MCB Là Gì? Cấu Tạo – Nguyên Lý Hoạt Động Của MCB

MCB là gì?

MCB hay còn được gọi CB tép là viết tắt của từ tiếng anh Miniature Circuit Breaker. MCB có vai trò chính trong việc bảo vệ hệ thống, các thiết bị điện quá tải và ngắn mạch trong hệ thống điện. Được phân thành nhiều loại khác nhau dựa theo chức năng, hình dạng, kích thước của chúng. MCB được dùng trong các trường hợp dòng điện bị quá tải và rất phổ biến trong mạng lưới điện dân dụng.

MCB là thiết bị ngắt thời gian trễ trong khoảng thời gian có thể kiểm soát được hiện tượng quá dòng. Việc này nghĩa là khi các MCB vận hành sẽ xảy ra hiện tượng quá tải, nếu chúng duy trì đủ lâu sẽ có khả năng gây hại cho mạch điện đang được bảo vệ. Vì thế mà thông thường thì MCB không phù hợp cho các loại tải tạm thời như dòng khởi động động cơ hoặc chuyển mạch đột biến. Thông thường chúng được thiết kế để hoạt động dưới 1.5 ms trong những sự cố ngắn mạch và từ 2s đến 2 phút trong trường hợp quá tải (tùy vào mức độ dòng điện).

Xem thêm: MCB (CB tép) Acti9 iK60N Series Schneider

MCCB là gì?

MCCB là từ viết tắt của Molded Case Circuit Breaker, đây là 1 dạng aptomat kiểu khối có công suất lớn thường sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp. Thường bắt gặp trong các loại mạch động lực lớn kéo các loại tải động cơ băng chuyền,… Dòng điện định mức của MCCB thường nằm trong khoảng từ 10 – 2500A, công suất giới hạn nằm trong khoảng từ 10k – 200kA. MCCB được thiết lập cơ cấu ngắt nhiệt cho quá tải và cơ cấu ngắt từ tính cho ngắn mạch. Người dùng hoàn toàn có thể điều chỉnh được đặc tính ngắt của thiết bị này.

Phân biệt MCB với MCCB

Một số điểm khác biệt giữa MCB và MCCB mà chúng ta có thể biết như sau:

• MCB có dòng điện định mức chỉ 100A còn MCCB có dòng định mức lên đến 1000A.
• MCB không điều chỉnh được dòng điện ngắt như MCCB
• MCB thường sử dụng trong quy mô gia đình, mục đích thương mại, nhà máy công nghiệp nhỏ,… để bảo vệ trong phạm vi dòng điện thấp. MCCB thường được dùng trong nhà máy công nghiệp lớn, khu công nghiệp hay trong các loại mạch động lực có dòng điện cao.
• Công suất ngắt cao nhất của MCB là 10kA trong khi MCCB có công suất lên đến 100KA.
• Giá thành của MCB rẻ hơn rất nhiều so với MCCB.
• MCB không có hệ thống báo động như các MCCB.
• Kích thước MCB nhỏ hơn so với MCCB.

ELCB là gì?

ELCB là từ viết tắt của Earth Leakage Circuit Breaker được dùng như 1 thiết bị bảo vệ cho người sử dụng điện khỏi các sự cố bị điện giật hay bị ảnh hưởng bởi các tác nhân từ dòng điện. Trong trường hợp xuất hiện dòng dò xuống đất thì ELCB sẽ phát hiện và ngắt điện một cách tự động ở mạch điện phía sau nó. Như vậy ELCB bảo vệ được con người không xảy ra tình trạng giật điện.

RCD là gì?

RCD là từ viết tắt của Residual Current Device, đây là một thiết bị được sử dụng kèm với MCCB hoặc MCB có nhiệm vụ ngăn ngừa rò điện trong quá trình sử dụng.

RCCB là gì?

RCCB là từ viết tắt của Residual Current Circuit Breaker, đây là 1 thiết bị chống rò dòng giúp phòng ngừa và bảo vệ tải khỏi những nguy hại về cháy nổ. Chúng thường có kích thước bằng với MCB 2P, MCB 4P.

RCBO là gì?

RCBO là từ viết tắt của Residual Circuit Breaker With Overload, đây là 1 bộ ngắt mạch dư khi có quá tải. RCD không có khả năng chống lại sự quá tải vì thế mà MCB hay RCD thường được kết hợp với RCBO để có thể hoạt động ổn định và đảm bảo an toàn hơn (nguyên lý hoạt động vẫn hoàn toàn tương tự).

MPCB là gì?

MPCB là từ viết tắt của Motor Protection Circuit Breaker, là 1 thiết bị chuyên dùng trong các động cơ với mục đích bảo vệ động cơ khỏi các tác nhân gây quá dòng.

Xem thêm: Các sản phẩm thiết bị đóng cắt tại Tiến Duy

Cấu tạo của MCB

MCB có cấu tạo gồm các bộ phận: Tiếp điểm, hộp dập hồ quang, cơ cấu truyền động cắt MCB và móc bảo vệ. Chức năng của từng bộ phận như sau:

• Tiếp điểm: MCB thường có cấu tạo gồm 2 cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang) hoặc ba tiếp điểm (tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ và hồ quang). Tiếp điểm hoạt động như sau: Khi đóng mạch tiếp điểm hồ quang sẽ đóng trước, tiếp theo sẽ đến tiếp điểm phụ và cuối cùng là tiếp điểm chính. Còn khi ngắt mạch thì tiếp điểm chính sẽ mở trước, tiếp điểm phụ mở sau, cuối cùng là hồ quang điện.
• Hộp dập hồ quang: Gồm 2 kiểu thiết bị dập hồ quang là hồ quang kiểu nửa kín và hồ quang kiểu hở. Đặc điểm của hai loại này khác nhau: Kiểu nửa kín được đặt trong vỏ kín của MCB và có lỗ thoát khí còn kiểu hở được sử dụng với điện áp lớn hơn 50KA hoặc điện áp lớn 1000V (điện cao áp). Hộp dập quang chứa nhiều tấm thép xếp thành lưới và ngăn thành nhiều đoạn khác nhau để tạo điều kiện thuận lợi cho việc dập tắt hồ quang.
• Cơ cấu truyền động cắt MCB: Có 2 phương pháp truyền động cắt MCB là bằng tay và bằng cơ điện. Đối với truyền động cắt MCB điều khiển bằng tay được thực hiện với những MCB có dòng điện định mức không cao. Còn đối với loại điều khiển bằng cơ điện thì được thực hiện với các MCB có dòng điện lớn hơn.
• Móc bảo vệ: Có vai trò 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 rơ le nhiệt.

Nguyên lý hoạt động của MCB 

Bất cứ khi nào có dòng chảy quá dòng liên tục chạy qua MCB, sẽ làm dải lưỡng kim nóng lên và làm chệch hướng bằng cách uốn cong. Sự chệch hướng của dải lưỡng kim này sẽ giải phóng 1 chốt cơ học được gắn với cơ chế hoạt động, nó sẽ mở các tiếp điểm ngắt mạch thu nhỏ và MCB bị tắt, do đó ngăn được dòng điện chạy trong mạch. Để khởi động lại dòng điện thì MCB phải được bật thủ công. Cơ chế này giúp bảo vệ thiết bị khỏi các lỗi phát sinh do quá dòng hoặc quá tải.

Trong điều kiện ngắn mạch, nếu dòng điện tăng một cách đột ngột sẽ gây ra sự dịch chuyển điện cơ của pít tông có liên quan đến cuộn dây bị vấp hoặc điện từ. Khi pít tông tấn công đòn bẩy sẽ giải phóng ngay lập tức cơ chế chốt. MCB rất đơn giản, dễ sử dụng và thường được thay thế chứ không được sửa chữa khi hư hỏng. Có 2 loại cơ chế chuyến đi chính: Một kim loại Bi cung cấp bảo vệ chống lại dòng quá tải và 1 nam châm điện cung cấp bảo vệ ngăn cản dòng điện ngắn mạch.

Nếu mạch bị quá tải trong một khoảng thời gian dài thì dải kim loại sẽ trở nên quá nóng và bị biến dạng. Biến dạng này của dải Bi – metallic gây ra sự dịch chuyển điểm chốt. Tiếp điểm di chuyển của MCB thường được bố trí bằng áp lực lò xo, với điểm chốt này, một chút dịch chuyển sẽ giải phóng lò xo và làm cho tiếp điểm di chuyển để mở MCB. Cuộn dây được đặt sao khi ngắn mạch xảy ra, lực động từ (mmf) của cuộn dây sẽ làm cho pít tông của nó chạm vào cùng 1 điểm chốt và làm cho chốt bị dịch chuyển. Khi đòn bẩy của bộ ngắt mạch bị thu nhỏ, sau đó được vận hành bằng tay thì lúc này MCB rời khỏi vị trí thủ công. Cùng 1 điểm chốt được dịch chuyển do tiếp điểm di chuyển đã được tách ra khỏi tiếp điểm cố định theo cách tương tự.

Nguyên nhân có thể là do biến dạng của 1 dải kim loại hoặc do tăng mmf của cuộn dây hay có thể là thao tác thủ công. Cùng 1 điểm chốt bị dịch chuyển và đồng thời cùng 1 lò xo bị biến dạng. Chúng chịu trách nhiệm cuối cùng cho việc di chuyển của tiếp xúc di chuyển. Khi tiếp xúc di chuyển được tách ra khỏi tiếp điểm cố định, vòng cung này đi lên qua người chạy vòng cung rồi đi vào bộ chia hồ quang , cuối cùng bị dập tắt. Khi bật lại nó, người sử dụng phải đặt lại chốt vận hành đã bị dịch chuyển về vị trí trước đó. Lúc này MCB đã sẵn sàng cho 1 hoạt động ngắt khác.

Xem thêm: Các thiết bị đóng cắt Siemens phổ biến nhất

Phân loại MCB 

Hiện nay, MCB được chia thành nhiều loại khác nhau, tùy vào đặc điểm về cấu tạo, hình dạng, kích thước, dòng ngắn mạch, số pha…mà sẽ có các cách phân chia khác nhau. Dưới đây là 1 số loại MCB:

Phân loại theo số pha

MCB 1P

MCB 1P hay còn gọi MCB tép 1P. Đây là loại thiết bị đóng cắt bảo vệ một dây pha trong mạch điện. Loại này thường được sử dụng trong lưới điện 1 pha, bảo vệ pha nóng trong các tủ điện, bảo vệ line cho chiếu sáng hoặc ổ cắm,…

MCB 2P

MCB 2P hay còn gọi là MCB 2 pha (1pha – 2 cực). Đây là loại thiết bị đóng cắt bảo vệ 2 dây (pha – trung tính) trong mạch điện. Loại này thường được sử dụng trong lưới điện 1 pha với mục đích bảo vệ dây pha (nóng hay L) và dây trung tính (lạnh hay N).

MCB 3P

MCB 3P hay còn gọi là MCB 3 pha. Đây là thiết bị đóng cắt bảo vệ 3 dây pha trong mạch điện. Loại này thường được sử dụng trong lưới điện 3 pha để bảo vệ 3 dây pha (L1, L2, L3).

MCB 4P

MCB 4P hay còn gọi là MCB 3 pha – 4 cực. Đây là thiết bị đóng cắt bảo vệ 4 dây (3 dây pha – trung tính) trong mạch điện. Loại này thường được sử dụng trong lưới điện 3 pha để 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

MCB loại B sẽ cho tác động ngay lập tức với tốc độ lên tới 3 – 5 lần dòng điện định mức của nó. Chúng thường được dùng cho tải điện trở hay điện cảm nhỏ trong chuyển mạch đột biến rất nhỏ. Vì thế mà các MCB loại B thường được dùng trong phạm vi gia đình, quy mô sản xuất nhỏ lẻ,…

MCB loại C

MCB loại C cho tác động ngay lập tức với tốc độ lên tới 5 – 10 lần dòng điện định mức của nó. Chúng được sử dụng cho các tải cảm ứng nhỏ có các mức chuyển mạch đột biến cao như: Động cơ nhỏ và các bóng đèn huỳnh quang. Loại MCB B thường được dùng trong các khu vực có dòng điện cao.

MCB loại D

MCB loại D cho tác động ngay lập tức với tốc độ lên tới 10 – 25 lần dòng điện định mức của nó. Chúng được sử dụng cho các tải cảm ứng cao có điện xâm nhập cao thường xuyên. MCB loại D thường được dùng trong môi trường công nghiệp như: Các motor công suất lớn, máy biến áp, máy hàn, các trạm tích điện UPS,…

MCB loại MA

MCB loại MA cho tác động ngay lập tức với tốc độ lên tới 12 lần dòng điện định mức của nó. Thường được dùng để bảo vệ động cơ có dòng khởi động cao.

MCB loại K

MCB loại K cho tác động ngay lập tức với tốc độ lên tới 8 – 12 lần dòng điện định mức của nó. Thường được sử dụng để bảo vệ động cơ có dòng khởi động cao và các tải cảm ứng.

MCB loại Z

MCB loại Z cho tác động ngay lập tức với tốc độ lên tới 2 – 3 lần dòng điện định mức của nó. Chúng rất nhạy cảm với ngắn mạch nên thường được sử dụng trong các ứng dụng bảo vệ thiết bị bán dẫn.

Xem thêm: Phân loại thiết bị đóng cắt hạ thế chính hãng

Kí hiệu của MCB

Tùy thuộc vào quy định và yêu cầu của từng công ty hoặc tập thể mà MCB sẽ có cách kí hiệu phù hợp. Bạn có thể tham khảo các ký hiệu MCB trong một bản vẽ CAD dưới đây.

Cách đọc thông số trên MCB 

Thông thường thì trên 1 CB, MCB, MCCB,… sẽ có những thông số để người dùng có thể quan sát được. Chúng ta cần hiểu về chúng để có thể thuận tiện hơn trong việc chọn mua và sử dụng. Cụ thể một số thông số trên MCB mà các bạn cần quan tâm như:

MCB Current and Curve Rating: Thông thường thì chỉ số này sẽ bao gồm 1 chữ và số, ví dụ như C20. Chữ cái đầu tiên thể hiện được đường cong đặc tính của tải. Có 3 đường cong đặc tính của tải thông qua chữ cái đó là B, C và D. Trong trường hợp này thì MCB sẽ thuộc loại C. Chữ số 20 thể hiện dòng điện định mức có đơn vị là (A).

MCB Operating Voltage: Thông số này thể hiện điện áp hoạt động của MCB với dòng điện định mức. Thông thường khi sử dụng trong dòng 1 pha sẽ là 230V hay 240V, còn sử dụng trong dòng 3 pha sẽ là 400V hay 415V.

MCB Breaking Capacity: Công suất giới hạn của dòng điện sự cố, thường được thể hiện bằng số như 10000, nghĩa là 10kA hay 10000A. Thông số này thường sẽ được chọn cao hơn mức có thể xảy ra khi gặp sự cố.

Energy Class: Cấp năng lượng giới hạn, dựa trên mức cơ sở năng lượng này mà nó được xếp vào các lớp như: Class 1, Class 2, Class 3. Trong đó, Class 3 là cấp tốt nhất có giá trị là 1.5LJ/s.

MCB Status Indicator: Thể hiện trạng thái ON/OFF khi vận hành, 1 thiết bị MCB tiêu chuẩn phải có thông số này này để dễ dàng trong việc vận hành hay sửa chữa.

Operation Symbol: Sơ đồ mạch điện, hiển thị cơ chế hoạt động của MCB.

Additional Relevant Information: Hiển thị thông tin về điện áp xung, ISI,…

Catalog No: Thông tin này giúp người dùng tìm hiểu thêm sản phẩm trên internet.

Cách thức chọn mua MCB 

Việc chọn các MCB không quá khó, chỉ cần người dùng chú ý đến một số thông số kỹ thuật cơ bản là có thể lựa chọn dễ dàng. Cụ thể cần chú ý một số thông số như sau:

• Dòng định mức và hệ thống bảo vệ: Giá trị này cần phải thấp hơn khả năng mang dòng của hệ thống điện và bằng hoặc cao hơn dòng tải tối đa trong hệ thống. Thường thì người dùng sẽ chọn dòng định mức trong khoảng 125% dòng tải là thích hợp hợp.
• Công suất giới hạn của dòng sự cố: Giá trị này phải cao hơn dòng ngắn mạch tiềm năng. Trong dân dụng thì người dùng sẽ chọn 6kA là đủ, còn trong công nghiệp thì chọn 10kA trở lên.
• Đường cong đặc tính của tải: Về phần này thì bạn có thể tham khảo lại ở phần phân loại nhé.

Xem thêm: Cách lựa chọn thiết bị đóng cắt để sử dụng hiệu quả nhất

Ứng dụng MCB

MCB hay thiết bị đóng cắt khác rất phổ biến trong đời sống. Hiện tại MCB đang được sử dụng rộng rãi ở các công trình công nghiệp và công trình dân dụng. Càng thông dụng hơn khi MCB được lắp đặt ở gia đình, công trình lớn như: Trung tâm thương mại, khách sạn, nhà hàng và các căn hộ chung cư,… giúp bảo vệ cho con người.

Thương hiệu MCB sử dụng hàng đầu hiện nay

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều thương hiệu MCB khác nhau. Tuy nhiên, chia làm 2 loại là MCB dùng trong công nghiệp và dân dụng như:

MCB  dùng trong công nghiệp

• MCB Hyundai
• MCB Mitsubishi
• MCB LS
• MCB Chint
• MCB cao cấp thì có Schneider, ABB

MCB dùng trong dân dụng

• MCB ABB
• MCB Schneider
• MCB Siemens
• MCB Panasonic

Tiến Duy – là đơn vị nhiều năm cung cấp thiết bị điện công nghiệp và dân dụng. Chúng tôi cam kết có thể mang đến cho quý khách hàng các thiết bị điện chất lượng, chính hãng.

Hy vọng qua bài viết này của Tiến Duy giúp bạn hiểu rõ hơn MCB là gì và các thông tin liên quan đồng thời sử dụng nó thật hữu ích cho nhu cầu của mình.