GÓC KỸ THUẬT - Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và hướng dẫn lắp đặt phao điện bơm nước tự động | Cộng đồng Kỹ thuật cơ điện Việt Nam EBOOKBKMT

1. Sự cần thiết của phao điện:

Nước là một phần quan trọng không thể thiếu trong sinh hoạt của con người. Để có nước sinh hoạt và phục vụ các nhu cầu khác trong cuộc sống, chúng ta thường dùng bể chứa nước và máy bơm. Tuy nhiên việc bật máy bơm để bơm nước lên bể chứa khi gần hết nước, rồi để ý thời gian và tắt máy bơm để tránh nước tràn ra ngoài bể là việc làm rất mất thời gian và thực sự khó khăn.

Chúng ta muốn máy bơm phải hoạt động tự động để giải phóng thời gian và công sức con người cho một việc đơn giản nhưng quan trọng và lặp đi lặp lại hàng ngày là: Khi nước trong bể chứa hết đến ngưỡng thì máy bơm phải tự động chạy để bơm nước lên bể, khi nước gần đầy bể (đến ngưỡng) thì máy bơm phải tắt.

Hai việc trên của máy bơm phải được tự động hoàn toàn và chúng ta không cần quan tâm đến việc máy bơm chạy hay ngắt nữa. Để cho máy bơm tự chạy và tự ngắt theo yêu cầu thì chúng ta cần lắp phao điện để cho máy bơm hoạt động tự động.

Phao điện hay còn gọi với nhiều tên khác là van phao điện, phao bồn nước, phao điện máy bơm, phao bơm nước tự động, phao điện chống tràn, phao điện chống cạn, phao bể nước, công tắc điện phao nước, công tắc mực nước, phao chống cạn..., là một thiết bị sử dụng phổ biến để thực hiện việc điều khiển máy bơm nước tự động theo nhu cầu của người sử dụng.

Phao điện có nhiều loại và được sử dụng với các mục đích khác nhau như điều khiển mực nước trong bể chứa, chống cạn cho bể chứa ngầm, chống tràn cho bể chứa trên cao,... Các loại phao điện sẵn có trên thị trường và đang được sử dụng phổ biến là phao chống cạn và công tắc điện phao nước.

ĐẶT MUA PHAO ĐIỆN NGAY TẠI ĐÂY >>>

Phao điện chống cạn/ chống tràn loại kín nước thường dùng cho máy bơm chìm

Công tắc điện phao nước chống tràn / chống cạn dùng 2 quả phao treo để điều khiển công tắc phổ biến dùng cho bể Inox trên mái hoặc bể chứa ngầm để máy bơm hút lên.

2. Cấu tạo phao điện:

Phao điện về cơ bản là một công tắc với các tiếp điểm dẫn điện được tác động bởi các cơ cấu cơ khí có liên quan đến sự thay đổi của mức nước cần giám sát. Sự thay đổi của mức nước sẽ tác động đến các cơ cấu cơ khí và làm thay đổi trạng thái tiếp điểm của phao điện từ đóng sang mở hoặc ngược lại.

Cấu tạo phao điện kín nước float switch:

ĐẶT MUA PHAO ĐIỆN NGAY TẠI ĐÂY >>>

Cấu tạo phao điện kiểu công tắc điện phao nước:

ĐẶT MUA PHAO ĐIỆN NGAY TẠI ĐÂY >>>

3. Các ứng dụng của phao điện:

a) Phao điện kín nước:

* Điều khiển hút cạn (sử dụng cho bể ngầm chống cháy bơm)

- Sử dụng dây màu nâu và dây màu đen.

- Khi đầy nước phao sẽ nổi lên và nằm ở vị trí trên quả cân, viên bi (3) thông qua cơ cấu đòn bẩy (2) không tác động vào tiếp điểm công tắc (1), lò xo trong tiếp điểm công tắc (1) nhả ra và đóng thông mạch từ dây nâu -> đen qua đó đóng điện cho máy bơm hoạt động.

- Khi hết nước, phao sẽ nằm dưới quả cân, viên bi (3) thông qua cơ cấu đòn bẩy (2) tác động vào tiếp điểm công tắc (1) sẽ ép lò xo của công tắc vào làm ngắt hở mạch dây nâu - đen làm ngắt điện khiến bơm ngưng hoạt động.

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

* Điều khiển bơm cấp đầy (sử dụng cho bể nổi, chống tràn nước)

- Sử dụng dây đen và xanh.

- Khi hết nước phao sẽ nằm ở vị trí dưới quả cân, viên bi (3) thông qua đòn bẩy (2) tác động vào tiếp điểm công tắc (1) sẽ đóng thông mạch dây xanh - đen và cấp điện cho máy bơm hoạt động.

- Khi đầy nước phao sẽ nằm trên quả cân, viên bi (3) không tác động vào tiếp điểm công tắc (1) ngắt hở mạch dây xanh- đen làm ngắt điện và bơm sẽ ngừng hoạt động.

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

b) Công tắc điện phao nước:

Dùng phổ biến cho bồn chứa nước Inox hiện nay, có thể sử dụng công tắc điện phao nước trong trường hợp bơm đầy chống tràn cho bể trên cao hay hút nước chống cạn từ bể ngầm hoặc kết hợp cả hai.

Ứng dụng của công tắc điện phao nước để điều khiển máy bơm trong trường hợp cả chống cạn và chống tràn.

Phao điện thực sự cần thiết và hữu dụng như vậy, tuy nhiên phao điện trong quá trình hoạt động lâu ngày cũng không tránh khỏi sự cố dẫn đến việc bơm nước sinh hoạt hàng ngày bị gián đoạn, ảnh hưởng lớn đến cuộc sống của chúng ta.

Nếu sự cố làm cho phao bị rò điện từ tiếp điểm phao hoặc từ dây dẫn ra bồn nước thì người sử dụng rất có nguy cơ bị điện giật nếu sử dụng cách đấu điện trực tiếp vào phao điện như dưới.

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

Những vị trí dây điện tiếp xúc với bồn nước bằng Inox như thế này rất nguy hiểm nếu dây bị ải mục do phơi ngoài trời lâu ngày sẽ gây rò điện ra bồn nước hoặc các vị trí khác, đặc biệt là khi trời mưa.

>>> Nếu người sử dụng không may chạm vào dây pha hoặc bộ phận mang điện (bồn nước, giá đỡ bồn nước, ống nước, vòi nước…) đặc biệt nguy hiểm khi cơ thể có phần tiếp xúc với đất, sẽ có dòng điện chạy qua cơ thể và gây nguy hiểm đến tính mạng.

Tùy thuộc vào điện trở của bộ phận cơ thể tiếp xúc với vật mang điện và điện trở điểm tiếp xúc với đất là bao nhiêu? hoặc đường đi của dòng điện có qua tim hay không? thì sẽ gây nguy hiểm ở các mức độ khác nhau.

Một số quan điểm cho rằng đấu dây mát (N) lên phao điện là an toàn nhưng thực tế hoàn toàn không phải như vậy, ta sẽ xem xét sơ đồ sau:

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

Từ sơ đồ trên có thể dễ dàng nhận thấy một trong hai cực của tiếp điểm phao và một trong hai dây dẫn đến phao luôn mang điện nếu tiếp điểm phao hở mạch (bơm tắt, mà thời gian bơm tắt là rất nhiều so với thời gian bơm chạy).

Lúc này máy bơm đóng vai trò như một điện trờ trong mạch điện nên khi tiếp điểm phao hở mạch thì một bên cực của phao luôn có điện (do dòng điện đi từ dây L qua cuộn dây trong máy bơm đến chờ ở một cực của tiếp điểm phao).

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

Cách đấu này chỉ an toàn hơn khi máy bơm đang chạy. Như vậy cách đấu này cũng nguy hiểm do máy bơm luôn mang điện và tiềm ẩn nguy cơ rò điện ra vỏ máy bơm và đường ống nước.

Đấu phao điện máy bơm bằng nguồn 220V có an toàn không? Kết quả thấy rõ những nguy hiểm!

>>> Do vậy để sử dụng phao điện đúng cách và an toàn ta cần có những biện pháp phòng chống điện giật cần thiết.

4. Chống giật cho phao điện:

Giải pháp cho phao bơm nước tự động sử dụng CB chống dòng rò ELCB (hay còn gọi là aptomat chống giật) để đấu nối với hệ thống phao điện nhằm tránh việc rò điện từ phao điện hoặc dây dẫn gây ra tai nạn điện giật.

Nguyên tắc làm việc của aptomat chống giật là so sánh dòng điện giữa 2 dây đầu ra đến phụ tải để tác động ngắt mạch. Bình thường tổng dòng điện chạy qua 2 dây đến phụ tải đi và về là cân bằng. Nếu có sự rò điện từ pha nóng xuống đất sẽ gây ra mất cân bằng dòng điện đi và về thì aptomat chống giật tác động để ngắt điện. Tuy nhiên đa số aptomat chống giật chỉ ngắt khi có dòng điện khoảng 30mA rò xuống đất.

Hoạt động của aptomat chống giật trong trường hợp này như sau:

Phụ tải trong trường hợp này là các thành phần như máy bơm, phao điện và dây dẫn tạo thành mạch điều khiển sẽ được đấu nối tại đầu ra của aptomat chống giật (toàn bộ hệ thống được coi như 1 phụ tải), đầu vào của aptomat chống giật nối đến điện nguồn.

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

Hoạt động:

Bình thường nếu không có dòng điện rò thì dòng điện đầu ra của aptomat chống giật đến phụ tải đi từ dây L qua phụ tải về dây N là cân bằng.

Nếu có dòng điện rò từ L không về N mà một phần đi xuống đất sẽ gây ra mất cân bằng, khi đó cuộn cảm biến dòng sẽ phát hiện ra sự sai khác này và mạch điện tử trong aptomat chống giật sẽ điều khiển tác động để ngắt điện đầu ra của aptomat chống giật qua đó ngắt điện đến phụ tải và điểm rò điện.

5. Phòng giật cho phao điện:

Để phòng giật cho phao điện dùng giải pháp điều khiển máy bơm gián tiếp qua rơ le trung gian có cách điện giữa mạch điều khiển và mạch động lực.

Khi đó toàn bộ các dây dẫn đến phao điện cả trong trường hợp bể trên cao và bể ngầm đều chỉ mang điện áp thấp và không đủ khả năng gây điện giật.

Do vậy trong quá trình sử dụng lâu dài nếu phao điện hoặc hệ thống dây dẫn đến phao điện bị sự cố hoặc rò điện thì cũng không gây nguy hiểm cho con người và công trình.

Để thực hiện được việc này thì một biến áp cách ly sẽ được sử dụng để đổi điện áp nguồn từ 220V xuống điện áp 12V hoặc 24V với cường độ dòng điện nhỏ.

Điện áp này không gây nguy hiểm cho con người và được sử dụng như tín hiệu dẫn đến các phao điện rồi quay về điều khiển cuộn hút của rơ le trung gian cấp điện cho máy bơm.

Việc sử dụng giải pháp này tuy có thêm chút chi phí và thời gian nhưng nếu so sánh với hiệu quả đem lại thì rất lớn. Ngoài việc phòng chống điện giật còn rất tiện dụng trong quá trinh sử dụng và sửa chữa.