1. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị, phương tiện vật tư
2.3. Cầu dao tự động CB (CIRCUIT BREAKER)
2.3.1. Khỏi niệm và yờu cầu
CB (CB được viết tắt từ danh từ Circuit Breaker), CB là khớ cụ điện dựng đúng ngắt mạch điện (một pha, ba pha); cú cụng dụng bảo vệ quỏ tải, ngắn mạch, sụt ỏp... mạch điện.
Chọn CB phải thoả món ba yờu cầu sau:
- Chế độ làm việc ở định mức của CB thải là chế độ làm việc dài hạn, nghĩa là trị số dũng điện định mức chạy qua CB lõu tuỳ ý. Mặt khỏc, mạch dũng điện của CB phải chịu được dũng điện lớn (khi cú ngắn mạch) lỳc cỏc tiếp điểm của nú đó đúng hay đang đúng.
- CB phải ngắt được trị số dũng điện ngắn mạch lớn, cú thể vài chục KA. Sau khi ngắt dũng điện ngắn mạch, CB đảm bảo vẫn làm việc tốt ở trị số dũng điện định mức.
chế sự phỏ hoại do dũng điện ngắn mạch gõy ra, CB phải cú thời gian cắt bộ. Muốn vậy thường phải kết hợp lực thao tỏc cơ học với thiết bị dập hồ quang bờn trong CB.
2.3.2. Cấu tạo và nguyờn lý hoạt động
Cấu tạo
- Tớếp điểm
CB thường được chế tạo cú hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chớnh và hồ quang), hoặc ba cấp tiếp điểm (chớnh, phụ, hồ quang).
Khi đúng mạch, tiếp điểm hồ quang đúng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, sau cựng là tiếp điểm chớnh. Khi cắt mạch thỡ ngược lại, tiếp điểm chớnh mở trước, sau đến tiếp điểm phụ, cuối cựng là tiếp điểm hồ quang. Như vậy hồ quang chỉ chỏy trờn tiếp điểm điểm hồ quang, do đú bảo vệ được tiếp điểm chớnh để dẫn điện. Dựng thờm tiếp điểm phụ để trỏnh hồ quang chỏy lan vào làm hư hại tiếp điểm chớnh.
- Hộp dập hồ quang
Để CB dập được hồ quang trong tất cả cỏc chế độ làm việc của lưới điện, người ta thường dựng hai kiểu thiết bị dập hồ quang là: Kiểu nửa kớn và kiểu hở.
Kiểu nửa kớn được dặt trong vỏ kớn của CB và cú lỗ thoỏt khớ. Kiểu này cú dũng điện giới hạn cắt khụng quỏ 50KA. Kiểu hở được dựng khi giới hạn dũng điện cắt lớn hơn 50KA hoặc điện ỏp lớn 1000V (cao ỏp).
Trong buồng dập hồ quang thụng dụng, người ta dựng những tấm thộp xếp thành lưới ngăn, để phõn chia hồ quang thành nhiều đoạn ngắn thuận lợi
Truyền động cắt thường cú hai cỏch: Bằng tay và bằng cơ điện (điện từ, động cơ điện).
Điều kiển bằng tay được thực hiện với cỏc CB cú dũng điện định mức khụng lớn hơn 600A. Điều khiển bằng điện từ (nam chõm điện) được ứng dụng ở cỏc CB cú dũng điện lớn hơn (đến 1000A).
Để tăng lực điều khiển bằng tay người ta dựng một tay dài phụ theo nguyờn lý đũn bẩy. Ngoài ra cũn cú cỏch điều khiển bằng động cơ điện hoặc bằng khớ nộn.
- Múc bảo vệ
CB tự động cắt nhờ cỏc phần tử bảo vệ - gọi là múc bảo vệ, sẽ tỏc động khi mạch điện cú sự cố quỏ dũng điện (quỏ tải hay ngắn mạch) và sụt ỏp.
Múc bảo vệ quỏ dũng điện (cũn gọi là bảo vệ dũng điện cực đại) để bảo vệ thiết bị điện khụng bị quỏ tải và ngắn mạch, đường thời gian – dũng điện của múc bảo vệ phải nằm dưới đường đặc tớnh của đối tượng cần bảo vệ. Người ta thường dựng hệ thống điện tử và rơle nhiệt làm múc bảo vệ, đặt bờn trong CB.
Múc kiểu điện từ cú cuộn dõy mắc nối tiếp với mạch chớnh, cuộn dõy này được quấn tiết diện lớn chịu dũng tải và ớt vũng. Khi dũng điện vượt quỏ trị số cho phộp thỡ phần ứng bị hỳt và núc sẽ dập vào khớp rơi tự do, làm tiếp điểm của CB mở ra. Điều chỉnh vớt để thay đổi lực khỏng lũ xo, ta cú thể điều chỉnh được trị số dũng điện tỏc động.
Múc kiểu rơle nhiệt đơn giản hơn cả, cú kết cấu tương tự như rơle nhiệt cú phần tử phỏt núng đấu nối tiếp với mạch điện chớnh, tấm kim loại kộp dón nở làm nhả khớp rơi tự do để mở tiếp điểm của CB khi cú quỏ tải. Kiểu này cú nhược điểm là quỏn tớnh nhiệt lớn nờn khụng ngắt nhanh được dũng điện tăng vọt khi cú ngắn mạch, do đú chỉ bảo vệ được dũng điện quỏ tải.
kiểu rơle nhiệt trong một CB. Loại này được dựng ở CB cú dũng điện định mức đến 600A.
Múc bảo vệ sụt ỏp (cũn gọi là bảo vệ điện ỏp thấp) cũng thường dựng kiểu điện từ. Cuộn dõy mắc song song với mạch điện chớnh, cuộn dõy này được quấn ớt vũng với dõy tiết diện nhỏ chịu điện ỏp nguồn.
Nguyờn lý hoạt động
- Sơ đồ nguyờn lý của CB dũng điện cực đại (hỡnh vẽ 1.1)
Hỡnh 3.6. Sơ đồ CB dũng điện cực đại
Ở trạng thỏi bỡnh thường sau khi đúng điện, CB được giữ ở trạng thỏi đúng tiếp điểm nhờ múc 2 khớp với múc 3 cựng một cụm với tiếp điểm động.
Bật CB ở trạng thỏi ON, với dũng điện định mức nam chõm điện 5 và phần ứng 4 khụng hỳt .
- Sơ đồ nguyờn lý CB điện ỏp thấp
Hỡnh 3.7. Sơ đồ CB điện ỏp thấp
Bật CB ở trạng thỏi ON, với điện ỏp định mức nam chõm điện 11 và phần ứng 10 hỳt lại với nhau.
Khi sụt ỏp quỏ mức, nam chõm điện 11 sẽ nhả phần ứng 10, lũ xo 9 kộo múc 8 bật lờn, múc 7 thả tự do, thả lỏng, lũ xo 1 được thả lỏng, kết quả cỏc tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt.
2.3.3. Phõn loại và cỏch lựa chọn CB
Theo kết cấu, người ta chia CB ra làm ba loại: một cực, hai cực và ba cực. Theo thời gian thao tỏc, người ta chia CB ra loại tỏc động khụng tức thời và loại tỏc động tức thời (nhanh).
Tuỳ theo cụng dụng bảo vệ, người ta chia CB ra cỏc loại: CB cực đại theo dũng điện, CB cực tiểu theo điện ỏp. CB dũng điện ngược ...
Việc lựa chọn CB chủ yếu dựa vào:
- Dũng điện tớnh toỏn đi trong mạch. - Dũng điện quỏ tải.
- CB thao tỏc phải cú tớnh chọn lọc.
Ngoài ra lựa chọn CB cũn phải căn cứ vào đặc tớnh làm việc của phụ tải là CB khụng được phộp cắt khi cú quỏ tải ngắn hạn thường xảy ra trong điều kiện làm việc bỡnh thường như dũng điện khởi động, dũng điện đỉnh trong phụ tải cụng nghệ.
Yờu cầu chung là dũng điện định mức của múc bảo vệ ICB khụng được bộ hơn dũng điện tớnh toỏn Itt của mạch.
Tuỳ theo đặc tớnh và điều kiện làm việc cụ thể của phụ tải, người ta hướng dẫn lựa chọn dũng điện định mức của múc bảo vệ bằng 125%, 150% hay lớn hơn nữa so với dũng điện tớnh toỏn.