Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện

Thiết bị đóng cắt là gì?

Đây là một thiết bị điện được sử dụng nhằm đảm nhận vai trò chuyển đổi và điều khiển cũng như bảo vệ mạch điện cùng các thiết bị điện được an toàn khỏi các sự cố điện xảy ra. Đây là thuật ngữ chung để chủ các thiết bi chuyển mạch. Ví như: bộ cầu chì chuyển mạch, bộ chuyển mạch, cầu chì HRC, bộ cách ly không tải, bộ ngắt mạch CB , khởi động từ, MCB , ELCB , MCCB …

Các thiết bị này sẽ được kết nối với nhau để truyền tải và thực hiện việc phân phối cũng như chuyển đổi điện năng một cách hiệu quả trong hệ thống mạch điện. khác với cầu chì lắp đặt trong nhà ở chỗ là các thiết bị này sẽ thực hiện việc mở và đóng mạch điện. Khi đó, các thiết bị điện trong mạch sẽ có 1 thiết bị chuyển mạch đảm nhận vai trò bảo vệ chung chính là các thiết bị đóng cắt.

Hiện nay, thị trường có rất nhiều loại thiết bị thực hiện nhiệm vụ chuyển mạch khác nhau. Vì vậy, thuật ngữ thiết bị đóng cắt được sử dụng chung cho nhiều loại thiết bị điện có hoạt động liên quan đến việc chuyển mạch hay điều khiển cũng như bảo vệ các thiết bị điện trong một mạch điện.

Chức năng của thiết bị đóng cắt

Các thiết bị đóng cắt được biết đến với chức năng chính là vận chuyển, tạo và phá vỡ các dòng tải thông thường . Nó như một bộ chuyển mạch. Ngoài ra, thiết bị này còn đảm nhận việc ngắt dòng khi phát hiện các thiết bị cảm biến xảy ra các sự cố điện. Tùy thuộc vào từng ứng dụng khác nhau trong cuộc sống mà thiết bị sẽ thực hiện chức năng tương ứng.

Thực tế thì hiện nay có vô số thiết bị được lựa chọn sử dụng để thực hiện chức năng chuyển mạch. Do đó, thiết bị đóng cắt có thể bao gồm bộ ngắt mạch, máy biến dòng, máy biến điện áp, rơle bảo vệ, dụng cụ đo, bộ chuyển mạch, cầu chì, MCB, MCCB, thiết bị chống sét, bộ cách ly và các loại thiết bị liên quan. (Các thành phần liên quan có thể được tìm thấy tại nhà cung cấp thiết bị điện công nghiệp. )

Các thành phần của thiết bị đóng cắt

Về cơ bản thì thiết bị đóng cắt sẽ bao gồm một số thiết bị bảo vệ, chuyển mạch phổ biến như: bộ ngắt mạch, bộ cách ly, máy biến dòng, máy biến điện áp, bảng điều khiển, rơle bảo vệ , bộ chuyển mạch, cầu chì, bộ chống sét và các thiết bị khác.

Tùy theo đặc điểm sản xuất khác nhau mà một số thiết bị sẽ có được khả năng hoạt động tốt trong các điều kiện dòng điện bình thường và bất thường. Ngược lại, không ít thiết bị chỉ có thể đảm nhận nhiệm vụ chuyển đổi nguồn điện mà không thể phát hiện ra các sự cố điện xảy ra.

Trong điều kiện dòng điện bình thường, thiết bị đóng cắt sẽ thực hiện nhiệm vụ bật/tắt máy phát điện, máy phân phối, đường dây truyền tải điện…Tuy nhiên, khi có dòng điện lớn chạy qua và thiết bị cảm nhận được mối đe dọa này có thể gây nguy hiểm đến thiết bị điện sẽ nhanh chóng ngắt phần kết nối không an toàn ra khỏi hệ thống.

Sự phát triển của thiết bị đóng cắt

Thiết bị đóng cắt sẽ đảm nhận chức năng chuyển đổi trong điều kiện hoạt động bình thường và ngắt dòng điện khi có sự cố bất thường.

Bộ chuyển mạch đơn với cầu chì sẽ thực hiện vai trò chuyển mạch đơn giản nhất. Nó thường được sử dụng như một thiết bị điều khiển và bảo vệ các thiết bị điện trong hệ thống mạch điện dân dụng như: trong nhà, văn phòng, v.v.

Đối với cầu chì cắt nhanh (HRC) sẽ được kết hợp với bộ chuyển mạch nhằm thực hiện mục đích kiểm soát cũng như bảo vệ mạch. Tuy nhiên, trên hệ thống điện áp cao (33 kV) thì các thiết bị đóng cắt này thường không được ưu tiện lựa chọn bởi:

– Thứ nhất, thời gian khắc phục sự cố khi cầu chì nổ lâu hơn làm ảnh hưởng đến việc sử dụng thiết bị điện của người dùng.

– Thứ hai, các dòng gây sự cố lớn trên hệ thống điện áp cao sẽ không thể được xử lý thành công bởi cầu chì.

Với sự tiến bộ của hệ thống điện hiện nay, đặc biệt là ở những nơi có dòng điện lớn thì ngay cả khi cầu chì đủ thì bộ ngắt mạch vẫn được lựa chọn sử dụng để đảm bảo tính an toàn cao hơn cho mạch điện. Đó là bởi khả năng đóng, phá vỡ các mạch của chúng hiệu quả hơn so với cầu chì.

Các tính năng cần thiết của thiết bị đóng cắt

1. Độ tin cậy hoàn toàn

Vai trò của thiết bị đóng cắt ngày càng được đánh giá cao trong nhu cầu sử dụng điện ngày nay. Nó được đánh giá là rất đáng tin cậy khi ứng dụng vào thực tế. Khi xảy ra lỗi ở trên bất kỳ bộ phận nào của hệ thống điện, thiết bị đóng cắt sẽ phải hoạt động để thực hiện việc cách ly phần bị lỗi ra khỏi mạch nhằm đảm bảo an toàn cho thiết bị điện.

2. Tách biệt hoàn toàn phần bị lỗi và không lỗi

Việc tách phần bị lỗi trên hệ thống của thiết bị đóng cắt sẽ đảm bảo không gây ảnh hưởng đến phần không bị lỗi. Như vậy, tính liên tục của nguồn cung cấp sẽ được đảm bảo và giúp hệ thống điện có thể hoạt động ổn định mà người dùng không cần tốn nhiều thời gian chờ đợi việc khắc phục sự cố.

3. Hoạt động nhanh chóng

Thiết bị đóng cắt phải thực hiện việc tách phần lỗi nhanh ra khỏi hệ thống điện khi phát hiện sự cố. Điều này để không gây ra thiệt hại cho các thiết bị khác bởi dòng điện ngắn mạch. Nếu lỗi không được khắc phục nhanh chóng rất dễ truyền lỗi sang các bộ phận đang ổn định. Điều này sẽ gây nguy hiểm cho việc ngắt hoàn toàn hệ thống điện.

4. Dự phòng thao tác điều khiển bằng tay

Thiết bị đóng cắt phải được thiết kế có chế độ kiểm soát thủ công nhằm dự phòng trường hợp điều khiển điện không thể thực hiện thì người dùng có thể tự đóng ngắt mạch đinệ bằng tay.