Công tắc ngắt mạch hai cực là gì

Các bộ ngắt mạch được sử dụng trong phần lớn các bảng điện gia đình là loại một cực, vì vậy việc rất ít người chú ý đến chúng là điều bình thường. Ngược lại, loại hai cực thì lớn hơn, đắt hơn và được kết hợp vật lý với nhau. Nhưng bên trong chúng có gì?

Câu trả lời ngắn gọn cho câu hỏi của bạn: Bộ ngắt mạch hai cực cũng có thể được gọi là bộ ngắt mạch hai cực đôi, hoặc đơn giản là bộ ngắt hai cực. Thiết bị này có hai cực dẫn dòng điện được bao bọc như một đơn vị trong một vỏ duy nhất và kết nối với hai đầu cuối còn lại của thanh cái. Điện áp làm việc của các loại bộ ngắt mạch này có thể là 240v hoặc 120v, hoặc nói cách khác là một trong hai hoặc cả hai. Nó có cơ chế ngắt mạch tích hợp có thể được kích hoạt tự động hoặc bằng sự can thiệp của con người. Bộ ngắt mạch hai cực thường được sử dụng trong các thiết bị điện như bình nóng lạnh, thiết bị, thiết bị điện, điều hòa không khí, v.v.

Ý nghĩa thực sự của “hai cực”

Một bộ ngắt mạch có thể được đặc trưng là được tạo thành từ các mạch khác nhau. Bộ ngắt một cực có một mạch, kết nối tại một thanh cái, chiếm một inch chiều rộng bảng và chịu trách nhiệm cho một mạch 120 V. Bộ ngắt hai cực có hai mạch, đặt trên hai thanh cái liền kề, chiếm hai inch chiều rộng bảng và hoạt động trên hai dây cùng lúc.

Điều quan trọng là hai mạch được sử dụng nằm trên các pha khác nhau của nguồn cung cấp. Trong bảng phân phối pha đôi Bắc Mỹ với hai pha, điện áp giữa hai pha là 240 V, nhưng điện áp giữa mỗi pha và trung tính là 120 V. Điều này cho phép sử dụng cùng một thiết bị cho cả hai trường hợp lấy điện áp 240 V cho các mục đích nhất định như chạy máy sưởi, cũng như điện áp 120/240 V với trung tính cho các mục đích khác. Nếu bạn muốn so sánh được trình bày song song, hãy xem Bộ ngắt mạch một cực so với hai cực trình bày sự khác biệt về cấu tạo và nơi sử dụng của hai loại này.

Hai cực so với một, ba và bốn cực

Các cực tăng theo cùng một hệ thống để cung cấp cho bạn các tên gọi khi bạn quen với cách chúng được đo lường.

1 Cực (1P): một dây dẫn không nối đất có điện áp 120 V đến trung tính, chiếm một đơn vị không gian bảng và có cơ chế ngắt độc lập.
2 Cực (2P): có hai dây dẫn không nối đất đạt 240 V khi hai dây này kết nối với nhau, chiếm 2 đơn vị không gian trong bảng, cũng chia sẻ cơ chế ngắt, hoặc cung cấp điện áp 120/240 V với trung tính được chia sẻ bởi hai dây.
3 Cực (3P): phổ biến cho các hệ thống ba pha như tải động cơ; cũng cần 3 đơn vị không gian, nhưng cơ chế ngắt trong trường hợp này là chung.
4 Cực (4P): ba pha cũng như trung tính chuyển mạch; một mặt hàng phổ biến trên thị trường IEC; có thể nói trung tính được ngắt khỏi các pha.

Cũng cần lưu ý các thiết bị lai; chúng được biết đến như 1P + N có một cực được bảo vệ bởi trung tính có thể bị ngắt; sự khác biệt giữa các loại thiết bị khác rõ ràng ở đây và điều này dẫn đến sai sót của người dùng khi tìm kiếm thiết bị phù hợp cho các thị trường khác.

Khi bạn thực sự cần một bộ ngắt mạch hai cực

Câu trả lời đơn giản là “mọi thiết bị sử dụng điện chạy trên 240 volt”.

Máy sấy điện — thường được định mức tại 30A và sử dụng ổ cắm NEMA 14-30 với dây 10 AWG.
Lò nướng và bếp điện — thường chạy ở mức 40A hoặc 50A và sử dụng đầu nối NEMA 14-50 cùng với dây 8 AWG hoặc 6 AWG.
Bình nóng lạnh — được cấp điện bởi 30 A (240 V không có dây trung tính cuối cùng).
Máy điều hòa không khí và bơm nhiệt — hoạt động ở mức từ 30 A đến 60 A.
Bộ sạc điện — chạy ở mức 40 A đến 60 A trên một mạch riêng biệt.
Bộ ngắt mạch phụ — 60 đến 125 A sử dụng mạch cho gara hoặc xưởng.
Thiết bị lớn trong cửa hàng và bơm giếng sử dụng ở mức 20 đến 30 A với hoạt động không khí hai dây.

Sau đó là tình huống bị bỏ sót của mạch nhánh đa dây, nơi hai mạch 120 V kết nối với nhau qua một dây trung tính chung. Trong trường hợp này, hai mạch phải được cấp vào các pha đối diện, và chúng cũng phải được tắt cùng lúc, vì vậy phải sử dụng bộ ngắt mạch hai cực hoặc lắp hai bộ ngắt mạch một cực với liên kết tay cầm. Đây là cách phổ biến để tạo ra tình huống dây trung tính chung mang tổng dòng của cả hai mạch thay vì hiệu số, điều này có thể gây nguy cơ cháy thay vì chỉ là sự bất tiện. Các mạch 30 amp là nơi người ta thường xuyên nhầm lẫn số cực, và sự so sánh này giữa bộ ngắt mạch một cực 50 amp và bộ ngắt mạch hai cực giải thích tại sao dòng điện không cho bạn biết số cực bạn cần.

Ngắt chung, liên kết tay cầm và yêu cầu thực tế của quy chuẩn

Thuật ngữ “Ngắt chung” có nghĩa là cả hai cực đều mở cùng lúc tự động hoặc thủ công. Hai cực được kết nối bên trong bộ ngắt mạch qua thanh ngắt và nếu một cực gây quá tải, thì cả hai cực sẽ ngắt cùng lúc. Đây là điểm khác biệt thực sự giữa bộ ngắt mạch hai cực và liên kết tay cầm.

Liên kết tay cầm là một mảnh nhựa hoặc kim loại kết nối hai bộ ngắt mạch một cực riêng biệt và độc lập, do đó một thao tác sẽ gây ra thao tác cho bộ ngắt còn lại. Nó cho phép thao tác thủ công đồng thời nhưng không có nghĩa là ngắt là tự động. Quy chuẩn cho phép sử dụng một số loại liên kết tay cầm trong hệ thống dây nhánh đa dây, tuy nhiên phát minh này không nên dùng trong các mạch như tải đôi 240V vì các cực của mạch phải mở đồng thời nếu không sẽ không có sự tách biệt hoàn toàn và không có đường trung tính cho dòng điện.

1P+N so với 2P: sự nhầm lẫn cần biết

Nếu bạn mua bộ ngắt mạch từ cả nguồn cung IEC và nguồn cung Bắc Mỹ, cuối cùng bạn sẽ phải đối mặt với hậu quả của thực tế này.

Bộ ngắt mạch 2 cực được thiết kế để cung cấp bảo vệ quá dòng cho cả hai cực. Nói cách khác, trong trường hợp dòng điện quá mức và ngắn mạch, cả hai dây dẫn đều được bảo vệ.

Bộ ngắt mạch 1 cực cộng với trung tính chỉ có bảo vệ quá dòng trên cực cấp nguồn, trong khi cực còn lại chỉ đóng vai trò là dây dẫn cho cực trung tính. Ngoài ra, bộ ngắt mạch này thường nhỏ hơn – là bộ ngắt mạch đơn mô-đun có thể tìm thấy trong phần lớn các dòng bộ ngắt mạch IEC – và có giá rẻ hơn.

Nhưng đây không phải là bộ ngắt mạch 2 cực và không được sử dụng trong trường hợp bộ ngắt mạch cũng phải bảo vệ cực trung tính trong tình huống cực trung tính có thể ở điện áp nguy hiểm.

Cả hai loại có thể giống nhau vì chúng được gắn trên thanh DIN và có thể khó kiểm tra loại bộ ngắt mạch bạn đang mua do sự tương đồng về hình thức và thực tế là khi cần đặt hàng gấp, rất dễ bỏ qua các chi tiết và thông tin quan trọng.

Các loại bạn có thể nhận được ở dạng hai cực

Dạng hai cực không giới hạn ở bộ ngắt mạch đơn giản. Các loại chính bao gồm:

2P MCB – chỉ cung cấp bảo vệ quá dòng với các đường cong ngắt B, C và D với định mức dòng điện từ 6 A đến 125 A.
2P RCBO – bảo vệ quá dòng cùng với bảo vệ dòng rò trong một thiết bị duy nhất, thường có độ nhạy 30 mA.
2P RCCB – chỉ bảo vệ dòng rò, nghĩa là cần có thêm một loại bảo vệ khác như MCB.
Bộ ngắt mạch 2P GFCI – tương đương Bắc Mỹ, còn gọi là Class A, ngắt ở khoảng 5 mA.
2P AFDD — về cơ bản là thiết bị phát hiện hồ quang thường được lắp cùng với MCB hoặc RCBO.
2P công tắc ngắt – thiết bị ngắt nguồn không có chức năng bảo vệ.

Việc lựa chọn RCBO hay RCCB cộng với MCB là quyết định kỹ thuật vì lựa chọn này ảnh hưởng đến chiều rộng bảng, thời gian tìm lỗi và chi phí. So sánh này RCCB so với RCBO chỉ ra khi nào mỗi loại có ý nghĩa hơn. Kết luận là sử dụng RCBO mang lại lợi ích phân biệt lỗi, khi một lỗi chỉ ngắt một mạch thay vì toàn bộ bảng, nhưng đổi lại là chi phí và chiều rộng bảng tăng lên.

Bảo vệ hồ quang trong thiết bị hai cực

Thiết bị phát hiện hồ quang chắc chắn xứng đáng có một phần riêng biệt, vì phiên bản hai cực của chúng có thể giải quyết vấn đề của thiết bị một cực. Khi có hồ quang nối tiếp trên mạch 240 V, như đầu nối lỏng của ổ cắm bếp hoặc bộ phận bên trong máy sấy, dòng điện có thể không đủ để ngắt bộ ngắt mạch thông thường hoặc RCD.

AFDD nhận diện đặc trưng tần số cao của hồ quang kéo dài và ngắt mạch trước khi sinh nhiệt. Thiết bị này cũng phải được sử dụng ở một số vị trí trong các mạch điện 240 V và ngày nay ngày càng được chỉ định sử dụng cho máy sấy, bếp và mạch xe điện. Trong hầu hết các trường hợp, AFDD hai cực thực sự là thiết bị kết hợp cung cấp bảo vệ quá dòng. Điều này có nghĩa là nó thay thế MCB thay vì được kết nối bên cạnh nó. Nếu công nghệ này còn xa lạ, giải thích này về bộ ngắt mạch phát hiện hồ quang hoạt động như thế nào bao gồm cách phát hiện hoạt động và nơi nó được yêu cầu.

Đánh giá Amp, kích thước dây và giá cả

Cầu dao hai cực có tất cả các dải dòng điện. Dưới đây là sự kết hợp kích thước với dây đồng:

15 A: 14 AWG
20 A: 12 AWG
30 A: 10 AWG
40 A: 8 AWG
50 A: 6 AWG
60 A đến 125 A: 6 AWG đến 1/0 AWG tùy thuộc vào chiều dài và định mức đầu cuối

Về chi phí, một cầu dao mini hai cực đơn giản có giá từ $14 đến $35, tùy thuộc vào thương hiệu và dòng định mức, trong khi thiết bị tương đương một pha có giá khoảng $6 đến $12. Nếu bạn muốn bảo vệ, hãy chuẩn bị chi trả nhiều; cầu dao rò hai cực thường có giá từ $25 đến $60, cầu dao chống rò đất hai cực từ $80 đến $150, và cầu dao chống hồ quang hai cực từ $100 trở lên đến $200 hoặc hơn. Điều này có nghĩa là thiết bị hiếm khi là phần đắt nhất của công việc — việc lắp đặt và dây dẫn thường có giá cao hơn.

Đi dây cho cầu dao hai cực

Các khái niệm rõ ràng nhưng điểm gây nhầm lẫn cần được làm rõ.

Hai dây nóng làm việc với hai đầu nối. Hai dây đen kết nối với hai điểm đầu nối. Cầu dao nên được lắp để kết nối với cả hai điểm chốt của cầu dao. Trong bảng phân pha đôi, các vị trí liền kề nằm ở hai pha đối diện khác nhau.
Thông thường, dây trung tính không kết nối với cầu dao. Trong trường hợp mạch NEMA 14-30 hoặc NEMA 14-50, dây trung tính kết nối với thanh trung tính nhưng không kết nối với cầu dao. Cầu dao được thiết kế để ngắt các lỗi của dây dẫn không nối đất.
GFCI hoạt động khác. Cầu dao GFCI hai cực chứa một điểm ngắt thường hoạt động ngược với dây trung tính. Dây pigtail nối với trung tính. Cầu dao kết nối với dây pigtail trung tính. Kết nối ngược sẽ ngăn cầu dao hoạt động.
Dây nối đất phải luôn được kết nối với thanh nối đất. Không thể kết nối qua cầu dao hoặc thanh trung tính.
Siết chặt các bộ phận cố định. Sự lỏng lẻo của các kết nối là nguyên nhân chính gây quá nhiệt thiết bị.

Trong trường hợp thay thế cầu dao hai cực hiện có, nên kiểm tra kỹ định mức thanh cái và dòng lỗi trước khi kết nối thiết bị với các thiết bị ngắt khác.

Các thương hiệu nên xem xét

Các thương hiệu phổ biến ở Bắc Mỹ dễ nhận biết và có giá phù hợp. Với thiết bị theo tiêu chuẩn IEC, thị trường đa dạng hơn nhiều và thường cung cấp giá tốt hơn so với suy nghĩ của mọi người.

Chúng tôi sản xuất dòng sản phẩm HUYU gồm MCB, RCBO và AFDD, bao gồm Cầu dao mini HUM18-63N từ 1P đến 4P, 63 A, với các đường cong loại B, C và D. Trong yêu cầu hai cực, một dòng sản phẩm sẽ bao phủ tải cơ bản 240 V với biến thể RCBO dùng để bảo vệ chống sốc và AFDD dùng để bảo vệ chống hồ quang. Hơn nữa, điều này được cung cấp với chi phí cho phép một bảng điều khiển được bảo vệ hoàn toàn, thay vì một thứ xa xỉ. Khi tìm nguồn cho một dự án thay vì một bảng đơn lẻ, điều quan trọng là tham gia phần nhà sản xuất trong các cuộc thảo luận.

Các câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa cầu dao một cực và hai cực là gì?

Bộ ngắt mạch một cực được sử dụng để bảo vệ chỉ một dây và cho đầu ra 120 V từ một thanh busbar. Mặt khác, bộ ngắt mạch hai cực bảo vệ hai dây, cho 240 V, chiếm gấp đôi chiều rộng bảng điều khiển.

Tôi có cần bộ ngắt mạch hai cực cho điện áp 240 volt không?

Chắc chắn rồi. Bất kỳ tải 240V dòng-đến-dòng nào – máy sấy, bếp, bình nước nóng, điều hòa không khí, bộ sạc xe điện – đều yêu cầu có thiết bị hai cực với kết nối ngắt để cả hai dây dẫn không nối đất đều được tắt đồng thời. Bộ ngắt mạch hai cực cũng cung cấp nguồn 240V đúng chuẩn, điều mà hai bộ ngắt mạch riêng biệt trên cùng một mạch không thể cung cấp.

Tôi có thể sử dụng hai bộ ngắt mạch một cực thay vì một bộ ngắt mạch hai cực không?

Điều này chỉ áp dụng trong một số trường hợp hạn chế. Hai bộ ngắt mạch một cực có kèm tay cầm liên kết được xác định có thể được sử dụng cho các mạch nhánh đa dây khi hai mạch có chung dây trung tính và cần được tắt cùng lúc vì lý do an toàn. Chúng không thể được sử dụng cho bất kỳ tải 240V trực tiếp nào vì tay cầm liên kết không đảm bảo rằng hai cực sẽ ngắt cùng một lúc.

Sự khác biệt giữa bộ ngắt mạch 1P+N và 2P là gì?

Bộ ngắt mạch hai cực có bảo vệ quá dòng ở cả hai cực. Bộ ngắt mạch một cực có trung tính (1P+N) chỉ bảo vệ cực pha và chuyển đổi dây trung tính. Bộ ngắt mạch một pha có trung tính nhỏ gọn hơn và giá thành thấp hơn so với bộ kia và thường được thấy trong các lắp đặt tuân thủ quy định của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC).

Bộ ngắt mạch hai cực có giá bao nhiêu?

Khoảng giá của một MCB 2P cơ bản nằm trong khoảng từ $14 đến $35, tùy thuộc vào thương hiệu cũng như định mức. Giá tăng đáng kể khi có bảo vệ dòng rò, đưa chi phí của RCBO lên khoảng $25 đến $60. Bộ ngắt mạch GFCI 2P có giá khoảng $80 đến $150 và bộ ngắt mạch AFDD 2P có thể từ $100 đến $200 hoặc hơn tùy theo mẫu thiết bị, điều này có nghĩa là chi phí nhân công và dây cáp thường là thành phần đắt nhất của bất kỳ mạch điện nào.

Tài liệu tham khảo

Kết luận

Bộ ngắt mạch hai cực có hai chức năng. Nhiệm vụ chính của bộ ngắt mạch hai cực là cung cấp điện áp 240 để cấp nguồn cho tải qua cả hai dây của dịch vụ. Chức năng phụ của bộ ngắt mạch hai cực là đảm bảo cả hai cực được ngắt đồng thời, điều này rất quan trọng cho an toàn. Do đó, tay cầm liên kết không phải là lựa chọn khả thi thay cho bộ ngắt mạch hai cực trong các thiết lập chuẩn 240 volt.

Loại cầu dao sử dụng phụ thuộc vào loại bảo vệ bạn cần. Ví dụ, bạn có thể sử dụng cầu dao hai cực thông thường cho máy sưởi, hoặc sử dụng cầu dao hai cực RCD ở những khu vực có nguy cơ bị điện giật, hoặc sử dụng cầu dao hai cực AFDD trong trường hợp có hồ quang điện. Tất cả các công nghệ này thuộc cùng một loại công nghệ, có nghĩa là kích thước thiết bị vẫn giữ nguyên, cho phép sử dụng bảng điều khiển phù hợp.