CB là gì , cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Khi hệ thống của bạn xảy ra sự cố về điện, lúc này bạn cần một thiết bị ngắt toàn bộ hệ thống điện để giúp đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống và người vận hành. Thiết bị đó chính là CB (hay còn được gọi là aptomat chống giật). Vậy CB là gì? Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của chúng ra sao? Mời bạn cùng tìm hiểu qua bài chia sẻ sau nhé.

CB là gì?

CB là từ viết tắt của cụm từ “Circuit Breaker” (Hiểu nôm na là “ngắt dòng”). Đây là loại khí cụ điện dùng để đóng/ ngắt mạch trực tiếp bằng tay giống như cầu dao. Nhưng có bộ bảo vệ quá dòng tự động ngắt mạch nhanh trong trường hợp quá tải, hay sụt áp, ngắn mạch… giúp bảo vệ hệ thống điện cùng với các thiết bị điện. Do vậy đây là thiết bị quan trong trong mọi hệ thống điện.

CB còn có một cái tên khác đó là Aptomat, đôi khi còn được gọi theo cách ngắn gọn là Át. Aptomat là tiếng LIên Xô.

Trong công nghiệp (cụ thể hơn là trong tủ điện công nghiệp) để bảo vệ các thiết bị điện thì mỗi thiết bị điện như: PLC, HMI, Motor, điện trở,… đều có một CB bảo vệ riêng. Và một CB tổng bảo vệ toàn bộ tủ điện.

Cấu tạo của CB

Cấu tạo chính của CB gồm có 4 phần, đó là: Tiếp điểm bên trong CB, buồng dập hồ quang, cơ cấu truyền động cắt CB và móc bảo vệ.

Tiếp điểm bên trong CB được chia thành 2 loại:

• Loại CB có cấu tạo 2 cấp tiếp điểm: tiếp điểm chính và tiếp điểm hồ quang

• Loại CB có cấu tạo 3 cấp tiếp điểm: tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ và tiếp điểm hồ quang

• Tiếp điểm bên trong CB hoạt động:

Khi đóng mạch: Tiếp điểm hồ quang đóng => Tiếp điểm phụ => Tiếp điểm chính.

Khi ngắt mạch: Tiếp điểm chính mở => Tiếp điểm phụ => Tiếp điểm hồ quang.

• Như vậy hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm điểm hồ quang, do đó bảo vệ được tiếp điểm chính để dẫn điện. Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hư hại tiếp điểm chính.

Buồng dập hồ quang: Về cấu tạo, thì một buồng dập hồ quang cơ bản bao gồm nhiều tấm thép xếp thành ngăn. Mục đích là chia nhỏ hồ quang để việc dập được tốt hơn. Để CB dập được hồ quang trong tất cả các chế độ làm việc của lưới điện, người ta thường dùng hai kiểu thiết bị dập hồ quang là: Kiểu nửa kín và kiểu hở.

• Kiểu nửa kín được đặt trong vỏ kín của CB và có lỗ thoát khí. Kiểu này có dòng điện giới hạn cắt không quá 50KA.

• Kiểu hở được dùng khi giới hạn dòng điện cắt lớn hơn 50KA hoặc điện áp lớn 1000V (cao áp).

Cơ cấu truyền động cắt CB: Thông thường có 2 cách đó là: cắt CB bằng tay và bằng cơ điện (điện từ, động cơ điện).

• Điều kiển bằng tay được thực hiện với các CB có dòng điện định mức từ 600A trở xuống.

• Điều khiển bằng điện từ (nam châm điện) được ứng dụng ở các CB có dòng điện lớn hơn (đến 1000A).

• Để tăng lực điều khiển bằng tay người ta dùng một tay dài phụ theo nguyên lý đòn bẩy. Ngoài ra còn có cách điều khiển bằng động cơ điện hoặc bằng khí nén.

Móc bảo vệ: CB tự động cắt nhờ các phần tử bảo vệ – gọi là móc bảo vệ, sẽ tác động khi mạch điện có sự cố quá dòng điện (quá tải hay ngắn mạch) và sụt áp.

• Móc bảo vệ quá dòng (còn gọi là bảo vệ dòng điện cực đại) dùng để bảo vệ thiết bị điện không bị quá tải và ngắn mạch.

• Đường thời gian – dòng điện của móc bảo vệ phải nằm dưới đường đặc tính của đối tượng cần bảo vệ. Người ta thường dùng hệ thống điện tử và rơle nhiệt làm móc bảo vệ được đặt bên trong CB.

​​​​​​​Nguyên lý hoạt động của CB

Sơ đồ nguyên lý của CB dòng điện cực đại

Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm với tiếp điểm động. Bật CB ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút .

Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện 5 lớn hơn lực lò xo 6 làm cho nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 xuống làm bật nhả móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt.

Sơ đồ nguyên lý của CB điện áp thấp

Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 11 và phần ứng 10 hút lại với nhau.Khi sụt áp quá mức, nam châm điện 11 sẽ nhả phần ứng 10, lò xo 9 kéo móc

8 bật lên, móc 7 thả tự do, thả lỏng, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt.

Tạm Kết

Bài viết này mình đã giới thiệu sơ về CB cũng như cấu tạo và nguyên lý hoạt động của CB. Chúc bạn đọc vui vẻ