Thiết bị bảo vệ đóng ngắt dòng điện MCB và MCCB là gì? MCB và MCCB hay cầu dao điện là một thiết bị thường được sử dụng hiện nay các hộ gia đình, công ty, xí nghiệp, khu công nghiệp, nhà xưởng,..
Thiết bị bảo vệ đóng ngắt dòng điện MCB và MCCB là gì?
MCB là gì?
MCB hay còn gọi CB tép là từ viết tắt của tên tiếng anh Miniature Circuit Breaker, MCB có vai trò chính bảo vệ hệ thống và các thiết bị điện quá tải và ngắn mạch trong hệ thống điện và được phân chia thành rất nhiều loại khác nhau theo chức năng, hình dạng, kích thước khác nhau. MCB hay cầu dao điện được sử dụng trong các trường hợp dòng điện bị quá tải và được sử dụng rất phổ biến cho mạng lưới điện dân dụng.
MCB là một thiết bị ngắt thời gian trễ trong thời gian có thể kiểm soát hiện tượng quá dòng. Việc này có nghĩa là các MCB vận hành có xảy ra hiện tượng quá tải và chúng duy trì đủ lâu và có khả năng gây hại cho mạch điện được bảo vệ. Chính vì thế mà thông thường thì MCB không thích hợp cho các loại tải tạm thời như dòng khởi động động cơ hay chuyển mạch đột biến. Chúng thường được thiết kế để hoạt động dưới 1.5 ms trong các sự cố ngắn mạch và 2s – 2 phút trong trường hợp quá tải (tùy thuộc vào mức độ dòng điện).
MCCB là gì?
MCCB là viết tắt của cụm từ Molded Case Circuit Breaker, đây là một dạng aptomat kiểu khối có công suất lớn thường dùng trong các lĩnh vực công nghiệp. Thường thấy nhất là trong các loại mạch động lực lớn thường kéo các loại tải động cơ băng chuyền,…Dòng điện định mức của một MCCB thường nằm trong khoảng 10-2500A, công suất giới hạn nằm trong khoảng 10k-200kA. MCCB có cơ cấu ngắt nhiệt cho quá tải và cơ cấu ngắt từ tính cho ngắn mạch. Chúng ta hoàn toàn có thể điều chỉnh được đặt tính ngắt của thiết bị này.
Phân biệt MCB với MCCB
Một số đặc điểm khác biệt giữa MCB với MCCB mà chúng ta có thể biết như sau:
- MCB có dòng định mức chỉ 100A trong khi MCCB có dòng định mức lên đến 1000A.
- MCB không thể điều chỉnh được dòng điện ngắt như MCCB.
- MCB không thể ngắt trong điều kiện điện áp được như MCCB.
- MCB thường dùng trong quy mô gia đình, mục đích thương mại, công nghiệp nhỏ,…để bảo vệ trong phạm vi dòng điện thấp. MCCB thường sử dụng trong công nghiệp lớn, khu công nghiệp, trong các loại mạch động lực có dòng điện cao.
- MCB có công suất ngắt cao nhất là 10kA trong khi MCCB có công suất lên đến 100KA.
- MCB có giá thành rẻ hơn rất nhiều so với MCCB.
- MCB sẽ không có hệ thống báo động như các MCCB hiện đại.
- MCB có kích thước nhỏ hơn so với MCCB.
ELCB là gì?
ELCB là viết tắt của từ Earth Leakage Circuit Breaker được sử dụng như một thiết bị bảo vệ cho người sử dụng điện khỏi bị giật hay bị ảnh hưởng bởi các tác nhân từ dòng điện. Thiết bị này đã có mặt trên thị trường cách đây 50 năm, tuy nhiên thì hiện nay ELCB không còn được sử dụng đến nữa mà thay vào đó là RCB hoặc RCD có các chức năng tương tự nhưng có nhiều ưu điểm hơn những vẫn chung về nguyên lý vận hành.
RCD là gì?
RCD là viết tắt của từ Residual Current Device là một thiết bị dùng kèm với MCCB hay MCB có nhiệm vụ chống rò điện trong quá trình sử dụng.
RCCB là gì?
RCCB là viết tắt của từ Residual Current Circuit Breaker, là một thiết bị chống rò dòng giúp ngăn ngừa và bảo vệ tải khỏi những nguy hại về cháy nổ. Chúng thường có kích thước tương đương với MCB 2P, MCB 4P.
RCBO là gì?
RCBO là viết tắt của từ Residual Circuit Breaker With Overload, là một bộ ngắt mạch dư khi có quá tải. Như chúng ta đã biết thì RCD không có khả năng chống lại sự quá tải. Chính vì thế mà MCB hay RCD được kết hợp với RCBO để hoạt động ổn định và đảm bảo an toàn hơn trong khi nguyên lý hoạt động vẫn hoàn toàn tương tự.
MPCB là gì?
MPCB là viết tắt của từ Motor Protection Circuit Breaker, đây là một thiết bị chuyên dùng trong các động cơ cho phép bảo vệ động cơ khỏi các tác nhân gây quá dòng.
Cấu tạo của MCB
MCB được cấu tạo bởi các bộ phận như: tiếp điểm, hộp dập hồ quang, cơ cấu truyền động cắt MCB, móc bảo vệ. Các chức năng của từng bộ phận như sau:
- Tiếp điểm: MCB thường có cấu tạo hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang) hoặc 3 tiếp điểm (tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ, hồ quang). Hoạt động của tiếp điểm như sau: khi đóng mạch tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, cuối cùng là tiếp điểm chính. Còn khi ngắt mạch tiếp điểm chính mở trước, tiếp điểm phụ mở sau và cuối cùng là hồ quang điện.
- Hộp dập hồ quang: có 2 kiểu thiết bị dập hồ quang là: hồ quang kiểu nửa kín và hồ quang kiểu hở. Đặc điểm của 2 loại khác nhau: kiểu nửa kín được đặt trong vỏ kín của MCB và có lỗ thoát khí. Kiểu hở được dùng với điện áp lớn hơn 50KA hoặc điện áp lớn 1000V (cao áp). Hộp dập quang có nhiều tấm thép xếp thành lưới ngăn thành nhiều đoạn khác nhau để tạo thuận lợi cho việc dập tắt hồ quang.
- Cơ cấu truyền động cắt MCB: có 2 cách truyền động cắt MCB (bằng tay và bằng cơ điện). Đối với truyền động cắt điều khiển bằng tay được thực hiện với các MCB có dòng điện định mức không lớn. Còn đối với loại điều khiển bằng cơ điện ở các MCB có dòng điện lớn hơn.
- Móc bảo vệ: móc bảo vệ có tác dụng để bảo vệ thiết bị điện không bị quá tải và ngắn mạch. Có 2 loại móc bảo vệ: móc kiểu điện từ và móc kiểu rơle nhiệt.
Nguyên lý hoạt động của MCB
Bất cứ khi nào dòng chảy quá dòng liên tục chảy qua MCB, sẽ làm dải lưỡng kim được làm nóng và làm chệch hướng bằng cách uốn cong. Sự lệch hướng của dải lưỡng kim này giải phóng một chốt cơ học. Vì chốt cơ học này được gắn với cơ chế hoạt động, nó gây ra mở các tiếp điểm ngắt mạch thu nhỏ và MCB tắt do đó ngăn dòng điện chạy trong mạch. Để khởi động lại dòng điện, MCB phải được BẬT thủ công. Cơ chế này bảo vệ khỏi các lỗi phát sinh do quá dòng hoặc quá tải.
Trong điều kiện ngắn mạch, dòng điện tăng đột ngột. Lúc này sẽ gây ra sự dịch chuyển điện cơ của pít tông liên quan đến cuộn dây bị vấp hoặc điện từ. Pít tông tấn công đòn bẩy làm giải phóng ngay lập tức cơ chế chốt. Các tiếp điểm ngắt mạch. MCB rất đơn giản, dễ sử dụng và thường không được sửa chữa. Nó chỉ là dễ dàng hơn để thay thế. Có hai loại cơ chế chuyến đi chính. Một kim loại bi cung cấp bảo vệ chống lại dòng quá tải và một nam châm điện cung cấp bảo vệ chống lại dòng điện ngắn mạch.
Nếu mạch bị quá tải trong một thời gian dài, dải kim loại sẽ trở nên quá nóng và biến dạng. Biến dạng này của dải Bi-metallic gây ra, dịch chuyển điểm chốt. Tiếp điểm di chuyển của MCB được bố trí bằng áp lực lò xo, với điểm chốt này, một chút dịch chuyển của nguyên nhân chốt, giải phóng lò xo và làm cho tiếp điểm di chuyển di chuyển để mở MCB. Cuộn dây được đặt sao cho trong quá trình ngắn mạch, lực động lực từ (mmf) của cuộn dây làm cho pít tông của nó chạm vào cùng một điểm chốt và làm cho chốt bị dịch chuyển. Khi đòn bẩy của bộ ngắt mạch thu nhỏ được vận hành bằng tay, lúc này MCB rời khỏi vị trí thủ công. cùng một điểm chốt được dịch chuyển do tiếp điểm di chuyển được tách ra khỏi tiếp điểm cố định theo cách tương tự.
Điều này có thể là do do biến dạng của một dải kim loại. Đôi khi là do tăng mmf của cuộn dây hoặc có thể là thao tác thủ công. Cùng một điểm chốt bị dịch chuyển. Đồng thời cùng một lò xo bị biến dạng. Chúng chịu trách nhiệm cuối cùng cho sự di chuyển của tiếp xúc di chuyển. Khi tiếp xúc di chuyển tách ra khỏi tiếp điểm cố định, có thể có khả năng cao hồ quang. Vòng cung này đi lên qua người chạy vòng cung. Sau đó đi vào bộ chia hồ quang. Cuối cùng bị dập tắt. Khi bật nó, người dùng phải đặt lại chốt vận hành đã dịch chuyển về vị trí trước đó. Lúc này MCB đã sẵn sàng cho một hoạt động ngắt khác.
Phân loại MCB
MCB được chia thành nhiều loại khác nhau, tùy thuộc vào đặc điểm cấu tạo, hình dạng, kích thước, dòng ngắn mạch, số pha…mà ta sẽ có các cách phân chia khác nhau. Ở đây mình xin đưa ra 1 số loại như sau:
Phân loại theo số pha:
MCB 1P:
MCB 1P hay MCB tép 1P là loại thiết bị đóng cắt bảo vệ 1 dây pha trong mạch điện. Loại này được sử dụng trong lưới điện 1 pha, bảo vệ pha nóng (hay L) trong các tủ điện bảo vệ line cho chiếu sáng hoặc ổ cắm…
MCB 2P:
MCB 2p hay MCB 2 pha (1pha – 2 cực) là loại thiết bị đóng cắt bảo vệ 2 dây ( pha – trung tính) trong mạch điện. Loại này được sử dụng trong lưới điện 1 pha, bảo vệ dây pha (nóng hay L) và dây trung tính (lạnh hay N).
MCB 3P:
MCB 3P hay MCB 3 pha là loại thiết bị đóng cắt bảo vệ 3 dây pha trong mạch điện. Loại này được sử dụng trong lưới điện 3 pha, bảo vệ 3 dây pha (L1, L2, L3).
MCB 4P:
MCB 4P hay MCB 3 pha – 4 cực là loại thiết bị đóng cắt bảo vệ 4 dây (3 dây pha – trung tính) trong mạch điện. Loại này được sử dụng trong lưới điện 3 pha, bảo vệ 3 dây pha (L1, L2, L3) và dây trung tính (lạnh hay N).
Phân loại theo đường cong đặc tính của tải:
MCB loại B:
Với MCB loại B sẽ cho tác động ngay lập tức với tốc độ lên đến 3-5 lần dòng điện định mức của nó. Chúng thường được sử dụng cho tải điện trở hoặc điện cảm nhỏ trong chuyển mạch đột biến rất nhỏ. Do đó mà các MCB loại B thường được sử dụng trong phạm vi gia đình, quy mô sản xuất nhỏ lẻ,…
MCB loại C:
Với MCB loại C sẽ cho tác động ngay lập tức với tốc độ lên đến 5-10 lần dòng điện định mức của nó. Chúng thường được sử dụng cho các tải cảm ứng nhỏ trong đó các mức chuyển mạch đột biến cao như động cơ nhỏ và các bóng đèn huỳnh quang. Loại MCB B thường sử dụng trong các khu vực có dòng điện cao.
MCB loại D:
Với MCB loại D sẽ cho tác động ngay lập tức với tốc độ lên đến 10-25 lần dòng điện định mức của nó. Chúng thường được sử dụng cho các tải cảm ứng cao trong đó có điện xâm nhập cao thường xuyên. MCB loại D thường sử dụng trong môi trường công nghiệp như các motor công suất lớn, máy hàn, máy biến áp, các trạm tích điện UPS,…
MCB loại MA:
Với MCB loại MA sẽ cho tác động ngay lập tức với tốc độ lên đến 12 lần dòng điện định mức của nó. Thường dùng bảo vệ động cơ có dòng khởi động cao.
MCB loại K:
Với MCB loại K sẽ cho tác động ngay lập tức với tốc độ lên đến 8-12 lần dòng điện định mức của nó. Thường dùng bảo vệ động cơ có dòng khởi động cao và các tải cảm ứng.
MCB loại Z:
Với MCB loại Z sẽ cho tác động ngay lập tức với tốc độ lên đến 2-3 lần dòng điện định mức của nó. Chúng rất nhạy cảm với ngắn mạch nên thường được dùng trong các ứng dụng bảo vệ thiết bị bán dẫn.
Kí hiệu của MCB
Tùy thuộc vào quy định và yêu cầu của mỗi công ty hay tập thể mà MCB sẽ có cách kí hiệu phù hợp. Dưới đây bạn có thể tham khảo các kí hiệu MCB trong bản vẽ CAD.
Cách đọc thông số trên MCB
Thông thường thì trên một CB, MCB, MCCB,…sẽ có các thông số để chúng ta có thể quan sát được. Chúng ta cần hiểu về chúng để có thể dễ dàng trong việc chọn mua và sử dụng. Cụ thể một số thông số các bạn cần quan tâm như:
MCB Current and Curve Rating:
Thông thường thì chỉ số này sẽ ghi dưới dạng 1 chữ và số, ví dụ như C20. Với chữ cái đầu tiên sẽ thể hiện được đường cong đặc tính của tải. Có 3 đường cong đặc tính của tải mà mình đã giới thiệu ở trên thông qua chữ cái đó là B, C và D. Vậy trong trường hợp này thì MCB thuộc loại C. Với MCB loại Z sẽ cho tác động ngay lập tức với tốc độ lên đến 5-20 lần dòng điện định mức của nó.
Chữ số 20 sẽ thể hiện dòng điện định mức có đơn vị là (A).
MCB Operating Voltage:
Thông số nảy sẽ thể hiện được điện áp hoạt động của MCB với dòng điện định mức. Thông thường khi dùng trong dòng 1 pha sẽ là 230V hay 240V, còn dùng trong dòng 3 pha sẽ là 400V hay 415V.
MCB Breaking Capacity: thể hiện công suất giới hạn của dòng điện sự cố, thường được thể hiện bằng số ví dụ như 10000. Có nghĩa là 10kA hay 10000A. Thông số này thường được chọn cao hơn mức có thể xảy ra khi có sự cố.
Energy Class: cấp năng lượng giới hạn, trên mức cơ sở năng lượng này mà nó được xếp vào các lớp như Class 1, Class 2, Class 3. Với Class 3 là cấp tốt nhất có giá trị là 1.5LJ/s.
MCB Status Indicator:
Thông số này chỉ thị trạng thái ON/OFF khi vận hành, một thiết bị MCB tiêu chuẩn phải có tiêu chuẩn này để có thể dễ dàng trong việc vận hành hay sửa chữa.
Operation Symbol: là sơ đồ mạch điện, hiển thị cơ chế hoạt động của MCB.
Additional Relevant Information: cho biết thông tin về điện áp xung, ISI,…
Catalog No: thông tin này giúp chúng ta hiểu thêm sản phẩm trên internet.
Cách chọn mua MCB
Việc chọn CB nói chung hay các MCB nói riêng thì cũng không quá khó, chỉ cần chúng ta chú ý đến một số thông số kỹ thuật cơ bản là có thể lựa chọn được dễ dàng. Cụ thể chúng ta cần chú ý một số thông số như sau:
- Dòng định mức và hệ thống bảo vệ: giá trị này phải thấp hơn khả năng mang dòng của hệ thống điện và cao hơn hoặc bằng dòng tải tối đa trong hệ thống. Thông thường thì chúng ta sẽ chọn dòng định mức trong khoảng 125% dòng tải là phù hợp.
- Công suất giới hạn của dòng sự cố: giá trị này không được thấp hơn dòng ngắn mạch tiềm năng. Trong dân dụng thì chúng ta sẽ chọn 6kA là đủ, còn trong công nghiệp thì là 10kA trở lên.
- Đường cong đặc tính của tải: về phần này thì các bạn có thể tham khảo lại ở phần phân loại nhé.
Các hãng sản xuất MCB hiện nay là gì ?
Hiện nay sẽ có rất nhiều hãng sản xuất MCB khác nhau trong nhiều phân khúc khác nhau tại thị trường Việt Nam. Tuy nhiên theo mình thấy thì phổ biến nhất là:
- MCB Siemens
- MCB Schneider
- MCB ABB
- …
Hay một số hãng sản xuất ở mức giá phân khúc trung và thấp như:
- MCB Panasonic
- MCB Mitsubishi
- MCB LS
- …
Lời kết:
Trên đây là một số thông tin và kiến thức cơ bản về MCB và MCCB – Thiết bị bảo vệ đóng ngắt dòng điện. Hy vọng nó sẽ cần thiết cho những bạn đang cần tìm hiểu.