Máy cắt không khí là gì, cấu tạo, nguyên lý hoạt động.

Máy cắt không khí là gì?

Máy cắt không khí hay còn gọi là máy cắt ACB (Air Circuit Breaker) là một thiết bị dùng để đóng cắt bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Máy cắt ACB có cấu trúc phức tạp về mặt kết cấu, nhưng lại đơn giản về mặt công nghệ, giá thành thấp hơn so với VCB nhưng lại có kích thước lớn hơn.

Hình ảnh: Máy cắt không khí - Máy cắt ACB

Máy cắt không khí ACB đòi hỏi công tác bảo trì, bảo dưỡng định kỳ nghiêm ngặt. Buồng dập hồ quang thường chế tạo theo kiểu khí nén kết hợp với các tấm ngăn bằng thủy tinh hữu cơ, các lá thép xẻ rãnh hình V và các cuộn dây tạo từ trường để kéo dài hồ quang.

Máy cắt không khí ACB hoạt động theo kiểu năng lượng được dự trữ, nó sử dụng một lò xo được nạp trước, lò xo có thể được nạp bằng tay với sự trợ giúp của cơ cấu nạp lò xo, hoặc nạp bằng điện với sự giúp đỡ của động cơ nạp, nếu được cung cấp.

Cơ chế hoạt động như vậy được sử dụng trong tất cả các máy cắt Havells. Cơ chế này được phát triển sử dụng số các bộ phận ít hơn, cải tiến hơn so với các thiết bị trước đây vì vậy nó tạo ra sự tin cậy hơn, tuổi thọ cao hơn và yêu cầu bảo trì bảo dưỡng ít hơn.

Cơ chế tiếp xúc (Contact Mechanism) của máy cắt ACB

Bộ phận dẫn điện được thiết kế theo kiểu module hóa. Mỗi cực gồm có các tiếp điểm chính và các tiếp điểm hồ quang, các tiếp điểm này được lắp đặt trong các vỏ bọc module hóa. Các tiếp điểm này được chế tạo từ hợp kim bạc. Hoạt động của tiếp điểm hồ quang với tiếp điểm chính là các tiếp điểm hồ quang sẽ đóng trước và mở sau các tiếp điểm chính.

Điều này giảm bớt sự ăn mòn các tiếp điểm chính trong các trạng thái hoạt động bình thường và ngắn mạch. Dụng cụ đo lường dòng điện được đặt bên trong mỗi bộ cực xung quanh đầu nối thấp hơn.

Cấu tạo bên trong của máy cắt không khí ACB:

HÌnh ảnh: Cấu tạo bên trong máy cắt không khí ACB

Chú thích:

1.Trạm đấu nối của mạch điều khiển

2.Đấu nối mạch điều khiển

3.Công tắc phụ

4.Thiết bị cắt mạch song song, cuộn đóng

5.Rơ le ngắt máy - điện tử

6.Mặt che trước

7.Cơ cấu đóng

8.Cơ cấu nhả

9.Cơ cấu sạc

10.Lò xo đóng

11.Cơ cấu kéo ra

12.Đế cách ly

13.Buồng dập hồ quang

14.Tiếp điểm động chính

15.Tiếp điểm cố định chính

16.Thanh dẫn phía dây

17.Thanh dẫn phía tải

18.Lò xo tiếp xúc

19.Biến dòng

20.Cuộn dây cảm biến dòng

21.Lưới bảo vệ

22.Mạch nối

Cấu tạo bên ngoài của máy cắt không khí ACB:

Hình ảnh: Cấu tạo bên ngoài của máy cắt không khí ACB

Chú thích:

1.Buồng dập hồ quang

2.Đấu nối mạch điều khiển

3.Khóa

4.Rơ le ngắt máy

5.Cần nạp điện

6.Nút on

7.Nút off

8.Bô hiển thị on/off

9.Bộ hiển thị nạp điện

10.Lỗ hỏng cho cơ cấu kéo

11.Cái móc khóa

12.Bộ hiển thị vị trí

13.Bộ đếm

14.Tay vịnh mở rộng

15.Lổ hổng cố định vị trí

Cơ chế nhả của máy cắt ACB

Gồm có các chốt giữ từ tính mà nó liên kết với các nút ấn báo nhả. Mạch điện cung cấp một tín hiệu cho bộ phần này trong trường hợp xảy ra quá dòng, quá tải…và bộ phận này sẽ tác động để nhả máy cắt ACB.

Trong trường hợp bảo vệ quá dòng thì dòng điện cảm ứng được gửi đến từ máy biến dòng (Current Transformer – CT) được lắp đặt trên các đầu nối chính. Nếu xảy ra bất cư lỗi nào khác nữa thì đầu ra thứ 2 của CT sẽ tăng nên. Tín hiệu từ đầu ra thứ 2 sẽ được truyền tới bộ vi điều khiển trong mạch điện.

Bộ vi điều khiển của máy cắt ACB sẽ được lặp trình để tạo ra các tín hiệu xử lý ứng với mỗi trường hợp cụ thể. Tín hiệu một chiều được tạo ra để cấp cho bộ phận nhả từ tính mà nó làm nhiệm vụ mở máy. Thời gian cắt yêu cầu và dòng điện cắt có thể được cài đặt thông qua sự giúp đỡ của các công tắc chuyển đổi được cung cấp trên panel phía trước của mạch điện phụ trợ.

Các phụ kiện lắp thêm cho máy cắt ACB:

- Motor Drive (MD): MD-AD250-W (200~250V AC-DC)

- Closing Coil (CC): CC-AD250-W ( 100~250V AC-DC)

- Shunt Trip device (SHT): SHT-AD250-W (100~250V AC-DC), Cần dùng kèm với AX

- Under Voltage Trip device (UVT): Là thiết bị tự động CẮT máy cắt khi điện áp của nguồn qua máy cắt thấp hơn điện áp

định mức. Bộ bảo vệ thấp áp (UVT) này bao gồm cuộn tác động và bộ điều khiển.

- Auxiliary switch (AX): AX(0A0B), AX(1A,1B), .., Max. AX(5A,5B)

- Mechanical Interlock (MI): Thiết bị này dùng để phòng tránh khả năng thao tác cùng lúc 2, 3 máy cắt ACB. Được dùng để khóa liên động cơ khí trong các ứng dụng chuyển đổi nguồn điện (ATS). Các ứng dụng được nâng mức độ an toàn cao hơn nếu kết hợp với khóa liên động điện (bằng cách liên động các SHT, CC của các máy cắt với nhau).

Nguyên lý hoạt động của máy cắt ACB

Máy cắt ACB có nguyên lý làm việc khá khác biệt. Máy cắt ACB có nhiệm vụ ngăn chặn tình trạng tái lập hồ quang sau dòng điện đạt đến mức không.

Ngoài ra, ở khe hở tiếp xúc của máy cắt ACB sẽ có khả năng chịu được điện áp phục hồi của hệ thống. Hiểu một cách đơn giản thì máy cắt ACB sẽ có khả năng tạo ra điện áp hồ quang khi xảy ra quá trình ngắt hồ quang mà không phải là điện áp cung cấp.

Máy cắt ACB có thể hoạt động ở điện áp lên đến 1kV. Máy cắt ACB có 2 cặp liên hệ gồm dòng điện và tiếp điểm bằng đồng cùng tiếp điểm bổ sung làm từ chất liệu carbon. Khi cầu dao điện mở, tiếp điểm chính sẽ được mở. Trong khi đó, tiếp điểm hồ quang vẫn tiếp tục hoạt động cho đến khi chúng tách ra sẽ xuất hiện quá trình phóng hồ quang.

Phân loại máy cắt ACB

Hiện nay, trên thị trường đang phổ biến với 4 loại Máy cắt không khí ACB khác nhau bao gồm:

- Máy cắt ACB thiết kế kiểu đứt mạch bằng máy không khí hay máy nổ chéo ACB.

- Máy cắt ACB có bộ ngắt mạch thổi khí

- Máy cắt ACB dạng máy thổi từ tính

- Máy cắt ACB có bộ ngắt mạch Air Chute

Các hãng sản xuất máy cắt ACB nổi tiếng

Máy cắt ACB phổ biến với hai loại cố định và di động.

- Máy cắt ACB Mitsubishi