Aptomat 3 pha là một thiết bị quan trọng trong hệ thống điện công nghiệp và dân dụng, giúp bảo vệ mạch điện và thiết bị khỏi sự cố quá tải, ngắn mạch hoặc rò rỉ dòng điện. Với khả năng tự động ngắt mạch khi phát hiện sự cố, aptomat 3 pha đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo an toàn điện và duy trì sự ổn định của hệ thống.
Cùng Intech Solar tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các loại aptomat 3 pha phổ biến cũng như cách lựa chọn và ứng dụng thiết bị này trong thực tế qua bài viết dưới đây.
Định nghĩa aptomat 3 pha là gì?
Aptomat 3 pha (hay còn gọi là CB 3 pha, MCB/MCCB 3 pha) là thiết bị đóng cắt tự động, có chức năng bảo vệ hệ thống điện 3 pha trước các sự cố như quá tải, ngắn mạch hoặc rò rỉ dòng điện. Khi dòng điện vượt quá giới hạn an toàn, aptomat sẽ tự động ngắt mạch để bảo vệ thiết bị điện và con người khỏi nguy cơ cháy nổ, chập điện. Thiết bị này được sử dụng phổ biến trong các hệ thống điện công nghiệp, tòa nhà, nhà máy và cả trong một số ứng dụng dân dụng có tải điện lớn.
Cấu tạo chính của aptomat 3 pha
Aptomat 3 pha bao gồm nhiều bộ phận quan trọng giúp nó thực hiện chức năng bảo vệ mạch điện hiệu quả. Trong đó, các thành phần chính gồm:
Tiếp điểm
Tiếp điểm là bộ phận giúp aptomat thực hiện nhiệm vụ đóng và ngắt mạch điện. Aptomat 3 pha có ba cặp tiếp điểm tương ứng với ba pha của nguồn điện. Khi hoạt động bình thường, tiếp điểm này sẽ đóng lại để dòng điện đi qua. Khi xảy ra sự cố, tiếp điểm sẽ mở ra để ngắt dòng điện, bảo vệ thiết bị khỏi nguy cơ chập cháy.
Cơ chế dập hồ quang
Khi aptomat 3 pha ngắt mạch, một tia hồ quang điện có thể xuất hiện do sự chênh lệch điện áp giữa hai tiếp điểm. Để ngăn chặn hiện tượng này, aptomat được trang bị một hệ thống dập hồ quang, thường là các tấm kim loại hoặc khe dập hồ quang. Hệ thống này giúp làm tiêu tán năng lượng của tia hồ quang, giảm thiểu nguy cơ hư hỏng thiết bị và đảm bảo an toàn.
Hệ thống bảo vệ quá tải, ngắn mạch
- Bảo vệ quá tải: Khi dòng điện tiêu thụ vượt quá mức định mức trong thời gian dài, aptomat sẽ tự động ngắt để tránh hư hỏng thiết bị và cháy dây dẫn. Cơ chế này hoạt động dựa trên một thanh lưỡng kim, khi bị nung nóng do dòng điện lớn, thanh này sẽ cong lên và kích hoạt cơ cấu ngắt mạch.
- Bảo vệ ngắn mạch: Khi xảy ra sự cố chập mạch (ngắn mạch), dòng điện tăng đột ngột, tạo ra một lực điện từ mạnh. Lực này sẽ kích hoạt một nam châm điện bên trong aptomat, khiến tiếp điểm mở ra ngay lập tức để ngắt dòng điện, ngăn ngừa nguy cơ cháy nổ.
Nguyên lý hoạt động của aptomat 3 pha
Aptomat 3 pha có thể hoạt động theo hai cơ chế: tự động và bằng tay.
Cách aptomat 3 pha ngắt mạch khi có sự cố
- Khi quá tải: Nếu dòng điện vượt quá mức cho phép, thanh lưỡng kim sẽ nóng lên và bị uốn cong, từ đó tác động vào cơ cấu ngắt, làm mở tiếp điểm và ngắt mạch điện.
- Khi ngắn mạch: Dòng điện tăng vọt sẽ tạo ra lực từ mạnh trong cuộn dây điện từ, kéo thanh ngắt về phía nam châm điện, khiến tiếp điểm mở ra ngay lập tức để ngắt mạch.
Cơ chế hoạt động tự động và bằng tay
- Tự động: Khi xảy ra sự cố quá tải hoặc ngắn mạch, aptomat sẽ tự động ngắt mạch mà không cần sự can thiệp của con người.
- Bằng tay: Người sử dụng có thể chủ động bật/tắt aptomat để kiểm tra hoặc bảo trì hệ thống điện. Aptomat thường có một cần gạt để thực hiện thao tác này. Sau khi ngắt do sự cố, cần kiểm tra nguyên nhân trước khi bật lại aptomat.
Các loại aptomat 3 pha phổ biến
Phân loại theo chức năng
Tùy vào mục đích sử dụng và khả năng bảo vệ hệ thống điện, aptomat 3 pha có thể được chia thành ba loại chính:
Aptomat bảo vệ quá tải
Aptomat bảo vệ quá tải được thiết kế để ngắt mạch điện khi dòng điện vượt quá mức định mức trong một thời gian dài. Khi dòng điện quá lớn, thanh lưỡng kim bên trong aptomat sẽ nóng lên và uốn cong, kích hoạt cơ chế ngắt mạch để bảo vệ dây dẫn và thiết bị điện khỏi bị hư hỏng hoặc cháy nổ.
Aptomat bảo vệ ngắn mạch
Loại aptomat này có chức năng cắt nguồn điện ngay lập tức khi phát hiện sự cố ngắn mạch, tức là khi dòng điện tăng đột ngột do chập điện. Aptomat bảo vệ ngắn mạch hoạt động nhờ vào một cuộn dây điện từ tạo ra lực hút mạnh để kéo cần ngắt, giúp ngắt mạch gần như ngay lập tức nhằm hạn chế nguy cơ cháy nổ.
Aptomat chống rò (ELCB, RCCB)
Aptomat chống rò (hay còn gọi là ELCB – Earth Leakage Circuit Breaker hoặc RCCB – Residual Current Circuit Breaker) có chức năng bảo vệ con người và thiết bị điện khỏi sự cố rò rỉ điện. Khi phát hiện dòng điện rò ra ngoài hệ thống dây dẫn (chẳng hạn như rò xuống đất hoặc chạm vào vỏ kim loại của thiết bị), aptomat sẽ ngay lập tức ngắt nguồn để ngăn chặn nguy cơ giật điện và hỏa hoạn.
Phân loại theo dòng điện định mức
Dòng điện định mức của aptomat 3 pha quyết định khả năng chịu tải của thiết bị. Tùy theo nhu cầu sử dụng, người dùng có thể lựa chọn các loại aptomat với dòng điện khác nhau, phổ biến gồm:
- Aptomat 3 pha 32A: Thường được sử dụng trong các hệ thống điện nhỏ, phù hợp với các thiết bị dân dụng hoặc văn phòng có công suất trung bình.
- Aptomat 3 pha 63A: Thích hợp cho các xưởng sản xuất nhỏ, hệ thống điều hòa công suất lớn hoặc các thiết bị điện công nghiệp có mức tiêu thụ vừa phải.
- Aptomat 3 pha 100A: Được dùng cho các nhà máy, xí nghiệp có nhu cầu tiêu thụ điện cao hơn.
- Aptomat 3 pha 200A trở lên: Thường xuất hiện trong các hệ thống điện công nghiệp lớn, nhà máy sản xuất quy mô lớn hoặc các công trình có tải điện cao.
Việc lựa chọn dòng điện định mức phù hợp giúp hệ thống điện hoạt động ổn định và đảm bảo an toàn cho thiết bị cũng như con người.
Phân loại theo hãng sản xuất
Hiện nay, trên thị trường có nhiều thương hiệu sản xuất aptomat 3 pha, mỗi hãng đều có những ưu điểm riêng về chất lượng, độ bền và tính năng. Một số thương hiệu uy tín bao gồm:
- Schneider: Là một trong những thương hiệu hàng đầu thế giới về thiết bị điện, aptomat Schneider được đánh giá cao về độ bền, tính ổn định và khả năng bảo vệ hiệu quả.
- Mitsubishi: Thương hiệu đến từ Nhật Bản với các sản phẩm aptomat có khả năng chịu tải cao, độ bền tốt và đáp ứng nhiều tiêu chuẩn an toàn quốc tế.
- LS: Hãng thiết bị điện đến từ Hàn Quốc, nổi bật với giá thành hợp lý, hiệu suất ổn định và khả năng bảo vệ tốt.
- ABB: Một thương hiệu nổi tiếng đến từ Thụy Sĩ, chuyên cung cấp các thiết bị điện công nghiệp chất lượng cao, aptomat ABB có độ bền tốt, khả năng hoạt động ổn định trong nhiều môi trường khắc nghiệt.
Mỗi thương hiệu sẽ có những dòng sản phẩm phù hợp với từng nhu cầu sử dụng khác nhau. Người dùng nên lựa chọn sản phẩm từ các nhà sản xuất uy tín để đảm bảo chất lượng và an toàn khi sử dụng.
Ứng dụng aptomat 3 pha trong điện mặt trời
Aptomat 3 pha đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện mặt trời, giúp bảo vệ thiết bị và đảm bảo an toàn vận hành. Trong các hệ thống điện năng lượng mặt trời, aptomat được sử dụng để kiểm soát và ngắt dòng điện khi xảy ra sự cố, đặc biệt trong các hệ thống có công suất lớn.
Bảo vệ Inverter và hệ thống điện mặt trời
Inverter (biến tần) là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện mặt trời, giúp chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) từ tấm pin thành dòng xoay chiều (AC) để sử dụng. Aptomat 3 pha được lắp đặt ở đầu ra của inverter để:
- Bảo vệ quá tải: Khi dòng điện từ inverter quá lớn do sự cố hoặc tải tiêu thụ bất thường, aptomat sẽ tự động ngắt để tránh hư hỏng inverter và các thiết bị điện.
- Bảo vệ ngắn mạch: Trong trường hợp ngắn mạch, aptomat nhanh chóng ngắt dòng điện, ngăn chặn cháy nổ và thiệt hại cho hệ thống.
Cách ly hệ thống điện mặt trời và lưới điện
Trong hệ thống điện mặt trời hòa lưới, aptomat 3 pha được sử dụng để:
- Ngắt kết nối giữa hệ thống điện mặt trời và lưới điện khi cần bảo trì hoặc kiểm tra.
- Đảm bảo an toàn khi có sự cố từ lưới điện (quá áp, mất pha, sụt áp), giúp bảo vệ các thiết bị trong hệ thống điện mặt trời.
Bảo vệ hệ thống Pin mặt trời
Ngoài bảo vệ inverter, aptomat 3 pha còn được sử dụng để bảo vệ hệ thống dây dẫn và tấm pin khỏi dòng điện rò rỉ hoặc sự cố dòng điện ngược, giúp duy trì hiệu suất hoạt động ổn định của hệ thống. Trong các hệ thống điện mặt trời công suất lớn (từ 10kW trở lên), aptomat 3 pha là thiết bị không thể thiếu, đặc biệt trong các nhà máy, xưởng sản xuất sử dụng hệ thống điện mặt trời để giảm chi phí vận hành.
Aptomat 3 pha không chỉ là một thiết bị bảo vệ đơn thuần mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định và an toàn cho hệ thống điện. Việc lựa chọn đúng loại aptomat phù hợp với nhu cầu sử dụng sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của hệ thống và hạn chế rủi ro về điện. Nếu bạn đang tìm kiếm một giải pháp bảo vệ điện hiệu quả, aptomat 3 pha chính là lựa chọn không thể bỏ qua. Hãy tham khảo các thương hiệu uy tín để đảm bảo chất lượng và an toàn khi sử dụng.
