Bộ ngắt mạch curve breaker có thể không phải là một loại bộ ngắt mới nhưng đề cập đến bộ ngắt có thời gian ngắt được xác định bởi một đường cong đã được thiết lập trước sao cho nó cho phép mạch ngắt mỗi khi một động cơ được bật hoặc giữ đóng khi một dây dẫn bị cháy. Điều này dễ bị nhầm lẫn vì tiêu đề không liên quan đến dòng điện mà liên quan đến tốc độ phản ứng của bộ ngắt đối với một tỷ lệ nhất định của dòng định mức của nó. Vì vậy, bất kể giá trị ampe là bao nhiêu, việc phá vỡ đường cong sai sẽ có nghĩa là không có giải pháp cho vấn đề, đó là lý do tại sao cùng một lần ngắt phiền phức khiến kỹ sư tìm kiếm bộ ngắt lớn hơn có thể dễ dàng được giải quyết chỉ khi một chữ cái trong tên của nó được thay đổi. Hướng dẫn này cung cấp định nghĩa về đường cong ngắt, mô tả các đường cong và mức ngắt, cũng như giải thích tại sao cần phải chọn chúng một cách chính xác.
Tóm lại, curve breaker là một loại bộ ngắt mạch cụ thể sử dụng các đường cong tiêu chuẩn (được gán nhãn B, C hoặc D); mỗi đường cong hiển thị đặc tính ngắt thời gian-dòng điện, cho biết cài đặt của van ngắt từ tính. Các loại bộ ngắt mạch khác nhau có các cài đặt ngắt khác nhau dựa trên dòng In. Dòng ngắt của curve breaker được định nghĩa trong bảng dưới đây, trong đó bộ ngắt loại B nên ngắt ở mức 3 đến 5 lần In, loại C ở mức 5 đến 10 lần In, và loại D ở mức 10 đến 20 lần In, theo tiêu chuẩn IEC/EN 60898-1. Đặc tính nhiệt là giống nhau cho cả 3 loại bộ ngắt; tuy nhiên, dòng ngắt tức thời thì khác nhau. Do đó, ví dụ, bộ ngắt loại B có thể được sử dụng với tải điện tử có dòng khởi động thấp, bộ ngắt loại C có thể được sử dụng với các tải hỗn hợp và động cơ thông thường, và cuối cùng bộ ngắt loại D dành cho thiết bị có dòng khởi động lớn.
Ý nghĩa của “Curve Breaker”
Cụm từ này mô tả một loại bộ ngắt mạch hoạt động theo đặc tính thời gian-dòng điện đã được thiết lập trước thay vì một điểm thời gian duy nhất khi nó ngắt công tắc. Mỗi bộ ngắt mạch nhiệt từ loại nhỏ có “đường cong” riêng của nó. “Đường cong” là tên gọi của thuật ngữ định nghĩa cách thiết bị này hoạt động khi chịu các dòng điện khác nhau.
Có hai cơ chế chịu trách nhiệm cho quá trình này. Cơ chế đầu tiên là thiết bị nhiệt – một dải kim loại kép được làm nóng bởi dòng điện chạy qua nó. Nếu xảy ra quá tải, dải kim loại sẽ uốn cong dần cho đến khi nó ngắt; do đó, nó vừa có ý nghĩa bảo vệ chống quá nhiệt chậm của dây dẫn và hoạt động theo một đường cong gọi là đường cong nghịch thời gian vì nó nhanh hơn khi quá tải tăng lên, mặc dù không phải ngay lập tức. Cơ chế thứ hai là thiết bị từ tính, hoặc solenoid, tăng lực tác động lên mạch khi dòng điện tăng lên. Đây là cách phần tức thời của đường cong được tạo ra.
Vì cả hai cơ chế đều được sử dụng cho cùng một cơ chế tiếp điểm, “đường cong” đại diện cho cách hai cơ chế này hoạt động cùng nhau: độ dốc nghịch đảo mượt mà ở giá trị dòng điện thấp nơi thiết bị nhiệt hoạt động và sự giảm gần như thẳng đứng trong phần này của đường cong khi thiết bị từ tính kiểm soát. Điểm mà đường cong chuyển sang thẳng đứng là giá trị được xác định bởi chữ cái của nó. Các thiết bị được xây dựng theo nguyên tắc này, và các họ mà chúng thuộc về, được đề cập trong hướng dẫn của chúng tôi về Lựa chọn MCB và MCCB.
Ý nghĩa thực tế là đường cong không đại diện cho chất lượng hoặc định mức dòng điện. Cả bộ ngắt mạch loại B 20A và bộ ngắt mạch loại D 20A đều mang dòng 20A liên tục và bảo vệ mạch 20A. Sự khác biệt duy nhất giữa hai bộ ngắt mạch là mức dòng điện mà chúng có thể chịu được trong thời gian ngắn.
Cấu tạo của Đường cong ngắt mạch
Đường cong ngắt mạch được biểu diễn bằng trục log-log. Trục ngang là dòng điện dưới dạng tỷ lệ của dòng định mức; tức là, I/In. Trục dọc là thời gian ngắt mạch, được biểu thị bằng giây từ hàng nghìn giây đến mili giây.
| Vùng của đường cong | Phạm vi dòng điện | Cơ chế | Bảo vệ chống lại điều gì |
|---|---|---|---|
| Vùng không ngắt mạch | Lên đến khoảng 1,13 × In | Không có phần tử nào hoạt động | — dòng tải bình thường |
| Dải nhiệt không xác định | 1,13-1,45 × In | Nhiệt; có thể hoặc không ngắt trong thời gian quy định | Quá tải biên |
| Ngắt nhiệt chắc chắn | Trên 1,45 × In | Nhiệt, thời gian nghịch đảo | Quá tải và quá nhiệt cáp |
| Chuyển tiếp từ tính | 3-5× (B), 5-10× (C), 10-20× (D) | Từ tính, tức thời | Phân biệt ngắn mạch và dòng khởi động cao |
Thay vì xem dữ liệu trong bảng theo khía cạnh an toàn, chúng nên được xem như một câu chuyện về sự phân biệt. Vùng nhiệt là giống hệt nhau cho mỗi đường cong vì bảo vệ cáp là vấn đề chung bất kể loại tải. Chính trong vùng từ tính mà nhà sản xuất quyết định thiết bị có nên ngắt khi dòng điện thấp theo cách bảo vệ thiết bị nhạy cảm nhưng bỏ qua tất cả các dòng khởi động chấp nhận được hay ngược lại – ngắt muộn cho phép tất cả các dòng khởi động được chấp nhận với việc thiết bị sẽ phản ứng chậm hơn với các lỗi quá dòng thực sự. Chữ cái của đường cong là ghi nhận của lựa chọn này.
Một điểm quan trọng cần được làm rõ vì nó cho thấy tính thực tiễn của toàn bộ vấn đề lựa chọn đường cong. Dòng khởi động là một hiện tượng thực tế và khá bình thường. Một động cơ cảm ứng AC thông thường lấy từ năm đến tám lần dòng định mức trong một khoảng thời gian rất ngắn ngay sau khi khởi động. Một máy biến áp khi kết nối vào lưới có thể tiêu thụ từ mười đến mười bốn lần dòng định mức trong các chu kỳ đầu tiên. Nếu giá trị dòng điện thấp hơn bất kỳ giá trị nào trong số đó thì thiết bị sẽ ngắt mỗi lần ngay cả khi không có lỗi. Cùng một logic nên được áp dụng cho các tiếp điểm điều khiển cùng với các thiết bị bảo vệ, vì chúng thực hiện việc chuyển mạch nhưng không loại bỏ lỗi.
Các Đường cong Tiêu chuẩn
IEC/EN 60898-1 định nghĩa ba đường cong được sử dụng trong phần lớn các lắp đặt dân dụng và thương mại nhẹ.
| Đường cong | Ngưỡng ngắt từ tính | Thời gian ngắt điển hình tại ngưỡng | Thiết kế cho | Các mạch cuối trong nhà và các tòa nhà thương mại: chiếu sáng, ổ cắm, thiết bị nhỏ |
|---|---|---|---|---|
| Loại B | 3-5 × In | 0,1 giây trở xuống ở đầu trên | Tải có dòng khởi động tối thiểu | Mạch chiếu sáng, sưởi điện trở, ổ cắm trong công việc dân dụng, nguồn PLC và thiết bị đo lường, mạch điều khiển |
| Loại C | 5-10 × In | 0,1 giây trở xuống ở đầu trên | Tải cảm ứng và tải hỗn hợp | Động cơ tiêu chuẩn, bơm, quạt, HVAC, mạch ổ cắm thương mại, phân phối công nghiệp chung |
| Loại D | 10-20 × In | 0,1 giây trở xuống ở đầu trên | Dòng khởi động rất cao | Máy biến áp lớn, máy hàn, thiết bị X-ray, máy phát điện, động cơ lớn, cần cẩu và thang máy, máy nén |
Một cách hiệu quả để theo dõi thứ bậc là các phạm vi số thường có xu hướng liên tiếp, nghĩa là các đường cong giống như một chuỗi các bậc trong độ dung sai. Ở B, số lần có thể vượt mức định mức khoảng từ ba đến năm, trong khi ở C con số này dao động từ năm đến mười và ở D từ mười đến hai mươi. Trên ngưỡng, mọi thứ phản ứng gần như ngay lập tức, dưới ngưỡng thì mọi thứ phải được xử lý qua tác nhân nhiệt chậm hơn nếu có thể xử lý được.
Có hai điểm liên quan đến Loại C đáng chú ý. Thứ nhất, Loại C thực sự là lựa chọn mặc định cho hầu hết thiết bị thương mại và sản xuất trong ngành vì nó đủ tốt về cân bằng giữa mức dung sai dòng khởi động và mức nhạy cảm lỗi. Thêm vào đó, nó không phải là lựa chọn tồi cho tải điện trở vì vẫn hoạt động tốt trong bảo vệ cáp. Lý do chính để sử dụng Loại B là yếu tố nhạy cảm: nó sẽ ngắt khi có nhiễu từ tính thấp hơn và do đó có khả năng để lỗi phát triển và ảnh hưởng đến mạch điều khiển đắt tiền trước khi thiết bị Loại B được kích hoạt.
Các Đường Cong và Biến Thể Khác
B, C và D là bộ tiêu chuẩn, nhưng còn tồn tại một số đặc tính khác cho các vấn đề cụ thể.
| Đường cong | Ngưỡng từ tính | Mục đích sử dụng |
|---|---|---|
| Loại A | 2-3 × In | Tải bán dẫn và điện tử yêu cầu bảo vệ ngắn mạch rất nhạy; ngắn mạch trên các đoạn cáp dài |
| Loại Z | 2-3 × In | Mạch điện tử và điều khiển ưu tiên độ nhạy; tương đương với Loại A nhưng có nguồn gốc tiêu chuẩn khác |
| Loại K | 8-12 × In | Động cơ, máy biến áp và thiết bị có dòng khởi động cao mà Loại D sẽ quá kém nhạy |
| Loại MA | Chỉ từ tính, khoảng 12 × In | Bảo vệ mạch động cơ nơi quá tải được xử lý bởi rơle quá tải riêng biệt; không có phần tử nhiệt |
| Đường cong điều chỉnh được (MCCB) | Điều chỉnh tại hiện trường | Bộ ngắt mạch vỏ đúc nơi đường cong và định mức được thiết lập theo lắp đặt và có thể phối hợp với thiết bị phía trên |
Sự khác biệt giữa các dòng thiết bị quan trọng vì các đường cong có sẵn sẽ phụ thuộc vào tiêu chuẩn sử dụng để sản xuất bộ ngắt mạch. Bộ ngắt mạch nhỏ tuân thủ IEC 60898-1 sử dụng đường cong cố định không thể điều chỉnh trong các dòng B, C hoặc D. Trong khi đó, bộ ngắt mạch vỏ đúc tuân thủ IEC 60947-2 thường có khả năng điều chỉnh một số thiết lập từ tính và nhiệt, tạo điều kiện đồng bộ hóa toàn hệ thống phân phối thay vì các tùy chọn cố định. Quyết định giữa các dòng thiết bị liên quan đến định mức, mức lỗi và điều chỉnh chứ không phải lựa chọn đường cong.
Đường cong B so với đường cong C
Đây là so sánh thực tế phổ biến nhất, và câu trả lời gần như hoàn toàn dựa trên dòng khởi động.
| Loại B | Loại C | |
|---|---|---|
| Dải ngắt từ tính | 3-5 × In | 5-10 × In |
| Phản ứng với dòng 6 × In tăng đột biến | Ngắt ngay lập tức ở phần trên của dải | Có thể chịu được; chỉ ngắt trên 5 × tùy thiết bị cụ thể |
| Độ nhạy với lỗi thực sự | Cao hơn — phát hiện ngắn mạch có cường độ thấp hơn | Thấp hơn — ngắn mạch cường độ thấp có thể được phần tử nhiệt xử lý |
| Rủi ro trên mạch động cơ | Nguy cơ ngắt nhầm cao mỗi lần khởi động | Phù hợp trong hầu hết các trường hợp |
| Rủi ro trên mạch chiếu sáng hoặc điện tử | Không có; phù hợp | Có thể bỏ sót phát hiện lỗi đang phát triển |
| Đặc điểm kỹ thuật điển hình | Chiếu sáng dân dụng, ổ cắm, bảng điều khiển, thiết bị đo lường | Động cơ, bơm, HVAC, phân phối thương mại và công nghiệp chung |
Cần lưu ý rằng có sự chồng lấn giữa hai dải: Ví dụ, một thiết bị nằm ở điểm giữa dải Loại B (4 × In) không khác xa so với thiết bị ở giới hạn dưới dải Loại C (5 × In), và thực tế các dải nên được xem là phạm vi, không phải điểm chính xác, do sai số sản xuất. Đây là lý do tại sao ngắt nhầm đôi khi có thể tránh được chỉ bằng cách thay đổi nhà sản xuất, không phải đường cong, mặc dù hành động đúng là sử dụng đường cong phù hợp theo thông tin công bố của nhà sản xuất.
Khi tải gần với một ranh giới — chẳng hạn như một động cơ khởi động với dòng điện ngay trên mép của dải Loại C — thông số kỹ thuật phải được xác minh dựa trên dữ liệu dòng khởi động thực tế của thiết bị bất kể các giá trị được sử dụng trong các phép tính. Thực tế, việc chọn một đường cong dựa trên quy tắc ngón tay cái và sau đó phát hiện ra sau khi vận hành rằng nó không hoạt động có lẽ là lý do phổ biến nhất khiến một bảng điều khiển phải được mở ra. Nguyên tắc tương tự về việc phù hợp thiết bị với tải cũng áp dụng cho cấu hình cực, và logic lựa chọn cho điều đó được trình bày trong hướng dẫn của chúng tôi về cầu dao một cực và cầu dao hai cực.
Câu hỏi về “Đường cong AC”
Không có định nghĩa “đường cong AC” trong IEC 60898-1, và điều quan trọng là phải làm rõ điều này vì thuật ngữ này được sử dụng trong thực tế. Thuật ngữ “đường cong AC” thường đề cập đến một trong hai điều sau đây.
- Điều đầu tiên là phân loại một cầu dao được định mức cho AC và không phải cho DC. Đây là một điểm hợp lệ nhưng liên quan đến định mức của thiết bị hơn là phân loại chính nó. Cầu dao AC và DC có thiết kế khác nhau, vì việc dập tắt hồ quang trong mạch DC khó hơn nhiều. Điều này là do dòng điện không đạt đến zero hai lần trong một chu kỳ, nên không có điểm tự nhiên nào mà hồ quang bị dập tắt. Do đó, cầu dao định mức DC có thiết kế khác về máng hồ quang, tiếp điểm và hệ thống từ tính, bao gồm các đường cong khác được công bố. Việc sử dụng cầu dao định mức AC trong mạch DC là kết quả của lỗi ứng dụng chứ không phải lỗi đường cong.
- Ý nghĩa thứ hai của thuật ngữ này là sự hiểu nhầm về Loại C trong giao tiếp. Sự nhầm lẫn này dễ xảy ra trong một xưởng làm việc bận rộn và cũng qua biên giới ngôn ngữ. Trong các trường hợp có ứng dụng DC thực tế — mảng năng lượng mặt trời, pin, kéo DC, nguồn điện viễn thông — định mức và đường cong DC phù hợp nên được sử dụng, và cực tính cũng có thể quan trọng. Tổng thể, nếu một thông số kỹ thuật đề cập đến “đường cong AC,” người ta chỉ nên tìm hiểu xem nó thực sự có nghĩa là gì và xác nhận định mức của thiết bị trước khi đặt hàng.
Cách chọn đường cong
Quá trình chọn đường cong phù hợp là một thủ tục đơn giản. Nó nên được thực hiện tuần tự vì bỏ qua việc chọn đường cong trước khi ước tính kích thước cáp có thể là nguồn gốc của các vấn đề.
- Tính dòng tải liên tục. Điều này xác định giá trị dòng định mức (In) của cầu dao, nhưng nó không liên quan đến đường cong của thiết bị. Cầu dao được thiết kế để bảo vệ cáp, có nghĩa là khả năng chịu dòng của cáp là yếu tố giới hạn trong quá trình này.
- Tìm giá trị dòng khởi động của tất cả các thành phần trong mạch. Trong trường hợp động cơ, nó sẽ bằng năm đến tám lần dòng chạy, trong khi các loại tải cảm ứng như máy biến áp có thể tạo ra dòng điện gấp 10 đến 14 lần hoặc hơn dòng định mức. Đóng góp từ tải điện trở và tải điện tử có thể bỏ qua, vì nó gần như bằng không.
- Tính tỷ lệ dòng khởi động trên dòng định mức. Nếu tỷ lệ này dưới ba lần dòng định mức, loại đường cong B phù hợp để xử lý vấn đề này. Nếu tỷ lệ nằm trong khoảng từ ba đến năm, loại B có thể được sử dụng nhưng loại C sẽ là lựa chọn đáng tin cậy hơn. Nếu tỷ lệ cao hơn năm, loại C là lựa chọn tốt nhất. Nếu phép tính cho thấy tỷ lệ cao hơn mười lần, đường cong loại D nên được áp dụng.
- Đảm bảo xem xét loại cáp và thời gian ngắt mạch. Các loại đường cong cao hơn hoạt động tốt hơn với dòng điện lớn, nhưng đồng thời chúng không hoạt động đúng trong trường hợp dòng lỗi trung bình. Xác minh rằng việc ngắt mạch diễn ra đúng thời điểm ngay cả trong trường hợp giá trị dòng lỗi thấp, đặc biệt trong trường hợp chạy cáp dài.
- Đảm bảo rằng tất cả các thiết bị phía trên thiết bị này trong mạch đều được ngắt kết nối khi sử dụng bộ ngắt mạch cụ thể này. Trong trường hợp thiết bị loại D được lắp đặt dưới thiết bị loại C trong mạch, chúng có thể không hoạt động đúng do hiệu suất khác nhau của hai loại dưới dòng lỗi xác định.
- Kiểm tra xem định mức cắt có cao hơn dòng ngắn mạch dự kiến tại vị trí lắp đặt hay không. Khuyến nghị không nên giả định giá trị của dòng này mà nên tính toán thay thế.
- Đảm bảo rằng thiết bị đã vượt qua kiểm tra và được chứng nhận để sử dụng. Các chủ đề sau đây được đề cập trong bài viết của chúng tôi về chứng nhận UL 489.
Khi đã biết đường cong chính xác, việc lựa chọn còn lại trở nên đơn giản. Một nhà sản xuất cung cấp các đường cong B, C và D trong cùng một dòng sản phẩm được chứng nhận giúp đơn giản hóa cả việc chỉ định và dự trữ phụ tùng; Dải HUM18-63N, có sẵn từ 1P đến 4P với dòng điện lên đến 63 A trong các đường cong B, C và D, là một ví dụ về cấu trúc đó và minh họa chi tiết chỉ định mà người mua nên mong đợi.
Nhiệt độ môi trường và Giảm công suất
Khi nói đến các thiết bị tuân theo IEC 60898-1, đường cong xác định hành vi tại nhiệt độ tham chiếu, thường là 30°C. Điều này là do phần tử quá tải hoạt động dựa trên cơ sở nhiệt, và kết quả là hiệu suất của nó thay đổi theo sự thay đổi nhiệt độ xung quanh, và đây là nguyên nhân phổ biến của việc ngắt mạch không mong muốn trong các hệ thống lắp đặt.
Trong trường hợp môi trường nóng, ví dụ như bảng điều khiển trong ngày nắng nóng, tủ phân phối trong hộp tiếp xúc với ánh nắng mặt trời, hoặc bộ ngắt mạch gần thiết bị sinh nhiệt, dải bimetallic có điểm khởi đầu cao hơn và đạt điểm ngắt ở dòng điện thấp hơn, điều này rất quan trọng, vì các nhà sản xuất có bảng cho thấy thiết bị hoạt động ở 20A tại 60°C sẽ chịu được dòng điện thấp hơn nhiều, và ngược lại, khi thiết bị hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn, nó sẽ ngắt ở mức dòng điện cao hơn.
Có ba điều đáng lưu ý. Thứ nhất, khi đặt thiết bị ở những vị trí ấm áp, người ta có thể chọn định mức bộ ngắt dựa trên dữ liệu bảng giảm công suất thay vì giá trị danh định, điều này có thể chỉ ra cần chọn định mức cao hơn. Thứ hai, các thiết bị lắp đặt gần nhau trong bảng điều khiển ảnh hưởng lẫn nhau theo cách mà hệ số của nhà sản xuất phải được cộng thêm vào hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường. Thứ ba, nếu mạch chỉ ngắt vào những buổi chiều nóng, đó thường là vấn đề giảm công suất hơn là lỗi trong vận hành. Khi thiết bị thực sự bị nghi ngờ, phương pháp chẩn đoán trong hướng dẫn của chúng tôi về xác định bộ ngắt mạch hỏng là điểm khởi đầu.
Những lỗi phổ biến
- Tăng ampacity thay vì điều chỉnh đường cong là lỗi nghiêm trọng nhất trong lĩnh vực này. Lắp đặt bộ ngắt mạch 32 A trong mạch sử dụng dây điện 20 A có nghĩa là dây có thể bị nóng và cách điện có thể bị suy giảm trước khi bộ ngắt mạch hoạt động. Về bản chất, bộ ngắt mạch bảo vệ dây dẫn nhiều hơn là tải.
- Lắp đặt bộ ngắt mạch loại D trong các tình huống không đặc thù. Loại D có khả năng chịu được dòng khởi động lớn nhưng cho phép dòng lỗi vừa phải trong thời gian dài hơn, điều này có thể không được phát hiện trong các mạch nhạy cảm. Bộ ngắt mạch loại D chỉ nên được sử dụng cho các tình huống dòng khởi động cao.
- Bỏ qua hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường. Đôi khi một thiết bị có vẻ đúng có thể hóa ra sai do nhiệt độ cao.
- Nhầm lẫn giữa B, C và D ở các nhà sản xuất khác nhau. Có các tiêu chuẩn cho các dải, nhưng điều đó không có nghĩa là dung sai và hình dạng của các đường cong vẫn giữ nguyên; vì vậy nên kiểm tra các đường cong do một nhà sản xuất cụ thể tạo ra thay vì sử dụng các giá trị xấp xỉ.
- Sử dụng thiết bị định mức AC cho dòng điện DC. Dòng điện một chiều đòi hỏi các quy trình phức tạp hơn nhiều.
- Bỏ qua việc phối hợp. Ngay cả khi các thiết bị được chọn đúng, chúng vẫn có thể ngắt không chính xác do lỗi phối hợp.
- Chọn đường cong trước khi chọn cáp. Cáp xác định định mức của bộ ngắt mạch, và tải xác định đường cong; nếu không, việc lắp đặt có thể có vẻ tuân thủ quy tắc nhưng không an toàn chút nào.
Tiêu chuẩn và Chứng nhận
Tiêu chuẩn áp dụng xác định các đường cong tồn tại, thiết bị được kiểm tra theo tiêu chuẩn nào, và các ký hiệu có ý nghĩa gì.
| Tiêu chuẩn | Áp dụng cho | Đặc điểm đường cong |
|---|---|---|
| IEC/EN 60898-1 | Bộ ngắt mạch nhỏ cho các lắp đặt gia đình và tương tự | Đường cong B, C và D cố định với các dải từ tính xác định; dùng cho dân dụng và thương mại nhẹ |
| IEC/EN 60947-2 | Bộ ngắt mạch cho các lắp đặt công nghiệp, bao gồm MCCB | Thường có các cài đặt nhiệt và từ tính điều chỉnh được; sử dụng khi cần phối hợp trong toàn hệ thống |
| UL 489 | Bộ ngắt mạch vỏ đúc cho thị trường Bắc Mỹ | Sử dụng các quy ước dải ngắt khác nhau; thiết bị không thể thay thế cho các loại đường cong IEC |
| UL 1077 | Bộ bảo vệ bổ sung | Không phải thiết bị bảo vệ mạch nhánh; không được thay thế cho bộ ngắt UL 489 |
Sự phân biệt của Bắc Mỹ gây khó khăn cho người mua hoạt động trên nhiều thị trường. Một thiết bị được dán nhãn “Type C” theo IEC 60898-1 và một thiết bị có mã số catalog C-something theo UL 489 không phải là cùng một loại và hoạt động với các đặc tính ngắt khác nhau. Điều này đặc biệt quan trọng khi một dự án duy nhất vượt qua các tiêu chuẩn, chẳng hạn như một bảng điều khiển châu Âu phải lắp đặt tại một địa điểm Bắc Mỹ: chứng nhận được xác định bởi luật pháp tại nơi lắp đặt, có nghĩa là thiết bị phải được chứng nhận phù hợp. Lý do tương tự áp dụng cho các chức năng phụ trợ do một số thiết bị này cung cấp: chứng nhận phải phù hợp với bảng điều khiển, không phải tên catalog.
Câu hỏi thường gặp
Bộ ngắt mạch đường cong có nghĩa là gì?
Điều này ngụ ý rằng hành vi của bộ ngắt mạch về mặt ngắt dựa trên một đường cong thời gian-dòng điện đã được công bố thay vì một giá trị ngắt cố định. Đường cong này cung cấp thông tin về thời gian hoạt động của thiết bị cho mỗi bội số của dòng định mức, cho biết điểm mấu chốt về hai loại ngắt: ngắt nhiệt chậm bảo vệ dây dẫn chống quá tải và ngắt từ tức thời bảo vệ chống ngắn mạch. Chữ cái chỉ loại mạch trên thiết bị – B, C hoặc D theo IEC 60898-1 – chỉ bội số mà thiết bị đó thuộc về: 3-5, 5-10 và 10-20 lần dòng định mức, tương ứng. Nguyên lý hoạt động của đường cong là xác định thời gian ngắt thay vì dòng điện tối đa mà thiết bị có thể chịu được.
Có ba loại cầu dao nào?
Các loại tiêu chuẩn trong họ IEC 60898-1 có ba loại. Loại đầu tiên là loại B với dải ngắt từ trường từ 3 đến 5 lần dòng định mức; loại C với ngắt từ trường từ 5 đến 10 lần dòng định mức; và loại D từ 10 đến 20 lần dòng định mức. Loại B phù hợp cho các tải có dòng khởi động tối thiểu hoặc không đáng kể, như chiếu sáng, sưởi điện trở, ổ cắm và thiết bị điều khiển. Loại C là loại ưu tiên cho các tải hỗn hợp và động cơ thông thường, làm cho nó trở thành thông số kỹ thuật được sử dụng phổ biến nhất trong phân phối thương mại và công nghiệp. Loại D được sử dụng cho thiết bị có dòng khởi động lớn, như máy biến áp lớn, máy hàn, máy phát điện, máy X-quang và động cơ lớn. Ngoài ba loại này, còn có các loại A, Z và K được thiết kế cho các ứng dụng cụ thể và các cầu dao khuôn hiện đại thường đi kèm với các cài đặt điều chỉnh thay vì cố định.
Cầu dao đường cong AC có nghĩa là gì?
Thuật ngữ “đường cong AC” không tồn tại cụ thể trong tiêu chuẩn IEC 60898-1. Thực tế, “đường cong AC” có thể đề cập đến hai ý nghĩa khác nhau. Ví dụ, nó có thể liên quan đến thiết bị được định mức cho dịch vụ AC thay vì DC vì việc ngắt hồ quang điện khó hơn nhiều đối với DC do dòng điện liên tục. Các thiết bị được định mức đặc biệt cho hoạt động DC có các thiết bị phát triển đặc biệt như máng hồ quang và tiếp điểm. Một “đường cong AC” cũng có thể có nghĩa là loại C do sự nhầm lẫn hoặc hiểu sai. Việc sử dụng thuật ngữ này cần thận trọng vì bất kỳ đơn đặt hàng nào cũng cần chỉ rõ ý nghĩa dự định của “đường cong AC”. Đối với các ứng dụng thực sự yêu cầu hoạt động ở chế độ DC như pin mặt trời quang điện hoặc lưu trữ pin, rất quan trọng phải dựa hoàn toàn vào các thiết bị được định mức cho hoạt động DC và chỉ sử dụng các đường cong DC do nhà sản xuất cung cấp.
Sự khác biệt giữa cầu dao đường cong B và C là gì?
Sự khác biệt nằm ở đường cong ngắt từ trường. Cầu dao loại B ngắt ở 3-5 lần dòng định mức, trong khi loại C ngắt ở 5-10 lần. Về các khía cạnh khác — cơ chế quá tải nhiệt, khả năng chịu dòng liên tục và kích thước — chúng gần như giống hệt nhau. Trong thực tế, loại B nhạy hơn, vì vậy nó tốt trong việc phát hiện các điều kiện lỗi mới phát sinh trong các mạch có dòng khởi động thấp; tuy nhiên, nó cũng ngắt khi động cơ khởi động. Loại C có khả năng chịu được dòng khởi động năm đến tám lần do động cơ tạo ra trong khi vẫn đủ nhạy để sử dụng chung. Do đó, nó thường là cầu dao mặc định trong các lắp đặt công nghiệp và thương mại. Về lý thuyết, không có loại cầu dao nào tốt hơn loại kia; mỗi loại đều phù hợp để hoạt động trong điều kiện riêng của nó.
Tôi có thể khắc phục hiện tượng ngắt không mong muốn bằng cách lắp cầu dao lớn hơn không?
Không, nhiệm vụ này rất nguy hiểm để thực hiện. Định mức ampe của một bộ ngắt mạch dựa trên khả năng chịu dòng điện của dây dẫn mà nó bảo vệ (thông thường một mạch 15 A được kết nối với dây 14 AWG, trong khi một mạch 20 A thường được đấu dây với cáp 12 AWG). Điều này có nghĩa là việc kết nối một bộ ngắt mạch 32 A với dây 20 A có thể dẫn đến dây bị quá nhiệt mà không có bảo vệ chống quá nhiệt và có thể gây cháy. Mỗi khi có vấn đề ngắt mạch không mong muốn trên mạch động cơ, nên xem đó là vấn đề về đường cong hơn là vấn đề định mức và khắc phục bằng cách chuyển từ Loại B sang Loại C hoặc từ C sang D (nếu dòng khởi động có thể biện minh cho điều này), đồng thời xác minh kết quả dựa trên giá trị dòng khởi động thực tế thay vì suy đoán.
Tài liệu tham khảo
- Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế — IEC 60898-1 Bộ ngắt mạch cho các lắp đặt gia đình và tương tự
- Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế — IEC 60947-2 Bộ ngắt mạch cho các lắp đặt công nghiệp
- UL Solutions — UL 489 Bộ ngắt mạch vỏ đúc và UL 1077 Bộ bảo vệ bổ sung
- BSI — BS EN 60898-1 Yêu cầu về đặc tính ngắt mạch MCB
- NFPA — Mã điện quốc gia, Điều 240 Bảo vệ quá dòng
Kết luận
Bộ ngắt mạch đường cong chỉ là một loại bộ ngắt mạch nhất định với hành vi đặc trưng được xác định bởi một đường cong, điều duy nhất thay đổi với các đường cong khác nhau là giá trị dòng điện mà thiết bị từ tính sẽ hoạt động. Loại B hoạt động ở mức ba đến năm lần dòng danh định và phù hợp với các tải có khởi động gần như mượt mà; Loại C ở mức năm đến 10 lần và phù hợp với động cơ và tải hỗn hợp chiếm ưu thế trong các lắp đặt điển hình; Loại D ở mức 10-20 lần và tồn tại cho các máy biến áp, máy hàn và thiết bị lớn phát ra xung như vậy mà bộ ngắt mạch được chọn đúng sẽ ngắt liên tục. Phản ứng quá tải nhiệt của tất cả các thiết bị là giống nhau; đó là điểm loại bỏ mọi nhầm lẫn vì rõ ràng đường cong liên quan đến phân biệt dòng khởi động chứ không phải khả năng bảo vệ. Để tránh ngắt mạch không mong muốn, chỉ cần xác định định mức cáp, đường cong dựa trên đường cong dòng khởi động của tải, kiểm tra thiết bị đã chọn phản ứng trong thời gian ngắn trong trường hợp dòng lỗi thấp nhất, sử dụng các hệ số giảm định mức và kiểm tra phối hợp với các thiết bị phía trên.
