Trong các hệ thống chống sét từ nhà ở, xưởng sản xuất đến công trình công nghiệp, tụ chống sét là thiết bị quan trọng để bảo vệ hệ thống điện trước các xung đột biến do sét gây ra. Cùng ALEN tìm hiểu tụ chống sét là gì, cách đọc thông số tụ chống sét, cách kiểm tra, cách đo tụ và cách nhận biết khi nào cần thay thế trong nội dung bài viết dưới đây!
1. Tụ chống sét là gì?
Tụ chống sét là linh kiện bảo vệ có nhiệm vụ hấp thụ và triệt tiêu các xung điện áp đột biến do sét lan truyền hoặc sự cố trên lưới điện gây ra. Nhờ đó, giúp bảo vệ hệ thống điện và các thiết bị điện khỏi nguy cơ hư hỏng, cháy nổ do quá áp.
Tụ chống sét được sử dụng phổ biến trong tủ điện, bộ nguồn, thiết bị viễn thông và hệ thống điện công nghiệp, dân dụng. Trên sơ đồ mạch điện, linh kiện này thường được ký hiệu là RV, MOV, RDV hoặc VR. Về hình dáng, tụ chống sét khá giống tụ gốm cao áp, ký hiệu C, do đó cần dựa vào ký hiệu và thông số trên thân linh kiện để phân biệt chính xác.
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tụ chống sét
2.1. Cấu tạo bên trong tụ chống sét MOV
Tụ chống sét MOV (Metal Oxide Varistor) được cấu tạo từ một đĩa varistor làm bằng oxit kẽm (ZnO) kết hợp cùng một số oxit kim loại khác. Hai mặt của đĩa được phủ điện cực kim loại để kết nối và chịu nhiệt. Hai chân dẫn giúp lắp đặt linh kiện lên bo mạch hoặc đấu nối vào hệ thống điện.
2.2. Cơ chế bảo vệ quá áp: nguyên lý kẹp điện áp
Ở điều kiện điện áp bình thường, tụ chống sét MOV có điện trở rất lớn nên gần như không cho dòng điện đi qua. Khi xuất hiện xung điện áp cao do sét lan truyền hoặc đóng cắt tải, điện trở của MOV giảm xuống rất nhanh, tạo đường dẫn để dòng xung đi qua và kẹp điện áp ở mức an toàn. Sau khi xung quá áp kết thúc, MOV trở về trạng thái điện trở cao và tiếp tục hoạt động bình thường.
2.3. Ký hiệu trên mạch điện (RV, MOV, VR…)
Trên sơ đồ mạch điện, tụ chống sét thường được ký hiệu là MOV, RV hoặc VR tuỳ theo tiêu chuẩn thiết kế và nhà sản xuất. Về hình dạng, linh kiện này thường có dạng đĩa tròn giống tụ gốm, vì vậy cần dựa vào ký hiệu và thông số in trên thân linh kiện để nhận biết chính xác khi kiểm tra hoặc thay thế.
3. Cách đọc thông số tụ chống sét
3.1. Thông số quan trọng nhất: điện áp kẹp (K + giá trị điện áp)
Điện áp kẹp là thông số quan trọng nhất của tụ chống sét, nó thể hiện mức điện áp tối đa mà linh kiện sẽ giới hạn khi xảy ra quá áp. Trên thân tụ có ký hiệu “K” đi kèm một giá trị điện áp như K275, K320 hay K420.
Giá trị này giúp người dùng lựa chọn tụ chống sét phù hợp với điện áp làm việc của hệ thống, đảm bảo khả năng bảo vệ thiết bị mà không làm ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống điện bình thường.
3.2. Thông số đường kính tụ (ký hiệu S)
Ký hiệu S biểu thị đường kính của đĩa MOV, đơn vị tính là milimet (mm). Ví dụ S07, S10, S14, S20, đường kính càng lớn thì khả năng hấp thụ năng lượng và chịu được dòng xung sét của tụ chống sét càng lớn. Do đó, khi lựa chọn linh kiện, ngoài điện áp kẹp thì bạn cũng cần quan tâm đến kích thước đĩa để đáp ứng yêu cầu bảo vệ của hệ thống.
3.3. Ví dụ đọc thông số: K275, S20 nghĩa là gì?
Nếu trên thân tụ chống sét có ghi thông số K275 S20, thì bạn có thể hiểu đơn giản như sau:
- K275: Tụ chống sét có điện áp làm việc danh định 275VAC, phù hợp với các hệ thống điện xoay chiều 220V-240V.
- S20: Đĩa MOV có đường kính 20mm, cho khả năng chịu xung và hấp thụ năng lượng cao hơn các loại S07, S10 hoặc S14.
Cách đọc thông số tụ chống sét này sẽ giúp bạn lựa chọn linh kiện chống sét phù hợp, nâng cao hiệu quả bảo vệ và kéo dài tuổi thọ của thiết bị điện.
4. Ứng dụng của tụ chống sét trong thực tế
4.1. Bảo vệ mạch điện tử và thiết bị điện gia dụng
Tụ chống sét được lắp đặt trong các mạch điện tử và thiết bị điện gia dụng như tivi, máy tính, tủ lạnh, điều hoà, bộ nguồn và UPS. Linh kiện này giúp hạn chế xung điện áp do sét lan truyền hoặc đóng cắt tải, từ đó bảo vệ các bo mạch điện tử, giảm nguy cơ hư hỏng và kéo dài tuổi thọ thiết bị.
4.2. Ứng dụng trong hệ thống chống sét công trình xây dựng
Trong các công trình dân dụng và công nghiệp, tụ điện chống sét được sử dụng trong tủ điện, tủ điều khiển, hệ thống phân phối điện và các thiết bị chống sét lan truyền SPD. thiết bị làm nhiệm vụ hấp thụ và triệt tiêu xung quá áp trước khi lan truyền vào hệ thống, góp phần bảo vệ thiết bị điện, đảm bảo vận hành ổn định và nâng cao độ an toàn cho công trình
5. Cách đo và kiểm tra tụ chống sét bằng đồng hồ vạn năng
5.1. Dụng cụ cần chuẩn bị
Trước khi thực hiện kiểm tra tụ chống sét, người thực hiện cần ngắt toàn bộ nguồn điện và xả hết điện tích còn lại trong mạch trước khi tiến hành đo để đảm bảo an toàn.Dụng cụ cơ bản để kiểm tra tụ chống sét, bạn cần chuẩn bị như sau:
- Đồng hồ vạn năng, có thể dùng loại đồng hồ số hoặc đồng hồ kim
- Tua vít hoặc dụng cụ tháo linh kiện
- Găng tay, kính bảo hộ nếu cần kiểm tra tụ chống sét bên trong tủ điện
- Khăn khô để vệ sinh linh kiện trước khi đo.
5.2. Các bước đo tụ chống sét (7 bước chi tiết)
7 bước đo tụ chống sét chi tiết gồm có:
- Bước 1: Ngắt nguồn điện của thiết bị hoặc tủ điện
- Bước 2: Tháo tụ chống sét ra khỏi mạch, nhấc ít nhất 1 chân khỏi bo mạch để tránh ảnh hưởng từ các linh kiện khác.
- Bước 3: Quan sát ngoại quan, nếu tụ bị nứt, cháy, phồng hoặc đổi màu thì nên thay mới.
- Bước 4: Chuyển đồng hồ vạn năng sang thang đo điện trở (Ω). Với đồng hồ số, chọn thang đo điện trở phù hợp, với đồng hồ kim bạn nên chỉnh kim về thang x1K hoặc x 10k
- Bước 5: Đặt hai que đo vào hai chân của tụ chống sét. MOV không phân cực nên không cần phân biệt cực dương và cực âm.
- Bước 6: Quan sát giá trị hiển thị trên đồng hồ và có thể đổi chiều hai que đo để kiểm tra lại kết quả.
- Bước 7: Đối chiếu kết quả đo để đánh giá tình trạng của tụ chống sét trước khi quyết định tiếp tục sử dụng hay thay thế.
5.3. Đọc kết quả: tụ còn tốt hay đã hỏng?
- Tụ còn tốt: Đồng hồ hiển thị giá trị điện trở rất lớn (thường ở mức MΩ hoặc OL trên đồng hồ số), chứng tỏ MOV đang ở trạng thái cách điện bình thường.
- Tụ bị chập: Giá trị điện trở rất thấp hoặc gần bằng 0 Ω, cho thấy linh kiện đã hỏng và cần thay thế ngay.
- Tụ bị rò hoặc suy giảm: Điện trở thấp hơn nhiều so với bình thường hoặc thay đổi bất thường giữa các lần đo. Trường hợp này nên thay mới để đảm bảo khả năng chống sét.
- Tụ hở mạch: Nếu linh kiện có dấu hiệu hư hỏng vật lý hoặc kết quả đo bất thường kết hợp không còn khả năng bảo vệ, cũng nên thay thế.
Việc kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng chỉ giúp đánh giá tình trạng cơ bản của tụ chống sét. Để xác định chính xác điện áp varistor hoặc khả năng chịu xung của linh kiện, cần sử dụng các thiết bị kiểm tra chuyên dụng.
Tụ chống sét là linh kiện quan trọng giúp bảo vệ hệ thống điện và các thiết bị khỏi các xung điện áp do sét lan truyền hoặc quá áp. Việc hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách đọc thông số cũng như phương pháp đo, kiểm tra sẽ giúp lựa chọn, sử dụng và thay thế linh kiện đúng thời điểm, nâng cao giá hiệu quả bảo vệ. Hy vọng những thông tin phía trên sẽ giúp bạn có cái nhìn toàn diện về tụ chống sét và áp dụng hiệu quả thiết bị này.
