Khi báo cháy vang lên trong bếp khách sạn, nhiều quy trình cần diễn ra đồng thời. Báo động vang lên, đèn nhấp nháy, hệ thống dập lửa phun hóa chất dập lửa lên thiết bị nấu ăn, và, quan trọng nhất, toàn bộ nguồn điện đến thiết bị nấu ăn bị cắt ngay lập tức, tự động, mà không cần can thiệp thủ công. Làm thế nào điều đó xảy ra? Với sự trợ giúp của một shunt trip. Một shunt trip là một phần của cầu dao, và đại diện cho một cuộn điện từ nhỏ kích hoạt cầu dao như một phản ứng với tín hiệu từ xa. Nhiều người, bao gồm cả thợ điện, quản lý cơ sở và thanh tra các tòa nhà, tự hỏi shunt trip là gì.
Shunt Trip là gì và nó hoạt động như thế nào
Một shunt trip đề cập đến một phụ kiện điện từ được kết nối với cầu dao cho phép một lần kích hoạt từ xa xảy ra thông qua một tín hiệu bên ngoài. Ý nghĩa của thuật ngữ “shunt” liên quan đến kết nối điện. Cuộn kích hoạt được kết nối theo cách song song, và khi có điện áp được áp dụng, cuộn điện từ sẽ bật lên và hoạt động trên thiết bị kích hoạt bên trong. Nó tương tự như trường hợp khi có quá tải hoặc ngắn mạch trong cầu dao. Đây là một thiết bị tích hợp an toàn: nó kết nối thế giới bảo vệ quá dòng của bảng điện với thế giới an toàn sinh mạng của hệ thống báo cháy, nút dừng khẩn cấp, hoặc cảm biến khí độc. Để hiểu sâu hơn về cách cầu dao hoạt động trước khi shunt trip được thêm vào, bài viết của chúng tôi về cách hoạt động của cầu dao shunt trip giải thích cơ chế bên trong và chuỗi điện một cách chi tiết.
Cách một Shunt Trip hoạt động: Chuỗi điện và cơ khí
Một cầu dao hoạt động bên trong khi nó bị kích hoạt do quá tải. Phần bimetallic uốn cong hoặc cuộn điện từ lỏng ra, và do đó chốt được giải phóng. Cách hoạt động của cầu dao shunt có chút khác biệt vì việc kích hoạt xảy ra bên trong nhưng kết quả thì giống nhau. Quy trình như sau:
- Một tiếp điểm thường mở đóng lại trong mạch điều khiển bên ngoài. Tiếp điểm này có thể thuộc về bảng điều khiển báo cháy, công tắc ngắt khẩn cấp, một công tắc vi mô cho hệ thống phòng cháy Ansul, một cảm biến cho khí độc, hoặc một đầu ra của hệ thống quản lý cơ sở. Nó kết nối cuộn shunt trip với nguồn điện điều khiển nó, thường là 120 volt xoay chiều hoặc 24 volt một chiều.
- Cuộn shunt trip được cấp điện. Khi điện đi qua cuộn, từ trường kéo một phần nhỏ gọi là plunger. Plunger sau đó tạo ra một kết nối cơ khí với thanh kích hoạt bên trong của cầu dao. Đây là cùng một cơ chế chốt mà các yếu tố nhiệt và từ tính tác động lên.
- Chốt kích hoạt được giải phóng. Piston va chạm vào thanh kích hoạt, dẫn đến việc chốt mở và năng lượng được lưu trữ trong cơ chế cầu dao hoạt động để tách các tiếp điểm chính. Cuốn sách giờ đây chuyển sang vị trí TRIP.
- Mạch điện được ngắt năng lượng. Nguồn cung được tách ra khỏi tải, và cầu dao giữ vị trí TRIP cho đến khi thực hiện việc đặt lại bằng tay. Cuộn dây shunt trip ở trạng thái không có năng lượng do việc mở lại tiếp điểm điều khiển hoặc hành động của cơ chế ngắt bên trong.
Việc đặt lại cầu dao shunt trip diễn ra theo cách giống hệt như cầu dao tiêu chuẩn; bạn phải xoay công tắc trước tiên đến vị trí OFF và sau đó đến vị trí ON. Hành động đặt lại phục vụ để tự động nạp lại cơ chế shunt và chuẩn bị cầu dao cho lần kích hoạt tiếp theo. Sự khác biệt chính giữa cầu dao shunt trip và cầu dao tiêu chuẩn, tuy nhiên, không nằm ở phương pháp đặt lại mà ở cách khởi động trip.
Cách mà Cầu Dao Shunt Trip Khác với Cầu Dao Tiêu Chuẩn
| Đặc điểm | Cầu Dao Điện Tiêu Chuẩn | Cầu Dao Shunt Trip |
|---|---|---|
| Phương pháp kích hoạt | Quá tải nhiệt và ngắn mạch từ tính chỉ | Nhiệt, từ tính, cộng với kích hoạt điện từ xa qua một cuộn dây bên trong |
| Điều khiển bên ngoài | Không — cầu dao chỉ phản ứng với dòng điện trên mạch của chính nó | Bị kích hoạt bởi một điện áp bên ngoài áp dụng vào một cặp đầu nối điều khiển hoặc dây dẫn pigtail |
| Điện áp điều khiển | Không áp dụng | Thông thường 120 VAC hoặc 24 VDC; phải được chỉ định khi đặt hàng và phải phù hợp với nguồn điện điều khiển có sẵn |
| Ứng dụng điển hình | Bảo vệ mạch nhánh tiêu chuẩn trong các bảng điện dân dụng và thương mại | Ngừng hoạt động an toàn trong trường hợp hỏa hoạn, mạch dừng khẩn cấp, cách ly tải từ xa, ngắt nguồn điện thang máy, ngăn chặn bếp |
| Hình thức vật lý | Thân cầu dao tiêu chuẩn với một tay cầm đơn | Thân cầu dao tiêu chuẩn với hai dây điều khiển điện áp thấp bổ sung hoặc đầu nối; nếu không sẽ giống hệt về mặt hình thức |
Nơi Cần Cầu Dao Shunt Trip
Tính năng shunt trip không chỉ là một tùy chọn bổ sung. Thay vào đó, nó được yêu cầu bởi các quy định điện trong nhiều lắp đặt, do đó đảm bảo nguồn cung điện bị cắt đứt ở những khu vực nguy hiểm khi xảy ra hỏa hoạn, phát hiện rò rỉ khí hoặc khi có tín hiệu dừng khẩn cấp. Các ứng dụng chính, dựa trên Bộ luật Điện Quốc gia (NEC) và cũng như các tiêu chuẩn của Hiệp hội Bảo vệ Cháy Quốc gia (NFPA), bao gồm các trường hợp sau.
- Ngăn chặn hỏa hoạn bếp thương mại. Trong trường hợp kích hoạt một hệ thống Ansul, Range Guard hoặc bất kỳ phương pháp hóa chất ướt nào để dập lửa, tất cả các thiết bị chữa cháy nằm dưới mái che phải bị ngắt mạch điện. Trường hợp khi một cầu dao tự động được sử dụng cho mục đích này là phổ biến nhất trong thực tế. Yêu cầu cho ứng dụng này xuất phát từ mã NFPA 96 và từ danh sách cho mỗi hệ thống chữa cháy của nhà sản xuất. Công tắc vi mô gắn trong đầu điều khiển của hệ thống chữa cháy đóng một trong các tiếp điểm của nó và dòng điện bắt đầu chảy vào cuộn shunt trip, do đó mở mạch cho các cầu dao và không cho phép các bếp chiên, bếp nướng và bếp từ hoạt động trong khi hệ thống thông gió vẫn hoạt động để loại bỏ khói.
- Ngắt nguồn điện thang máy. Việc ngắt nguồn điện chính cho thang máy là rất cần thiết trước khi bắt đầu xả nước từ hệ thống chữa cháy nằm trong phòng máy hoặc đường dẫn thang máy để ngăn nước gây ra điện giật cho lính cứu hỏa bằng cách cấp điện cho thiết bị điện. Phương pháp tiêu chuẩn để thực hiện việc ngắt này liên quan đến việc lắp đặt một cầu dao shunt trip được điều khiển bởi cảm biến nhiệt hoặc khói trong đường dẫn thang máy. Điều này tuân thủ NFPA 72 và Điều 620 của NEC.
- Mạch dừng khẩn cấp trong máy móc công nghiệp. Để thực hiện việc ngắt hoàn toàn các máy móc lớn như hệ thống băng tải hoặc các tế bào sản xuất, một nút dừng khẩn cấp thường được thiết kế để hoạt động thông qua một cầu dao shunt trip, cho phép một cách dễ dàng và an toàn để ngắt kết nối hiệu quả các thiết bị lớn mà không cần cuộn tiếp điểm để giữ dòng điện chảy. Điều này đặc biệt phổ biến trong một số ngành công nghiệp, bao gồm ngành gỗ và sản xuất nặng.
- Giảm tải từ xa và quản lý tòa nhà. Trong các tòa nhà thương mại, bạn có thể sử dụng cầu dao shunt trip để ngắt kết nối các tải không cần thiết theo lệnh của hệ thống quản lý tòa nhà hoặc bộ điều khiển phản hồi nhu cầu, giúp quản lý nhu cầu đỉnh và tránh các khoản phí phạt.
Điều gì kích hoạt một shunt trip, và cách mạch điều khiển được kết nối
Một tiếp điểm mở được sử dụng để kích hoạt shunt trip, có thể bao gồm các thiết bị như rơ le báo cháy, công tắc vi mô của hệ thống dập lửa, hoặc rơ le của bộ điều khiển lập trình. Cách mà chức năng shunt trip được thiết kế có nghĩa là mạch chỉ nên được cấp điện trong một khoảng thời gian rất ngắn, chỉ trong thời gian cần thiết để cầu dao ngắt. Trong một số trường hợp, tiếp điểm điều khiển có thể giữ lại, có nghĩa là một rơ le hoặc công tắc riêng biệt phải có khả năng ngắt điện cho cuộn shunt trip khi xảy ra sự cố ngắt; nếu không làm như vậy, cuộn sẽ bị cháy và chức năng an toàn sẽ không hoạt động. Điện áp điều khiển được sử dụng nên tương ứng với định mức điện áp của cuộn shunt trip. Sử dụng điện áp khác sẽ làm hỏng mạch.
Các yếu tố cần xem xét khi lắp đặt và bảo trì
Quy trình lắp đặt một cầu dao shunt trip gần như tương tự như việc lắp đặt bất kỳ cầu dao tiêu chuẩn nào có kích thước khung tương tự, nhưng có một yếu tố quan trọng cần xem xét - hai dây được sử dụng trong cơ chế shunt trip phải được kết nối với mạch hoạt động bên ngoài. Những dây này thường được kết nối sao cho các đầu của chúng, được gọi là pigtails, có thể nhìn thấy bên ngoài vỏ của cầu dao. Nhưng khi kết nối chúng, cũng quan trọng để đảm bảo định hướng chính xác nếu cần thiết, vì cuộn dây hoạt động trên dòng điện một chiều sau khi quy trình lắp đặt hoàn tất, không cần bất kỳ hoạt động bảo trì đặc biệt nào cho cầu dao shunt trip. Điều này có nghĩa là bảo trì thông thường cần thiết cho bất kỳ cầu dao nào sẽ đủ cho cầu dao shunt trip - cầu dao cần được kiểm tra thường xuyên, kiểm tra bằng mắt để phát hiện quá nhiệt và ăn mòn, cũng như được thử nghiệm thỉnh thoảng. Việc thử nghiệm thường xuyên cầu dao shunt trip nên được thực hiện ít nhất một lần mỗi năm như được đề xuất bởi NFPA và các nhà sản xuất thiết bị, điều này gợi ý việc mô phỏng tình huống khẩn cấp và đảm bảo rằng cầu dao hoạt động đúng cách khi cần thiết.
Đối với các thiết bị bảo vệ điện nằm cạnh các cầu dao shunt trip trong một bảng điều khiển hiện đại - các MCB tiêu chuẩn, các cầu dao GFCI, các RCBO và các cầu dao có định mức DC cho các ứng dụng năng lượng mặt trời và pin - HUYU sản xuất một loạt các thiết bị bảo vệ được chứng nhận. Một mạch yêu cầu shunt trip để tích hợp an toàn cháy có thể cũng yêu cầu bảo vệ rò rỉ đất cho các ổ cắm mà nó phục vụ, và một RCBO như HUM18LE‑63 RCBO kết hợp bảo vệ quá dòng và dòng rò trong một thiết bị DIN‑rail duy nhất. Để được hỗ trợ chọn bộ ngắt phù hợp cho bất kỳ mạch nào, hướng dẫn của chúng tôi về kích thước cầu dao bạn cần giải thích quy trình định cỡ dựa trên NEC cho cả ứng dụng tiêu chuẩn và chuyên biệt.
Câu hỏi thường gặp
Điều gì kích hoạt shunt trip?
Cơ chế shunt trip được kích hoạt khi một tiếp điểm bên ngoài thường ở vị trí mở đóng lại do sự cố an toàn. Tiếp điểm này có thể là rơ le bảng điều khiển báo cháy, công tắc, cảm biến nhiệt hoặc khói, công tắc vi mô của hệ thống chữa cháy, cảm biến khí độc, nút dừng khẩn cấp hoặc kết quả được tạo ra bởi hệ thống giám sát tòa nhà. Khi tiếp điểm đóng lại, điện áp điều khiển, thường trong phạm vi 120 VAC hoặc 24 VDC, kích hoạt cuộn shunt trip, dẫn đến việc ngắt bộ ngắt.
Mục đích của shunt trip là gì?
Shunt trip được thiết kế để cho phép ngắt từ xa bộ ngắt mạch thông qua tín hiệu an toàn bên ngoài, cắt nguồn điện khỏi khu vực nguy hiểm mà không cần ai phải tắt thủ công. Công nghệ này cho phép kết hợp chức năng bảo vệ quá dòng của bộ ngắt với các chức năng an toàn sinh mạng do hệ thống báo cháy, thiết bị dừng khẩn cấp và cảm biến khí cung cấp.
Bộ ngắt shunt trip được yêu cầu ở đâu?
Bộ ngắt shunt trip Phần lớn được yêu cầu trong bếp thương mại để tắt thiết bị nấu ăn khi hệ thống chữa cháy được kích hoạt, trong phòng máy thang máy để ngắt nguồn điện thang máy trước khi hệ thống chữa cháy bằng nước được kích hoạt, và trong máy móc công nghiệp để thực hiện mạch dừng khẩn cấp với đảm bảo ngắt an toàn. Các yêu cầu này được quy định bởi NFPA 96, NFPA 72 và NEC.
Shunt trip thường ở trạng thái mở hay đóng?
Mạch cho cuộn shunt trip thường ở trạng thái mở. Trong hoạt động bình thường của mạch, các tiếp điểm điều khiển vẫn mở và không cung cấp điện cho cuộn. Khi xảy ra sự cố an toàn, các tiếp điểm đóng lại, do đó điện áp được cấp cho cuộn, cuộn được kích hoạt dẫn đến việc ngắt bộ ngắt điện. Khi bộ ngắt đang bật, các tiếp điểm nguồn chính đóng, trong khi khi bị ngắt hoặc tắt, các tiếp điểm mở. Thuật ngữ “thường mở” liên quan đến mạch điều khiển kích hoạt shunt trip.
Tài liệu tham khảo
- Hiệp hội Bảo vệ Cháy Quốc gia (NFPA) — NFPA 96 và NFPA 72. Tiêu chuẩn điều chỉnh hệ thống chữa cháy bếp thương mại và ngắt nguồn thang máy, bao gồm yêu cầu ngắt điện tự động qua bộ ngắt shunt trip.
- Eaton — Bộ ngắt Shunt Trip và Phụ kiện. Nhà sản xuất bộ ngắt shunt trip dân dụng và thương mại, với hướng dẫn ứng dụng và sơ đồ đấu dây cho các cấu hình điều khiển phổ biến.
- Schneider Electric — Phụ kiện Shunt Trip và Giải phóng điện áp thấp. Thông tin nhà sản xuất về các bộ phận shunt trip cho Square D và các dòng bộ ngắt khác, bao gồm các tùy chọn điện áp điều khiển và yêu cầu lắp đặt.
- Electrical Safety Foundation International (ESFI) — An toàn điện trong bếp thương mại. Hướng dẫn về tích hợp hệ thống bảo vệ điện và hệ thống chữa cháy trong môi trường nấu ăn thương mại.
A ngắt mạch khẩn cấp là liên kết điện giữa bộ ngắt mạch và các hệ thống an toàn bảo vệ tòa nhà cùng người sử dụng. Nó là một cuộn solenoid điện từ đơn giản, khi được cấp điện bởi báo cháy, hệ thống chữa cháy hoặc nút dừng khẩn cấp, sẽ cơ học kích hoạt ngắt mạch và ngắt nguồn điện khỏi khu vực nguy hiểm. Nó được yêu cầu theo quy chuẩn trong bếp thương mại, phòng máy thang máy và mạch dừng khẩn cấp công nghiệp, và phải được kiểm tra hàng năm để xác nhận hoạt động khi sự kiện thiết kế xảy ra. Bộ ngắt tiêu chuẩn bảo vệ dây dẫn. Bộ ngắt shunt trip bảo vệ dây dẫn và phản hồi khi báo cháy yêu cầu mở — và chức năng kép này làm cho nó trở thành thiết bị an toàn thiết yếu trong bất kỳ tòa nhà nào nơi có thể xảy ra cháy, rò rỉ khí hoặc dừng khẩn cấp cần tự động và ngay lập tức ngắt nguồn điện.
