Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7447-4-43:2004 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế IEC 60364-4-43:2001) về Hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà - Phần 4-43: Bảo vệ an toàn - Bảo vệ chống quá dòng quy định các yêu cầu kỹ thuật bắt buộc nhằm bảo vệ dây dẫn trong hệ thống điện tránh khỏi các tác động có hại do quá tải và ngắn mạch gây ra. Tiêu chuẩn này do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC/E1 Máy điện và khí cụ điện biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị và được Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành.

Phạm vi và đối tượng áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các hệ thống lắp đặt điện hạ thế trong các tòa nhà công nghiệp, thương mại, dân dụng và các công trình công cộng khác. Đối tượng áp dụng trực tiếp là các kỹ sư thiết kế, đơn vị thi công, giám sát lắp đặt hệ thống điện và các cơ quan kiểm định an toàn điện nhằm đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người, tài sản và tính toàn vẹn của hệ thống điện trước các sự cố quá dòng.

Nguyên tắc cơ bản về bảo vệ chống quá dòng

• Dây dẫn mang điện phải được bảo vệ bằng một hoặc nhiều thiết bị tự động ngắt nguồn cung cấp khi xảy ra quá tải hoặc ngắn mạch, ngoại trừ các trường hợp dòng điện được giới hạn bởi nguồn hoặc cấu trúc mạch điện.
• Thiết bị bảo vệ chống quá tải và thiết bị bảo vệ chống ngắn mạch phải được phối hợp chặt chẽ về mặt kỹ thuật để đảm bảo tính chọn lọc và khả năng bảo vệ tối ưu cho toàn bộ hệ thống.

Bảo vệ chống dòng điện quá tải

• Yêu cầu phối hợp giữa dây dẫn và thiết bị bảo vệ: Đặc tính tác động của thiết bị bảo vệ quá tải phải đáp ứng hai điều kiện cơ bản: Dòng điện định mức của thiết bị bảo vệ không được nhỏ hơn dòng điện thiết kế của mạch và không được vượt quá dòng điện cho phép lớn nhất của dây dẫn; đồng thời, dòng điện đảm bảo tác động hiệu quả của thiết bị bảo vệ không được vượt quá 1,45 lần dòng điện cho phép lớn nhất của dây dẫn.
• Vị trí lắp đặt thiết bị bảo vệ quá tải: Thiết bị bảo vệ quá tải phải được đặt tại điểm có sự thay đổi về mặt cắt, loại dây dẫn, phương pháp lắp đặt hoặc cấu trúc mạch điện làm giảm khả năng tải dòng của dây dẫn.
• Trường hợp miễn trừ bảo vệ quá tải: Cho phép không cần bố trí thiết bị bảo vệ quá tải đối với các dây dẫn nằm ở phía phụ tải của điểm thay đổi mặt cắt nếu chúng được bảo vệ hiệu quả chống ngắn mạch bởi thiết bị bảo vệ đặt ở phía nguồn, hoặc đối với các mạch điện mà việc ngắt mạch đột ngột có thể gây ra nguy hiểm lớn hơn (như mạch kích thích của máy điện quay, mạch nâng nam châm điện, mạch thứ cấp của máy biến áp đo lường).

Bảo vệ chống dòng điện ngắn mạch

• Xác định dòng điện ngắn mạch: Dòng điện ngắn mạch phải được xác định tại mọi điểm cần thiết của hệ thống bằng cách tính toán hoặc đo đạc thực tế để lựa chọn thiết bị bảo vệ có khả năng cắt phù hợp.
• Thời gian cắt dòng ngắn mạch: Thiết bị bảo vệ ngắn mạch phải có khả năng cắt mọi dòng điện ngắn mạch chạy qua dây dẫn trước khi nhiệt độ của dây dẫn đạt đến giới hạn cho phép đối với dòng ngắn mạch. Thời gian cắt tối đa thường được tính toán dựa trên hằng số tích phân nhiệt của vật liệu làm ruột dẫn và cách điện.
• Vị trí lắp đặt thiết bị bảo vệ ngắn mạch: Thiết bị bảo vệ ngắn mạch phải được lắp đặt tại điểm có sự giảm mặt cắt của dây dẫn hoặc các thay đổi khác dẫn đến thay đổi dòng điện cho phép.
• Quy định đối với phần dây dẫn từ vị trí thiết bị bảo vệ đến điểm thay đổi mặt cắt: Phần dây dẫn này phải được hạn chế tối đa nguy cơ xảy ra ngắn mạch, không được đặt gần các vật liệu dễ cháy và phải được bảo vệ cơ học để chống lại các tác động ngoại lực bên ngoài.

Phối hợp giữa bảo vệ quá tải và bảo vệ ngắn mạch

• Bảo vệ bằng một thiết bị duy nhất: Nếu một thiết bị bảo vệ đáp ứng đồng thời các yêu cầu về bảo vệ quá tải và bảo vệ ngắn mạch, thiết bị đó có thể được sử dụng để bảo vệ chung cho cả hai loại sự cố tại điểm lắp đặt.
• Bảo vệ bằng các thiết bị riêng biệt: Khi sử dụng các thiết bị riêng biệt cho bảo vệ quá tải và bảo vệ ngắn mạch, các đặc tính của chúng phải được phối hợp sao cho năng lượng đi qua thiết bị bảo vệ ngắn mạch không vượt quá khả năng chịu đựng của thiết bị bảo vệ quá tải và hệ thống dây dẫn phía sau.

Hạn chế dòng điện bằng thiết bị bảo vệ

• Khi sử dụng các thiết bị bảo vệ có tính năng hạn chế dòng điện (như cầu chì hạn chế dòng hoặc áp-tô-mát hạn chế dòng), đặc tính giới hạn năng lượng của thiết bị phải được tính đến để tối ưu hóa kích thước dây dẫn và nâng cao mức độ an toàn cho hệ thống lắp đặt điện.

Hiệu lực thi hành

Tiêu chuẩn TCVN 7447-4-43:2004 có hiệu lực kể từ ngày ban hành và được áp dụng rộng rãi trên phạm vi toàn quốc, thay thế hoặc bổ sung cho các quy định kỹ thuật cũ về bảo vệ quá dòng trong hệ thống điện tòa nhà nhằm đồng bộ hóa với hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế IEC.