Nguyên Lý Bảo Vệ Dòng Điện: An Toàn Cho Hệ Thống Điện

Quá dòng điện là gì?

Quá dòng điện có tên tiếng Anh là Over current là tình trạng mạch điện có cường độ dòng điện vượt quá dòng điện định mức của mạch tại một giá trị cực lớn. Khi đạt đến giá trị đó, sẽ gây ra hiện tượng sinh nhiệt quá mức, tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ.

Có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến hiện tượng quá dòng, chẳng hạn như:

• Sự cố ngắn mạch: Đây được xem là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng quá dòng. Theo đó, trong mạch điện sẽ có 2 dây dẫn kết nối trực tiếp với nhau dẫn đến hiện tượng dòng điện tăng đột ngột, vượt quá giới hạn an toàn. Sự cố này xảy ra có thể do hư hỏng dây dẫn, hoặc dây dẫn có thể tiếp xúc với một số thành phần khác bị hư hỏng của mạch điện.
• Hư hỏng thiết bị: Thiết bị điện hư hỏng với một số biểu hiện như: đứt dây dẫn, bị cháy, hư hỏng chức năng…Khi tình trạng này xảy ra, nó cho phép dòng điện chạy qua một cách không kiểm soát, nên dễ dẫn đến tình trạng quá dòng.
• Tải quá mức: Khi sử dụng quá nhiều thiết bị điện, hệ thống điện buộc phải cung cấp, phân phối điện năng cho các thiết bị. Tuy nhiên điều này có thể khiến dòng điện trong mạch tăng lên và vượt quá giới hạn, cũng như việc phân phối điện không được đồng đều, dẫn đến quá tải, quá dòng.
• Không đồng bộ giữa nguồn cấp và tải: Khi yêu cầu của một tải đòi hỏi phải cung cấp nhiều điện năng trong một thời gian ngắn, trong khi nguồn cấp không thể đáp ứng được thì quá dòng cũng có thể xảy ra.
• Lỗi trong quá trình thiết kế hoặc lắp đặt: Kết nối không đúng cách, sắp xếp các thiết bị không đảm bảo giới hạn dòng điện có thể dẫn đến sự cố quá dòng.

Qúa dòng điện là tình trạng mạch điện có cường độ dòng điện vượt quá dòng điện định mức của mạch tại một giá trị cực lớn

Nguyên lý bảo vệ quá dòng điện

Dựa trên nguyên lý quá dòng, các thiết bị bảo vệ quá dòng được ra đời như: cầu chì, Bộ bảo vệ dòng, Bộ khởi động, áp tô mát, rơ le… Với rơ le bảo vệ, dòng điện khởi động bảo vệ sẽ được chọn dựa vào công thức sau:

Hình ảnh: Công thức tính dòng điện khởi động bảo vệ với rơ le bảo vệ

Tuy nhiên trong một số trường hợp, điều kiện chọn dòng khởi động bảo vệ không được thực hiện do không phân biệt được quá tải và ngắn mạch. Lúc này cần phải có rơ le để xác định. Khi đó độ chọn lọc của bảo vệ quá dòng có thể chọn theo nguyên tắc chọn thời gian tăng dần từng cấp Δt, càng gần nguồn thì thời gian làm việc bảo vệ càng lớn. Khi chọn độ bảo vệ quá dòng, có thể chọn dòng điện khởi động của bảo vệ lớn hơn trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất khi sự cố ở đầu phần tử tiếp theo.

Với việc bảo vệ này, thời gian làm việc sẽ tức thời với độ trễ chỉ khoảng 0,1 giây, nhằm tránh trường hợp bảo vệ làm việc mất chọn lọc khi có giông sét. Nhược điểm của bảo vệ dòng điện này đó là không thể bảo vệ được toàn bộ các thiết bị nhất là với các thiết bị xảy ra ở cuối phần tử trong mạch. Vì vậy ở cuối phần tử trong mạch điện cần lắp đặt thêm các thiết bị bảo vệ khác như: bộ khởi động, rơ le nhiệt, Eocr…

Những thiết bị bảo vệ quá dòng điện

Hiện nay có nhiều thiết bị điện được sản xuất nhằm mục đích bảo vệ quá dòng, mỗi thiết bị sẽ có vai trò, nhiệm vụ và chức năng riêng, ví dụ như:

• Cầu chì: Khi cường độ dòng điện tăng đột biến, vượt quá giới hạn an toàn của đường dẫn, cầu chì sẽ uốn cong hoặc tự chảy để tách ra khỏi mạch điện, dòng điện sẽ bị ngắt nên sẽ bảo vệ được các thiết bị điện.
• Rơ le: Khi có dòng điện chạy qua rơ le, dòng điện này sẽ tạo ra từ trường hút chạy qua cuộn dây trong rơ le. Từ trường hút sẽ kích hoạt việc đóng mở các tiếp điểm điện bên trong rơ le nhờ vào đòn bẩy. Hay nói đơn giản hơn, rơ le hoạt động như một đòn bẩy trung gian cho phép dòng điện nhỏ đi qua, hoặc đóng lại khi có dòng điện lớn hơn.
• Cầu dao: Khi có sự cố quá dòng, quá tải xảy ra thanh lưỡng kim của thiết bị sẽ bị uốn cong về phía thanh kim loại, thanh này có hệ số giãn nở nhỏ hơn. Khi chuyển động uốn xảy ra sẽ đẩy trip bar, lúc này chốt cũng sẽ được giải phóng làm tiếp điểm mở ra, bảo vệ quá dòng, quá tải tác động.

Ngoài ra còn một số thiết bị khác như: bộ hạn chế dòng điện, cảm biến nhiệt độ…cũng được sử dụng để bảo vệ quá dòng.

Sử dụng thiết bị điện để bảo vệ quá dòng là điều cần thiết

AME Group vừa chia sẻ đến các bạn nguyên lý bảo vệ dòng điện khi có sự cố quá tải, quá dòng…xảy ra. Để tránh những tác động tiêu cực của sự cố chập cháy điện, sử dụng thiết bị bảo vệ quá dòng quá tải là điều cần thiết. Hãy liên hệ đến chúng tôi để được tư vấn chọn lựa thiết bị bảo vệ tốt nhất nhé.