Aptomat chống giật là gì? Cấu tạo, nguyên lý và phân loại

 

Aptomat chống giật là gì?

Aptomat chống giật là thiết bị an toàn điện cực kỳ quan trọng, đóng vai trò bảo vệ tính mạng con người và tài sản trước nguy cơ bị điện giật hoặc cháy nổ do sự cố rò rỉ điện gây ra. Không chỉ là một thiết bị đóng ngắt thông thường, chức năng cốt lõi của nó là phát hiện dòng rò dù chỉ rất nhỏ (thường từ 15mA hoặc 30mA tùy loại) và ngay lập tức tự động ngắt kết nối mạch điện khi chỉ số này vượt quá ngưỡng an toàn cho phép.

Trên thị trường và trong đời sống, Aptomat chống giật có nhiều tên gọi thông dụng khác nhau như: Át chống giật, CB chống giật, Aptomat chống dòng rò, Cầu dao chống dòng rò, Át rò, Cầu dao chống giật… Mặc dù có nhiều tên gọi, nhưng tất cả đều nhằm chỉ thiết bị thực hiện chức năng bảo vệ chống lại dòng điện rò nguy hiểm này.

 

Phân loại Aptomat chống giật

Trong hệ thống điện, Át chống giật được phân loại chủ yếu dựa trên chức năng bảo vệ mà chúng cung cấp:

1. Át chống giật đơn thuần (RCCB – Residual Current Circuit Breaker)

Đây là loại chỉ có duy nhất chức năng phát hiện và ngắt mạch khi có dòng rò. RCCB không có khả năng tự bảo vệ chống quá tải và ngắn mạch. Do đó, khi sử dụng RCCB, bạn bắt buộc phải lắp đặt nối tiếp với một Aptomat thường (MCB – Miniature Circuit Breaker hoặc MCCB – Moulded Case Circuit Breaker) ở phía trước nó để đảm bảo mạch điện được bảo vệ đầy đủ cả chống dòng rò, chống quá tải và chống ngắn mạch. RCCB thường có kích thước dạng tép (module).

2. Át chống giật kết hợp bảo vệ quá tải (RCBO – Residual Circuit Breaker with Overcurrent protection)

Đây là giải pháp bảo vệ hai trong một, tích hợp cả chức năng phát hiện dòng rò và chức năng bảo vệ chống quá tải/ngắn mạch trong cùng một thiết bị duy nhất. RCBO là lựa chọn phổ biến nhất hiện nay cho việc bảo vệ các mạch nhánh cuối cùng trong hệ thống điện dân dụng, thương mại và công nghiệp nhẹ vì sự tiện lợi và khả năng bảo vệ toàn diện chỉ với một thiết bị. RCBO cũng thường có kích thước dạng tép (module), nhưng cũng có loại dạng khối.

3. Cầu dao chống dòng rò (ELCB – Earth Leakage Circuit Breaker)

Thuật ngữ ELCB đôi khi được sử dụng rộng rãi để chỉ chung các thiết bị chống dòng rò xuống đất. Trong lịch sử kỹ thuật điện, ELCB bao gồm cả loại kiểu điện áp (Voltage ELCB – hiện ít dùng) và loại kiểu dòng điện (Current ELCB), mà loại kiểu dòng điện chính là nền tảng của RCD/RCCB và RCBO hiện đại.

Trong một số ngữ cảnh, ELCB được dùng để chỉ các thiết bị chống dòng rò dạng khối có tích hợp cả bảo vệ quá tải (thực chất là RCBO dạng khối). Để tránh nhầm lẫn, trong phân loại hiện đại, chúng ta nên tập trung vào sự khác biệt chức năng rõ ràng giữa RCCB (chỉ rò rỉ) và RCBO (rò rỉ + quá tải).

 

Chức năng của Aptomat chống giật

Hiểu rõ chức năng của Aptomat chống dòng rò là nền tảng để chúng ta đảm bảo an toàn điện trong quá trình sử dụng điện.

1. Bảo vệ chống dòng rò thiết yếu

Chức năng cốt lõi và quan trọng nhất của cầu dao chống giật là bảo vệ an toàn cho con người và tài sản khỏi hiểm họa về điện. Để thực hiện nhiệm vụ này, thiết bị sẽ tự động ngắt nguồn điện cực nhanh khi phát hiện có dòng điện rò rỉ nguy hiểm chạy xuống đất – tình huống thường xảy ra khi có người chạm vào phần mang điện hoặc khi lớp cách điện của thiết bị bị hư hỏng, gây chạm vỏ.

Việc ngắt điện tức thời này có ý nghĩa cứu mạng sống, ngăn chặn nguy cơ bị điện giật dẫn đến tử vong hoặc thương tật nghiêm trọng. Đồng thời phòng ngừa hiệu quả nguy cơ cháy nổ do dòng rò gây ra.

2. Bảo vệ chống quá tải và ngắn mạch

Ngoài chức năng bảo vệ chống dòng rò thiết yếu, một số loại CB chống giật còn được tích hợp thêm khả năng bảo vệ chống quá tải và ngắn mạch, tương tự như Aptomat thường (MCB/MCCB). Dựa trên chức năng bảo vệ tích hợp này, chúng ta có hai loại chính:

• CB chống giật đơn thuần (RCCB – Residual Current Circuit Breaker): Chỉ có chức năng duy nhất là bảo vệ chống dòng rò. Loại này cần được lắp đặt nối tiếp sau một Aptomat thường (MCB) để đảm bảo hệ thống được bảo vệ toàn diện cả chống quá tải, ngắn mạch lẫn chống rò rỉ.
• CB chống giật kết hợp bảo vệ quá tải (RCBO – Residual Circuit Breaker with Overcurrent protection): Là thiết bị hai trong một, tích hợp cả chức năng chống dòng rò và chức năng bảo vệ chống quá tải/ngắn mạch. RCBO là lựa chọn phổ biến vì sự tiện lợi trong lắp đặt, mang lại khả năng bảo vệ toàn diện chỉ với một thiết bị duy nhất trên mạch nhánh.

Lưu ý: Thuật ngữ ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker) đôi khi cũng được dùng chung cho các thiết bị chống dòng rò, hoặc chỉ các loại dạng khối có chức năng tương tự RCBO, nhưng RCCB và RCBO là các thuật ngữ phổ biến và chính xác hơn khi phân loại theo chức năng hiện đại.

 

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Aptomat chống giật

Chính cấu tạo đặc biệt và cách các bộ phận bên trong của thiết bị phối hợp nhịp nhàng với nhau, đã tạo nên khả năng phát hiện dòng rò “thần tốc”, bảo vệ con người khỏi hiểm nguy.

1. Cấu tạo

Về mặt cấu tạo của thiết bị được chia ra làm 2 phần, gồm cấu tạo bên ngoài và bên trong. Cụ thể như sau:

1.1. Cấu tạo bên ngoài

Về hình dáng, Aptomat chống giật 1 pha thường có dạng module (tép), kích thước tương đương hoặc lớn hơn một chút so với Aptomat thường (MCB) cùng loại. Các thành phần chính mà bạn có thể thấy và tương tác bao gồm:

• Vỏ bảo vệ: Làm từ vật liệu cách điện chịu nhiệt, chịu va đập tốt, bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi tác động của môi trường và va chạm vật lý.
• Cần gạt (Handle): Dùng để đóng (ON) hoặc ngắt (OFF) mạch điện bằng tay. Cần gạt thường có chỉ thị trạng thái rõ ràng.
• Nút kiểm tra (Test Button): Một nút nhỏ màu sắc nổi bật (thường là vàng, cam hoặc xanh lá cây). Nút này có chức năng cực kỳ quan trọng: cho phép người dùng kiểm tra định kỳ khả năng hoạt động chính xác của Aptomat chống giật bằng cách mô phỏng một dòng rò nhỏ. Việc kiểm tra này giúp đảm bảo thiết bị luôn sẵn sàng ngắt mạch khi có sự cố thực tế.
• Các ngõ đấu dây (Terminals): Nơi kết nối dây điện vào/ra thiết bị.
• Thông số kỹ thuật trên thân Aptomat: Các ký hiệu và chữ số ghi rõ thông tin quan trọng như: Điện áp hoạt động định mức (Rated Voltage), dòng điện định mức (Rated Current), dòng rò tác động định mức (Rated Residual Operating Current – IΔn)…

1.2. Cấu tạo bên trong

Các bộ phận chính bên trong một Aptomat chống giật 1 pha bao gồm:

• Biến dòng hình xuyến (Toroidal Current Transformer): Đây là “bộ cảm biến” cốt lõi. Nó có dạng hình vòng xuyến (doughnut-shaped core) và cả dây nóng (L) lẫn dây nguội (N) của mạch điện đều được luồn qua tâm vòng xuyến này.
• Cuộn dây thứ cấp (Secondary Coil): Một cuộn dây nhỏ được quấn quanh lõi biến dòng hình xuyến.
• Mạch điện tử xử lý (Electronic Sensing Circuit): Mạch này được kết nối với cuộn dây thứ cấp. Nó có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ cuộn dây thứ cấp và xử lý để xác định có sự cố dòng rò hay không.
• Bộ phận nhả (Tripping Mechanism) và tiếp điểm (Contacts): Cơ cấu cơ khí hoặc điện từ liên kết với mạch điện tử xử lý. Khi mạch xử lý phát hiện dòng rò nguy hiểm, nó sẽ kích hoạt bộ phận nhả, làm cho các tiếp điểm chính của Aptomat mở ra, ngắt nguồn điện.

 

2. Nguyên lý hoạt động của Aptomat chống giật

Nguyên lý hoạt động dựa trên việc phát hiện sự mất cân bằng dòng điện trong mạch:

2.1. Khi không có dòng rò (mạch bình thường):

Dòng điện chạy trên dây nóng (L) đi ra tải có trị số bằng và ngược chiều với dòng điện quay về trên dây nguội (N). Khi hai dòng điện này cùng chạy qua tâm biến dòng hình xuyến nhưng theo hai chiều ngược nhau, chúng sẽ tạo ra hai luồng từ thông triệt tiêu lẫn nhau trong lõi sắt.

Tổng từ thông trong lõi bằng không, do đó không có điện áp cảm ứng xuất hiện trên cuộn dây thứ cấp. Mạch điện tử xử lý nhận tín hiệu bằng không và Aptomat duy trì trạng thái đóng mạch.

 

2.2. Khi có dòng rò (sự cố):

Nếu xảy ra dòng điện rò rỉ xuống đất (ví dụ: qua cơ thể người, hoặc qua vỏ thiết bị bị chạm mát), một phần dòng điện từ dây nóng sẽ đi theo đường rò này và không quay trở lại qua dây nguội. Lúc này, dòng điện đi qua tâm biến dòng không còn cân bằng (dòng L khác dòng N). Sự mất cân bằng dòng điện này tạo ra một tổng từ thông khác không trong lõi biến dòng hình xuyến.

2.3. Phát hiện và ngắt mạch:

Tổng từ thông khác không này sẽ cảm ứng ra một điện áp hoặc dòng điện nhỏ trong cuộn dây thứ cấp. Mạch điện tử xử lý phát hiện tín hiệu này. Nếu tín hiệu vượt quá ngưỡng tương ứng với dòng rò tác động định mức (IΔn) đã cài đặt, mạch xử lý sẽ ngay lập tức kích hoạt bộ phận nhả.

Bộ phận nhả tác động làm các tiếp điểm chính mở ra, ngắt hoàn toàn nguồn điện khỏi mạch chỉ trong vài mili giây (thường dưới 40ms cho bảo vệ cá nhân), kịp thời ngăn chặn nguy hiểm.

An toàn điện là trên hết. Đừng để rủi ro rò rỉ điện đe dọa gia đình hay tài sản của bạn. Aptomat chống giật từ AME Group mang đến giải pháp bảo vệ toàn diện, tin cậy cho hệ thống điện. Liên hệ đến chúng tôi để được tư vấn chọn sản phẩm phù hợp nhất.

>>> Có thể bạn quan tâm: Biến tần 3 pha là gì? Cấu tạo, nguyên lý và phân loại