Máy cắt không khí ACB là gì? Cấu tạo, nguyên lý và ứng dụng

Máy cắt không khí (ACB) là thiết bị điện quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong hệ thống phân phối điện cho công nghiệp, xây dựng và dân dụng. Thiết bị này giúp đảm bảo nguồn điện liên tục và khả năng cắt dòng tin cậy. Vậy nguyên lý hoạt động của máy cắt không khí ra sao? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

Máy cắt không khí ACB là gì?

Máy cắt không khí ACB (Air Circuit Breaker) là một loại thiết bị đóng ngắt điện, sử dụng không khí làm môi trường cách điện để dập tắt hồ quang khi có sự cố quá tải hoặc ngắn mạch. ACB thường được sử dụng trong các hệ thống điện hạ thế và trung thế để bảo vệ mạch điện và các thiết bị điện khỏi các sự cố này.

Chức năng và ưu điểm của máy cắt ACB

Máy cắt không khí ACB có vai trò cốt lõi trong việc bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố như quá tải hoặc ngắn mạch. Thiết bị này thường được lắp đặt tại các tủ điện tổng hoặc hệ thống phân phối, hoạt động như cầu dao chính giúp ngắt mạch kịp thời khi có sự cố xảy ra.

Ngoài khả năng bảo vệ dòng điện trong lưới điện dân dụng và công nghiệp, ACB còn được sử dụng để bảo vệ các đường dây ngoài trời, đảm bảo an toàn cho các nhánh tiêu thụ điện. Với thiết kế chắc chắn, khả năng đóng ngắt nhanh và hoạt động ổn định, ACB có thể thích nghi tốt với nhiều hệ thống điện có mức công suất khác nhau.

Thiết bị này cũng được đánh giá cao về độ bền, khả năng chống ăn mòn và tuổi thọ sử dụng lâu dài. Kích thước gọn, dễ lắp đặt, phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật trong vận hành hệ thống điện hiện đại.

➣ Xem thêm: Phân biệt CB: MCB, MCCB, RCCB, RCBO, ELCB, MPCB, ACB, VCB là gì?

Cấu tạo máy ACB

Cấu tạo của máy ACB có nhiều chi tiết, linh kiện phụ trợ tạo nên hệ thống đồng bộ có khả năng hoạt động linh hoạt. Cơ bản cấu tạo của máy cắt không khí sẽ bao gồm các phần chính sau đây: 

Cấu tạo phần trong của ACB: đấu nối mạch điều khiển, công tắc phụ, thiết bị mạch song song, cơ cấu đóng - nhả - sạc, buồng dập hồ quang, tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ, lò xo tiếp xúc, biến dòng, cuộn cảm biến dòng, lưới bảo vệ…

Chú thích: 1.Trạm đấu nối của mạch điều khiển 2.Đấu nối mạch điều khiển 3.Công tắc phụ 4.Thiết bị cắt mạch song song, cuộn đóng 5.Rơ le ngắt máy - điện tử 6.Mặt che trước 7.Cơ cấu đóng 8.Cơ cấu nhả 9.Cơ cấu sạc  10.Lò xo đóng 11.Cơ cấu kéo ra

12.Đế cách ly 13.Buồng dập hồ quang 14.Tiếp điểm động chính 15.Tiếp điểm cố định chính 16.Thanh dẫn phía dây 17.Thanh dẫn phía tải 18.Lò xo tiếp xúc 19.Biến dòng 20.Cuộn dây cảm biến dòng 21.Lưới bảo vệ 22.Mạch nối

Cấu tạo bên ngoài của ACB: buồng dập hồ quang, rơ le, khóa, đấu nối mạch điều khiển, nút on/off, bộ hiển thị, bộ đếm, tay vịn mở rộng, lỗ hổng cố định vị trí…

Chú thích: 1.Buồng dập hồ quang 2.Đấu nối mạch điều khiển 3.Khóa 4.Rơ le ngắt máy 5.Cần nạp điện 6.Nút on 7.Nút off

8.Bộ hiển thị on/off 9.Bộ hiển thị nạp điện 10.Lỗ hỏng cho cơ cấu kéo 11.Cái móc khóa 12.Bộ hiển thị vị trí 13.Bộ đếm 14.Tay vịnh mở rộng 15.Lổ hổng cố định vị trí

Nguyên lý hoạt động của máy cắt ACB

Máy cắt ACB có nguyên lý làm việc khá khác biệt. Máy cắt  ACB có nhiệm vụ ngăn chặn tình trạng tái lập hồ quang sau dòng điện đạt đến mức không.

Ngoài ra, ở khe hở tiếp xúc của máy cắt ACB sẽ có khả năng chịu được điện áp phục hồi của hệ thống. Hiểu một cách đơn giản thì máy cắt ACB sẽ có khả năng tạo ra điện áp hồ quang khi xảy ra quá trình ngắt hồ quang mà không phải là điện áp cung cấp.

Máy cắt ACB có thể hoạt động ở điện áp lên đến 1kV. Máy cắt ACB có 2 cặp liên hệ gồm dòng điện và tiếp điểm bằng đồng cùng tiếp điểm bổ sung làm từ chất liệu carbon. Khi cầu dao điện mở, tiếp điểm chính sẽ được mở. Trong khi đó, tiếp điểm hồ quang vẫn tiếp tục hoạt động cho đến khi chúng tách ra sẽ xuất hiện quá trình phóng hồ quang.

Phân loại máy cắt ACB

Máy cắt không khí ACB (Air Circuit Breaker) có thể được phân loại theo nhiều cách, bao gồm theo chức năng, cấu tạo, và thông số kỹ thuật.

Phân loại theo chức năng:

• ACB chính (Main ACB): Dùng để bảo vệ toàn bộ hệ thống điện.
• ACB phụ (Branch ACB): Dùng để bảo vệ các mạch nhánh trong hệ thống điện.
• ACB công nghiệp: Dùng trong các ứng dụng công nghiệp và nhà máy.
• ACB dân dụng: Dùng trong các tòa nhà thương mại hoặc dân dụng.

Phân loại theo cấu tạo:

• ACB loại cố định (Fixed): Được lắp đặt cố định tại một vị trí. 
• ACB dạng rút kéo (Withdrawable/Drawout): Có thể rút ra để bảo trì, thay thế. 
• ACB 3P (3 pole): Có 3 cực, thường dùng cho hệ thống 3 pha. 
• ACB 4P (4 pole): Có 4 cực, thường dùng cho hệ thống 3 pha có thêm dây trung tính.

Phân loại theo thông số kỹ thuật:

• Dòng điện định mức (Rated current): Từ 630A đến 6300A hoặc cao hơn. 
• Khả năng cắt ngắn mạch (Breaking capacity): Icu, Ics, Icw (kA). 
• Điện áp định mức (Rated voltage): 240V, 400V, 690V, v.v. 
• Thời gian cắt ngắn mạch: Nhanh (0.1s, 0.2s, 0.5s), hoặc chậm (1s, 2s, 3s). 
• Loại cơ cấu đóng cắt: Bằng tay, bằng motor.

Phân loại theo loại dập hồ quang:

Hiện nay, trên thị trường đang phổ biến với 4 loại Máy cắt không khí ACB khác nhau bao gồm:

• Máy cắt  ACB thiết kế kiểu đứt mạch bằng máy không khí hay máy nổ chéo ACB.
• Máy cắt  ACB có bộ ngắt mạch thổi khí
• Máy cắt  ACB dạng máy thổi từ tính
• Máy cắt  ACB có bộ ngắt mạch Air Chute

Ứng dụng thực tế

Máy cắt không khí ACB được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện hạ thế và trung thế nhờ khả năng ngắt mạch nhanh, vận hành ổn định và dễ tích hợp. Một số ứng dụng phổ biến gồm:

• Bảo vệ máy biến áp, tụ điện, máy phát điện khỏi các sự cố quá dòng, ngắn mạch.
• Đóng ngắt chính trong tủ điện tổng, hệ thống phân phối điện cho nhà máy, tòa nhà thương mại hoặc trạm biến áp.
• Ứng dụng trong hệ thống ATS, chuyển đổi nguồn tự động giữa điện lưới và máy phát.
• Thích hợp cho khu vực có nguồn điện không ổn định, đảm bảo an toàn cho thiết bị và hệ thống điều khiển.
• Lắp đặt trong các công trình yêu cầu tính liên tục cao, như trung tâm dữ liệu, bệnh viện, hệ thống hạ tầng kỹ thuật.

Các hãng sản xuất máy cắt  ACB phổ biến

Trên thị trường thiết bị điện trung và hạ thế, nhiều hãng sản xuất cung cấp máy cắt không khí ACB với dải công suất và tính năng kỹ thuật phong phú, phù hợp cho nhiều ứng dụng từ nhà máy công nghiệp đến hệ thống điện thương mại. Một số thương hiệu phổ biến gồm:

• Mitsubishi, Schneider, LS: Là các thương hiệu quốc tế uy tín, được biết đến với các dòng ACB có độ ổn định cao, khả năng ngắt nhanh và độ bền cơ học tốt, phù hợp với hệ thống điện yêu cầu độ tin cậy lớn.
• Legrand, CHINT: Cung cấp các sản phẩm ACB với thiết kế gọn, dễ tích hợp, khả năng tùy chỉnh linh hoạt, thích hợp cho các hệ thống cần tối ưu không gian và chi phí.

Mỗi hãng đều có ưu điểm riêng về thiết kế, mức dòng định mức, công nghệ điều khiển và khả năng mở rộng. Việc lựa chọn ACB cần dựa trên thông số kỹ thuật cụ thể và điều kiện vận hành của từng hệ thống điện.

Những thông tin trên hy vọng đã mang đến cho bạn cái nhìn tổng quan hơn về máy cắt không khí ACB và cách thiết bị này vận hành. Nếu cần tư vấn chọn mua ACB phù hợp, hãy liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ nhanh chóng và chi tiết.