MCB và MCCB là gì?
MCB và MCCB là hai loại thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện, thường được gọi chung là aptomat hoặc circuit breaker. Chức năng chính của các thiết bị này là đóng cắt dòng điện và tự động ngắt mạch khi phát hiện các điều kiện sự cố nằm trong phạm vi bảo vệ được thiết kế.
MCB (Miniature Circuit Breaker) là aptomat dạng tép, thường được sử dụng trong các mạch điện dân dụng, thương mại và các mạch phân phối có dòng điện phù hợp với thông số thiết bị.
MCCB (Molded Case Circuit Breaker) là aptomat dạng khối, thường được sử dụng trong hệ thống phân phối điện công nghiệp, tủ điện tổng và các nhánh phụ tải có yêu cầu về dòng điện, khả năng cắt hoặc chức năng bảo vệ phù hợp.
Xem bài dưới để hiểu rõ hơn về hai thiết bị này:
Cả MCB và MCCB đều có thể thực hiện chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Một số dòng MCCB còn có bộ bảo vệ điện tử hoặc các chức năng điều chỉnh đặc tính bảo vệ tùy theo thiết kế của nhà sản xuất. Để lựa chọn đúng thiết bị, cần phân biệt dòng điện định mức, khả năng cắt ngắn mạch, đặc tính tác động và các thông số kỹ thuật của từng model.
Cấu tạo của MCB và MCCB
Cấu tạo cụ thể của MCB và MCCB thay đổi theo nhà sản xuất, dòng sản phẩm và công nghệ chế tạo. Tuy nhiên, các bộ phận cơ bản thường bao gồm hệ thống tiếp điểm, buồng dập hồ quang, cơ cấu truyền động và bộ phận bảo vệ.
Hệ thống tiếp điểm
Tiếp điểm là bộ phận thực hiện chức năng đóng và ngắt mạch điện. Khi aptomat ở trạng thái ON, các tiếp điểm đóng để dòng điện đi qua. Khi thiết bị thực hiện lệnh cắt, tiếp điểm tách ra để ngắt dòng điện trong mạch. Trong quá trình đóng cắt, đặc biệt khi ngắt dòng điện sự cố, hồ quang điện có thể xuất hiện giữa các tiếp điểm. Vì vậy, hệ thống tiếp điểm thường được thiết kế kết hợp với buồng dập hồ quang nhằm hạn chế tác động nhiệt và điện lên các bộ phận bên trong.
Tùy thiết kế, thiết bị có thể sử dụng hệ thống tiếp điểm chính và các bộ phận hỗ trợ dập hồ quang. Không nên mặc định mọi MCB và MCCB đều có cùng cấu trúc tiếp điểm.
Buồng dập hồ quang điện
Khi tiếp điểm mở trong lúc có dòng điện chạy qua, hồ quang điện có thể hình thành giữa hai tiếp điểm. Buồng dập hồ quang có nhiệm vụ hỗ trợ kéo dài, phân chia và làm nguội hồ quang để quá trình ngắt dòng điện diễn ra an toàn theo khả năng thiết kế của thiết bị. Trong nhiều loại aptomat, buồng dập hồ quang sử dụng các tấm kim loại xếp thành nhiều khe. Hồ quang được dẫn vào khu vực này, phân chia thành các đoạn nhỏ và được dập tắt nhờ quá trình làm nguội, kéo dài hồ quang và tăng điện áp hồ quang.
Khả năng dập hồ quang có liên quan trực tiếp đến khả năng cắt ngắn mạch của thiết bị. Vì vậy, khi lựa chọn MCB hoặc MCCB cần kiểm tra thông số khả năng cắt được nhà sản xuất công bố.
Cơ cấu truyền động đóng cắt
Cơ cấu truyền động có nhiệm vụ chuyển trạng thái tiếp điểm giữa ON và OFF, đồng thời phối hợp với cơ cấu bảo vệ để thực hiện thao tác cắt tự động khi xảy ra sự cố. Các bộ phận thường gặp gồm:
- Tay gạt đóng cắt.
- Hệ thống lò xo truyền động.
- Cơ cấu chốt giữ và nhả tiếp điểm.
- Cơ cấu liên kết với bộ phận bảo vệ.
Khi bộ phận bảo vệ phát hiện điều kiện sự cố, cơ cấu nhả sẽ giải phóng chốt giữ. Lò xo truyền động làm các tiếp điểm tách ra và ngắt mạch điện. Ngoài thao tác bằng tay, một số dòng MCCB có thể tích hợp hoặc sử dụng phụ kiện điều khiển từ xa như motor operator, shunt trip hoặc undervoltage release tùy cấu hình sản phẩm.
Bộ phận bảo vệ quá tải và ngắn mạch
Đây là bộ phận quan trọng quyết định đặc tính bảo vệ của MCB và MCCB. Ở các thiết bị sử dụng cơ cấu nhiệt – từ, chức năng bảo vệ thường gồm hai thành phần:
- Bảo vệ quá tải bằng phần tử nhiệt: sử dụng thanh lưỡng kim hoặc cơ cấu tương đương để phát hiện tình trạng dòng điện vượt mức cho phép trong một khoảng thời gian. Khi nhiệt độ tăng đến điều kiện tác động, cơ cấu nhả sẽ làm aptomat mở tiếp điểm.
- Bảo vệ ngắn mạch bằng phần tử điện từ: sử dụng lực điện từ sinh ra khi dòng điện tăng cao để kích hoạt cơ cấu nhả, giúp ngắt mạch nhanh khi xảy ra ngắn mạch.
Một số dòng MCCB sử dụng bộ bảo vệ điện tử (electronic trip unit) thay cho hoặc kết hợp với cơ cấu bảo vệ nhiệt – từ. Các thông số và khả năng điều chỉnh phụ thuộc vào từng dòng thiết bị. Cần lưu ý rằng không phải mọi MCB và MCCB đều có cùng cơ chế bảo vệ. Khi lựa chọn thiết bị, cần xem sơ đồ cấu tạo và tài liệu kỹ thuật của đúng model.
Nguyên lý hoạt động của MCB và MCCB
MCB và MCCB hoạt động dựa trên cơ chế đóng cắt cơ khí kết hợp với bộ phận phát hiện sự cố. Khi dòng điện nằm trong điều kiện vận hành cho phép, tiếp điểm duy trì trạng thái đóng. Khi xuất hiện quá tải hoặc ngắn mạch vượt ngưỡng tác động, bộ phận bảo vệ kích hoạt cơ cấu nhả để ngắt mạch.
Nguyên lý bảo vệ quá tải
Quá tải xảy ra khi dòng điện trong mạch vượt quá mức phù hợp với khả năng chịu tải của dây dẫn hoặc thiết bị trong một khoảng thời gian. Đối với aptomat sử dụng cơ cấu bảo vệ nhiệt, dòng điện chạy qua phần tử nhiệt làm phát sinh nhiệt. Khi dòng điện tăng, nhiệt lượng tích lũy tăng theo. Thanh lưỡng kim bị biến dạng do sự khác biệt về hệ số giãn nở của hai lớp kim loại, từ đó tác động lên cơ cấu nhả và làm tiếp điểm mở ra.
Đặc điểm của bảo vệ quá tải là thời gian tác động phụ thuộc vào mức độ quá dòng. Dòng điện vượt định mức càng lớn thì thời gian tác động thường càng ngắn, theo đặc tính bảo vệ của thiết bị.
Đối với MCCB sử dụng bộ bảo vệ điện tử, chức năng bảo vệ quá tải có thể được thực hiện bằng mạch đo lường và xử lý tín hiệu, sau đó phát lệnh cắt khi điều kiện bảo vệ được đáp ứng.
Nguyên lý bảo vệ ngắn mạch
Ngắn mạch là sự cố xảy ra khi các điểm có điện thế khác nhau bị nối với nhau qua đường dẫn có tổng trở rất nhỏ, làm dòng điện tăng cao bất thường. Trong cơ cấu bảo vệ điện từ, dòng điện lớn chạy qua cuộn dây tạo ra lực hút điện từ mạnh. Khi lực này đạt điều kiện tác động, phần ứng dịch chuyển và kích hoạt cơ cấu nhả. Tiếp điểm mở ra, dòng điện sự cố bị ngắt.
Quá trình cắt ngắn mạch thường diễn ra nhanh hơn quá trình bảo vệ quá tải. Tuy nhiên, thời gian và khả năng cắt thực tế phụ thuộc vào đặc tính của thiết bị và mức dòng điện sự cố.
Khả năng cắt ngắn mạch là thông số đặc biệt quan trọng khi lựa chọn aptomat. Khả năng cắt của thiết bị phải phù hợp với dòng ngắn mạch dự kiến tại vị trí lắp đặt.
Nguyên lý bảo vệ điện áp thấp
Bảo vệ điện áp thấp là chức năng được thực hiện bằng phụ kiện hoặc bộ phận bảo vệ chuyên dụng trên những dòng thiết bị có hỗ trợ. Ví dụ, cuộn cắt thấp áp (undervoltage release) được thiết kế để giữ hoặc nhả cơ cấu đóng cắt theo điều kiện điện áp cấp cho cuộn dây. Khi điện áp giảm xuống dưới mức làm việc được quy định, phụ kiện có thể tác động làm aptomat mở hoặc không cho phép đóng lại, tùy thiết kế.
Không nên hiểu rằng mọi MCB và MCCB đều tự động có chức năng bảo vệ sụt áp. Cần kiểm tra cấu hình thiết bị và phụ kiện đi kèm.
Phân biệt MCB và MCCB
MCB và MCCB đều là thiết bị đóng cắt bảo vệ mạch điện nhưng khác nhau về cấu tạo, dải thông số, khả năng cắt, bộ bảo vệ và phạm vi ứng dụng.
| Tiêu chí | MCB | MCCB |
|---|---|---|
| Tên đầy đủ | Miniature Circuit Breaker | Molded Case Circuit Breaker |
| Tên gọi thông dụng | Aptomat tép | Aptomat khối |
| Cấu tạo | Thiết kế nhỏ gọn, thường lắp trên thanh ray DIN. | Thiết kế dạng khối, có kết cấu vỏ đúc. |
| Chức năng bảo vệ | Thường bảo vệ quá tải và ngắn mạch. | Thường bảo vệ quá tải và ngắn mạch; tùy dòng có thể có bộ bảo vệ điện tử. |
| Khả năng điều chỉnh | Thường có đặc tính bảo vệ cố định theo model. | Một số dòng có thể điều chỉnh ngưỡng và thời gian bảo vệ. |
| Khả năng cắt | Phụ thuộc từng model và tiêu chuẩn công bố. | Phụ thuộc từng model và tiêu chuẩn công bố. |
| Phạm vi ứng dụng | Mạch điện nhánh, chiếu sáng, ổ cắm và các phụ tải phù hợp. | Tủ điện phân phối, mạch động lực, nguồn tổng và các nhánh công nghiệp. |
Không nên phân biệt MCB và MCCB chỉ bằng một ngưỡng dòng điện cố định như MCB dưới 100 A và MCCB đến 1.000 A. Dải dòng điện định mức của mỗi loại phụ thuộc vào danh mục sản phẩm của nhà sản xuất. Có những dòng MCCB có dòng định mức thấp và nhiều dòng MCB có thông số khác nhau tùy ứng dụng.
Để lựa chọn chính xác, cần đối chiếu các thông số: dòng điện định mức (In), điện áp định mức (Ue), khả năng cắt ngắn mạch, số cực, đặc tính tác động và yêu cầu bảo vệ của mạch điện.
Các thông số quan trọng khi lựa chọn MCB và MCCB
Dòng điện định mức (In)
Dòng điện định mức là giá trị dòng điện mà thiết bị được thiết kế để làm việc trong điều kiện quy định. Khi lựa chọn MCB hoặc MCCB, cần căn cứ vào dòng tải tính toán, khả năng chịu tải của dây dẫn và yêu cầu phối hợp bảo vệ.
Điện áp định mức (Ue)
Điện áp làm việc định mức phải phù hợp với điện áp của hệ thống. Cần kiểm tra thông số điện áp AC hoặc DC theo đúng ứng dụng, không mặc định thiết bị dùng cho AC có thể sử dụng trong mạch DC.
Khả năng cắt ngắn mạch
Khả năng cắt ngắn mạch thể hiện mức dòng điện sự cố mà thiết bị có thể ngắt theo điều kiện thử nghiệm và tiêu chuẩn công bố. Khi lựa chọn, cần đối chiếu dòng ngắn mạch dự kiến tại điểm lắp đặt với khả năng cắt của thiết bị. Không nên chọn aptomat chỉ dựa trên dòng điện định mức.
Số cực của thiết bị
MCB và MCCB có thể có nhiều cấu hình số cực khác nhau. Việc lựa chọn 1P, 2P, 3P hoặc 4P phụ thuộc vào hệ thống điện, sơ đồ nối dây và yêu cầu cô lập nguồn.
Đặc tính bảo vệ
Đối với MCB, cần lựa chọn đặc tính tác động phù hợp với dòng khởi động và đặc điểm phụ tải. Đối với MCCB, cần xem xét loại bộ bảo vệ nhiệt – từ hay điện tử, khả năng điều chỉnh và phối hợp với các thiết bị bảo vệ phía trước, phía sau.
Ứng dụng của MCB và MCCB trong hệ thống điện
Ứng dụng của MCB
- Bảo vệ các mạch chiếu sáng trong công trình dân dụng và thương mại.
- Bảo vệ mạch ổ cắm và các mạch điện nhánh.
- Lắp đặt trong tủ điện phân phối DB.
- Bảo vệ các mạch điều khiển và phụ tải có thông số phù hợp.
- Sử dụng trong các hệ thống điện có yêu cầu đóng cắt và bảo vệ mạch nhánh.
Ứng dụng của MCCB
- Lắp đặt trong tủ điện phân phối tổng MSB.
- Bảo vệ các nhánh cấp nguồn cho tủ điện DB.
- Bảo vệ đường dây cấp nguồn cho máy móc và động cơ.
- Sử dụng trong tủ điện động lực và hệ thống phân phối công nghiệp.
- Đóng cắt và bảo vệ các nhánh có yêu cầu về dòng điện, khả năng cắt và đặc tính bảo vệ phù hợp.
Điện Hạ Thế cung cấp MCB và MCCB của LS, Mitsubishi, ABB, Schneider
Điện Hạ Thế cung cấp các dòng aptomat MCB và MCCB phục vụ hệ thống điện dân dụng, thương mại và công nghiệp. Danh mục sản phẩm có các thương hiệu như LS, Mitsubishi Electric, ABB và Schneider Electric. Mỗi hãng có nhiều dòng sản phẩm với dải thông số và cấu hình khác nhau. Việc lựa chọn cần căn cứ vào dòng điện tải, điện áp hệ thống, khả năng cắt ngắn mạch, số cực và yêu cầu bảo vệ của công trình.
MCB và MCCB LS
Thiết bị đóng cắt LS được sử dụng trong các hệ thống phân phối điện và tủ điện công nghiệp. Khi lựa chọn MCB, MCCB LS, cần đối chiếu đúng mã sản phẩm, dòng điện định mức, khả năng cắt và đặc tính bảo vệ theo catalogue.
MCB và MCCB Mitsubishi Electric
MCB và MCCB Mitsubishi được sử dụng trong các ứng dụng đóng cắt và bảo vệ mạch điện. Cần kiểm tra dòng sản phẩm và thông số từng model để xác định khả năng đáp ứng yêu cầu của hệ thống.
MCB và MCCB ABB
ABB cung cấp các dòng thiết bị đóng cắt hạ thế phục vụ nhiều cấp phân phối điện. Khi lựa chọn thiết bị ABB, cần đối chiếu thông số định mức, khả năng cắt và cấu hình bộ bảo vệ theo tài liệu kỹ thuật.
MCB và MCCB Schneider Electric
Schneider Electric có nhiều dòng thiết bị đóng cắt hạ thế dùng trong tủ điện dân dụng, thương mại và công nghiệp. Việc lựa chọn cần căn cứ vào dòng sản phẩm, mã hàng và yêu cầu bảo vệ cụ thể.
Khách hàng có thể tham khảo catalogue MCB, catalogue MCCB và yêu cầu download bảng giá thiết bị điện LS, Mitsubishi, ABB, Schneider tại Điện Hạ Thế.
Thông tin liên hệ:
Điện Hạ Thế
Ms Nhung – 0907 764 966
Website: https://www.dienhathe.com
Câu hỏi thường gặp về MCB và MCCB
MCB và MCCB có chức năng gì?
MCB và MCCB là thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện. Các dòng thông dụng có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Một số model hoặc cấu hình phụ kiện có thể hỗ trợ thêm các chức năng khác.
MCB có thay thế được MCCB không?
Không thể thay thế trực tiếp trong mọi trường hợp. Cần kiểm tra dòng điện định mức, khả năng cắt ngắn mạch, điện áp, số cực và yêu cầu bảo vệ của mạch điện trước khi thay thế.
MCCB có bảo vệ quá tải và ngắn mạch không?
Có. Đây là hai chức năng bảo vệ phổ biến của MCCB. Tùy model, thiết bị có thể sử dụng bộ bảo vệ nhiệt – từ hoặc bộ bảo vệ điện tử với các đặc tính tác động khác nhau.
MCB có bảo vệ sụt áp không?
MCB thông dụng chủ yếu thực hiện chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Không nên mặc định mọi MCB đều có chức năng bảo vệ sụt áp. Chức năng này cần thiết bị hoặc phụ kiện chuyên dụng tương thích.
Khả năng cắt ngắn mạch của MCB và MCCB là gì?
Đây là thông số thể hiện khả năng ngắt dòng điện sự cố của thiết bị theo điều kiện thử nghiệm được công bố. Khả năng cắt phải phù hợp với dòng ngắn mạch dự kiến tại vị trí lắp đặt.
Nên chọn MCB hay MCCB cho tủ điện?
MCB thường được sử dụng cho các mạch nhánh có thông số phù hợp. MCCB thường được sử dụng cho nguồn tổng, nhánh phân phối và mạch động lực có yêu cầu tương ứng. Việc lựa chọn phải dựa trên tính toán phụ tải, dòng ngắn mạch và phương án bảo vệ của tủ điện.
