Aptomat chống giật RCD, ELCB, RCBO: có tác dụng gì, lắp ở đâu trong nhà, chọn dòng định mức aptomat

Aptomat chống giật RCD, ELCB, RCBO có tác dụng gì, khác MCB ra sao, hoạt động thế nào, nên lắp ở những nơi nào trong mạng điện gia đình, chọn dòng định mức theo tải và dây, vì sao RCD hay nhảy.

Aptomat chống giật (RCD, RCCB, thường gọi ELCB) là thiết bị cắt điện trong khoảng 30 mili giây khi có dòng điện rò xuống đất, ví dụ khi người chạm vào vỏ bình nóng lạnh bị rò điện. Aptomat thường (MCB) không làm được việc này: nó chỉ cắt khi quá tải hoặc ngắn mạch. Bài này giải thích aptomat chống giật có tác dụng gì, khác MCB và RCBO ra sao, hoạt động thế nào, nên lắp ở những nơi nào trong mạng điện gia đình, cách chọn dòng định mức aptomat theo tải và tiết diện dây, và các lý do RCD hay nhảy.

An toàn: lắp đặt, thay aptomat trong tủ điện là việc của thợ điện; trước khi làm phải cắt aptomat tổng và kiểm tra lại bằng bút thử điện.

1. MCB, RCD, RCBO khác nhau thế nào

• MCB (aptomat thường) bảo vệ dây điện: quá tải lâu thì cắt theo nhiệt, ngắn mạch thì cắt tức thì. Dòng vài chục mili ampe qua người không đủ làm MCB cắt.
• RCD / RCCB / ELCB (aptomat chống giật) bảo vệ người: cắt khi dòng rò xuống đất vượt ngưỡng IΔn, loại 30 mA dùng chống giật. RCD không bảo vệ quá tải, ngắn mạch.
• RCBO là MCB và RCD trong một thiết bị, gọn cho từng nhánh.

2. Aptomat chống giật hoạt động thế nào

Dây pha L và dây trung tính N cùng đi qua một lõi sắt từ hình xuyến. Bình thường dòng đi vào bằng dòng đi về, từ trường của hai dòng triệt tiêu nhau. Khi một phần dòng điện đi đường khác xuống đất (qua người, qua vỏ thiết bị có tiếp địa), hai dòng lệch nhau, cuộn dây trên lõi sinh ra điện áp và cơ cấu ngắt mở cả L và N. Hiểu vì sao dòng chỉ vài chục mili ampe đã nguy hiểm có ở bài điện DC, AC và an toàn khi làm việc gần điện 220 V.

Giới hạn: người đứng trên ghế nhựa khô, một tay chạm L một tay chạm N thì dòng đi vào và đi về vẫn bằng nhau, RCD không cắt. Aptomat chống giật giảm rất nhiều nguy cơ nhưng không thay được việc cắt điện trước khi sửa chữa.

3. Aptomat loại B, C, D

Chữ C trong "C16" là đường cong cắt: aptomat C16 cắt tức thì khi dòng từ 5 tới 10 lần 16 A. Nhà ở gần như luôn dùng loại C. Động cơ, máy hàn có dòng khởi động lớn mới cần D; loại B hợp với nhánh đèn và dây dài, nơi dòng ngắn mạch nhỏ.

4. Chọn dòng định mức aptomat

Quy tắc: dòng tải Ib ≤ dòng định mức aptomat In ≤ dòng cho phép của dây Iz. Aptomat bảo vệ dây, nên khi aptomat hay nhảy vì tải lớn, việc đúng là tách nhánh hoặc thay dây to hơn, không phải lắp aptomat lớn hơn. Script dưới đây tính dải aptomat hợp lệ cho từng nhánh, chạy bằng Python 3:

# PYWORLD.VN - Chọn aptomat (MCB) cho từng nhánh điện trong nhà theo dòng tải và khả năng chịu dòng của dây: Ib ≤ In ≤ Iz
# PYWORLD.VN - Iz theo IEC 60364-5-52: dây đồng PVC, 2 dây mang tải, trong ống trên tường (B1), 30 °C
# PYWORLD.VN - In dải aptomat hợp lệ (nhánh ổ cắm chọn số lớn, thiết bị riêng chọn số nhỏ). Chạy: python chon_aptomat.py [W] [mm²]
"""Đây là phép chọn sơ bộ cho nhà ở; công trình thật cần người có chuyên môn tính thêm sụt áp, nhiệt độ, số dây đi chung."""
import sys

IZ = {1.5: 17.5, 2.5: 24, 4: 32, 6: 41, 10: 57}             # A, dây đồng PVC, cách lắp B1
CO_MCB = [6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63]                 # dòng định mức aptomat thường gặp (A)


def chon(cong_suat_w: float, tiet_dien: float, dien_ap: float = 220, cos_phi: float = 1.0) -> dict:
    ib = cong_suat_w / (dien_ap * cos_phi)
    iz = IZ[tiet_dien]
    hop_le = [c for c in CO_MCB if ib <= c <= iz]
    return {"ib": ib, "iz": iz, "in": (hop_le[0], hop_le[-1]) if hop_le else None,
            "goi_y_day": None if hop_le else next((d for d in sorted(IZ) if any(ib <= c <= IZ[d] for c in CO_MCB)), None)}


NHANH_MAU = [("Đèn cả nhà", 600, 1.5, 1.0), ("Ổ cắm phòng ngủ", 2000, 2.5, 1.0), ("Bình nóng lạnh", 2500, 2.5, 1.0),
             ("Điều hòa 12000 BTU", 1200, 2.5, 0.9), ("Bếp từ đôi", 7000, 4, 1.0), ("Bếp từ đôi (dây 2,5)", 7000, 2.5, 1.0)]

if __name__ == "__main__":
    nhanh = [("Nhánh", float(sys.argv[1]), float(sys.argv[2]), 1.0)] if len(sys.argv) > 2 else NHANH_MAU
    for ten, p, d, cos in nhanh:
        k = chon(p, d, cos_phi=cos)
        if k["in"]:
            nho, lon = k["in"]
            print(f"{ten}: {p:g} W, Ib {k['ib']:.1f} A, day {d:g} mm2 (Iz {k['iz']:g} A) -> aptomat {nho}" + (f"-{lon} A" if lon != nho else " A"))
        else:
            print(f"{ten}: {p:g} W, Ib {k['ib']:.1f} A, day {d:g} mm2 (Iz {k['iz']:g} A) -> day nho qua, dung day {k['goi_y_day']:g} mm2")

Dòng cho phép của dây trong script là dây đồng bọc PVC đi trong ống trên tường; dây đi trong trần nóng, nhiều dây chung một ống thì chịu dòng thấp hơn. Ví dụ python chon_aptomat.py 3500 2.5 cho bình nóng lạnh 3500 W dây 2,5 mm²: C16 hoặc C20.

Dòng định mức của aptomat chống giật (RCCB, ví dụ 40 A) phải không nhỏ hơn tổng các MCB phía sau nó; con số này khác với ngưỡng rò IΔn (30 mA).

5. Lắp aptomat chống giật ở những nơi nào

• Mạch có nước và người ướt: bình nóng lạnh, nhà tắm, bếp, máy giặt, ổ cắm ngoài trời. Đây là những chỗ điện trở cơ thể thấp, dòng qua người lớn.
• Mỗi nhánh một RCD 30 mA (hoặc RCBO) thì khi một thiết bị rò, chỉ nhánh đó mất điện. Một RCD 30 mA cho cả nhà thì dòng rò nhỏ cộng dồn của nhiều thiết bị dễ làm nhảy vặt, và một lần nhảy là cả nhà mất điện.
• Đầu tổng có thể đặt RCD 100–300 mA để chống cháy do dòng rò lâu ngày; nó không thay được RCD 30 mA ở các nhánh ướt.
• Nhấn nút TEST mỗi tháng một lần: RCD phải nhảy ngay. Không nhảy là RCD hỏng.
• RCD không thay được dây tiếp địa: thiết bị vỏ kim loại vẫn phải nối đất.

6. RCD hay nhảy: tìm nguyên nhân

Không đấu tắt RCD hay đổi sang loại ngưỡng rò lớn hơn chỉ để hết nhảy: nhảy là dấu hiệu có chỗ rò điện cần sửa.

7. Xem thêm

• Công tắc, nút nhấn, cầu chì và relay: cách chọn
• Điện DC, AC và an toàn khi làm việc gần điện 220 V

Bài cùng cụm chủ đề: an toàn khi tự làm mạch 220 V; chọn tiết diện dây điện theo dòng tải.