Cầu chì – Cấu tạo, nguyên lý và các thông số cơ bản CẦN BIẾT

Cầu chì là gì?

Cầu chì là một phần tử trong mạch điện hay là loại khí cụ được sử dụng để bảo hệ thống thiết bị và mạch điện, đường dây dẫn tránh các sự cố bất ngờ. Đây được coi là thiết bị đơn giản nhất, giá rẻ giúp ngắt mạch điện khi ngắn mạch hoặc cường độ dòng điện quá tải. Cầu chì hiện được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống điện dân dụng.

Ký hiệu cầu chì trong mạch điện

Giống như các thiết bị điện khác, cầu chì cũng được sử dụng trong mạch điện với ký hiệu riêng trên bản vẽ giúp dễ dàng nhận biết và đọc các thiết bị điện. Tùy vào từng loại cầu chì khác nhau thì chúng có ký hiệu khác nhau, bạn cần nắm được để trong quá trình sử dụng và sửa chữa dễ dàng, thuận tiện hơn.

Ký hiệu cầu chì trong mạch điện

Cấu tạo cầu chì

Để hiểu rõ hơn về phần tử giúp bảo vệ mạch điện này, chúng tôi xin cung cấp cho bạn thông tin chi tiết về cấu tạo của cầu chì như sau:

• Phần tử ngắt mạch: Là bộ phận chính của cầu chì, cảm nhận được giá trị dòng điện khi đi qua. Phần tử ngắt mạch thường được làm từ chất liệu bằng bạc, đồng có giá trị điện trở suất nhỏ, có hình dạng dây tiết diện tròn hoặc băng mỏng.
• Phần thân: Được làm từ chất liệu cách điện như thủy tinh, gốm sứ có độ bền cơ khí cao, độ bền nhiệt và chịu được sự thay đổi đột ngột mà không hư hại.
• Vật liệu lắp đầy: Được thiết kế bao quanh phần tử ngắn mạch trong thân cầu chì, có khả năng hấp thụ năng lượng do hồ quang sinh ra và đảm bảo tính cách điện khi xảy ra ngắn mạch.
• Các đầu nối: Có nhiệm vụ cố định cầu chì trên các thiết bị đóng ngắt, dẫn điện và tiếp xúc điện tốt.

Cấu tạo cầu chì

Các thông số cầu chì cơ bản

Cầu chì có các thông số cơ bản như sau mà người sử dụng cần nắm được để lựa chọn và sử dụng thiết bị phù hợp:

• N: Giới hạn để cầu chì thực hiện đóng ngắt mạch
• Tốc độ: Tùy vào từng loại mà cầu chì có thể đóng ngắt ngay khi quá tải hoặc chậm hơn một khoảng thời gian.
• I2 t: Thể hiện khả năng bảo vệ hiệu quả các hư hỏng mạch điện của cầu chì
• Điện khả: Thông số này thể hiện khả năng thích nghi với các môi trường hoạt động khác nhau, quan trong với các loại cầu chì bằng chất dẻo có khả năng đấu nối lại sau khi đứt
• Chênh lệch nhiệt độ môi trường: Khả năng giảm nhiệt độ ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường tới hoạt động của cầu chì.

Các loại cầu chì phổ biến hiện nay

Các đơn vị sản xuất thiết bị điện hiện cho ra mắt nhiều loại cầu chì khác nhau giúp đáp ứng và phục vụ tốt nhu cầu sử dụng của khách hàng trên thị trường. Cụ thể các dòng cầu chì phổ biến trên thị trường hiện nay như sau:

Cầu chì DC: Được dùng để đóng ngắt khi dòng điện quá lớn chạy qua, hồ quang được tạo ra bởi dòng điện trực tiếp nên hạn chế về việc dập chúng. Loại cầu chì này được thiết kế với các điện cực đặt cách nhau tránh tình trạng dòng điện bằng 0.

Cầu chì DC

Cầu chì AC: Có kích thước nhỏ hơn loại DC, hiện được chia thành 2 loại là điện áp thấp và điện áp cao. Loại cầu chì này có tần số trong 1 giây sẽ thay đổi biên độ từ 0 đến 60in, hồ quang trong mạch điện dễ bị tuyệt chủng.

Cầu chì Rewirable: Thường được sử dụng trong các mạch điện nhỏ hya các hệ thống dây điện trong nước. Đế cầu chì được làm bằng sứ, dùng để giữ các dây từ chất liệu chì, đồng, nhôm, thiếc,…Tại đây chất mang cầu chì có thể chèn hoặc lấy ra một cách dễ dàng không cần mở công tắc chính.

Cầu chì Rewirable

Cầu chì hộp mực loại D: Được cấu tạo với các bộ phận như chân đế, vòng tiếp hợp, hộp mực và nắp cầu chì. Hộp mực được cố định vào nắp cầu chì, hộp mực chạm vào dây dẫn khi lắp vào đế. Nhờ vậy mà mạch được thông hoàn toàn qua các dây dẫn cầu chì.

Cầu chì trạm biến áp (Dropout Fuse): Ứng dụng trong bảo vệ các máy biến áp ngoài trời, khi cầu chì đứt (tan chảy) thì phần tử cầu chì sẽ rơi ra dưới dạng trọng lực về sự hỗ trợ thấp hơn của nó.

Cầu chì trạm biến áp

Cầu chì (Striker Type Fuses): Là thiết bị cơ khí với đủ lực và sử dụng để đóng các mạch chỉ thị/ngắt.

Cầu chì (Striker Type Fuses)

Cầu chì cách ly (Switch Fuse): Thiết bị sử dụng với mức điện áp trung bình và thấp với các loại phổ biến như 30A, 60A, 100A, 200A, 600A, 800A. Cầu chì cách ly có thiết kế với 3 và 4 cực, chuyển cầu chì lên tới 46kA tùy theo dòng định mức của thứ tự gấp 3 lần dòng tải mà chúng có thể ngắt một cách an toàn.

Cầu chì cách ly

Cầu chì HV HRC Fuse: Được cuốn theo hình xoắn ốc với 2 phần tử hợp nhất (1 phần tử điện áp thấp, 1 phần tử điện áp cao) được thiết kế song song với nhau. Thiết bị có nhiệm vụ giảm dòng ngắn mạch hiệu quả.

Cầu chì HV HRC Fuse

Cầu chì HV HRC dạng lỏng: Cấu tạo chính từ cacbon tetraclorua, được bịt kín ở cả 2 đầu của nắp. Phần tử cầu chì bị thổi ra ngoài khi dòng điện vượt quá mức giới hạn cho phép. Cùng với đó, chất lỏng có nhiệm vụ dập tắt hồ quang. Ứng dụng loại cầu chì này trong bảo vệ máy biến áp, bảo vệ dự phòng cho bộ mạch ngắt.

Cầu chì HV: Thường sử dụng trong các máy cấp nhiên liệu, máy biến áp với chi phí thấp, phù hợp sử dụng cho 11kV, công suất lên tới 250MVA. Cấu tạo với ống có đầu mở rỗng bằng giấy liên kết nhựa tổng hợp.

Xem thêm các mẫu cầu Aptomat tự động hiện nay:

• A9K24250
• A9K24325
• A9K24320
• A9K24310
• A9K24306

Nguyên lý hoạt động

Cầu chì có nguyên lý hoạt động dựa trên sự tự chảy hoặc uống cong để tách rời mạch điện nếu cường độ dòng điện tăng lên bất ngờ. Khi dòng điện đi qua, lượng nhiệt cao sẽ sinh ra chạy qua vật dẫn. Đặc tính cơ bản của cầu chì phụ thuộc dòng điện chạy qua và thời gian chảy đứt. Trong đó, đường A-S phải thấp hơn các đặc tính của đối tượng bảo vệ.

• Khi mạch điện hoạt động bình thường, dòng điện chạy qua cầu chì, nhiệt lượng tỏa ra môi trường không gây sự nóng chảy. Sự cân bằng nhiệt này không khiến phá hỏng các phần tử, thiết bị trong mạch.
• Khi xuất hiện ngắn mạch, điện ngắn mạch lớn hơn với dòng điện định mức, phá vỡ sự cân bằng trên cầu chì, nhiệt năng tăng cao dẫn tới phần tử ngắn mạch của cầu chì bị nóng chảy là hở mạch ở 2 đầu.
• Sự phá hủy cầu chì được phân làm 2 giai đoạn khác nhau:
• Tiền hồ quang: Khi ngắn mạch xuất hiện, thời gian làm chảy cầu chì và phát sinh hồ quang điện. Khoảng thời gian này phụ thuộc vào dòng điện khi sự cố xảy ra và khả năng cảm biến của cầu chì.
• Phát sinh hồ quang: Được tính từ khi hồ quang phát sinh cho đến khi được dập tắt hoàn toàn, năng lượng do hồ quang tạo ra sẽ làm nóng chảy chấy đầy, điện áp ở 2 đầu cầu chì được khôi phục, hở mạch.

Nguyên lý hoạt động

Ứng dụng của cầu chì

Hiện nay, cầu chì là thiết bị vô cùng quen thuộc được ứng dụng lắp đặt trong nhiều hệ thống mạch điện khác nhau, đảm bảo an toàn cho thiết bị và hệ thống điện, dây dẫn khác nhau.

Sử dụng các hệ thống điện dân dụng trong các gia đình để bảo vệ dây dẫn, các thiết bị. Khi cầu chì đứt không nối tắt bằng các loại dây dẫn khác bởi sẽ gây cháy nổ khi ngắn mạch.

Ứng dụng trong hệ thống điện công nghiệp để bảo vệ mạch điều khiển. Trong mạch động lực, người ta sử dụng CB có công suất lớn

Cầu chì hiện là thiết bị bảo vệ mạch điện có kích thước nhỏ gọn, sử dụng dễ dàng, thay thế nhanh chóng khi bị hỏng hóc.

Ứng dụng của cầu chì

Hướng dẫn thay cầu chì điện dân dụng

Khi cầu chì bị hỏng, bạn cần tiến hành thay thế thiết bị theo các bước sau để thực hiện nhanh chóng, đảm bảo về an toàn điện năng cho người sử dụng.

• Bước 1: Tắt nguồn điện trong hệ thống để đảm bảo tránh rò rỉ điện năng trong quá trình sử dụng.
• Bước 2: Tìm cầu chì bị thổi hoặc lần lượt kiểm tra các cầu chì trong hệ thống mạch xem có bị đứt hay không
• Bước 3: Lựa chọn cầu chì phù hợp đảm bảo cầu chì cùng 1 cường độ dòng điện (Máy sáng sử dụng cường độ dòng điện 5A, thiết bị sưởi sử dụng 15-20A, các ổm mắt từ, mạch điện dùng nấu nướng sử dụng 30A).
• Bước 4: Thay dây cầu chì bằng cách tháo vít ở cả 1 đầu của cầu chì, cẩn thận thay dây mới và cuộn dây xung quanh 2 đầu con vít. Sau đó sử dụng tuốc nơ vít để siết chặt , cắt bỏ phần dây buộc thừa.
• Bước 5: Tiến hành lắp cầu chì vào hộp và bật cầu dao chính

Hướng dẫn thay cầu chì điện dân dụng

Như vậy, cầu chì là thiết bị quen thuộc được sử dụng để bảo vệ hệ thống mạch điện, đảm bảo an điện cho thiết bị, hệ thống đường dây. Hy vọng với các thông tin về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của cầu chì AME Group cung cấp trên đây sẽ giúp ích cho bạn trong đời sống.