Nguyên lý làm việc của máy cắt điện là gì?

Nguyên lý làm việc của mộtngắt mạchxoay quanh logic cốt lõi của việc giám sát, đánh giá và thực thi.  Thông qua cơ chế cắt và hệ thống dập hồ quang tích hợp, nó đạt được khả năng điều khiển chuyển mạch bình thường và ngắt kết nối nhanh chóng các mạch bị lỗi.  Nó có thể được chia thành hai phần: trạng thái hoạt động bình thường và trạng thái bảo vệ lỗi. Hệ thống dập tắt hồ quang là thành phần phụ trợ quan trọng đảm bảo ngắt kết nối đáng tin cậy.

Trạng thái hoạt động bình thường: Kết nối và ngắt kết nối mạch

Đóng bằng tay/điện: Người vận hành sử dụng tay cầm hoặc cơ cấu điện để di chuyển tiếp điểm chuyển động của cầu dao về phía tiếp điểm cố định, thiết lập tiếp điểm và đóng mạch, cho phép truyền tải điện bình thường. Sau khi đóng, cơ cấu khóa cố định tiếp điểm chuyển động ở vị trí đóng, duy trì tính liên tục của mạch.

Ngắt kết nối thủ công: Khi tay cầm ngắt kết nối được kéo, cơ cấu khóa sẽ mở ra và lực của lò xo hồi vị làm cho tiếp điểm chuyển động tách khỏi tiếp điểm cố định, làm đứt mạch. Nếu dòng điện lúc này nhỏ thì hồ quang sinh ra giữa các tiếp điểm sẽ tự tắt.

Trạng thái bảo vệ lỗi: Tự động cắt và ngắt kết nối mạch

Khi mạch gặp các lỗi như quá tải, ngắn mạch hoặc thiếu điện áp, bộ phận ngắt tích hợp sẽ kích hoạt cơ chế khóa để mở khóa, đạt được khả năng tự động ngắt. Các lỗi khác nhau tương ứng với các nguyên tắc cắt khác nhau:

Bảo vệ quá tải (Nguyên tắc cắt nhiệt)

Thành phần lõi: Dải lưỡng kim (gồm hai dải kim loại có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau đáng kể).

Logic làm việc: Khi mạch bị quá tải, dòng điện liên tục vượt quá giá trị định mức, khiến dải lưỡng kim bị uốn cong và biến dạng do nóng lên. Khi biến dạng đạt đến một ngưỡng, nó sẽ đẩy cơ cấu khóa để mở khóa và tiếp điểm chuyển động sẽ ngắt mạch dưới tác dụng của lò xo.

Các tính năng: Hành động bị trì hoãn; tình trạng quá tải ngắn hạn (chẳng hạn như khởi động động cơ) sẽ không gây ra hiện tượng ngắt điện, tránh hiện tượng cắt nhầm.

Bảo vệ ngắn mạch (Nguyên lý ngắt điện từ)

Thành phần lõi: Cuộn dây điện từ (vết thương trên lõi sắt).

Logic làm việc: Khi xảy ra đoản mạch, dòng điện ngay lập tức tăng lên hàng chục, thậm chí hàng trăm lần giá trị định mức. Cuộn dây điện từ tạo ra một lực điện từ mạnh, hút lõi sắt tác động vào cơ cấu khóa, lập tức mở khóa.

Tính năng: Hành động nhanh cấp độ mili giây; có thể ngắt mạch điện trong thời gian rất ngắn, ngăn ngừa hư hỏng hồ quang cho thiết bị hoặc gây cháy. Bảo vệ điện áp thấp/mất điện áp (Nguyên tắc ngắt điện áp thấp)

Thành phần lõi: Cuộn ngắt điện áp thấp, mắc song song với mạch điện để theo dõi điện áp.

Logic làm việc: Khi điện áp giảm xuống dưới khoảng 70% giá trị định mức hoặc mất hoàn toàn, lực điện từ của cuộn dây biến mất và lõi sắt, dưới tác dụng của lò xo, sẽ kích hoạt khóa để mở khóa, do đó ngắt kết nối mạch.

Chức năng: Ngăn chặn thiết bị gặp trục trặc, hư hỏng do điện áp thấp, đồng thời tránh các nguy cơ mất an toàn do khởi động thiết bị đột ngột khi có điện trở lại.

Bảo vệ rò rỉ (Nguyên tắc bảo vệ dòng điện dư)

Thành phần cốt lõi: Máy biến dòng không tuần tự.

Logic làm việc: Trong trường hợp bình thường, dòng điện trong đường pha và đường trung tính có độ lớn bằng nhau và ngược chiều nhau. Từ thông trong lõi máy biến áp triệt tiêu lẫn nhau dẫn đến không tạo ra dòng điện cảm ứng; khi xảy ra rò rỉ (chẳng hạn như điện giật vào người), một phần dòng điện chạy qua mặt đất, gây mất cân bằng dòng điện hai pha. Máy biến áp tạo ra tín hiệu cảm ứng, kích hoạt thiết bị ngắt.

Đặc điểm: Ngưỡng hoạt động thấp (thường là 30mA), ưu tiên an toàn cá nhân.