Cách chọn công tắc cách ly: Dòng điện, điện áp, số cực, chế độ làm việc và vỏ bảo vệ

Để chọn một bộ cách ly, trước tiên hãy xác định thiết bị phải thực hiện chức năng gì: chỉ cung cấp khả năng cách ly, đóng cắt dòng điện tải thông thường, hay kết hợp đóng cắt với bảo vệ bằng cầu chì. Sau đó, xác minh nguồn cấp và điện áp vận hành định mức (Ue), dòng điện vận hành định mức (Ie) theo đúng danh mục sử dụng và điều kiện lắp đặt, bố trí cực/tiếp điểm, phối hợp ngắn mạch, kết cấu, vỏ bảo vệ và tài liệu cho thị trường đích.

Đừng chỉ chọn dựa trên giá trị ampe. Một thiết bị được ghi 63 A có thể có các định mức sử dụng khác nhau đối với tải điện trở, tải động cơ, lắp đặt trong vỏ kín hoặc điện áp khác nhau. Nó cũng có thể là bộ ngắt kết nối thay vì thiết bị đóng cắt tải. Nếu bạn chưa chắc chắn mình cần chức năng nào, hãy bắt đầu với chức năng của bộ cách ly.

Bảng lựa chọn bộ cách ly Seven-Gate

Hãy coi mỗi hàng là một cổng kiểm soát. Một sản phẩm chỉ được thông qua khi bảng dữ liệu, nhãn mác, sơ đồ và tài liệu hỗ trợ chính xác của nó đáp ứng được yêu cầu.

Cổng	Thông tin đầu vào bạn phải biết	Những gì thiết bị được chọn phải chứng minh được	Từ chối hoặc tạm dừng khi
1. Chức năng	Chỉ cách ly, đóng cắt tải thông thường, hoặc đóng cắt kết hợp bảo vệ bằng cầu chì	Chức năng dao cách ly, dao cách ly có tải, hoặc dao cách ly có cầu chì được công bố	Tên thương mại là bằng chứng duy nhất về công năng
2. Nguồn cấp và điện áp	AC hoặc DC, điện áp hệ thống, tần số và môi trường quá độ liên quan	Ue và định mức loại nguồn cấp phù hợp với mạch điện; các định mức điện áp khác được hiểu đúng	Chỉ Ui, Uimp, hoặc định mức AC được sử dụng làm bằng chứng về sự phù hợp vận hành
3. Dòng điện và công năng tải	Dòng điện tải định mức, loại tải, tần suất đóng cắt, điều kiện môi trường và vỏ bảo vệ	Ie phải phù hợp với điện áp và loại sử dụng yêu cầu trong các điều kiện đã nêu	Việc lựa chọn dựa trên dòng điện tiêu đề hoặc biên độ phần trăm chung
4. Số cực và tiếp điểm	Các dây dẫn cần ngắt và đặc tính trung tính yêu cầu	Số cực và sơ đồ tiếp điểm phải khớp với thiết kế mạch	Một nhãn như 3P+N hoặc 4P được chấp nhận mà không cần kiểm tra sơ đồ
5. Phối hợp bảo vệ ngắn mạch	Dòng điện ngắn mạch dự kiến và thiết bị bảo vệ ngắn mạch (SCPD) phía thượng nguồn	Icw, Icm, dữ liệu ngắn mạch có điều kiện và bố trí SCPD được chỉ định là phù hợp nếu có áp dụng	Công tắc được giả định là có khả năng ngắt sự cố giống như một máy cắt điện
6. Kết cấu và vỏ bảo vệ	Lắp đặt, tay cầm, trục, khả năng khóa, khóa liên động, lối tiếp cận, bụi, nước, nhiệt độ và vị trí	Toàn bộ cụm lắp ráp—không chỉ riêng công tắc bên trong—phải đáp ứng các yêu cầu về cơ học và môi trường	Định mức của thiết bị bên trong được giả định là áp dụng cho vỏ bảo vệ hoàn thiện
7. Bằng chứng thị trường	Quốc gia đích, danh mục thiết bị, tiêu chuẩn sản phẩm và tài liệu dự án	Mẫu sản phẩm chính xác có đầy đủ phê duyệt, chứng chỉ, hướng dẫn và khả năng tương thích với phụ kiện theo yêu cầu	Tài liệu quảng cáo dòng sản phẩm hoặc logo được sử dụng thay thế cho bằng chứng ở cấp độ mẫu sản phẩm

Thứ tự là rất quan trọng. Một sản phẩm không đạt cổng chức năng thì không thể được cứu vãn bằng định mức dòng điện cao hơn, và một sản phẩm không đạt phối hợp ngắn mạch thì không thể được cứu vãn bằng vỏ bảo vệ chắc chắn hơn.

Cổng 1: Chọn chức năng trước khi chọn định mức

Thuật ngữ “cầu dao cách ly” được sử dụng một cách lỏng lẻo trong các danh mục và hoạt động mua sắm. Hãy chuyển đổi nó thành một trong ba yêu cầu chức năng trước khi so sánh các sản phẩm.

Chức năng hệ thống yêu cầu	Đường dẫn thiết bị cần đánh giá	Ranh giới chính
Thiết lập chức năng cách ly ở vị trí mở	Bộ cách ly	Đừng cho rằng thiết bị có thể ngắt dòng điện tải thông thường
Thiết lập cách ly và đóng/ngắt dòng điện trong vận hành bình thường	Cầu dao cách ly	Xác minh danh mục sử dụng và định mức vận hành đã công bố
Thiết lập đóng cắt/cách ly và tích hợp các liên kết cầu chì	Cầu dao cách ly có cầu chì	Xác minh cả nhiệm vụ đóng cắt và cách bố trí cầu chì/phối hợp chính xác

Một thiết bị đóng cắt cách ly có thể đóng hoặc ngắt dòng điện định mức của nó trong các điều kiện đã công bố, nhưng nó không tự động phát hiện quá tải hoặc ngắn mạch. Nó thường phụ thuộc vào một thiết bị bảo vệ tích hợp hoặc thiết bị bảo vệ phía nguồn được phối hợp. Ranh giới thuật ngữ đầy đủ được đề cập trong bộ cách ly so với bộ ngắt kết nối so với bộ chuyển mạch cách ly.

Nếu câu hỏi thực sự là liệu hệ thống có cần bộ cách ly hay máy cắt điện bảo vệ, hãy sử dụng riêng hướng dẫn phân biệt máy cắt điện và công tắc cách ly. Đừng giải quyết quyết định kiến trúc đó bằng cách chọn một bộ cách ly lớn hơn.

Cổng 2: Phù hợp với Điện áp Cung cấp và Vận hành

Bắt đầu với mạch điện, không phải nhãn sản phẩm:

• Nguồn cung cấp là AC hay DC?
• Điện áp vận hành tối đa mà thiết bị sẽ chịu đựng là bao nhiêu?
• Đối với AC, tần số hệ thống là bao nhiêu?
• Dự án có yêu cầu mức cách điện hoặc mức chịu xung cụ thể nào không?
• Nhà sản xuất có yêu cầu cách bố trí cực cụ thể nào để đạt được điện áp DC đã nêu không?

Điện áp vận hành định mức Ue là giá trị điện áp chính cho chế độ vận hành dự kiến. Các giá trị khác trên bảng dữ liệu phục vụ những mục đích khác nhau:

Đánh dấu	Những gì nó xác lập	Những gì nó không tự xác lập
Ue — điện áp vận hành định mức	Điện áp mà tại đó hiệu suất vận hành được công bố cùng với chế độ làm việc tương ứng	Sự phù hợp tại mọi dòng điện, loại hình sử dụng hoặc loại nguồn cấp
Ui — điện áp cách điện định mức	Tham chiếu điện áp được sử dụng cho các thử nghiệm và phối hợp liên quan đến cách điện	Cho phép vận hành thiết bị liên tục tại Ui
Uimp — điện áp chịu đựng xung định mức	Khả năng chịu đựng ứng suất xung được xác định	Khả năng đóng cắt tải bình thường hoặc ngắt ngắn mạch

Không bao giờ được tự ý áp dụng định mức AC cho mạch DC. Việc lựa chọn thiết bị DC có thể yêu cầu các tính toán điện áp cụ thể theo nguồn, quy tắc phân cực và các cực nối tiếp; những nội dung đó thuộc về hướng dẫn lựa chọn bộ cách ly DC và tài liệu đọc định mức DC riêng biệt.

Cổng 3: Đối chiếu Ie với chế độ tải thực tế

Dòng điện liên quan không đơn thuần là con số ampe lớn nhất trên trang. Hãy xác minh dòng điện vận hành định mức Ie tại Ue và loại sử dụng yêu cầu, sau đó kiểm tra các điều kiện đi kèm với định mức đó.

Các danh mục của nhà sản xuất cũng có thể hiển thị dòng nhiệt không khí tự do quy ước (Ith), dòng nhiệt trong vỏ bọc (Ithe), hoặc một giá trị nhiệt khác. Những giá trị này có thể giúp giải thích các giới hạn tăng nhiệt độ, nhưng chúng không phải là sự thay thế tự động cho Ie trong chế độ đóng cắt yêu cầu.

Sử dụng Loại sử dụng, không phải nhãn tải chung chung

Đối với các thiết bị đóng cắt cách ly AC theo tiêu chuẩn IEC, tải sẽ quyết định loại sử dụng. Các loại dưới đây là bản đồ lựa chọn, không thay thế cho bảng sản phẩm chính xác.

Nhóm loại sử dụng IEC	Chế độ tải thông dụng được thể hiện	Ý nghĩa trong việc lựa chọn
AC-20	Kết nối và ngắt kết nối trong điều kiện không tải	Chỉ phù hợp khi phương thức vận hành được công bố không yêu cầu đóng cắt tải
AC-21	Tải thuần trở, bao gồm cả quá tải mức độ trung bình	Xác minh Ie tại điện áp dự án và hậu tố chế độ làm việc A/B yêu cầu
AC-22	Tải hỗn hợp thuần trở và cảm kháng, bao gồm cả quá tải mức độ trung bình	Không chọn dựa trên giá trị dòng điện AC-21
AC-23	Tải động cơ hoặc các loại tải có độ tự cảm cao khác	Xác minh bảng dòng điện hoặc công suất AC-23 của nhà sản xuất tại điện áp thực tế

Trong ký hiệu danh mục sử dụng theo tiêu chuẩn IEC, một Một hậu tố xác định tần suất vận hành thường xuyên và B xác định tần suất vận hành không thường xuyên. Do đó, một thiết bị có thể có các công bố khác nhau như AC-23A và AC-23B. Hướng dẫn chính thức của Schneider Electric về cầu dao cách ly minh họa lý do tại sao danh mục phải được đọc cùng với Ie thay vì được coi là một thông số kỹ thuật phụ trợ.

Ngoài ra, hãy kiểm tra xem dòng điện được công bố có giả định việc lắp đặt ngoài trời, trong tủ điện, nhiệt độ môi trường tối đa, cách bố trí đầu nối/dây dẫn cụ thể hay điều kiện lắp đặt nào khác hay không. Chỉ áp dụng hệ số giảm tải được nhà sản xuất hỗ trợ. Không có quy tắc chung nào có thể bảo vệ được rằng mọi thiết bị cách ly đều nên được chọn ở mức dòng tải cộng thêm 25%.

Cổng 4: Xác minh số cực và trạng thái tiếp điểm

Việc lựa chọn số cực bắt đầu từ thiết kế mạch điện: xác định mọi dây dẫn cần chức năng cách ly để ngắt kết nối và xác định điều gì phải xảy ra với dây trung tính, nếu có. Sau đó, hãy xác minh sơ đồ tiếp điểm của sản phẩm.

Đừng coi các nhãn dưới đây là có thể thay thế cho nhau trên phạm vi toàn cầu:

• 3P thường biểu thị ba cực vận hành, nhưng nó không trả lời được liệu dây trung tính có tồn tại ở nơi khác trong hệ thống hay không.
• 3P+N có thể biểu thị một đường trung tính với trạng thái khác với các cực pha; sơ đồ chính xác sẽ quyết định liệu nó có đóng cắt hay không và đóng cắt như thế nào.
• 4 P biểu thị bốn cực, nhưng tự nó không chứng minh được trình tự yêu cầu, định mức dây trung tính, hoặc trạng thái đóng trước/ngắt sau.

Cách bố trí chính xác phụ thuộc vào hệ thống nối đất, cấu hình nguồn, các đường truyền tải hoặc song song, các quy định lắp đặt tại địa phương và thiết bị đang được cách ly. Đối với câu hỏi chuyên sâu hơn về hệ thống, hãy sử dụng Hướng dẫn về công tắc cách ly 3 pha và sơ đồ đấu nối/tiếp điểm của nhà sản xuất. Trang lựa chọn này không cung cấp câu trả lời vạn năng cho việc chọn 3P hay 4P.

Cổng 5: Chứng minh phối hợp ngắn mạch

Thiết bị đóng cắt cách ly không phải là máy cắt điện. Nó có thể có khả năng chịu đựng và đóng ngắn mạch được công bố, nhưng nó không được lựa chọn dựa trên giả định rằng nó sẽ tự động ngắt dòng điện sự cố dự kiến.

Thông số hoặc công bố	Ý nghĩa lựa chọn	Hiểu lầm phổ biến
Icw — dòng điện chịu đựng ngắn hạn định mức	Dòng điện mà thiết bị có thể chịu đựng trong khoảng thời gian đã công bố dưới các điều kiện quy định	Coi khả năng chịu đựng như khả năng tự động ngắt sự cố
Icm — khả năng đóng ngắn mạch định mức	Dòng điện đỉnh mà thiết bị có thể thực hiện trong các điều kiện ngắn mạch đã công bố	Coi khả năng đóng là khả năng cắt
Dòng điện ngắn mạch có điều kiện	Dòng điện dự kiến mà thiết bị có thể chịu đựng được khi được bảo vệ bởi một thiết bị SCPD và cấu hình cụ thể	Sử dụng giá trị mà không có thiết bị bảo vệ hoặc điều kiện đã nêu
Icu — khả năng cắt ngắn mạch giới hạn	Một thông số ngắt của máy cắt điện	Áp dụng một trường máy cắt như là yêu cầu cách ly phổ quát

Schneider Electric lưu ý rõ ràng rằng một thiết bị đóng cắt tải có thể có Icw và Icm, nhưng không có Icu theo khuôn khổ thiết bị cách ly đóng cắt IEC được trích dẫn. Sự làm rõ kỹ thuật là một bước kiểm tra hữu ích đối với các biểu mẫu mua sắm yêu cầu mọi thiết bị đóng cắt phải có cùng một “khả năng cắt”.”

Hoàn thành cổng này bằng cách ghi lại:

1. dòng điện ngắn mạch dự kiến tại điểm lắp đặt;
2. cầu chì hoặc máy cắt điện phía nguồn chính xác;
3. các tuyên bố về khả năng chịu đựng/đóng của riêng thiết bị cách ly đóng cắt;
4. bất kỳ định mức có điều kiện nào và thiết bị bảo vệ ngắn mạch (SCPD), định mức và cấu hình chính xác mà nó phụ thuộc vào; và
5. liệu cụm lắp ráp hoàn thiện có yêu cầu kiểm chứng riêng biệt hay không.

IEC 60947-3:2020+AMD1:2025 bao gồm các thiết bị đóng cắt, thiết bị cách ly, thiết bị đóng cắt cách ly và các bộ kết hợp cầu chì trong phạm vi điện áp thấp đã nêu. Trang IEC cũng xác định các yêu cầu về định mức ngắn mạch có điều kiện đối với các thiết bị được bảo vệ bởi máy cắt điện là một thay đổi kỹ thuật quan trọng. Phạm vi tiêu chuẩn sản phẩm đó không thay thế cho việc thiết kế lắp đặt hoặc đánh giá cụm lắp ráp.

Cổng 6: Chọn Kết cấu, Bộ vận hành và Vỏ tủ

Sau khi vượt qua yêu cầu về nhiệm vụ điện, hãy khớp việc triển khai vật lý với thiết bị.

Mục lựa chọn	Các vấn đề cần giải quyết
Kiểu lắp đặt	Lắp trên thanh DIN, lắp trên đế/tấm bảng, lắp trên cánh cửa, hay cụm lắp ráp hoàn chỉnh có vỏ bọc?
Bộ vận hành	Tay vặn trực tiếp hay tay vặn ngoài và trục nối? Chiều dài trục có tương thích với độ sâu của vỏ tủ không?
Chỉ báo vị trí và cách ly	Dấu hiệu hoặc cơ chế nào chứng minh vị trí tiếp điểm đã khai báo và chức năng cách ly?
Khóa và khóa liên động	Có yêu cầu khóa bằng ổ khóa không? Cửa tủ điện có phải duy trì trạng thái khóa liên động khi công tắc đang đóng không? Phương pháp vô hiệu hóa (nếu có) được ghi lại như thế nào?
Chấm dứt	Loại dây dẫn, tiết diện, đầu cốt, hướng đầu nối và khả năng tiếp cận có khớp với hướng dẫn của model cụ thể không?
Phụ kiện	Các tiếp điểm phụ, mô-đun trung tính, đế cầu chì, tấm che đầu nối hoặc tay cầm có được phê duyệt cho khung đã chọn không?
Môi trường	Yêu cầu cấp bảo vệ IP hoặc NEMA cho toàn bộ cụm lắp ráp, dải nhiệt độ môi trường, điều kiện ô nhiễm, độ cao, khả năng chống ăn mòn hoặc khả năng chống tia UV là gì?

Mã IP thuộc về cấu hình vỏ tủ đã được kiểm nghiệm hoặc công bố. Cơ chế công tắc được lắp bên trong hộp không tự động mang lại cho cụm lắp ráp hoàn chỉnh mức bảo vệ đã công bố của hộp đó, đặc biệt là sau khi đã thêm tay cầm, trục, đầu vào cáp, lỗ thoát nước hoặc các lỗ xuyên khác. Hãy sử dụng hướng dẫn về công tắc cách ly trong nhà so với ngoài trời khi quyết định về môi trường cần một phân tích IP đầy đủ.

Cổng 7: Xác minh Bằng chứng Thị trường Đích

Các tiêu chuẩn và tên danh mục không thể thay thế cho nhau giữa các thị trường. Đối với một dự án định hướng theo IEC, dòng sản phẩm liên quan thường được đánh giá theo IEC 60947-3. Phạm vi chính thức của IEC bao gồm các mạch phân phối và mạch động cơ lên đến các giới hạn được nêu trên trang xuất bản của nó; nó không chứng minh rằng một mẫu VIOX cụ thể hoặc mẫu của bên thứ ba có chứng chỉ cụ thể.

Các dự án tại Bắc Mỹ có thể phân biệt các thiết bị ngắt được đánh giá theo UL 98 với một số bộ điều khiển động cơ thủ công được đánh giá theo UL 508 hoặc các danh mục áp dụng khác. UL Solutions đưa ra một ví dụ cụ thể về máy móc: trong trường hợp công tắc định mức mã lực mạch động cơ không cầu chì được sử dụng trong ngữ cảnh bộ cấp nguồn/thiết bị ngắt đã nêu, nó yêu cầu một thiết bị ngắt không cầu chì UL 98 thay vì bộ điều khiển động cơ thủ công UL 508. Xem chính thức hướng dẫn về mạch cung cấp máy và phương tiện ngắt kết nối của UL.

Đối với mẫu chính xác, hãy yêu cầu các tài liệu mà thị trường đích và dự án thực sự cần:

• bảng dữ liệu hiện tại và hướng dẫn lắp đặt;
• thông tin về tiêu chuẩn sản phẩm và phê duyệt gắn liền với mẫu chính xác;
• bảng danh mục sử dụng tại điện áp yêu cầu;
• sơ đồ cực/tiếp điểm và đặc tính trung tính;
• dữ liệu về khả năng chịu đựng ngắn mạch, khả năng đóng cắt và phối hợp có điều kiện;
• tay vặn, trục, cầu chì, đầu nối và phụ kiện tương thích; và
• các tuyên bố về môi trường của vỏ tủ điện hoàn chỉnh nếu có áp dụng.

Không được suy diễn sự phê duyệt kiểu loại từ trang thông tin chung của dòng sản phẩm, logo kiểm định hoặc một sản phẩm khác trong cùng loạt.

Chuyển đổi Bảy Cổng (Seven Gates) thành Đặc tính kỹ thuật RFQ

Sử dụng bản ghi sau đây trước khi so sánh các mã sản phẩm. Thay thế mọi mục trong ngoặc bằng thông tin dự án hoặc đánh dấu là cần xác nhận kỹ thuật.

Trường thông tin RFQ	Mục dự án
Chức năng yêu cầu	[Thiết bị cách ly / thiết bị cách ly-đóng cắt / thiết bị cách ly-đóng cắt có cầu chì]
Nguồn cấp	[AC hoặc DC], [tần số nếu là AC]
Điện áp vận hành định mức	Ue ≥ [yêu cầu dự án], dưới [chế độ làm việc áp dụng]
Tải	[tải thuần trở / hỗn hợp / động cơ hoặc cảm kháng cao / tải xác định khác]
Dòng điện vận hành định mức hoặc công suất	Ie ≥ [giá trị yêu cầu] tại [Ue] và [loại sử dụng]
Chế độ vận hành	[loại A/B yêu cầu hoặc tần số vận hành được ghi nhận]
Số cực và tiếp điểm	[số cực], [đặc tính tiếp điểm/trung tính], yêu cầu sơ đồ
Phối hợp bảo vệ ngắn mạch	[dòng điện dự kiến], [thiết bị bảo vệ ngắn mạch thượng nguồn], [yêu cầu khai báo Icw/Icm/có điều kiện]
Lắp đặt và vận hành	[thanh DIN / bảng điện / gắn cửa / dạng vỏ bọc], [tay cầm/trục/khóa liên động]
Môi trường	[điều kiện trong nhà/ngoài trời], [yêu cầu cấp IP/NEMA cho toàn bộ cụm lắp ráp], [điều kiện môi trường/độ cao/ăn mòn]
Bằng chứng thị trường	[quốc gia đích], [tiêu chuẩn/phê duyệt yêu cầu], các tài liệu cấp model cần thiết
Phụ kiện và đầu nối	[nhu cầu về dây dẫn/đầu nối], [thiết bị phụ trợ], [danh mục phụ kiện được phê duyệt]

Ví dụ giới hạn: Cách ly cục bộ cho tải động cơ AC

Giả sử một nhà lắp ráp tủ điện cần một thiết bị tại chỗ để thường xuyên đóng cắt tải động cơ AC và cung cấp chức năng cách ly. Cổng chức năng chỉ đến một công tắc ngắt mạch, không phải là thiết bị cách ly chỉ có chức năng ngắt. Cổng tải sau đó yêu cầu dữ liệu sử dụng cho động cơ/tải cảm kháng cao của nhà sản xuất—thường là công bố AC-23 phù hợp—tại điện áp thực tế của hệ thống điện. Người thiết kế vẫn phải xác định Ie hoặc công suất động cơ áp dụng, số cực và đặc tính trung tính yêu cầu, dòng điện ngắn mạch dự kiến, phối hợp SCPD thượng nguồn, bố trí vận hành và vỏ tủ, cũng như phê duyệt của thị trường đích.

Tuyên bố đó không phải là khuyến nghị về mã sản phẩm. Nó cho thấy mô tả tải làm thay đổi thông số kỹ thuật như thế nào trước khi so sánh dòng điện, số cực hoặc vỏ tủ.

Chuyển từ Thông số kỹ thuật sang Đánh giá sản phẩm

Sau khi mỗi cổng đã có câu trả lời, hãy so sánh các model được ghi lại trong VIOX danh mục thiết bị cách ly và danh mục thiết bị đóng cắt cách ly. Đối với yêu cầu kỹ thuật, hãy gửi bản ghi RFQ đã hoàn thiện, số lượng yêu cầu và thị trường đích đến [email protected]. VIOX sẽ xác nhận các định mức cấp model và tài liệu dựa trên yêu cầu được cung cấp thay vì chỉ chọn dựa trên giá trị ampe.

Nguồn kỹ thuật

• IEC 60947-3:2020+AMD1:2025 — các thiết bị đóng cắt, thiết bị cách ly, thiết bị đóng cắt cách ly và bộ kết hợp cầu chì
• Schneider Electric — các loại hình sử dụng của thiết bị đóng cắt cách ly
• Schneider Electric — Icw, Icm và Icu cho thiết bị đóng cắt cách ly
• Schneider Electric — hướng dẫn lựa chọn thiết bị đóng cắt cách ly
• UL Solutions — mạch cấp nguồn máy và phương tiện đóng cắt