tự động ngắtmạch điện nhanh chóng và chính xác nên việc bảo vệ và phòng chốngchập cháy cực kì hiệu quả, bên cạnh đó, điểm nhảy tiếp xúc trong nhữngsản phẩm tự động này không phụ thuộc vào các trường hợp gạt tay củangười sử dụng giúp cho các thiết bị điện có độ chính xác cao hơn, vàcũng có tuổi thọ sử dụng cao hơn

5

lOMoARcPSD|10162138

Phân loại:

 Át chống giật dạng tép RCCB (Residual Current Circuit Breaker)

 Aptomat chống giật dạng tép có bảo vệ quá tải RCBO (Residual Circuit Breaker with Overcurrent protection)

 Át chống giật dạng khối có bảo vệ quá tải ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker)

6

II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RCCB

Các kích cỡ phổ biến MCB 2P và 4P Chúng có tác dụng chính là ngănngừa những nguy cơ hỏa hoạn có thể xảy ra khi có sự cố rò dòng trongmạch điện để bảo vệ người dùng trước nguy cơ điện giật

RCCB khác MCB ở chỗ là không có tính năng bảo vệ quá tải dòng điệnnhư, các bạn cần lưu ý để không bị nhầm lẫn giữa 2 thiết bị này

RCCB thường được lắp đặt để bảo vệ chống giật trong từng tầng của cănnhà hoặc có thể cho toàn bộ hệ thống điện Để đảm bảo an toàn cho thiết bịhoạt động hiệu quả cần sử dụng hệ thống dây dẫn điện được luồn trong đi

âm tường

lOMoARcPSD|10162138

2 Hình ảnh thực tế

6

lOMoARcPSD|10162138

3 Thông

số kỹ thuật

8

 RCCB có số pha: 2P và 4P.

 Dòng ngắn mạch tối đa là 4,5kA và 6kA

 Điện áp hoạt động: 220V đến 440V

 Dải dòng điện định mức In lần lượt là: 25A, 40A, 60A, 100A

 Độ nhạy dòng rò phân theo 3 cấp độ: độ nhạy cao (HS) 6-10-30mA, độ nhạytrung bình (MS): 0.1-0.3-0.5-1A; độ nhạy thấp (LS): 3-10-30A

 Điện áp định mức: loại 2 cực: 125/230V 60Hz; loại 4 cực: 230/400V 60Hz

50- Thời gian cắt mạch:

9

lOMoARcPSD|10162138

 Tính chất của dòng điện rò

Có 3 loại:

Loại AC: Dòng điện rò xoay chiều dạng sin

Loại A, B:

- Dòng điện rò xoay chiều dạng sin

- Dòng điện rò 1 chiều dạng xung

- Dòng điện rò 1 chiều dạng xung có thêm thành phần 1 chiều bằng phẳng0.006A (có hoặc không có điều khiển góc, không phụ thuộc vào cực tính)

 Đặc tính ampe giây của RCCB

Đặc tính ampe giây của RCCB là quan hệ giữa dòng điện rò I và thời giantác động với tham số là độ nhạy

10

Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com)

Thông số của RCCB LEXIC 2 cực như sau:

Dòng điện định mức In: 16/25/32/40/63/80/100A

Độ nhạy: 10/30/100/300/500mA (tác động với dòng rò)

Loại (theo tính chất dòng điện rò)

 AC dòng điện rò xoay chiều dạng sin

 A dòng điện xoay chiều có thành phần DC

 In 16/25/32/40A Im=500A

 In 63A Im=630A

 In 80A Im=800A

 In 100A Im=1000ADòng điện ngắn mạch định mức có điều kiện Inc=10kA theo tiêu chuẩnEN/IEC61008-1

Điện áp xung có thể chịu được Uimp=6kV

4 Nguyên lí hoạt động

RCCB sẽ bảo vệ và ngăn chặn các sự cố về điện có thể xảy ra dựa trên nguyên tắc

so sánh dòng điện đi và về trên dây dẫn

Theo đó thì dòng điện bình thường không bị rò rỉ là dòng điện có chỉ số dòng điện

về trên dây dẫn bằng nhau Trường hợp nếu xảy ra hiện tượng chênh lệch của chỉ

số ở hai dòng điện đi và dòng điện về Tức là trong hệ thống dây đã xuất hiện hiệntượng rò rỉ điện

12

Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com)

RCCB được trang bị khả năng cắt ngắn mạch Vì thế khi xảy ra rò rỉ điện RCCB sẽthực hiện tự động ngắt mạch rò rỉ điện ra khỏi mạng điện để bảo vệ các thiết bịđiện và sự an toàn cho người sử dụng.

5 Cấu tạo RCCB

Cấu tạo chính bao gồm 2 phần:

 Bộ phận đóng cắt mạch: chức năng chính là bảo vệ chống quá tải và chốngngắn mạch Chúng có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương tự như CB

Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com)

lOMoARcPSD|10162138

 Bộ chức năng đóng dòng điện rò: bộ phận này có 2 cơ cấu là cơ cấu pháthiện dòng điện rò Và cơ cấu so sánh khuếch đại dòng điện rò.

6 Phân loại RCCB

Phân loại theo tín hiệu nguồn:

 Type AC: Chỉ dành cho dòng điện dư xoay chiều Các thành phần dòn điện

một chiều (DC) có thể sẽ giảm độ nhạy và không tác động (theo IEC / EN61008)

 Type A: Ngoài các đặc điểm loại AC, loại A còn phát hiện dòng dư xung

DC Các dạng song như vậy có thể do mạch chỉnh lưu diode hoặc thyristortrong các tải điện tử gây ra

14

Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com)

 Type F: Ngoài các đặc tính phát hiện dòng rò của loại A, loại F còn được

thiết kế đặc biệt để bảo vệ mạch nơi có thể sử dụng các trình điều khiển tốc

độ 1 pha của động cơ Trong các mạch này, dạng song của dòng điện dư cóthể là tổng hợp của nhiều số

 Type B: Loại B có thể phát hiện dòng dư AC hình sin, DC xung, hỗn hợp đa

tần số cũng như dòng dư DC Loại B được thiết kế để sử dụng cho các tải có

bộ chỉnh lưu ba pha, chẳng hạn như các bộ biến tần, trạm sạc và thiết bị ytế…

Phân loại theo số cực: 2 cực, 4 cực.

Phân loại theo giá trị dòng dò: 30mA, 100mA, 300mA.

III ỨNG DỤNG CỦA RCCB

Trên lý thuyết cơ bản thì RCCB có độ nhạy cảm khá cao (30mA) nên khi sử dụngcần kết hợp với nối đất để bảo vệ Tăng khả năng chống giật điện do tiếp xúc giántiếp

Loại RCCB có độ nhạy thấp hơn (100mA) sẽ thường được dùng trong các trườnghợp bảo vệ dự phòng Phục vụ cho phòng chống cháy nổ, không đủ tác động bảo

quả nhất Thì yêu cầu hệ thống dây điện âm tường cần được đi ống luồn dây điện

có khả năng cách điện

Được sử dụng phổ biến nhất là 3 loại: 30mA, 100mA và 300mA

Đối với từng tầng nhà hoặc nhà ở có diện tích nhỏ Thì thường sẽ sử dụng loại cómức độ bảo vệ nhẹ như 30mA

Trường hợp sử dụng cho toàn bộ căn nhà với diện tích lớn thì nên sử dụng loại có

độ bảo vệ 100- 300mA Lựa chọn sử dụng loại nào sẽ tùy thuộc từng diện tích, sốlượng thiết bị của từng căn nhà khác nhau

IV LỰA CHỌN RCCB

1 Nguyên tắt cơ bản

- Bảo vệ con người chống giật thì RCCB phải có độ nhạy 10mA-30mA RCCB có độ nhạy 10mA được sử dụng cho bệnh viện, nhà dưỡng lão, nhữngnơi ẩm ướt, ẩm thấp

- Bảo vệ chống cháy: RCCB dùng để chống cháy có độ nhạy dòng rò tối đa là 300mA, loại A hoặc B

- Lắp đặt SRCD (ổ cắm có lắp RCD) trong những trường hợp sau:

+ Ổ cắm điện được lắp đặt trong hệ thống điện tiếp đất TT

+ Ổ cắm điện được lắp trong phòng ngủ có buồng tắm

+ Ổ cắm trên những thiết bị điện xách tay sử dụng ngoài trời

+ Ổ cắm đặt tại bể bơi

- RCD phải được kiểm tra sự làm việc và thời gian cắt

- Những thiết bị điện và những nơi qui định cần dùng RCCB là:

16

Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com)

Tên gọi Độ nhạy, I

Những nơi có nguy cơ phát sinh cháy ≤30mA/300mA

Điện trở nhúng trong nước để làm

2 Những yếu tố ảnh hưởng đến sự làm việc của RCD

 Sử dụng CB nếu dòng ngắn mạch có giá trị lớn hoặc sử dụng

 Sử dụng RCCB khi không thể xác định chính xác giá trị của tổng trở củamạch và dòng điện sự cố quá nhỏ mà CB không thể cắt mạch với thời gianđúng theo quy định

Hệ thống IT

Trong hệ thống IT, thiết bị được cách ly với đất, hoặc trung tính của nguồn cungcấp điện được nối với đất qua tổng trở có giá trị tổng trờ lớn; tất cả những phần tửdẫn điện lộ diện đều được nối đất qua điện cực nối đất

17

Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com)

lOMoARcPSD|10162138

Trong hệ thống IT, khi có sự cố chạm đất thứ nhất thì không cần phải cắt mạch.Trường hợp có hai sự cố đồng thời (không cùng trên một pha) xảy ra thì phải cắtmạch nhanh bằng CB hoặc cầu chì; trong trường hợp đặt biệt có thể dùng RCCBcho mỗi mạch điện để bảo vệ chống tiếp xúc gián tiếp.

b Ảnh hưởng của dòng điện rò

Có nhiều loại dòng điện rò ảnh hưởng đến sự làm việc của RCD:

 Dòng điện rò tần số công nghiệp (50Hz hoặc 60Hz)

 Dòng điện rò quá độ

 Dòng điện rò tần số cao

Những loại dòng điện rò này có thể là tự nhiên, chạy qua những điện dung rò củadây dẫn của thiết bị điện, hoặc có thể là do chủ định, nghĩa là do việc sử dụngnhững bộ lọc điện dung đặt trong bộ nguồn của thiết bị điện tử (như máy tính, thiết

bị điều tốc v.v…)

c Ảnh hưởng của thiết bị bảo vệ chống xung áp (SPD)

Xung áp có giá trị vài nghìn vôn sinh ra trong quá trình đóng cắt mạch điện hoặckhi có sét SPD được sử dụng để bảo vệ thiết bị điện và hệ thống điện chống xung

áp SPD có công dụng là hạn chế giá trị của xung áp, từ đó còn có tên gọi là Thiết

bị hạn chế xung áp

3 Đặc điểm của hệ thống và phụ tải

 Khi chọn RCCB phải chú ý đến những đặc điểm sau đây của hệ thống vàphụ tải:

 Hệ thống cung cấp điện, TN-C-S, TT hoặc IT

 Điện áp cung cấp và tần số

18

Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com)

 Dòng điện phụ tải lớn nhất chạy qua RCD

 Phụ tải chỉ là phụ tải dòng điện xoay chiều hoặc phụ tải có bộ chỉnh lưu haykhông

 RCD được sử dụng để bảo vệ chống tiếp xúc trực tiếp hay chống tiếp xúcgián tiếp, hay chống hỏa hoạn

 Dòng điện rò tự nhiên ở phía hạ nguồn của RCCB

 Các RCCB có cần được phối hợp theo tầng hay không

có độ ẩm cao thì nên chọn dòng 100mA

Với xưởng sản xuất

Đặc trưng ở các nhà xưởng sản xuất là sử dụng nhiều thiết bị, máy móc bằng kimloại nên cần điện áp lớn hơn

Diện tích nhà xưởng nên sử dụng nguồn điện 3 P + N để ổn định hoặc cũng có thểchọn 4P (3L + 1N) Lựa chọn RCCB có dòng định mức phù hợp với từng nơi lắp.đặt Ở nhà xưởng sản xuất nên lựa chọn thiết bị rò dòng công suất lớn đó là300mA

19

Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com)

lOMoARcPSD|10162138

5 Những lưu ý khi sử dụng CB chống dòng rò

 Tuyệt đối không lắp đặt CB chống dòng rò ở những nơi ẩm ướt

 Nếu lắp cho bình nước nóng thì nên đặt ở ngoài nhà tắm

 Trước khi sử dụng CB chống dòng rò cần test kỹ và thường xuyên test 1tháng/lần Để kiểm tra là nhấn vào nút có chữ “Test” hoặc “T” trên thânRCCB

 Trong quá trình lắp đặt CB chống dòng rò nên thực hiện đúng cách Đảmbảo phía trên aptomat là điện vào, phía dưới là điện áp ra tải

V LƯU Ý KHI SỬ DỤNG RCCB

Không nên chủ quan đã có lắp thiết bị chống điện giật trong gia đình mà sử dụngmột cách cẩu thả những thiết bị điện Thực ra RCCB chỉ ngắt điện hoàn toàn khi tachạm vào dây nóng (hot line) và phần còn lại của cơ thể đang tiếp đất Nhiều ngườimặc dù đã đứng trên ghế gỗ, không tiếp xúc với đất nhưng vẫn bị điện giật do lúcthao tác sửa chữa, vô tình chạm vào 2 dây nóng và nguội của bảng điện, songRCCB vẫn không ngắt điện

Khi thiết bị hoặc đường dây có sự cố rò rỉ thì CB sẽ ngắt Lúc đó chúng ta khôngnên nóng vội mà chuyển contact chọn dòng rò về vị trí OFF (với loại điều chỉnhđược nhiều cấp dòng rò) Cần xem xét kỹ phần nào bị rò điện và phải đặt việc sửachữa lại chỗ đó lên ưu tiên hàng đầu, không nên vô hiệu hóa chức năng chống điệngiật của CB trong một thời gian quá lâu

20

Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com)

Trong toàn bộ quá trình sử dung, nên thường xuyên kiểm tra hoạt động của RCCB.

Ấn vào nút test hoặc T trên thân thiết bị Hoạt động này chính là cách mô phỏng lại

sự xuất hiện của dòng điện rò trong hệ thống

Trường hợp RCCB hoạt động bình thường thì mạch sẽ bị ngắt Ngược lại nếuRCCB không có tác động gì sau nhiều lần test Thì nên thay thế để đảm bảo antoàn

Trong việc lắp đặt và sử dụng RCCB, hệ thống dây điện cần được trang bị thêm hệthống ống luồn dây điện Có khả năng chống giật, chống cháy, chống va đập mạnh,

… để đảm bảo cho thiết bị hoạt động hiệu quả nhất

Mạch điện tử bên trong CB chống điện giật thường là 1 hoặc 2 IC khuyếch đạithuật toán (operational amplifier) và vài linh kiện ngoại vi, tạo thành một mạch bảo

vệ Nếu trong hộ gia đình chưa có lắp một CB bảo vệ thông thường thì bạn nênmua CB chống giật có kèm chức năng chống quá dòng, đoản mạch Ngược lại đã

có gắn thì chúng ta chỉ cần mua thêm loại chống giật không có chức năng bảo vệquá dòng, giá tiền sẽ rẻ hơn được từ 100.000 đồng trở lên

a Hình ảnh

22

Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com)

RCBO là kí hiệu tắt của Residual Current Circuit Breaker with Overcurrent

RCBO có kích thước cỡ MCB 2P và có thêm chức năng bảo vệ quá dòng

Hiện tại RCBO là loại aptomat có công dụng chống dòng rò tốt nhất với nhiệm vụchính là ngắt dòng điện của toàn bộ hệ thống điện nếu phát hiện có bất kỳ sự cố códòng rò dòng điện xảy ra

b Chức năng RCBO:

RCBO có một vai trò vô cùng quan trọng khi gặp sự cố dùng để ngắt điện về dòdòng hoặc là điện áp quá tải; nhằm khắc phục tình trạng toàn bộ hệ thống bị chậpcháy điện đáng tiếc Cũng có vài trường hợp dòng điện có thể xảy ra khi dòng điện

áp quá cao và tình trạng điện áp quá tải làm thiết bị đóng ngắt điện aptomat nayhoạt động

23

Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com)

lOMoARcPSD|10162138