Tư vấn sử dụng kích điện (phần đấu nối ắc quy với kích điện)

Mới nhận được email của một bác hỏi về đấu nối ắc quy với kích điện để hạn chế dòng tiêu thụ của kích điện trong các thời điểm không sử dụng. Mình nhận thấy đây là một vấn đề cần quan tâm nên lại viết một entry ngăn ngắn để tư vấn cho bác, và tiện thể thì cũng post lên blog này để mong có thể có ích cho những người khác nếu thực sự họ muốn quan tâm đến điều này.

Dưới đây là nội dung email nhận được (có xoá một số thông tin cá nhân cụ thể nhằm tránh bị lạm dụng):

Kinh gui Anh An!

Truoc tien toi xin loi vi khong quen biet ma duong dot gui mail cho Anh! So di toi manh dan gui den anh thu nay vi doc qua trang Web tre tho anh da co blog de giup do ba con rat nhieu y kien hay va xac dang trong viec giai phap khi mat dien! Thay anh la nguoi tot , co cong tam , lai hieu biet ky thuat rat sau ve van de nay nen toi manh dan nho anh giup do! Mong anh cam thong voi tuoi gia cua toi!

Xin tu gioi thieu toi la Nguyen SSS o Phao Dai Lang (Hanoi ) la can bo da ve huu, hien da 78 tuoi ma song co don..thieu nguoi nuong tua..... nen rat lo lang khi may dien tuoi gia suc yeu nong nuc khong chiu noi! Qua loi tu van cua anh , va phu hop voi kha nang kinh te , toi da mua 1 may kich dien HD 800 VA va 1 accquy 100AH/12 volts! Nhung may kich dien nay co nhuoc diem la dong khong tai hoi cao nen neu thoi gian lau khong mat dien ma rut may khoi luoi dien khong napthi accuy sut rat nhanh... De giai quyet viec nay trang web tre tho da gop y la nen dat l aptomat gia may kich va accuy! ( Dieu nay may cua AST deu co aptomat cho accuy ( nhung AST dat tien qua nen khong dam mua ) vi vay toi du dinh dat them 1 aptomat giua accuy va kich (giong nhu AST). Mong duoc anh vui long bot chut thi gio chi dan may ban khoan sau day ma khong biet hoi ai:

1/ Chon Aptomat bao nhieu ampe va loai 1 giay hay 2 giay ( phu hopvoi may kich 800VA)??

2/ Chon tiet dien day noi bao nhieu mm2?

3/ Noi voi 1 giay accuy hay ca 2 day? (Hinh nhu may AST chi noi voi day +)

4/ De theo doi dien the cua accuy khi bi sut giam , toi du dinh dung 1 dong ho volt loai 1 chieu de thuong xuyen mac vao 2 cuc accuy de tien theo doi! Dieu nay co hop ly khong neu khi mat dien phai dung kich co phu tai accuy!

Neu toi khong lam phien ha anh qua , thi mong duoc anh gop y qua dia chi email nay , voi tam long giup do nguoi gia, Toi vo cung biet on va kinh chuc anh va gia dinh manh khoe hanh phuc va lam duoc nhieu dieu tot va phuc duc cho con nguoi!

Nguyen SSS, 78 tuoi o tai Lang Thuong, Dien thoai ....

Nếu trong thời kỳ mất điện thường xuyên (ngày mất/ngày có) hoặc vài ngày mất một lần thì tốt nhất là đấu trực tiếp ắc quy với kích điện để đảm bảo kích luôn nạp điện và có thể sẵn sàng sử dụng ngay. Trong các thời điểm khác không mất điện thường xuyên thì nên tách ắc quy khỏi kích điện nhằm tránh tiêu thụ điện nuôi chế độ "chờ" của kích điện là hợp lý.

Bàn cầu chì và các chì ống ở trong

Chọn và đấu nối aptomat

Kích điện có hai loại sử dụng công tắc ngắt nguồn: Một loại ngắt hoàn toàn ắc quy khỏi kích điện (thường là loại kích điện-từ) thì công tắc của chúng gần như một aptomat (và có hãng sử dụng luôn aptomat để ngắt và bảo vệ) và công tắc loại này thường phải sử dụng một lực hơi nặng một chút; Một loại không ngắt ắc quy khỏi kích thì chúng dùng các nút bấm mềm hoặc một công tắc nhỏ (các loại của Thành Công, Hồ Điện, AST). Cũng có thể sử dụng một contactor (hoặc gọi là khởi động từ) để ngắt hoàn toàn ắc quy khỏi kích điện nhưng đòi hỏi phải sử dụng contactor dòng lớn và đắt tiền nên không hãng nào làm vậy. Vậy các kích điện không ngắt hoàn toàn ắc quy khi không làm việc thì nên thực hiện cách dưới đây để tránh sự hao phí không cần thiết.

Nếu đơn thuần chỉ là sử dụng ngắt ắc quy ra khỏi kích điện thì có thể dùng một cầu dao đế sứ cho công việc này. Nhưng việc sử dụng cầu dao đế sứ thường bán trên thị trường sẽ không có tác dụng bảo vệ và việc đấu nối phức tạp hơn so với sử dụng một aptomat. Nếu ai muốn dùng cầu dao đế sứ thì nên dùng loại cầu dao hai ngả 60A (là loại lớn nhất mà thông dụng, giá thành lại rẻ), nên dùng của hãng Omisu hơn là loại của Vinakip vì các nối ở cầu giữa đơn giản hơn - bản cực và kết cấu cũng cho thấy tốt hơn. Tại sao không dùng loại cầu dao 1 ngả thông thường? Vì loại cầu dao một ngả thông thường lại gắn thêm phần cầu chì nên mất nhiều điểu đấu nối - và các chì dây cũng không đảm bảo. Khi sử dụng cầu dao hai ngả nên đấu song song cả hai nhánh để độ dẫn điện được tốt hơn, khi nối hai nhánh thì dùng hai dây từ cọc ắc quy đến hai nhánh, rồi nối đầu ra hai nhánh với dây dẫn của kích điện. Lưu ý rằng nhược điểm của cầu dao là khi đóng điện dễ sinh ra tia lửa nên cần để xa ắc quy để hạn chế cháy nổ trong trường hợp đang sạc ở mức 'sôi' điện dịch ắc quy.

Cũng là việc ngắt ắc quy ra khỏi kích điện, việc dùng cầu chì công nghiệp sẽ được thêm công dụng bảo vệ chập mạch hoặc quá dòng. Các cầu chì công nghiệp có các giá đỡ cầu chì (nhìn giống như một aptomat) và các con chì loại ống hoặc dẹt đút vào trong đó. Nếu dùng cầu chì công nghiệp thì nên dùng loại có kích cỡ lớn và các ống chì 100A nếu sử dụng 1 bình ắc quy cho 1 kích điện cỡ 1000VA. Các cầu chì công nghiệp thường bảo vệ tốt và chính xác và có tiếp xúc tốt bởi chúng có dạng ống sứ bọc cát bên ngoài sợi chì, hai đầu bọc kim loại dẫn điện. Việc sử dụng cầu chì thường là tốn kém bởi vì các chì này không thông dụng cho sử dụng dân dụng, giá thành của chúng lại cao. Việc sử dụng cầu chì có vẻ lại không thực sự cần thiết nếu như trong kích điện đã có sẵn chế độ bảo vệ quá dòng hoặc chạm chập bên trong nó, nếu đấu nối cẩn thận thì không sợ việc chạm chập xảy ra bên ngoài.

Thông thường các kích điện được thiết kế tốt đều có chế độ bảo vệ cho chúng: Ví dụ AST có hệ thống bảo vệ chống quá dòng một loạt cầu chì dạng cắm ở phía ngoài để chống chập mạch hoặc quá dòng, kết hợp một dàn điốt mắc ngược để bảo vệ chống đấu ngược ắc quy (khi đấu ngược các đi ốt này thoát hết dòng qua chúng rồi làm cháy cầu chì, trên một số diễn đàn thì có bạn kỹ thuật của một hãng kích điện cho rằng không có hãng nào làm vậy là bạn chưa hình dung ra việc đi ốt đấu song song với ắc quy và có chiều cho dòng từ cực âm sang cực dương), một số hãng dùng một aptomat bảo vệ quá dòng hoặc chạm chập bên trong kích điện. Loại kích HD mà bác dùng không có chế độ bảo vệ bên trong nên kết hợp luôn bảo vệ ở bên ngoài là hợp lý.

Nếu không có điều kiện dùng cầu chì thì có thể dùng các aptomat để vừa có tác dụng là cầu dao, vừa có tác dụng bảo vệ chống chập mạch và chống quá dòng. Khi dùng aptomat để bảo vệ quá dòng một chiều thì đúng ra phải sử dụng các aptomat một chiều - nhưng loại này thường không thông dụng trên thị trường nên có thể tạm sử dụng các aptomat xoay chiều thông thường dùng trong dân dụng. Việc chấp nhận được các aptomat xoay chiều bởi một số lý do sau: Dòng tiêu thụ của kích điện loại điện-từ thường là giao động giống như hình sin được nắn cả chu kỳ nhưng chưa lọc (gần giống xoay chiều); các aptomat lại có bảo vệ quá nhiệt nên cũng ngắt khi dòng lớn. Ắc quy có thể phát một dòng điện lớn (một bình 100Ah có thể phóng dòng đến 500A) nên aptomat sẽ kích hoạt chế độ bảo vệ quá dòng (bằng vài vòng dây trong aptomat), và chẳng may nó không hoạt động thì chế độ bảo vệ quá nhiệt sẽ giúp aptomat ngắt.

Việc lựa chọn dòng aptomat là bao nhiêu cho phù hợp? Với kích điện 1000VA dùng ắc quy 12V có thể có dòng cỡ 80A, vậy cần chọn dòng của aptomat sao cho lớn hơn mức này để nó không nhảy khi kích điện đang hoạt động bình thường. Vậy để thuận tiện thì có thể chọn các mức 80A, 100A, 125A đều bảo vệ được sự chạm chập dây giữa các cực (vì như trên viết: ắc quy 100Ah có thể phát dòng trên 500A, ắc quy cỡ 35Ah cũng phát dòng trên 150A - mà đây là các dòng khởi động nguội chứ chưa nói đến khả năng phát dòng ở nhiệt độ thông thường).

Chỉ nên sử dụng aptomat loại tép đơn - có nghĩa là bảo vệ chỉ cần ở một nhánh (dây từ cực âm hoặc dây từ cực dương - nhưng thông thường cho thuận thì người ta hay nối aptomat với cực dương). Việc dùng aptomat ở cả hai nhánh thì đúng là có thể tăng độ tin cậy lên gấp đôi nhưng ở trường hợp này là không cần thiết - bởi vì như vậy sẽ làm tăng điện trở của các dây dẫn nối với ắc quy (mà với dòng ắc quy thường lớn thì khi đấu nối càng kém thì càng gây hao hụt năng lượng trên chính các điểm đấu nối này - thậm chí có thể gây cháy nếu nối dây không tốt và tiết diện dây quá nhỏ.

Như vậy các cực âm (nếu nhiều ắc quy) sẽ được đấu nối với nhau và đấu cố định vào kích điện, còn cực dương đấu nối với các nhánh của aptomat, phía sau aptomat sẽ đấu nối cố định vào kích điện. Việc nối qua aptomat không nhất thiết phải đúng quy ước từ đầu vào phía trên/đầu ra phía dưới mà có thể nối ngược lại cho thuận tiện. Lưu ý trong trường hợp kích điện đấu cực dương vào vỏ ắc quy (nhiều kích điện từ làm điều này bởi dàn tản nhiệt được nối với vỏ chúng trùng với cực dương) thì ta phải làm ngược lại: đấu cực dương với kích điện và các cực âm đấu qua aptomat. Trong mọi trường hợp đều tránh để vỏ kích điện có thể tiếp xúc trực tiếp với đất (nên kê chúng lên một vật bằng nhựa nếu như chúng không có chân bằng nhựa cách điện), cũng không được để bất kỳ một dây dẫn của ắc quy nào bị chạm xuống đất.

Trên thực tế các aptomat dòng lớn cỡ 80A, 100A, 125A... thì thường được sản xuất cho công nghiệp nên là loại 3 pha và có giá tiền khá đắt, để kinh tế nên dùng các aptomat 1 pha 2 nhánh. Với các aptomat hai nhánh thì trên lý thuyết có thể chia đôi dòng điện cần bảo vệ để chọn loại dòng aptomat - ví dụ 80A chỉ cần mắc song song 2 nhánh 40A. Trên thực tế thì việc đấu nối không bao giờ chuẩn nên có hiện tượng dòng sẽ đi khác nhau trên hai nhánh gây hiện tượng quá dòng trên một nhánh và cắt luôn cả hai. Vậy có thể chọn dòng cao hơn một chút - ví dụ cụ thể cho loại trên là aptomat 63A.

Sử dụng aptomat để bảo vệ chập mạch cho hệ ắc quy đấu song song

Trường hợp cụ thể trên đúng với việc sử dụng 1 ắc quy, nếu sử dụng 2 ắc quy mắc song song nhau thì cũng chỉ cần một aptomat 63A hai nhánh như trên rồi đấu mỗi ắc quy vào một nhánh, đầu ra nối chung với kích điện. Để có thể đóng ngắt từng ắc quy trong trường hợp này thì cần tách đôi phần cầu liên kết giữa hai nhánh để có thể đóng ngắt các nhánh một cách độc lập (dùng kéo để cắt chúng và dùng kìm để rút phần lõi thép của chúng ra).

Chọn tiết diện dây dẫn và đấu nối

Đúng lý thuyết thì chọn tiết diện dây dẫn cho dòng một chiều sẽ khác với dòng điện xoay chiều bởi dòng một chiều mang năng lượng lớn hơn. Trong trường hợp cụ thể cho các kích điện mà phần lớn là thuộc loại điện-từ thì dòng điện này cũng giao động tương tự xoay chiều nên có thể lấy bằng xoay chiều cũng được. Để đảm bảo an toàn hơn thì việc lựa chọn tiết diện lớn luôn luôn không bao giờ thừa - nhưng điều này thì lại gây khó khăn cho đấu nối: chẳng hạn như dây lớn thì thường khó mua hoặc quá cứng để nối, ghép nhiều dây mềm thì phải có các đầu cốt...

Đa phần các dây nối cho kích điện hiện nay đều sử dụng dây 10 mm2, được ép đầu cốt hai đầu hoặc một đầu đã được gắn cố định vào bên trong kích điện. Nếu trường hợp đặt các ắc quy xa hơn so với thiết kế thì dây nối thêm phải lớn hơn tiết diện dây hiện có để hạn chế thất thoát công suất trên dây. Tiết diện dây càng lớn nếu như đoạn nối càng dài.

Trên các cửa hàng thì thông dụng vẫn là các dây tiết diện 6 mm2 (ghi là 6 SQMM) trở xuống (dây đơn hoặc dây đôi), nếu không mua được các dây tiết diện lớn hơn thì có thể chập các dây loại nhỏ với nhau cho đủ tiết diện: chẳng hạn chập 2 sợi dây 6mm2 thành một sợi dây 12 mm2 hoặc chập 3 sợi dây 6 mm2 thành một sợi 18 mm2. Để thuận tiện cho phân biệt các cực âm và dương của ắc quy thì nên mua dây đôi, sau đó tước lớp vỏ bên ngoài bảo vệ để lấy hai sợi màu (đen/trắng) bên trong, sau đó chập các sợi trắng với trắng và đen với đen lại với nhau nhằm tránh lẫn lộn sau này.

Các dây 6 mm2 dùng nối trong điện dân dụng thường là loại dây nhiều sợi Đồng nhỏ. Nếu như dây kết hợp bởi nhiều sợi Đồng nhỏ thì tạo ra tổng thể dây mềm, dễ dàng cho việc uốn lượn và đi dây trong hệ thống gia đình thì nó lại không tiện cho việc đấu nối. Để toàn bộ các sợi nhỏ được dẫn điện thì nhất thiết phải dùng các đầu cốt được ép chặt chúng với nhau ở đầu dây. Các đầu cốt thường bằng Đồng (hoặc kim loại khác dẫn điện tốt (hoặc mạ Bạc) sẽ ép chặt các sợi với nhau và ép với đầu cốt để điện có thể truyền hoàn toàn vào các sợi và đầu các sợi được ép với nhau. Vậy các dây này nên sử dụng các đầu cốt ở đầu các đoạn dây, các đầu cốt có thể tìm thấy tại các hàng điện, các hàng bán ắc quy hoặc những nơi sửa ô tô. Các đầu cốt thường phải được ép bằng các kìm ép đầu cốt chuyên dùng (sử dụng thuỷ lực hoặc có cán dài để tăng lực bóp), nếu không có kìm này thì có thể dùng kìm thông thường bóp vào chúng và dùng búa gõ để tăng lực ép. Sau khi ép, nếu là đầu cốt hở thì có thể dùng mỏ hàn để hàn chúng vào đầu cốt hoặc ít nhất là cho thiếc bám vào đầu các sợi Đồng nhỏ để đảm bảo toàn bộ các sợi Đồng này dẫn điện. Trường hợp không ép đầu cốt hoặc ép không chặt sẽ dễ làm cho dây chỉ dẫn điện ở các sợi bên ngoài - dẫn đến các sợi này nhanh lão hoá và dẫn điện kém.

Trong mọi trường hợp thì sau khi đấu nối cần kiểm tra lại độ dẫn điện bằng cách cho kích điện vận hành ở mức tải lớn nhất cho phép của kích điện rồi kiểm tra nhiệt độ của dây dẫn và các vị trí đấu nối. Bất kỳ vị trí nào có nhiệt độ cao bất thường thì đều cần phải đấu nối lại. Nếu dây dẫn có nhiệt độ chỉ cần cảm nhận được hơi "âm ấm" một chút cũng cần tăng tiết diện dây để đảm bảo an toàn và tránh thất thoát trên dây.

Dùng đồng hồ đo điện ắc quy?

Theo dõi điện áp ắc quy là một việc cần thực hiện, nhưng theo dõi bằng cách lắp đặt liên tục một đồng hồ vôn kế một chiều tại đó thì chỉ phù hợp cho việc vận hành một hệ thống mà luôn có người ở đó nên không cần thiết. Ngoài ra còn một số lý do khác cho việc không nên lắp đồng hồ song song với ắc quy như sau:

- Đồng hồ kim mặc dù tiêu tốn một dòng rất nhỏ và không ảnh hưởng đến quá trình sử dụng kích điện nhưng dù sao chúng cũng tiêu tốn điện, do đó nếu chẳng may quên không nạp bảo dưỡng thì chúng làm nhanh sụt giảm điện hơn.

- Đồng hồ kim thường có vạch chia lớn (cỡ 1V hoặc 0,5V) nên sai số lớn, do đó thì việc giám sát quá trình sụt giảm điện áp hoặc khi nạp điện là không chính xác. Chế độ nạp, nạp bảo dưỡng, nạp nổi...và các chế độ làm việc của chúng chính xác đến cỡ 0,05V thì mới đảm bảo - do đó nên dùng một đồng hồ vạn năng cầm tay để giám sát quá trình này.

- Việc đấu nối đồng hồ kim tạo ra một nguy cơ chạm chập ắc quy bởi các cực của chúng gần nhau.

Như vậy chỉ nên dùng một đồng hồ vạn năng cầm tay để thỉnh thoảng cần đo kiểm điện áp ắc quy là phù hợp hơn việc đấu nối liên tục một đồng hồ giữa hai cực của chúng.

Cần nạp bảo dưỡng định kỳ cho ắc quy

Sau khi ngắt ắc quy ra khỏi kích điện và sau khi ngắt kích điện ra khỏi nguồn điện thì cần bảo quản kích điện và ắc quy. Với kích điện thì nên phủ vào chúng một tấm vải mỏng chắn bụi nhằm tránh hiện tượng quá nhiều bụi lọt vào bên trong chúng, với ắc quy cần nạp bảo dưỡng dịnh kỳ.

Mặc dù khuyến cáo của hãng ắc quy Tia Sáng thì nếu bảo quản ở nhiệt độ 40 độ C cần nạp lại cho chúng sau mỗi 9 tháng, nhưng để ắc quy có thể sẵn sàng sử dụng ngay khi mất điện thì nên nạp bảo dưỡng cho chúng khoảng 1 tháng 1 lần. Khi nạp bảo dưỡng cần nạp cho ắc quy đầy, để thử độ đầy ắc quy cần xem độ sụt giảm điện áp của chúng sau khi nạp: Điện áp sẽ giảm dần dần xuống mức 13-13,1V rồi gần như giữ tại đó trong khoảng thời gian dài.

Dù sao thì việc phụ nạp thường xuyên cũng tốt hơn cho ắc quy, nhưng mức điện áp phụ nạp thường xuyên này chỉ nên đặt ở mức 13,1 đến 13,5V mà không phải mức 13,8V như nhiều hãng kích điện đưa ra. Phụ nạp ở mức 13,8V chỉ phù hợp với tình trạng sử dụng ít nhất 1 lần/tuần (tức là 1 tuần thì có một lần mất điện và khi mất điện có sử dụng kích điện), nếu như để bảo quản hàng năm - thậm chí vài năm khi hiếm khi mất điện hoặc chỉ mất vài phút cho việc đảo pha, cân pha của ngành điện thì mức điện áp này là cao so với cần thiết.

Để phụ nạp ở mức 13,1-13,5V khá đơn giản nếu như dùng một biến áp 3A và IC ổn áp 15V, sau đó nối tiếp đầu ra của chúng với 3 đi ốt silic thông thường. Lợi dụng mức điện áp phân cực thuận của đi ốt là lớn hơn 0,6V (0,6V với dòng điện nhỏ, 0,65V hoặc lớn hơn với dòng lớn) nên việc nối tiếp 3 đi ốt sẽ giảm 1,8V, khi đó điện áp nạp phụ sẽ vào khoảng 13,2V. Lưu ý rằng không thể dùng hệ phụ nạp như vậy cho việc nạp ắc quy bởi dòng điện lớn nhất của IC ổn áp chỉ khoảng 1A và chỉ nên nối hệ phụ nạp này khi đã sạc đầy hoàn toàn các ắc quy. Với hệ phụ nạp thường xuyên hoạt động 24/24 như vậy sẽ đảm bảo cho ắc quy không hư hỏng trong thời gian dài.

Trương Mạnh An (05/2011)

XEM THÊM:

* Kích điện dùng ắc quy

* Ắc quy dùng trong kích điện.

* So sánh giữa kích điện và máy phát điện