Tổng hợp về RCD – Thiết bị chống dòng rò điện

Chu Văn An

RCD là thiết bị chống rò điện có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ con người và hệ thống điện khỏi các nguy cơ điện giật, cháy nổ. Nhờ khả năng phát hiện nhanh dòng điện rò rỉ và tự động ngắt điện khi có sự cố, RCD đã trở thành giải pháp an toàn không thể thiếu trong các công trình điện dân dụng và công nghiệp. Hãy cùng KTH ELECTRIC tìm hiểu thêm về thiết bị này nhé!

Bảo vệ rò rỉ là gì?

RCD (Residual Current Device) là thiết bị bảo vệ dòng điện dư giúp ngăn ngừa nguy cơ bị điện giật, cháy nổ do rò rỉ điện. RCD hoạt động bằng cách liên tục theo dõi dòng điện trong mạch và cắt điện ngay lập tức nếu phát hiện dòng điện rò rỉ trên mức an toàn. Đây là thành phần quan trọng trong các loại máy cắt chống giật như RCCB, RCBO hay ELCB. Khi xảy ra rò rỉ, RCD có thể cắt nguồn điện trong vòng vài mili giây, giúp giảm đáng kể nguy cơ bị điện giật.

Cấu trúc thiết bị chống rò rỉ RCD

Thiết bị dòng điện chống rò RCD sử dụng thiết kế cấu trúc đặc biệt để đảm bảo có thể nhanh chóng phát hiện dòng điện rò rỉ và ngắt mạch kịp thời, giúp bảo vệ sự an toàn của nhân viên và hệ thống điện. RCD tiêu chuẩn bao gồm các phần chính sau:

• Cực L và N: Đây là 2 cực đầu vào, tương ứng với dây pha (L) và dây trung tính (N) của hệ thống điện. Các cực này được kết nối trực tiếp với nguồn điện và tải và đóng vai trò dẫn điện trong mạch.
• Dây nối đất (PE – Protection Earth): Được thiết kế để kết nối nguồn điện và tải, giúp tiêu tán dòng điện rò xuống đất khi xảy ra tai nạn, ngăn ngừa nguy cơ bị điện giật.
• Hệ thống tiếp điểm và cuộn dây điện từ: Khi dòng điện rò vượt quá ngưỡng cho phép, các tiếp điểm sẽ tự động mở do cuộn dây điện từ được kích hoạt.
• Cuộn dây cảm ứng lõi vòng (máy biến dòng vi sai): mắc nối tiếp với dây pha và dây trung tính, nó có vai trò đo chênh lệch dòng điện giữa hai đầu. Nếu xảy ra rò rỉ, cuộn dây sẽ phát hiện và gửi tín hiệu đến cơ cấu ngắt mạch.
• Mạch cảm biến và nút kiểm tra (Test Button): Mạch cảm biến giúp đo mức độ dòng điện rò, kết hợp với nút kiểm tra có thể giúp người dùng dễ dàng kiểm tra hoạt động của RCD. Bằng cách nhấn nút kiểm tra, thiết bị sẽ mô phỏng dòng điện rò rỉ nhỏ để xác minh rằng hệ thống ngắt kết nối đang hoạt động bình thường.

Chức năng và nguyên lý làm việc của RCD

RCD hoạt động bằng cách đo sự cân bằng dòng điện giữa hai dây dẫn chính (pha và trung tính). Khi hệ thống điện hoạt động bình thường, tổng dòng điện chạy qua hai dây này luôn bằng nhau nghĩa là không có dòng điện rò rỉ ra bên ngoài. Tuy nhiên, nếu có sự rò rỉ dòng điện – ví dụ, qua cơ thể hoặc xuống đất – sự cân bằng này có thể bị phá vỡ. RCD sau đó sẽ ngay lập tức phát hiện sự khác biệt và ngắt mạch điện để ngăn ngừa nguy cơ bị điện giật hoặc cháy nổ.

RCD không thể khôi phục dòng điện rò rỉ của mạch chính nhưng nó có thể cắt nguồn điện rất nhanh (chỉ vài mili giây). Thời gian phản hồi của thiết bị thường dưới 40ms khi phát hiện dòng điện rò rỉ từ 30mA trở lên – mức có thể gây ngừng tim ở người. Điều này có thể làm giảm đáng kể nguy cơ bị điện giật ngay cả khi hệ thống nối đất bị lỗi hoặc không an toàn.

Nhiều người cho rằng chỉ cần lắp đặt cầu dao chống quá tải như MCB hay MCCB là đủ để bảo vệ hệ thống điện nhưng trên thực tế, các thiết bị này chỉ có thể cắt điện khi dòng điện quá tải lên tới hàng chục, hàng trăm ampe. Đồng thời, dòng điện rò thường rất nhỏ, chỉ vài chục milliamp, không đủ để kích hoạt MCB hoặc MCCB. Vì vậy, cần lắp đặt các cầu dao chống giật như RCD để bảo vệ con người khỏi nguy cơ bị điện giật.

Để kiểm tra xem thiết bị RCD có hoạt động tốt hay không, người dùng có thể nhấn nút “Kiểm tra” trên thân thiết bị. Nếu RCD ngắt nguồn ngay sau khi nhấn nút, điều đó có nghĩa là thiết bị vẫn hoạt động bình thường. Nếu không, cần phải kiểm tra lại hệ thống hoặc thay thế thiết bị để đảm bảo an toàn.

Thông số kỹ thuật RCD điển hình

Một số thông số quan trọng cần xem xét khi chọn thiết bị RCD bao gồm:

• Độ nhạy (ngưỡng dòng rò): RCD được thiết kế với nhiều mức độ nhạy khác nhau, phổ biến nhất là 5mA đến 30mA, để bảo vệ con người khỏi nguy cơ bị điện giật. Các loại RCD có độ nhạy từ 100mA, 300mA trở lên thường được sử dụng trong các hệ thống điện công nghiệp để ngăn ngừa cháy nổ do rò rỉ.
• Tốc độ phản hồi: Một trong những yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả của RCD là thời gian mất điện. Tốc độ phản hồi của hầu hết các RCD dân dụng và công nghiệp khi phát hiện dòng rò vượt ngưỡng cho phép đều dưới 40ms.
• Mức độ gián đoạn dòng điện ngắn mạch: Ngoài khả năng phát hiện dòng điện rò rỉ, một số RCD còn được tích hợp tính năng bảo vệ ngắn mạch với mức ngắt lên tới 6kA.

Các loại thiết bị RCD

Có nhiều loại thiết bị chống rò RCD khác nhau, được phân loại theo cấu trúc và loại dòng rò phát hiện:

Phân loại thiết bị chống rò rỉ theo cấu trúc lắp đặt

Theo phương pháp lắp đặt, thiết bị chống rò rỉ chủ yếu được chia thành bốn loại:

• Đã sửa lỗi bảo vệ rò rỉ: Loại này được lắp đặt trực tiếp trong tổng đài hoặc tủ điện và có nhiệm vụ bảo vệ toàn bộ hệ thống điện hoặc một nhóm mạch điện nhất định. Nhờ khả năng giám sát liên tục và tự động ngắt khi phát hiện dòng điện rò rỉ.
• RCD có phích cắm: Đây là dòng thiết bị chống rò điện được thiết kế để kết nối trực tiếp với ổ cắm điện. RCD giúp bảo vệ các thiết bị cắm vào ổ cắm đó, hạn chế nguy cơ bị điện giật khi sử dụng các thiết bị cầm tay hoặc vỏ kim loại.
• Bảo vệ rò rỉ di động: Loại này có thiết kế nhỏ gọn, có thể linh hoạt mang theo và sử dụng cho nhiều thiết bị điện khác nhau. Khi phát hiện dòng điện rò rỉ, RCD di động sẽ ngay lập tức ngắt điện các thiết bị được kết nối, giúp đảm bảo an toàn khi sử dụng dụng cụ cầm tay hoặc thiết bị ngoài trời.
• RCD gắn trên bảng điện: Mạch RCD này thường được tích hợp vào bảng điện gia dụng hoặc tủ điện công nghiệp và giúp bảo vệ một nhóm mạch được chỉ định.

Phân loại RCD dựa trên loại dòng rò được phát hiện

Dựa trên tiêu chuẩn IEC 60755, RCD có thể được phân loại theo dạng sóng và tần số của dòng điện rò mà thiết bị có thể phát hiện được, bao gồm:

• Bảo vệ rò rỉ AC: Chuyên dùng để ngắt mạch khi phát hiện rò rỉ AC dưới dạng sóng hình sin. Đây là loại phổ biến nhất được tìm thấy trong các hệ thống điện dân dụng.
• RCD loại A: Ngoài việc phát hiện rò rỉ AC, loại này còn có thể xử lý dòng điện một chiều dạng xung hoặc liên tục và phù hợp với các thiết bị điện tử, biến tần.
• Bảo vệ rò rỉ loại B: Chức năng Loại A tích hợp, có khả năng phát hiện dòng rò DC tần số cao hoặc dòng hỗn hợp AC-DC. Loại này được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống năng lượng tái tạo, trạm sạc xe điện và động cơ biến tần.
• Bảo vệ rò rỉ loại F: Phiên bản nâng cấp có khả năng phát hiện dòng rò tần số cao, giúp bảo vệ các thiết bị điện tử hiện đại với bộ nguồn chuyển mạch hoặc bộ biến tần.

Xem thêm: MCCB MCCB RCCB RCBO ELCB RCD ACB Sự khác biệt giữa VCB và MPCB

Những lưu ý khi sử dụng RCD

Mặc dù thiết bị chống rò rỉ đất rất hiệu quả trong việc ngăn ngừa điện giật nhưng vẫn có một số điều cần lưu ý khi sử dụng thiết bị đúng cách:

• RCD sẽ không bảo vệ bạn khỏi chạm vào cả dây pha và dây trung tính cùng một lúc. Dòng điện đi qua cơ thể con người sẽ không gây ra dòng điện rò rỉ ra ngoài mạch nên RCD không thể phát hiện và ngắt kết nối. Vì vậy, bạn không nên dựa hoàn toàn vào RCD. Điều này nên được kết hợp với các biện pháp an toàn khác như nối đất, duy trì khoảng cách điện tốt và tránh tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận mang điện. Khi xảy ra sự cố, luôn tắt nguồn trước.
• Một số thiết bị điện có thể tạo ra dòng điện rò rỉ nhỏ trong quá trình hoạt động bình thường (như máy giặt, máy sấy, v.v.). Nếu dòng điện rò vượt quá ngưỡng nhạy cảm của RCD, thiết bị sẽ ngắt mạch, gây ra sự cố.
• Lúc này người dùng cần lựa chọn RCD có độ nhạy phù hợp với loại thiết bị đang được bảo vệ. Kiểm tra và xác định nguyên nhân gây ra sự cố của cầu dao. Nếu thiết bị dễ bị rò rỉ dòng điện nhỏ, bạn có thể cân nhắc sử dụng RCD có khả năng chống ồn.
• RCD có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài, gây suy giảm hoặc hư hỏng hiệu suất. Điều này làm giảm độ tin cậy của thiết bị trong việc bảo vệ an toàn điện. Vì vậy, bạn cần thường xuyên kiểm tra và bảo dưỡng RCD của mình theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Duy trì sự bảo vệ tối ưu bằng cách đảm bảo lắp đặt và thay thế thiết bị đúng cách khi thiết bị có dấu hiệu hư hỏng hoặc hết tuổi thọ.

Hướng dẫn kiểm tra thiết bị RCD

Việc kiểm tra thường xuyên các thiết bị bảo vệ rò rỉ RCD sẽ giúp đảm bảo có thể phát hiện và ngắt dòng điện rò rỉ khi nó xảy ra. Để kiểm tra xem RCD có hoạt động tốt hay không, bạn có thể thực hiện các bước sau:

Bước 1: Xác định loại RCD cần kiểm tra

• RCD di động: cần được kiểm tra trước mỗi lần sử dụng để đảm bảo thiết bị hoạt động bình thường.
• RCD cố định hoặc ổ cắm có RCD tích hợp: cần được kiểm tra ít nhất 3 tháng một lần theo khuyến nghị của nhà sản xuất.

Bước 2: Nhấn nút TEST trên RCD

• Thường có nút kiểm tra (T hoặc TEST) ở mặt trước hoặc mặt bên của RCD.
• Nhấn nút này sẽ tạo ra dòng điện rò rỉ nhỏ để kiểm tra phản hồi của thiết bị.

Bước 3: Quan sát phản hồi của RCD

• Nếu RCD hoạt động bình thường, công tắc sẽ ngắt (cắt nguồn điện vào mạch), cho biết thiết bị đang ở tình trạng tốt.
• Nếu công tắc không ngắt, thiết bị có thể bị hỏng hoặc không tương thích với hệ thống điện.

Bước 4: Tiếp tục vận hành RCD

• Sau khi hoàn tất kiểm tra, chuyển công tắc RCD sang vị trí BẬT và khôi phục nguồn điện.

Hiện nay, thiết bị chống rò rỉ RCD đang dần trở nên phổ biến và được sử dụng như một giải pháp quan trọng để bảo vệ con người, thiết bị khỏi nguy cơ bị điện giật, cháy nổ. Hy vọng những thông tin trên do KTH ELECTRIC cung cấp sẽ giúp bạn có thêm kiến ​​thức và RCD, đồng thời lựa chọn được sản phẩm phù hợp với nhu cầu của mình. Để biết thêm các bài viết về các dòng CB khác, vui lòng truy cập: https://etinco.vn/tin-tuc/kien-thuc/kien-thuc-cb/