MCCB là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng thực tế

MCCB là thiết bị bảo vệ được sử dụng phổ biến trong hệ thống điện dân dụng và công nghiệp nhờ khả năng ngắt mạch chính xác và xử lý dòng điện lớn. Bài viết dưới đây trình bày tổng quan về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, thông số kỹ thuật và các ứng dụng thực tế của MCCB.

MCCB là gì?

MCCB (viết tắt của Moulded Case Circuit Breaker) hay aptomat dạng khối là một thiết bị đóng ngắt mạch điện tự động được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện công nghiệp. MCCB có kích thước khá lớn với từ 2 – 3 cặp cực trở lên và chỉ có 1 cần gạt đơn, so với cấu tạo MCB có 1 hoặc nhiều cần gạt liên thông. Một số dòng MCCB có khả năng điều chỉnh dòng cắt hoặc có màn hình điện tử để điều khiển từ xa.

Cấu tạo của MCCB

MCCB được đóng trong một vỏ nhựa đúc, tạo một lớp bảo vệ bổ sung cho cầu dao mạch, bao gồm ba thành phần chính là cảm biến dòng, bộ phận điều khiển hoạt động và bình dập hồ quang chủ yếu những bộ phận sau:

• Khung: Là phần vỏ ngoài của MCCB, được làm từ nhựa cao cấp, cứng cáp, bền bỉ, cách điện và cách nhiệt rất tốt.
• Cơ cấu truyền động cắt: Được sử dụng để bật hoặc tắt thiết bị, giữ tay cầm ở vị trí đúng khi bật. Nếu có lỗi, cơ chế này sẽ tự động tắt và việc đóng ngắt MCCB sẽ phải thực hiện thủ công.
• Đơn vị hành trình: Ngắt MCCB khi phát hiện quá tải hoặc ngắn mạch.
• Cần gạt: Dùng cho việc bảo trì MCCB, thợ sẽ sử dụng cần gạt để đóng ngắt thiết bị thủ công.
• Móc bảo vệ: Điểm tiếp xúc cho các dây điện, đảm bảo kết nối chặt chẽ.
• Hộp dập hồ quang: Dùng để tách hồ quang thành các mảnh nhỏ khi MCCB ngắt tiếp điểm thường đóng và tạo ra hồ quang.
• Nút nhấn chuyển đổi: Được thêm vào MCCB để thực hiện ngắt khi cần.
• Tiếp điểm: MCCB có 2 cấp tiếp điểm là tiếp điểm tĩnh và tiếp điểm động.

Nguyên lý hoạt động

Phần lớn các dòng MCCB có nguyên lý hoạt động dựa trên cơ chế nhiệt để phát hiện quá tải, ngắt mạch và ngắt điện. Khi ở trạng thái bình thường, sau đi đóng ngắt mạch điện MCCB được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc (7) khớp với móc (8) cùng cụm tiếp điểm. Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện (11) sẽ hút phần ứng (10) xuống làm bật nhả các móc (7) và móc (8). Tiếp đến các tiếp điểm được mở ra, mạch điện bị ngắt.

➤ Xem thêm:

Cách phân biệt MCB & MCCB đơn giản và dễ dàng nhất

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

Ý nghĩa các thông số

Dòng điện định mức (In)	Là dòng điện tối đa mà MCCB có thể hoạt động được. Dòng điện định mức này xác định giới hạn cho phép dòng điện đi qua và là giá trị xác định dòng ngắt của MCCB.
Công suất ngắt mạch tối đa (Icu)	Thông số này có nghĩa là nếu dòng sự cố vượt qua giá trị này thì MCCB sẽ không thể ngắt mạch. Khi xảy ra trường hợp vượt quá mức Icu thì MCCB có thể có cơ chế bảo vệ khác mà khả năng chịu được dòng sự cố sẽ hoạt động. Điều này đảm bảo độ tin cậy của MCCB.
Dòng ngắn mạch thực tế (Ics)	Thông số này có ý nghĩa MCCB sẽ hoạt động khi xảy ra dòng sự cố trong ngưỡng này xảy ra. MCCB sẽ có thể sử dụng lại sau khi gặp sự cố ngắt mạch với điều kiện không vượt qua ngưỡng thông số này. Ics càng cao thì MCCB càng đáng tin cậy. Đây là giá trị dòng sự cố cao nhất mà MCCB có thể xử lý.
Điện áp cách điện định mức (Ui)	Thông số Ui thể hiện giá trị điện áp tối đa mà MCCB có thể chống lại được trong điều kiện phòng thí nghiệm. Thường điện áp định mức hoạt động bình thường của MCCB sẽ thấp hơn giá trị điện áp Ui để cung cấp biên độ an toàn cho thiết bị.
Điện áp làm việc định mức (Ue)	Ue là điện áp hoạt động liên tục của MCCB. Giá trị này thường tương đương với điện áp của hệ thống.
Điện áp xung điện định mức (Uimp)	Thông số này thể hiện giá trị điện áp xung cao nhất mà MCCB có thể chịu được khi gặp sự có đóng cắt hoặc bị sét đánh.

Phân loại MCCB

Aptomat MCCB (Molded Case Circuit Breaker) được phân loại dựa trên các tiêu chí như số cực, dòng định mức, dòng cắt, khả năng chỉnh dòng và tính năng điều khiển. 

Phân loại theo số cực:

• MCCB 1P (1 cực): Dùng cho hệ thống điện 1 pha, bảo vệ dây pha.
• MCCB 2P (2 cực): Dùng cho hệ thống điện 1 pha, bảo vệ dây pha và dây trung tính.
• MCCB 3P (3 cực): Dùng cho hệ thống điện 3 pha, bảo vệ 3 dây pha.
• MCCB 4P (4 cực): Dùng cho hệ thống điện 3 pha, bảo vệ 3 dây pha và dây trung tính. 

Phân loại theo dòng định mức (In):

• Các dòng MCCB phổ biến như 125A, 160A, 250A, 400A, 630A, 800A, 1250A và 1600A.
• Dòng định mức càng lớn thì khả năng bảo vệ càng cao. 

Phân loại theo dòng cắt (Icu):

• Các dòng MCCB có dòng cắt khác nhau như 25kA, 36kA, 50kA, 65kA, 85kA, 100kA. 
• Dòng cắt càng cao thì khả năng chịu đựng dòng ngắn mạch càng lớn. 

Phân loại theo khả năng chỉnh dòng:

Một số MCCB có khả năng chỉnh dòng định mức, cho phép điều chỉnh dòng bảo vệ theo nhu cầu.

Ví dụ, MCCB có thể điều chỉnh dòng từ 200A đến 400A. 

Phân loại theo tính năng điều khiển:

MCCB điều khiển bằng tay, MCCB điều khiển từ xa. 

Ngoài ra, MCCB còn được phân loại theo hãng sản xuất, dòng sản phẩm, và các tiêu chí khác tùy thuộc vào nhà sản xuất và ứng dụng cụ thể.

Ứng dụng thực tế

MCCB được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng, đặc biệt phù hợp với các hệ thống cần xử lý dòng điện lớn hoặc yêu cầu khả năng bảo vệ cao. Một số ứng dụng điển hình gồm:

• Động cơ (Motors): MCCB giúp bảo vệ động cơ khỏi quá tải bằng cách thiết lập độ trễ và ngưỡng dòng phù hợp, tránh ngắt mạch không cần thiết trong quá trình khởi động.
• Máy hàn: Thiết bị hàn thường tiêu thụ dòng điện lớn, vượt quá khả năng của MCB. MCCB được sử dụng để đảm bảo an toàn khi cấp nguồn riêng cho máy hàn.
• Máy phát điện: MCCB đóng vai trò ngắt chính cho mạch đầu vào của máy phát, bảo vệ hệ thống khỏi sự cố như quá tải, ngắn mạch.
• Tụ bù công suất: Trong hệ thống thương mại và công nghiệp, MCCB hỗ trợ giảm dòng điện và bảo vệ thiết bị điều chỉnh hệ số công suất.
• Nguồn điện tổng (main power supply): Với khả năng chịu được dòng lớn, MCCB được sử dụng làm cầu dao chính trong các bộ cấp điện trung tâm, đảm bảo an toàn cho toàn hệ thống.
• Hệ thống điện dân dụng: Một số MCCB có thể tùy chỉnh dòng cắt, phù hợp cho thiết bị điện công suất thấp trong gia đình hoặc văn phòng.

Tiêu chí lựa chọn

Lựa chọn MCCB phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn cho doanh nghiệp và đảm bảo hiệu suất tối ưu của hệ thống điện. 

Để lựa chọn được cầu dao mạch phù hợp, cần lưu ý những đặc điểm sau:

• Kích thước khung: Chọn thiết bị có kích thước phù hợp với không gian sẵn có. Phân loại dòng điện định mức được dựa trên hệ số ưu tiên (1,25).
• Điện áp cách điện định mức: Sử dụng giá trị tham chiếu để xác định khoảng cách thoát và khoảng cách an toàn. Nếu không được cung cấp, hãy sử dụng điện áp định mức để tính toán.
• Dòng điện định mức: Đối với MCCB, dòng điện định mức có thể điều chỉnh dưới dòng điện bảo vệ quá tải tối đa.
• Khả năng ngắt mạch ngắn cực hạn (ICU): Đảm bảo rằng dòng điện ngắn mạch dự kiến thấp hơn ICU để xử lý dòng điện lỗi mà không bị hư hỏng.
• Cấp nguồn shunt cho rơ le bảo vệ: Nếu hệ thống điện bao gồm rơ le bảo vệ, hãy chọn MCCB chấp nhận tín hiệu đầu vào từ các cảm biến đó.
• Thương hiệu chính hãng: Đặc biệt, phải lựa chọn MCCB chính hãng để đảm bảo chất lượng và an toàn khi sử dụng.

Các thương hiệu MCCB phổ biến

Trên thị trường thiết bị đóng cắt, nhiều thương hiệu cung cấp MCCB (cầu dao tự động dạng khối) với dải công suất, dòng cắt và tính năng kỹ thuật đa dạng, đáp ứng yêu cầu sử dụng từ dân dụng đến công nghiệp. Một số thương hiệu phổ biến gồm:

• Schneider, Mitsubishi, Siemens, Panasonic, Legrand, LS: Là các thương hiệu quốc tế lớn, được đánh giá cao về độ ổn định, độ bền cơ điện và khả năng ngắt chính xác trong các hệ thống điện trung và cao áp.
• Hager, CHINT: Cung cấp các dòng MCCB với thiết kế hiện đại, tích hợp nhiều tính năng bảo vệ, phù hợp cho nhiều môi trường lắp đặt khác nhau.
• Sino Vanlock, LiOA, Duhal, Uten: Là các thương hiệu được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam, có mức giá cạnh tranh và đáp ứng tốt các nhu cầu cơ bản trong hệ thống điện dân dụng.

Mỗi thương hiệu có ưu điểm riêng về cấu hình, dòng điện định mức và khả năng phối hợp với thiết bị bảo vệ khác. Việc lựa chọn cần dựa trên yêu cầu kỹ thuật cụ thể và điều kiện lắp đặt thực tế của công trình.

Trên đây là những thông tin cơ bản về MCCB. Nếu bạn cần tư vấn thêm hoặc đang tìm mua cầu dao dạng khối, vui lòng liên hệ với chúng tôi theo thông tin bên dưới để được hỗ trợ.