Trong trường hợp còi báo cháy kích hoạt trong một bếp thương mại, không chỉ chuông và đèn nhấp nháy phải được kích hoạt mà van gas dưới bếp cũng cần phải đóng; ngoài ra, nguồn điện cho các thiết bị nấu ăn (chảo chiên, bếp nướng và bếp cảm ứng) cần được cắt ngay lập tức thông qua một phương tiện tự động nào đó mà không liên quan đến việc con người tiếp xúc với công tắc. Thiết bị có khả năng thực hiện chức năng này được gọi là cầu dao ngắt mạch shunt trip (hoặc cầu dao ngắt mạch trip).
Mặc dù cầu dao ngắt mạch shunt trip trông giống như một cầu dao ngắt mạch tiêu chuẩn, nó cung cấp bảo vệ chống quá tải (do hỏng thiết bị hoặc sét đánh) và ngắn mạch (do dây điện chạm vào nhau) theo cùng cách như bất kỳ loại cầu dao ngắt mạch nào khác. Ngoài chức năng quá tải và ngắn mạch, cầu dao ngắt mạch shunt trip có khả năng được ngắt theo yêu cầu thông qua tín hiệu từ xa; do đó, khi có cháy trong khu vực được bảo vệ bởi cầu dao, cầu dao sẽ ngắt dòng điện đến thiết bị mà nó bảo vệ và sẽ tiếp tục cung cấp sự bảo vệ này cho đến khi có tín hiệu từ xa khác yêu cầu các cầu dao ngắt mạch shunt trip khôi phục nguồn điện cho các mạch điện tương ứng. Đối với bất kỳ ai tham gia thiết kế hệ thống điện thương mại, an toàn công nghiệp và tuân thủ mã xây dựng, việc hiểu cách hoạt động của cầu dao ngắt mạch shunt trip và sự khác biệt của nó so với cầu dao ngắt mạch tiêu chuẩn là một chủ đề quan trọng cho việc học tập hoặc phát triển chuyên môn của bạn.
Nguyên lý cơ bản: Một cầu dao ngắt mạch được kích hoạt bởi lệnh bên ngoài
Một cầu dao ngắt mạch tiêu chuẩn sẽ ngắt khi nó vượt quá dòng định mức của nó, hoặc dần dần thông qua chức năng quá tải nhiệt hoặc đột ngột thông qua chức năng ngắn mạch từ tính. Việc mở (hoặc ngắt) xảy ra bên trong dựa trên các điều kiện điện xảy ra trong mạch. Cầu dao ngắt mạch shunt trip có một phương pháp độc lập bên ngoài để ngắt cầu dao bằng cách áp dụng điện áp bên ngoài qua các đầu điều khiển của nó. Khi điện áp được áp dụng, cuộn solenoid bên trong cầu dao sẽ kích hoạt và cơ học giải phóng chốt ngắt giống như khi cầu dao ngắt do điều kiện quá tải. Cầu dao sau đó sẽ mở, cách ly toàn bộ nguồn điện đến tải, do đó làm mất nguồn điện của mạch đó.
Cơ chế shunt trip hoạt động như một thiết bị tức thời, không phải là một bộ truyền động liên tục, và được thiết kế để được kích hoạt trong một khoảng thời gian ngắn — vài giây cần thiết để kích hoạt cuộn dây, ngắt mạch và ngắt nguồn điều khiển cung cấp. Nhiều bộ ngắt mạch shunt trip được sản xuất với công tắc cắt bên trong sẽ ngắt mạch solenoid khỏi cuộn dây được kích hoạt khi cơ chế bộ ngắt đạt vị trí TRIP; do đó ngăn cuộn dây bị kích hoạt liên tục, điều này có thể làm cháy cuộn dây. Đây là một yếu tố thiết kế quan trọng; cuộn dây shunt trip không được đánh giá cho dịch vụ liên tục. Nhiều tài liệu tham khảo trong ngành — bao gồm tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất và nhà phân phối, như Eandisales — cung cấp thêm thông tin về hệ thống dây bên trong và các vấn đề ứng dụng cần xem xét khi sử dụng bộ ngắt mạch shunt trip.
Cách hoạt động: Chuỗi điện và cơ học
Một bộ ngắt mạch tiêu chuẩn sẽ ngắt mạch do quá tải gây ra bởi dòng điện vượt quá đi qua bộ ngắt. Điều này xảy ra theo một chuỗi các bước, trong đó dải kim loại hai lớp uốn cong hoặc cuộn dây từ tính kéo làm giải phóng chốt ngắt. Tại điểm này, tay cầm bộ ngắt chuyển từ vị trí ON sang vị trí TRIP, mở các tiếp điểm của bộ ngắt mạch. Để đặt lại bộ ngắt mạch đã ngắt, trước tiên nó được tắt hoàn toàn (OFF) rồi bật lại (ON).
Chuỗi điện và cơ học để ngắt một bộ ngắt shunt trip khác với cách bắt đầu, nhưng đủ và kết thúc với cùng một kết quả (ngắt mạch).
- Một tiếp điểm thường mở đóng lại trong mạch điều khiển bên ngoài. Tiếp điểm này có thể đại diện cho rơle bảng báo cháy, nút dừng khẩn cấp, cảm biến khí độc hoặc đầu ra từ hệ thống quản lý tòa nhà. Nó sẽ kết nối cuộn shunt trip với nguồn điện điều khiển; thường là 120VAC hoặc 24 VDC tùy theo đánh giá cuộn dây được sử dụng.
- Cuộn shunt trip được cấp điện. Khi điện chạy qua cuộn dây, nó tạo ra từ tính hút một chốt nhỏ hoặc chốt kích hoạt vào lõi cuộn dây. Chốt này có kết nối vật lý với cơ chế bên trong của bộ ngắt mạch để ngắt mạch (chốt cơ học mà thiết bị nhiệt và từ tính sẽ kích hoạt).
- Chốt kích hoạt được giải phóng. Khi chốt kích hoạt va vào thanh ngắt, chốt được giải phóng và năng lượng lò xo dự trữ trong cơ chế bộ ngắt tách các tiếp điểm chính. Tay cầm bộ ngắt sau đó trở về vị trí TRIP. Tại điểm này, nếu có công tắc phụ bên trong thì nó có thể mở mạch solenoid để bảo vệ cuộn dây.
- Mạch điện được ngắt năng lượng. Tải bị ngắt (khỏi nguồn cung cấp) sẽ khiến bộ ngắt giữ ở vị trí TRIP, cho đến khi được đặt lại thủ công. Cuộn shunt trip sẽ bị mất điện do tiếp điểm điều khiển mở hoặc do công tắc cắt bên trong hoạt động.
Phương pháp để đặt lại bộ ngắt mạch shunt trip giống hệt như cách đặt lại bất kỳ loại bộ ngắt mạch nào khác – tức là xoay tay cầm từ vị trí “OFF” sang vị trí “ON”. Khi bạn thực hiện hành động này, cơ chế shunt trip sẽ tự động nạp lại như một phần của quá trình đặt lại và sẵn sàng cho hoạt động tiếp theo.
Cách mà Cầu Dao Shunt Trip Khác với Cầu Dao Tiêu Chuẩn
| Tính Năng | Cầu Dao Điện Tiêu Chuẩn | Cầu Dao Shunt Trip |
|---|---|---|
| Phương pháp kích hoạt | Chỉ quá tải nhiệt và ngắn mạch từ trường | Nhiệt, từ trường, cộng với ngắt điện từ xa qua solenoid |
| Điều khiển bên ngoài | Không có | Ngắt bởi điện áp bên ngoài được áp dụng vào các đầu điều khiển |
| Điện áp điều khiển | Không áp dụng | Thông thường 120 VAC hoặc 24 VDC; phải được chỉ định khi đặt hàng |
| Ứng dụng điển hình | Bảo vệ mạch nhánh tiêu chuẩn | Tắt an toàn cháy, mạch dừng khẩn cấp, cách ly tải từ xa |
| Quy trình đặt lại | Di chuyển tay cầm từ TRIP sang OFF, sau đó sang ON | Giống nhau; cơ chế shunt trip đặt lại cùng với tay cầm |
Tại sao cần chỉ định bộ ngắt mạch Shunt Trip
The → Cái ngắt mạch khẩn cấp chức năng không phải là một sự xa xỉ. Trong nhiều lắp đặt, đó là yêu cầu của mã. Bộ Quy chuẩn Điện Quốc gia (NEC) và các tiêu chuẩn NFPA, được các cơ quan như Hiệp hội Bảo vệ Cháy Quốc gia (NFPA), bắt buộc phải tự động ngắt nguồn điện trong các tình huống nguy hiểm cụ thể:
- Ngăn chặn hỏa hoạn bếp thương mại. Khi hệ thống Ansul hoặc Range Guard được kích hoạt bởi sự phát hiện khói, nhiệt hoặc ngọn lửa, điện đến các thiết bị nấu ăn dưới máy hút khói phải được tắt. Bộ ngắt mạch shunt trip là loại bộ ngắt được áp dụng và yêu cầu phổ biến nhất cho mục đích này và được quy định bởi NFPA 96, danh mục của nhà sản xuất chất chữa cháy.
- Ngắt nguồn điện thang máy. Để sử dụng hệ thống chữa cháy trong giếng thang máy hoặc phòng máy thang, nguồn điện chính cấp cho thang máy phải được tắt để tránh điện cung cấp cho đám cháy (từ đó gây tăng nguy cơ cháy) và/hoặc tạo ra nguy hiểm điện cho lính cứu hỏa khi họ làm việc. Bộ ngắt mạch shunt trip là phương pháp được chấp nhận để thực hiện việc ngắt điện này.
- Mạch dừng khẩn cấp trong máy móc công nghiệp. Kết nối nút dừng khẩn cấp phải tắt một động cơ lớn hoặc thiết bị quy trình khác qua bộ ngắt mạch shunt trip cung cấp một cách tích cực và an toàn để ngắt chúng. Shunt trip sẽ cung cấp cách ngắt thiết bị đáng tin cậy bất kể cuộn tiếp điểm có còn được cấp điện hay không.
- Giảm tải từ xa. Quản lý tòa nhà có thể điều khiển bộ ngắt mạch shunt trip trong cơ sở thương mại từ xa thông qua hệ thống quản lý của họ để tắt tải không cần thiết cho hoạt động của cơ sở. Điều này sẽ giúp giảm các khoản phí đỉnh có thể được áp dụng.
Câu hỏi thường gặp
Bộ ngắt mạch shunt trip 120V hoạt động như thế nào?
Bộ ngắt mạch shunt trip là thiết bị solenoid hoạt động điện xoay chiều 120 volt với hai đầu điều khiển từ đó nó có thể được kích hoạt. Khi báo cháy, dừng khẩn cấp hoặc bất kỳ tiếp điểm an toàn nào đóng lại, thì 120 volt sẽ được cấp cho cuộn dây, sau đó kích hoạt một plunger solenoid đánh vào cơ chế ngắt khiến nguồn điện đến tải bị ngắt (tức là ngắt mạch). Cũng cần lưu ý rằng cuộn dây chỉ là thiết bị chịu tải tức thời.
Điều gì khiến bộ ngắt mạch shunt trip ngắt mạch?
Bằng cách áp dụng điện áp điều khiển bên ngoài — từ cảm biến khí gas (hoặc các thiết bị tương tự khác) hoặc từ hệ thống chữa cháy, ví dụ — cuộn dây của mạch shunt trip có thể được kích hoạt và sẽ dẫn đến việc cầu dao được cấp điện và gây ra nó ngắt mạch. Cầu dao shunt trip sẽ ngắt mạch vì các lý do khác ngoài việc quá tải & ngắn mạch, giống như một cầu dao thông thường.
Tại sao bạn cần một cầu dao shunt trip?
Bất cứ khi nào một hệ thống an toàn tự động yêu cầu ngắt nguồn điện khỏi một mạch, bạn cần một cầu dao ‘shunt trip’ (ví dụ, để tắt thiết bị nấu ăn khi hệ thống chữa cháy của máy hút khói bếp được kích hoạt, hoặc ngắt nguồn điện cho thang máy trước khi hệ thống phun nước chữa cháy hoạt động trong ống khói). Điều này thường được yêu cầu bởi quy định, không chỉ là một lựa chọn, vì vậy hãy kiểm tra các quy định và mã xây dựng địa phương trước khi tiến hành.
Shunt trip thường ở trạng thái mở hay đóng?
Thông thường, mạch cuộn dây shunt trip (bộ phận) được “mở” do các tiếp điểm điều khiển đang “mở” (rơ le báo cháy hoặc nút dừng khẩn cấp) trong quá trình vận hành bình thường. Các tiếp điểm điều khiển sau đó sẽ “đóng” để cấp điện cho cuộn dây và ngắt cầu dao. Các tiếp điểm nguồn chính của cầu dao “thường đóng” khi cầu dao ở trạng thái “BẬT” và “mở” khi bị ngắt (do cuộn dây được cấp điện) hoặc được tắt thủ công.
Tài liệu tham khảo
- Hiệp hội Bảo vệ Chống cháy Quốc gia (NFPA) — NFPA 96 và NFPA 70 — Các tiêu chuẩn điều chỉnh hệ thống chữa cháy bếp thương mại và Mã điện Quốc gia, bao gồm các yêu cầu về shunt trip.
- Eandisales — Cầu dao Shunt Trip là gì? — Tổng quan kỹ thuật về chức năng, đấu dây và ứng dụng của cầu dao shunt trip.
- Eaton — Cầu dao Shunt Trip — Nhà sản xuất cầu dao shunt trip cho dân dụng và thương mại, với hướng dẫn ứng dụng và đấu dây.
- Schneider Electric — Phụ kiện Shunt Trip cho cầu dao Square D — Thông tin sản phẩm và hướng dẫn lắp đặt cho các bộ phận shunt trip trên cầu dao QO và Homeline.
A cầu dao shunt trip thêm một chức năng quan trọng duy nhất vào cầu dao nhiệt từ tiêu chuẩn: khả năng ngắt mạch theo lệnh từ hệ thống an toàn, báo cháy hoặc nút dừng khẩn cấp. Đây là một cơ chế đơn giản — một cuộn solenoid, một chốt, một chốt ngắt — nhưng nó kết nối giữa bảo vệ quá dòng và an toàn tính mạng. Khi lửa bùng lên ở máy hút khói, cầu dao ngắt trước khi ngọn lửa lan rộng. Đó là nhiệm vụ của nó.
