Trả lời trực tiếp: Quá tải, Quá dòng và Ngắn mạch
Quá dòng có nghĩa là bất kỳ dòng điện nào vượt quá dòng điện cho phép đối với một mạch điện, dây dẫn hoặc thiết bị. Quá tải và ngắn mạch là hai trạng thái quá dòng khác nhau. Quá tải thường vẫn nằm trong đường dẫn điện bình thường và phát triển thành vấn đề nhiệt, trong khi ngắn mạch tạo ra một đường dẫn lỗi có trở kháng thấp và có thể tạo ra dòng điện rất cao gần như ngay lập tức.
Sự phân biệt này rất quan trọng vì các lỗi khác nhau cần các cơ chế bảo vệ khác nhau. Rơ-le nhiệt có thể bảo vệ động cơ khỏi tình trạng quá tải kéo dài, nhưng nó không thể thay thế cầu chì hoặc bộ ngắt mạch (aptomat) để ngắt ngắn mạch. Bộ ngắt mạch có thể bảo vệ chống lại cả quá tải và ngắn mạch, nhưng chỉ khi dòng định mức, đường cong cắt và khả năng cắt của nó phù hợp với hệ thống lắp đặt.
Những điểm chính
- Quá dòng là danh mục bao quát. Quá tải và ngắn mạch là những nguyên nhân hoặc loại hình phổ biến của quá dòng.
- Dòng điện quá tải thường chạy trong đường dẫn dòng điện bình thường. Mối nguy hiểm chính là sự tích tụ nhiệt theo thời gian.
- Dòng điện ngắn mạch chạy qua một đường dẫn có trở kháng thấp không mong muốn. Mối nguy hiểm chính là năng lượng hồ quang, hỏa hoạn và sự phá hủy thiết bị.
- Tốc độ bảo vệ là khác nhau. Bảo vệ quá tải thường có độ trễ thời gian; bảo vệ ngắn mạch phải hoạt động rất nhanh.
- Dòng điện định mức là chưa đủ. Thiết bị bảo vệ cũng phải có khả năng cắt đủ lớn cho dòng điện ngắn mạch có thể xảy ra.
Bảng so sánh Quá tải, Quá dòng và Ngắn mạch
| Loại Lỗi | Ý nghĩa của nó | Đường dẫn hiện tại | Đặc tính điển hình | Rủi ro chính | Bảo vệ điển hình |
|---|---|---|---|---|---|
| Quá tải | Dòng tải vượt quá công suất liên tục an toàn của mạch hoặc thiết bị | Đường dẫn điện bình thường | Thường chậm hơn, tác động nhiệt, có độ trễ thời gian | Phát nhiệt, lão hóa cách điện, hư hỏng động cơ, nguy cơ hỏa hoạn | Rơ-le nhiệt, rơ-le quá tải điện tử, bộ ngắt nhiệt của aptomat, rơ-le bảo vệ động cơ |
| Quá dòng | Bất kỳ dòng điện nào vượt quá giá trị cho phép | Phụ thuộc vào nguyên nhân | Có thể chậm hoặc rất nhanh | Quá nhiệt, nhảy aptomat không mong muốn, ứng suất thiết bị, hư hỏng do sự cố | Cầu chì, MCB, MCCB, ACB, MPCB, rơ-le, thiết bị bảo vệ động cơ |
| Chập mạch | Sự cố trở kháng thấp giữa các dây dẫn hoặc từ dây dẫn xuống đất | Đường dẫn sự cố bất thường | Rất nhanh, dòng sự cố cao | Hồ quang điện, hỏa hoạn, hư hỏng do cháy nổ, phá hủy dây dẫn/thiết bị | Cầu chì, MCB, MCCB, ACB, rơ-le bảo vệ cùng với máy cắt có khả năng cắt đủ lớn |
Quá dòng là gì?
Quá dòng là tình trạng dòng điện vượt quá mức định mức hoặc mức cho phép của mạch điện, dây dẫn hoặc thiết bị điện. Đây không phải là một loại sự cố đơn lẻ. Đây là thuật ngữ bao hàm bao gồm quá tải, ngắn mạch và một số sự cố chạm đất khi dòng sự cố đủ lớn để kích hoạt thiết bị bảo vệ quá dòng.
Trong thiết kế điện thực tế, từ "quá dòng" trả lời cho một câu hỏi:
Dòng điện có cao hơn mức mà mạch điện hoặc thiết bị được phép mang hay không?
Nguyên nhân vẫn cần được chẩn đoán. Một mạch điện có thể bị quá dòng do động cơ bị quá tải, kết nối quá nhiều tải, dây dẫn bị chập với dây dẫn khác, cách điện bị hỏng hoặc chọn sai thiết bị bảo vệ.
Đó là lý do tại sao việc nói “aptomat bị nhảy do quá dòng” chỉ mới là điểm bắt đầu. Câu hỏi tiếp theo là sự kiện đó là quá tải, ngắn mạch, vấn đề dòng khởi động, chạm đất, lỗi đi dây hay vấn đề phối hợp bảo vệ.
Đối với bối cảnh định cỡ và bảo vệ aptomat, VIOX’s Trang sản phẩm MCB và Trang sản phẩm MCCB là các tài liệu tham khảo hữu ích cho bước tiếp theo khi đã biết loại mạch điện.
Quá Tải Là Gì?
Quá tải xảy ra khi mạch điện hoặc thiết bị mang dòng điện vượt quá mức cho phép trong thời gian dài, nhưng dòng điện vẫn chạy qua đường dẫn điện bình thường.
Một ví dụ đơn giản là có quá nhiều tải hoạt động trên cùng một mạch nhánh. Dòng điện không đi đường tắt qua tải mà vẫn chạy qua các dây dẫn, đầu nối, aptomat và tải theo thiết kế. Vấn đề là cường độ dòng điện quá cao so với định mức của hệ thống dây điện, aptomat, cuộn dây động cơ hoặc thiết bị trong một khoảng thời gian.
Trong các hệ thống động cơ, quá tải cũng có thể xảy ra khi:
- máy bơm bị kẹt cơ học
- băng tải bị quá tải
- vòng bi quạt bị hỏng
- động cơ có công suất nhỏ hơn tải yêu cầu
- mất pha hoặc mất cân bằng pha
- rơ-le quá tải được cài đặt không chính xác
Điểm kỹ thuật then chốt là quá tải chủ yếu là một vấn đề về nhiệt. Dòng điện có thể chỉ cao hơn mức bình thường một chút, nhưng nếu kéo dài đủ lâu, nhiệt lượng sẽ tích tụ và làm hỏng lớp cách điện, các đầu nối, cuộn dây hoặc cáp điện.
Để có giải thích chi tiết về các triệu chứng quá tải và nguy cơ hỏa hoạn, hãy xem hướng dẫn của VIOX: Quá tải mạch điện là gì?
Ngắn Mạch Là Gì?
Ngắn mạch xảy ra khi dòng điện tìm thấy một đường dẫn trở kháng thấp không mong muốn giữa các dây dẫn, hoặc giữa một dây dẫn mang điện với đất hoặc các bộ phận dẫn điện hở.
Không giống như dòng quá tải, dòng ngắn mạch không đơn thuần có nghĩa là “quá nhiều tải”. Nó thường có nghĩa là đường dẫn mạch điện bình thường đã bị bỏ qua do một sự cố.
Các nguyên nhân gây ngắn mạch phổ biến bao gồm:
- lớp cách điện bị hư hỏng
- dây dẫn có điện chạm vào dây trung tính
- tiếp xúc giữa các pha với nhau
- đấu nối dây sai
- các sợi dây bị tưa bắc cầu qua các cực đấu nối
- nước xâm nhập vào thiết bị
- cáp bị dập
- linh kiện bị hỏng bên trong tủ điện
Do trở kháng của đường dẫn sự cố có thể rất thấp, dòng điện có thể tăng lên cực kỳ nhanh chóng. Đây là lý do tại sao bảo vệ ngắn mạch tập trung vào việc ngắt nhanh, kiểm soát hồ quang và khả năng cắt phù hợp.
Để ước tính dòng điện ngắn mạch trong các mạch hạ thế, xem Làm thế nào để Tính chập Giờ cho MCB.
Tại sao quá tải không giống với ngắn mạch
Quá tải và ngắn mạch đều có thể tạo ra quá dòng, nhưng chúng không hoạt động theo cùng một cách.
| Câu Hỏi | Quá tải | Ngắn mạch |
|---|---|---|
| Dòng điện có duy trì trong đường dẫn bình thường không? | Thường là có | Không, nó sử dụng một đường dẫn trở kháng thấp không mong muốn |
| Dòng điện có thường tăng rất cao ngay lập tức không? | Thường là không | Thường là có |
| Mối nguy hiểm chính có phải là sự gia nhiệt do nhiệt theo thời gian không? | Yes | Không chỉ vậy; hồ quang và năng lượng sự cố nổ là những rủi ro lớn |
| Rơ-le quá tải nhiệt có thể tự xử lý việc này không? | Có, để bảo vệ quá tải động cơ khi được áp dụng đúng cách | Không có |
| Thiết bị có cần khả năng cắt/ngắt mạch không? | Các thiết bị bảo vệ vẫn cần có định mức chính xác | Hoàn toàn quan trọng |
| Đặc tính tác động điển hình | Thời gian trễ | Ngắt tức thời hoặc ngắt thời gian ngắn rất nhanh |
Sự khác biệt này là lý do tại sao các câu hỏi dạng thi cử thường mô tả dòng quá tải là dòng điện dư thừa vẫn nằm trong đường dẫn điện bình thường. Cách diễn đạt đó chỉ ra tình trạng quá tải, không phải ngắn mạch.
Thiết bị bảo vệ: Thiết bị nào xử lý lỗi nào?
Không nên coi bất kỳ thiết bị bảo vệ đơn lẻ nào là giải pháp vạn năng cho mọi sự cố. Thiết bị phải phù hợp với loại lỗi, điện áp, dòng điện, khả năng cắt, đặc tính tải và thiết kế hệ thống.
| Thiết bị | Bảo vệ chống quá tải? | Bảo vệ chống ngắn mạch? | Vị trí lắp đặt |
|---|---|---|---|
| MCB | Có, tùy thuộc vào thiết kế | Đúng, trong phạm vi khả năng cắt định mức | Mạch cuối, tủ phân phối, các tải nhỏ |
| MCCB | Có, tùy thuộc vào bộ ngắt (trip unit) | Đúng, trong phạm vi khả năng cắt định mức | Mạch cấp nguồn, tủ điện công nghiệp, các mạch có dòng điện cao hơn |
| Cầu chì | Có hoặc không tùy thuộc vào loại cầu chì và ứng dụng | Đúng, trong phạm vi khả năng cắt định mức | Bảo vệ thiết bị, giới hạn dòng điện, bảo vệ dự phòng |
| Rơ le bảo vệ quá tải nhiệt | Có, dành cho quá tải động cơ | Không có | Mạch động cơ có khởi động từ và bảo vệ ngắn mạch |
| Rơ-le quá tải điện tử | Có, dành cho quá tải động cơ và các chức năng bảo vệ được chọn | Không, không thể tự thực hiện | Tủ điều khiển động cơ và thiết bị quy trình |
| MPCB | Yes | Có, trong phạm vi định mức của thiết bị | Bảo vệ nhánh động cơ nhỏ gọn, tùy thuộc vào sự phối hợp bảo vệ |
| Rơ-le bảo vệ động cơ | Có, cộng với các điều kiện động cơ nâng cao | Yêu cầu thiết bị ngắt mạch ngắn riêng biệt | Động cơ lớn hơn, trung tâm điều khiển động cơ (MCC), hệ thống điều khiển công nghiệp |
| RCCB / RCD | Bản thân không có chức năng bảo vệ quá dòng | Bản thân không có chức năng bảo vệ ngắn mạch | Bảo vệ dòng dư hoặc dòng rò |
| RCBO | Yes | Có, trong phạm vi định mức | Bảo vệ kết hợp dòng dư và quá dòng |
Đối với mạch động cơ, sự phân chia trách nhiệm này là rất quan trọng. Contactor đóng cắt động cơ, rơ-le quá tải bảo vệ chống quá tải kéo dài, và cầu chì, MCB, MCCB hoặc MPCB đảm nhận việc bảo vệ ngắn mạch. VIOX giải thích chi tiết hơn về sự phối hợp này tại đây: Cách lựa chọn công tắc tơ, rơ-le quá tải và bộ ngắt mạch cho nguồn động cơ.
Để biết các giới hạn lựa chọn rơ-le quá tải và MPCB, hãy xem Rơ-le nhiệt (Thermal Overload Relay) so với Aptomat bảo vệ động cơ (MPCB).
Khả năng cắt: Chi tiết mà nhiều người mua thường bỏ lỡ
Việc chọn đúng định mức ampe không chứng minh được thiết bị bảo vệ có thể ngắt mạch an toàn khi xảy ra ngắn mạch.
Một aptomat 32A có thể mang tải định mức 32A một cách chính xác, nhưng nếu dòng điện ngắn mạch dự kiến tại điểm lắp đặt cao hơn khả năng cắt định mức của aptomat, thiết bị có thể bị hỏng nguy hiểm khi xảy ra sự cố.
Luôn kiểm tra:
- dòng điện định mức
- điện áp định mức
- ứng dụng điện xoay chiều (AC) hoặc một chiều (DC)
- khả năng cắt hoặc định mức ngắt mạch
- Dòng điện ngắn mạch dự kiến tại điểm lắp đặt
- đường cong tác động hoặc các cài đặt bảo vệ
- Phối hợp bảo vệ giữa thiết bị thượng nguồn và hạ nguồn
- Tiết diện cáp và phương pháp lắp đặt
Đối với các ứng dụng MCB, sự khác biệt thực tế giữa các định mức khả năng cắt phổ biến được giải thích tại đây: Khả năng cắt của MCB: 6kA so với 10kA.
Đối với các thuật ngữ về MCCB và thiết bị đóng cắt công nghiệp, xem Các định mức của bộ ngắt mạch Icu so với Ics so với Icw so với Icm.
Các tiêu chuẩn và thuật ngữ về dòng sự cố cần biết
Thuật ngữ bảo vệ phụ thuộc vào dòng sản phẩm và thị trường. Đối với thiết bị đóng cắt hạ thế, các ngữ cảnh tiêu chuẩn phổ biến bao gồm:
| Ngữ cảnh tiêu chuẩn | Phạm vi thiết bị điển hình | Tại sao nó quan trọng |
|---|---|---|
| IEC 60898-1 | Thiết bị đóng cắt dùng trong gia đình và các mục đích bảo vệ quá dòng tương tự | Tài liệu tham khảo phổ biến cho bảo vệ mạch cuối loại MCB |
| TRUYỀN thông 60947-2 | Áp-tô-mát hạ thế công nghiệp | Tài liệu tham khảo phổ biến cho các thuật ngữ hiệu suất của MCCB, ACB và thiết bị đóng cắt công nghiệp |
| UL 489 | Aptomat khối (MCCB) và các loại aptomat tương tự cho các ứng dụng tại Bắc Mỹ | Quan trọng đối với các dự án yêu cầu aptomat nhánh hoặc aptomat cấp nguồn đạt chuẩn UL |
Không được coi các tiêu chuẩn này là các nhãn có thể thay thế cho nhau. Một aptomat được chọn cho ứng dụng mạch cuối IEC, tủ phân phối công nghiệp IEC và tủ điện UL tại Bắc Mỹ có thể cần các ký hiệu, định mức và bằng chứng phê duyệt khác nhau.
Đối với các nghiên cứu về ngắn mạch, các kỹ sư cũng có thể phân biệt giữa đối xứng và không đối xứng dòng sự cố:
- Dòng sự cố đối xứng là thành phần dòng điện sự cố xoay chiều (AC) sau khi thành phần một chiều (DC) bị loại bỏ hoặc đã suy giảm.
- Dòng điện sự cố không đối xứng bao gồm thành phần một chiều (DC) có thể xuất hiện ngay sau khi sự cố bắt đầu, tạo ra ứng suất đỉnh cao hơn trong chu kỳ đầu tiên.
Đối với hầu hết việc lựa chọn thiết bị ở cấp độ người mua, điểm mấu chốt thực tế rất đơn giản: thiết bị bảo vệ phải phù hợp với mức dòng điện sự cố và bối cảnh tiêu chuẩn được quy định bởi dự án. Đối với thiết kế kỹ thuật, cần kiểm tra nghiên cứu ngắn mạch và dữ liệu của nhà sản xuất thay vì chỉ dựa vào định mức ampe ghi trên nhãn mặt trước.
Cách chẩn đoán sự cố nhảy aptomat tại hiện trường
Thời điểm nhảy aptomat thường cho biết hướng điều tra đầu tiên.
| Triệu chứng | Nguyên nhân có khả năng xảy ra cao hơn | Những điều cần kiểm tra đầu tiên |
|---|---|---|
| Aptomat nhảy ngay lập tức khi bật lên | Ngắn mạch, chạm đất, lỗi đi dây, thiết bị hỏng | Ngắt tải, kiểm tra cách điện, kiểm tra hệ thống dây dẫn và các đầu nối |
| Aptomat nhảy sau vài phút hoạt động dưới tải | Quá tải, mạch điện không đủ công suất, thông gió kém, mối nối bị nóng | Đo dòng điện vận hành, so sánh tải với định mức, kiểm tra các đầu nối |
| Động cơ khởi động, sau đó rơ-le nhiệt nhảy | Quá tải cơ học, mất pha, cài đặt quá tải sai, sự cố động cơ | Dòng điện động cơ, cân bằng pha, tình trạng tải, cài đặt rơ-le |
| Aptomat nhảy trong quá trình khởi động động cơ | Dòng khởi động quá cao, sai đường cong/cài đặt, ngắn mạch, kẹt rotor | Dòng khởi động, đường cong tác động, tình trạng động cơ, cáp và bộ khởi động |
| Cầu chì bị đứt tức thì | Ngắn mạch hoặc dòng sự cố nghiêm trọng | Cách ly sự cố, loại cầu chì, định mức điện áp, vị trí sự cố |
| Cáp hoặc đầu nối bị nóng nhưng aptomat không nhảy | Kết nối lỏng lẻo, dây dẫn quá tải, bảo vệ sai quy cách, điện trở cục bộ | Kiểm tra lực siết/kết nối, đo tải, quét nhiệt |
| RCCB nhảy nhưng MCB không nhảy | Dòng điện dư hoặc lỗi rò rỉ | Rò rỉ cách điện, độ ẩm, thiết bị kết nối, lỗi chạm chập trung tính-đất |
Không nên liên tục đóng lại aptomat hoặc thay cầu chì mà không tìm ra nguyên nhân. Thiết bị bảo vệ hoạt động lặp đi lặp lại thường là dấu hiệu cảnh báo một sự cố điện thực sự.
Những sai lầm phổ biến khi so sánh quá tải và ngắn mạch
Sai lầm 1: Chỉ coi quá dòng là ngắn mạch
Ngắn mạch chỉ là một loại quá dòng. Quá tải cũng có thể gây ra quá dòng, nhưng thường cần đặc tính cắt khác nhau.
Sai lầm 2: Sử dụng rơ-le nhiệt để bảo vệ ngắn mạch
Rơ-le nhiệt được thiết kế cho tình trạng quá tải động cơ kéo dài, không phải để ngắt sự cố năng lượng cao. Nó phải được sử dụng kèm với thiết bị bảo vệ ngắn mạch phù hợp.
Sai lầm 3: Chọn aptomat quá lớn để tránh nhảy sai
Nếu aptomat nhảy trong quá trình khởi động hoặc khi tải nặng, giải pháp không phải là tự động chọn aptomat lớn hơn. Vấn đề thực sự có thể là quá tải, dòng khởi động, đường cong cắt không phù hợp, phối hợp bảo vệ kém hoặc tiết diện dây dẫn quá nhỏ.
Sai lầm 4: Bỏ qua việc bảo vệ cáp
Aptomat bảo vệ cả dây dẫn lẫn tải. Nếu aptomat có định mức quá lớn so với cáp, cáp có thể bị quá nhiệt trước khi thiết bị bảo vệ kịp tác động.
Sai lầm 5: Kiểm tra dòng định mức nhưng bỏ qua khả năng cắt ngắn mạch
Dòng định mức cho biết khả năng mang tải bình thường. Khả năng cắt cho biết thiết bị có thể ngắt an toàn khi xảy ra ngắn mạch tại điểm lắp đặt hay không.
Sai lầm 6: Cho rằng mọi lần nhảy aptomat đều do thiết bị bị hỏng
Aptomat và cầu chì là các thiết bị bảo vệ. Nhiều trường hợp nhảy aptomat xảy ra do thiết bị đang phản ứng chính xác với tình trạng quá tải, ngắn mạch, rò điện, nhiệt độ cao hoặc do ứng dụng không phù hợp.
Danh mục kiểm tra lựa chọn thiết bị bảo vệ quá dòng
Trước khi chọn hoặc thay thế thiết bị bảo vệ, hãy xác nhận các mục sau:
| Mục lựa chọn | Tại sao nó quan trọng |
|---|---|
| Dòng tải | Xác định định mức ampe cơ bản |
| Tiết diện dây dẫn và phương pháp lắp đặt | Thiết bị bảo vệ phải phù hợp với khả năng chịu tải của cáp |
| Điện áp và loại dòng điện AC/DC | Đặc tính dập hồ quang khác nhau tùy theo hệ thống |
| Dòng điện ngắn mạch dự kiến | Xác định khả năng cắt dòng ngắn mạch yêu cầu |
| Loại tải | Động cơ, bộ gia nhiệt, máy biến áp, thiết bị điện tử và tụ điện có đặc tính vận hành khác nhau |
| Dòng điện khởi động | Ảnh hưởng đến việc lựa chọn đường cong đặc tính hoặc thiết lập ngưỡng tác động của aptomat |
| Phương pháp bảo vệ quá tải | Quá tải động cơ và quá tải cáp có thể cần các thiết bị khác nhau |
| Phối hợp với các thiết bị thượng nguồn/hạ nguồn | Ngăn chặn việc ngắt điện không cần thiết ở thượng nguồn |
| Môi trường | Nhiệt độ, vỏ tủ, độ cao, bụi và độ rung ảnh hưởng đến việc lựa chọn |
| Tiêu chuẩn hoặc thông số kỹ thuật của dự án | Xác định loại thiết bị, định mức và tài liệu yêu cầu |
Nếu mạch điện liên quan đến động cơ, hãy bắt đầu với dòng điện đầy tải, phương pháp khởi động, bảo vệ quá tải và bảo vệ ngắn mạch cùng nhau thay vì chọn riêng lẻ từng phần.
Các câu hỏi và câu trả lời đào tạo phổ biến
Nhiều lượt tìm kiếm về chủ đề này xuất phát từ các câu hỏi đào tạo về điện. Những câu trả lời ngắn gọn này giúp phân biệt các thuật ngữ một cách chính xác.
| Tuyên bố hoặc Câu hỏi đào tạo | Cách hiểu đúng |
|---|---|
| “Tình trạng quá dòng có thể được định nghĩa là…” | Dòng điện vượt quá giá trị cho phép đối với mạch điện hoặc thiết bị |
| “Tình trạng quá dòng nào bị giới hạn trong đường dẫn điện bình thường?” | Quá tải |
| “Tình trạng quá dòng nào thoát ra khỏi đường dẫn dòng điện bình thường?” | Chập mạch |
| “Quá tải có giống với ngắn mạch không?” | Không. Cả hai đều có thể là tình trạng quá dòng, nhưng đường dẫn dòng điện và cơ chế bảo vệ là khác nhau |
| “Dòng điện ngắn mạch thường thấp hơn dòng điện quá tải phải không?” | Không. Ngắn mạch thường tạo ra dòng sự cố cao hơn nhiều, tùy thuộc vào trở kháng của hệ thống. |
| “Phối hợp chọn lọc nghĩa là gì?” | Các thiết bị bảo vệ được sắp xếp sao cho thiết bị gần điểm sự cố nhất sẽ ngắt trước, giúp giới hạn phạm vi mất điện. |
| “Bảo vệ quá dòng là gì?” | Là biện pháp bảo vệ giúp ngắt mạch khi dòng điện vượt quá giá trị an toàn hoặc giá trị cho phép. |
Nếu một câu hỏi đào tạo cho biết dòng điện quá mức nhưng vẫn chạy qua các dây dẫn và tải bình thường, thì đó là mô tả về quá tải. Nếu câu hỏi cho biết dòng điện đi đường tắt không mong muốn vòng qua tải, thì đó là mô tả về ngắn mạch.
Ví dụ thực tế
Ví dụ 1: Quá nhiều thiết bị trên một mạch điện
Nhiều thiết bị công suất cao hoạt động trên cùng một mạch điện. Dòng điện vẫn đi theo đường dẫn bình thường, nhưng vượt quá định mức của mạch trong thời gian đủ lâu để aptomat (CB) tự ngắt.
Đây là tình trạng quá tải. Giải pháp là giảm tải, phân bổ lại các mạch điện hoặc lắp đặt một mạch điện chuyên dụng được thiết kế phù hợp.
Ví dụ 2: Dây pha và dây trung tính chạm nhau bên trong thiết bị
Một dây dẫn bị hỏng chạm vào dây dẫn khác bên trong thiết bị. Dòng điện đi theo đường dẫn trở kháng thấp không mong muốn và tăng lên rất nhanh.
Đây là hiện tượng ngắn mạch. Thiết bị bảo vệ phải ngắt sự cố trong phạm vi khả năng cắt của nó.
Ví dụ 3: Động cơ tự ngắt sau khi chạy được mười phút
Động cơ khởi động bình thường nhưng làm nhảy rơ-le nhiệt sau khi chạy có tải. Aptomat không bị ngắt.
Điều này cho thấy khả năng quá tải động cơ nhiều hơn là ngắn mạch. Hãy kiểm tra tải cơ khí, sự cân bằng pha, hệ thống làm mát, cài đặt rơ-le nhiệt và dòng điện của động cơ.
Ví dụ 4: Aptomat nhảy ngay khi cấp điện cho tủ điện
Aptomat nhảy tức thì khi tủ điện được cấp nguồn. Tải kết nối không bao giờ đạt đến trạng thái vận hành bình thường.
Điều này cho thấy có hiện tượng ngắn mạch, lỗi đi dây, chạm đất hoặc hỏng linh kiện. Không được tăng công suất aptomat. Hãy cách ly mạch điện và kiểm tra hệ thống dây dẫn.
Câu hỏi thường gặp
Sự khác biệt giữa quá dòng, quá tải và ngắn mạch là gì?
Quá dòng là thuật ngữ chung cho tình trạng dòng điện vượt quá giá trị cho phép. Quá tải là một tình trạng quá dòng thường vẫn nằm trong đường dẫn dòng điện bình thường và gây ra hiện tượng nóng lên theo thời gian. Ngắn mạch là tình trạng quá dòng gây ra bởi một đường dẫn lỗi có trở kháng thấp ngoài ý muốn.
Tình trạng quá dòng nào vẫn nằm trong đường dẫn dòng điện bình thường?
Dòng quá tải thường vẫn nằm trong đường dẫn dòng điện bình thường. Đây là lý do tại sao quá tải chủ yếu liên quan đến việc nóng lên theo thời gian.
Lỗi nào thoát ra khỏi đường dẫn dòng điện bình thường?
Ngắn mạch làm chệch hướng hoặc bỏ qua đường dẫn tải dự kiến bằng cách tạo ra một đường dẫn trở kháng thấp không mong muốn giữa các dây dẫn hoặc xuống đất.
Nguyên nhân nào gây ra quá dòng?
Các nguyên nhân phổ biến bao gồm kết nối quá tải, quá tải động cơ, ngắn mạch, chạm đất, hỏng cách điện, đấu nối sai, chọn sai kích thước aptomat, phối hợp bảo vệ kém hoặc thiết bị bị hỏng.
Rơ-le nhiệt có thể bảo vệ chống ngắn mạch được không?
Không. Rơ-le nhiệt chỉ bảo vệ chống quá tải động cơ kéo dài. Bảo vệ ngắn mạch phải được thực hiện bởi cầu chì, MCB, MCCB, MPCB hoặc thiết bị bảo vệ ngắn mạch có định mức phù hợp.
Làm thế nào để chọn MPCB và khởi động từ (contactor) phù hợp trong tủ điều khiển động cơ?
Bắt đầu với dòng điện đầy tải của động cơ, phương pháp khởi động, loại sử dụng, mức độ ngắn mạch và yêu cầu phối hợp bảo vệ. Khởi động từ đảm nhận việc đóng cắt, rơ-le nhiệt hoặc MPCB đảm nhận bảo vệ quá tải động cơ, và thiết bị bảo vệ ngắn mạch phải ngắt dòng sự cố một cách an toàn. Không nên chọn khởi động từ, rơ-le nhiệt và aptomat như các thành phần riêng lẻ.
Tiêu chuẩn nào quan trọng đối với các thiết bị bảo vệ quá dòng?
Điều này phụ thuộc vào thiết bị và thị trường. IEC 60898-1 thường liên quan đến các loại MCB dùng trong gia đình và bảo vệ mạch tương tự, IEC 60947-2 liên quan đến các loại máy cắt hạ thế công nghiệp như MCCB và ACB, còn UL 489 dành cho các loại máy cắt được liệt kê cho các ứng dụng tại Bắc Mỹ.
Tại sao máy cắt lại nhảy (trip) ngay lập tức?
Việc nhảy tức thời thường chỉ ra tình trạng ngắn mạch, chạm đất, dòng khởi động quá lớn, lỗi đi dây hoặc thiết bị kết nối bị hỏng. Cần chẩn đoán mạch điện trước khi cố gắng đóng lại nhiều lần.
Tại sao máy cắt lại nhảy sau vài phút?
Việc nhảy có độ trễ thường chỉ ra tình trạng quá tải, quá nhiệt, thông gió kém, dây dẫn không đủ tiết diện, đầu nối bị lỏng hoặc tải vượt quá định mức của mạch.
Cầu chì hay máy cắt tốt hơn cho việc bảo vệ quá dòng?
Cả hai đều có thể phù hợp. Cầu chì có thể tốt hơn trong việc giới hạn dòng điện hoặc phối hợp bảo vệ cho thiết bị cụ thể. Máy cắt có thể tốt hơn khi cần khả năng bảo vệ có thể đặt lại và sự tiện lợi khi đóng cắt. Lựa chọn đúng phụ thuộc vào điện áp, dòng điện, khả năng cắt, loại tải và các yêu cầu phối hợp bảo vệ.
Kết luận
Cách rõ ràng nhất để hiểu các thuật ngữ này là:
Quá dòng là danh mục chung. Quá tải và ngắn mạch là các trạng thái quá dòng khác nhau.
Quá tải thường vẫn nằm trong đường dẫn dòng điện bình thường và gây ra hiện tượng nóng lên theo thời gian. Ngắn mạch tạo ra một đường dẫn trở kháng thấp ngoài ý muốn và có thể tạo ra dòng sự cố nghiêm trọng rất nhanh chóng. Chiến lược bảo vệ phải phù hợp với loại sự cố: bảo vệ quá tải cho ứng suất nhiệt kéo dài, bảo vệ ngắn mạch để ngắt sự cố nhanh chóng và khả năng cắt đủ lớn cho dòng sự cố có thể xảy ra.
Đối với các sản phẩm bảo vệ mạch VIOX, hãy bắt đầu với dòng thiết bị phù hợp với ứng dụng: MCB cho các mạch cuối, MCCB cho các đường cấp nguồn lớn hơn, rơ le quá tải nhiệt cho bảo vệ quá tải động cơ, và cầu chì hoặc bộ ngắt mạch có định mức chính xác để bảo vệ ngắn mạch.
