Aptomat đây là một từ tiếng Việt, xuất phát từ phiên âm của từ tiếng Nga “Автоматический выключатель” (Avtomaticheskiy vyklyuchatel). Trong tiếng Anh, nó có nghĩa là “circuit breaker” hay “cầu dao tự động”. Aptomat là gì? Ở Việt Nam, từ “Cầu dao” được sử dụng phổ biến để chỉ các thiết bị ngắt mạch tự động trong hệ thống điện. Những thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ hệ thống điện bằng cách ngắt mạch khi xảy ra sự cố quá tải hoặc ngắn mạch, từ đó đảm bảo an toàn cho thiết bị và người sử dụng.
Trong hệ thống điện, thiết bị đóng cắt hạ thế đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành. Việc hiểu rõ các thông số kỹ thuật trên các thiết bị này không chỉ giúp các kỹ sư nắm bắt chính xác tính năng và khả năng của thiết bị mà còn đảm bảo tuân thủ các quy định an toàn điện. Mỗi thông số kỹ thuật được ghi trên thiết bị đóng cắt hạ thế đều mang một ý nghĩa quan trọng, từ điện áp định mức, dòng điện định mức đến khả năng ngắt mạch và chịu đựng quá tải.
Tuy nhiên, trong thực tế, không phải tất cả các thiết bị đóng cắt hạ thế đều được ghi đầy đủ thông tin. Một số thiết bị có nhãn ghi chi tiết các thông số kỹ thuật, trong khi một số khác lại không. Lý do cho sự khác biệt này có thể do các yếu tố như quy định của nhà sản xuất, chi phí sản xuất, hoặc thậm chí là tính chất sử dụng của thiết bị trong các môi trường khác nhau.
Việc thiếu nhãn ghi thông tin trên các thiết bị này có thể gây ra nhiều khó khăn cho các kỹ sư. Khi thiếu thông tin, việc nhận biết và đánh giá đúng khả năng và giới hạn của thiết bị trở nên khó khăn hơn, dẫn đến nguy cơ sử dụng sai mục đích, giảm hiệu suất và có thể gây ra các sự cố an toàn nghiêm trọng.
Vì vậy, việc đảm bảo rằng tất cả các thiết bị đóng cắt hạ thế đều có nhãn ghi đầy đủ và rõ ràng các thông số kỹ thuật là vô cùng quan trọng. Bài viết này sẽ đi sâu vào các thông số cần thiết, giải thích tại sao chúng cần phải được ghi rõ ràng và vai trò của chúng trong việc bảo vệ hệ thống điện và người sử dụng.
IEC 60947-2(TCVN 6592-2:2009) là một tiêu chuẩn quốc tế do Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) ban hành. Tiêu chuẩn này tập trung vào các yêu cầu kỹ thuật và an toàn đối với circuit-breakers (CB) ( Aptomat) – một thiết bị đóng cắt và điều khiển hạ áp quan trọng.
Tiêu chuẩn IEC 60947-2 áp dụng cho các loại thiết bị đóng cắt được sử dụng trong hệ thống điện hạ áp, với điện áp định mức lên tới 1000V AC hoặc 1500V DC. Các CB này có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ dân dụng đến công nghiệp.
3 thông tin bắt buộc của Aptomat phải ghi và không có ngoại lệ.
Dòng định mức (In) là một thông số kỹ thuật quan trọng của CB. Nó đề cập đến giá trị dòng điện mà CB được thiết kế để hoạt động bình thường và liên tục mà không bị quá tải hoặc gặp sự cố. Nói cách khác, đây là dòng điện tối đa mà thiết bị có thể chịu đựng trong điều kiện hoạt động bình thường mà không gây ra việc ngắt mạch hoặc hư hỏng.
Trong nội dung này chúng ta chỉ tập chung vào thông tin về dòng điện định mức được thể hiện trên thiết bị tuy nhiên trong dòng điện định mức có rất nhiều thông tin quan trọng như tên viết tắt để thể hiện dòng định mức như In, Iu.. và các khung như AF, AT chúng ta sẽ tìm hiểu tại đây.
Khả năng cách ly với ký hiệu: khả năng ngắt kết nối hoàn toàn mạch điện mà nó bảo vệ khỏi nguồn điện. Điều này đảm bảo rằng khi CB ở trạng thái mở, không có dòng điện nào có thể chạy qua mạch, đảm bảo an toàn cho người làm việc trên mạch điện.
Ký hiệu được sử dụng để chỉ ra khả năng cách ly thường là biểu tượng điện từ tiêu chuẩn, như biểu tượng của một công tắc mở hoặc một đường cắt đứt trong một vòng tròn (thường giống như biểu tượng của một cầu dao trong trạng thái mở).
Chỉ dẫn vị trí mở và đóng: đề cập đến việc sử dụng các ký hiệu để chỉ ra trạng thái của CB (mở hoặc đóng). Đây là một phần quan trọng trong việc đánh dấu các thiết bị điện để đảm bảo rằng người sử dụng có thể dễ dàng nhận biết tình trạng của thiết bị
Biểu tượng ON và OFF ký hiệu “|” và “◯” nó thường được hiểu là các chữ số “0” và “1” (mã nhị phân); tuy nhiên, Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) coi các ký hiệu này là biểu diễn đồ họa của một đường thẳng và một vòng tròn.
I: IEC 60417-5007, biểu tượng bật nguồn, xuất hiện trên nút hoặc một đầu của CB bật tắt cho biết rằng bộ điều khiển đặt thiết bị ở trạng thái được cấp nguồn hoàn toàn. (1 hoặc | có nghĩa là bật.)
O: IEC 60417-5008, biểu tượng tắt nguồn (vòng tròn) trên nút hoặc nút chuyển đổi, cho biết rằng CB sẽ ngắt kết nối nguồn với thiết bị. (0 hoặc ◯ có nghĩa là tắt.)
Các thông tin không cần bắt buộc.
Tuy nhiên các thông tin này vẫn có sẵn và có thể kiểm tra khi cần thiết, chẳng hạn như trong quá trình bảo dưỡng hoặc kiểm tra định kỳ, mặc dù chúng không cần phải hiển thị rõ ràng khi cầu dao đang hoạt động.
Điện áp hoạt động định mức (Rated Operational Voltage – Ue) là giá trị điện áp mà CB được thiết kế để hoạt động trong điều kiện bình thường. Đây là mức điện áp tối đa mà thiết bị có thể chịu đựng liên tục mà vẫn đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả.
Điện áp cách ly định mức (Ui): là mức điện áp tối đa mà vật liệu cách điện của thiết bị có thể chịu đựng mà không bị phá hủy hoặc suy giảm hiệu suất cách điện. Nó thường cao hơn nhiều so với Ue để đảm bảo rằng cách điện của thiết bị sẽ không bị phá vỡ dưới các điều kiện hoạt động bình thường và các tình huống khắc nghiệt, như sét đánh hoặc các hiện tượng điện áp tăng đột ngột.
Điện áp chịu xung định mức (Rated Impulse Withstand Voltage – Uimp) là mức điện áp tối đa mà thiết bị có thể chịu đựng trong một thời gian rất ngắn khi có sự xuất hiện của các xung điện áp cao, chẳng hạn như do sét đánh hoặc sự cố hệ thống. Đây là khả năng chịu đựng của thiết bị đối với các xung điện áp đột ngột mà không bị hư hỏng.
Loại sử dụng (utilization category) của một CB sẽ được xác định dựa trên việc nó có được thiết kế đặc biệt để đảm bảo tính chọn lọc thông qua việc trì hoãn thời gian có chủ ý so với các CB khác trong cùng một mạch tải, trong các điều kiện ngắn mạch hay không.
Loại A (Category A): Không được thiết kế đặc biệt để đảm bảo tính chọn lọc trong điều kiện ngắn mạch. Không có định mức chịu đựng dòng ngắn hạn cụ thể. Phù hợp cho các lắp đặt không yêu cầu cao về khả năng chịu đựng dòng ngắn hạn.
Loại B (Category B): Được thiết kế đặc biệt để đảm bảo tính chọn lọc trong điều kiện ngắn mạch. Có định mức chịu đựng dòng ngắn hạn cụ thể. Có thể chịu đựng dòng ngắn hạn với mức độ trì hoãn thời gian có chủ ý, giúp đảm bảo tính chọn lọc giữa các CB khác nhau trong cùng một hệ thống. CB được phân loại vào loại B nếu khả năng chịu đựng dòng ngắn hạn (Icw) của nó cao hơn các ngưỡng đã xác định (12 lần In hoặc 5 kA cho In ≤ 2500A, hoặc 30 kA cho In > 2500A).
Nhãn thiết bị nếu nó có thể hoạt động ở dòng điện một chiều (d.c.) là viết tắt của “direct current” . Điều này chỉ ra rằng thiết bị cũng có thể hoạt động với dòng điện một chiều ngoài tần số định mức đã được ghi nhãn.
Rated Ultimate Short-Circuit Breaking Capacity (Icu) là khả năng cắt mạch ngắn định mức tối đa của một máy cắt. Nó được định nghĩa là giá trị của khả năng cắt mạch ngắn tối đa mà nhà sản xuất gán cho máy cắt đó, tương ứng với điện áp hoạt động định mức, dưới các điều kiện quy định.
Icu được biểu thị bằng giá trị của dòng điện cắt dự kiến, tính bằng kiloAmper (kA), là giá trị trung bình của thành phần xoay chiều (a.c.) trong trường hợp của dòng xoay chiều (a.c.).
Khi thiết kế hệ thống điện, các kỹ sư sẽ sử dụng Icu để chọn lựa các thiết bị đóng cắt phù hợp, đảm bảo rằng chúng có thể chịu được các tình huống ngắn mạch nghiêm trọng nhất có thể xảy ra trong hệ thống.
Dòng Ngắn Mạch Hoạt Động Được Định Mức (Ics)là giá trị của dòng ngắt mạch ngắn mạch định mức mà nhà sản xuất gán cho bộ ngắt mạch, tương ứng với điện áp hoạt động định mức, dưới các điều kiện quy định. Công suất này biểu thị khả năng của bộ ngắt mạch để ngắt dòng ngắn mạch trong điều kiện hoạt động bình thường, nghĩa là bộ ngắt mạch vẫn có thể hoạt động và mang dòng điện định mức sau khi ngắt dòng ngắn mạch.
Nó được biểu thị dưới dạng giá trị của dòng điện ngắt dự kiến, tính bằng kA, tương ứng với một trong các tỷ lệ phần trăm được chỉ định của dòng ngắt mạch ngắn mạch cuối cùng được định mức (Icu), cụ thể Ics = 25% Icu, Ics = 50% Icu, Ics = 75% Icu, Ics = 100% Icu.
Dòng ngắn mạch chịu đựng (Icw): Dòng điện mà máy cắt có thể chịu đựng trong một thời gian ngắn (thường là 1 giây hoặc 3 giây) mà không gây ra hư hỏng hoặc giảm hiệu suất. Thông số này rất quan trọng trong việc đảm bảo rằng máy cắt có thể bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố ngắn mạch.