MCCB là gì? – Cấu tạo, phân loại và ứng dụng

MCCB là aptomat khối dùng để bảo vệ điện trước nguy cơ quá tải và ngắn mạch đường dây. MCCB được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống, chủ yếu là trong sản xuất, kinh doanh. Cụ thể MCCB là thiết bị gì, cấu tạo như thế nào và công dụng ra sao đều sẽ được BTB Electric giải đáp trong bài tổng hợp sau đây.

MCCB là gì? Chức năng của MCCB

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.

Aptomat MCCB có ba chức năng chính sau:

• Bảo vệ mạch điện chống quá tải – khi dòng điện định mức cao bất thường, tránh gây nóng đường dây. MCCB sử dụng dải lưỡng kim hoặc bộ phận làm nóng trong bộ ngắt để nóng lên khi dòng điện quá tải chạy qua, uốn cong và khiến mạch ngắt.
• Bảo vệ mạch điện khi lỗi ngắn mạch, chập mạch, giúp tránh hư hại hệ thống điện. MCCB sử dụng bộ phận cắt mạch từ tính, tương tác với từ trường do dòng ngắn mạch sinh ra để ngắt điện. 
• Kiểm soát mạch điện với cơ chế đóng – ngắt mạch, rất quan trọng khi hệ thống điện cần kiểm tra, bảo trì hay sửa chữa, nâng cấp.

Cấu tạo của MCCB

MCCB có cấu tạo theo dạng aptomat truyền thống, chủ yếu gồm 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.

Video trực quan cấu tạo MCCB từ BTB Electric:

Tìm hiểu thêm về shunt trip – một phụ kiện quan trọng của MCCB

Các thông số kỹ thuật trên aptomat MCCB

Một số các thông số quan trọng trên MCCB bạn cần nắm được là Ui, Ue, Uimp, In, Icu và Ics. Cụ thể vai trò các thông số này như sau:

• Ui – Điện áp cách điện định mức (V): Giá trị dòng điện tối đa mà MCCB có thể chịu đựng trong điều kiện phòng thí nghiệm. Trong thực tế giá trị dòng điện chịu đựng của MCCB có thể thấp hơn Ui để tăng độ an toàn. 
• Ue – Điện áp làm việc định mức (V): Giá trị điện áp hoạt động liên tục của MCCB, thường trùng với điện áp hệ thống.
• Uimp – Điện áp xung điện định mức (V): Giá trị dòng điện xung cao nhất mà aptomat MCCB có thể chịu đựng khi có sự cố dòng điện như quá tải, ngắn mạch hay sét đánh.
• In – Dòng điện định mức (A): Giá trị cường độ dòng điện cao nhất mà MCCB chịu đựng khi có sự cố điện hay là mức dòng cắt, giới hạn cho phép để dòng điện đi qua.
• Icu – Công suất ngắt mạch tối đa (kA): Khi dòng điện vượt qua giá trị này, MCCB không thể tự động ngắt mạch mà sẽ kích hoạt cơ chế bảo vệ. 
• Ics – Dòng ngắn mạch thực tế (kA/%Icu): MCCB sẽ hoạt động khi xảy ra dòng sự cố trong ngưỡng này và sẽ có cơ chế bảo vệ khác nếu dòng điện vượt quá giá trị này. Ics càng cao thì MCCB càng tốt.

Chi tiết các thông số được thể hiện tại: Ý nghĩa các thông số và ký hiệu trên MCCB

Nguyên lý hoạt động của MCCB

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. MCCB có tính năng bảo vệ nhiệt chống quá tải, tức là khi phát hiện dòng điện vượt quá giới hạn định mức và tiếp điểm bắt đầu nóng lên, mạch điện sẽ tự động bị ngắt. Tính năng ngắt điện theo cơ chế nhiệt của MCCB có độ trễ thời gian, cho phép hiện tượng quá tải điện xảy ra trong thời gian ngắn và được kiểm soát.

 

Cùng với đó, nguyên lý hoạt động của aptomat MCCB có thể dựa trên cảm ứng điện từ và thời gian phản hồi tức thì. Với cơ chế này, MCCB phát hiện rất nhanh các sự cố trên dòng điện và ngắt mạch ngay lập tức. Đồng thời các dòng MCCB này có trang bị tính năng phân tán hồ quang điện bên trong trong trường hợp phản ứng quá nhanh.

 

Nhiều loại aptomat MCCB đều có thể điều khiển từ xa thông qua bộ điều khiển, thay thế cho thao tác thủ công bằng tay. Tính năng này hữu ích khi cần bảo trì, sửa chữa hệ thống điện, kiểm soát tốt tình trạng dòng điện và bảo vệ an toàn cho kỹ thuật điện đang sửa chữa.

Phân loại aptomat MCCB

Dòng sản phẩm MCCB từ BTB Electric có chất lượng cao, đạt chuẩn IEC 60947-2 với 4 mã:

• MF: Ngắt mạch cố định – relay bảo vệ T01; dải dòng điện định mức (In) từ 20A tới 800A; dòng cắt ngắn mạch tại (Ue) = 690V là 25kA, 36kA, 50kA và 85kA.
• MT: Ngắt mạch cơ chế điều chỉnh nhiệt nhiệt – relay bảo vệ T02; dải dòng điện định mức (In) từ 20A tới 800A; dòng cắt ngắn mạch tại (Ue) = 690V là 18kA, 25kA, 36kA, 50kA và 60kA.
• ME: Ngắt mạch cơ chế điện tử – relay bảo vệ E01; dải dòng điện định mức (In) từ 320A tới 1600A; dòng cắt ngắn mạch tại (Ue) = 690V là 60kA và 65kA.
• iME: Ngắt mạch cơ chế điện tử – relay bảo vệ E01 – điều khiển từ xa; dải dòng điện định mức (In) từ 320A tới 800A; dòng cắt ngắn mạch tại (Ue) = 690V là 60kA và 75kA.

Các đặc điểm nổi bật của sản phẩm MCCB từ BTB Electric:

• Hiệu suất cao và chọn lọc loại A
• Sản xuất từ các thành phần bảo vệ môi trường, đều có thể tái chế
• Thiết kế để an toàn trong mọi trường hợp
• Khung dòng điện từ 125A đến 1000A
• Tiêu chuẩn áp dụng: IEC/EN 60947-2
• Chứng chỉ chất lượng: DEKRA

Chi tiết về thông số kỹ thuật, catalogue sản phẩm, bản vẽ và chứng chỉ, bạn hãy tham khảo tại trang sản phẩm MCCB BTB Electric.

Bên cạnh đó, có thể phân loại MCCB theo phạm vi hoạt động, được ký hiệu lần lượt là B, C, D, K, Z. Cụ thể điểm khác biệt của các loại này như sau:

Loại MCCB	Dòng tác động	Thời gian tác động	Chức năng	Ứng dụng	Đột biến
B	Gấp 3 – 5 lần dòng định mức	Tối đa 13 giây	Tải điện trở	Chiếu sáng, điện trở	Thấp
C	Gấp 5 – 10 lần dòng định mức	Tối đa 5 giây	Tải cảm ứng	Sử dụng cho điện công nghiệp và thương mại	Vừa
D	Gấp 10 – 20 lần dòng định mức	Tối đa 3 giây	Tải cảm ứng – điện dung	Sử dụng cho điện công nghiệp và thương mại	Cao
K	Gấp 8 – 12 lần dòng định mức	Tối đa 5 giây	Tải cảm ứng và động cơ có dòng khởi động cao	Sử dụng cho điện công nghiệp	Cao
Z	Gấp 2 – 3 lần dòng định mức	Tối đa 5 giây	Phù hợp với thiết bị y tế	Bảo vệ thiết bị có độ nhạy cao như thiết bị bán dẫn	Rất thấp

Trang bị MCCB là yếu tố bắt buộc cho hệ thống điện công nghiệp và thương mại nhằm vận hành trơn tru, đảm bảo an toàn cho hệ thống.

Ứng dụng của MCCB

MCCB được sử dụng chủ yếu trong hệ thống điện công nghiệp. Nhờ có thiết kế và nhiều tính năng vượt trội so với cầu dao điện thông thường nên dòng aptomat này đáp ứng rất tốt cho các ứng dụng đặc thù trong điện công nghiệp với độ an toàn cao, thao tác chính xác.

Cụ thể một số ứng dụng của MCCB:

• Ứng dụng hàn: Một số dòng máy hàn công nghiệp cần dòng điện rất cao, yêu cầu sử dụng MCCB riêng biệt.
• Ứng dụng bảo vệ ngân hàng tụ điện: Ngân hàng tụ điện là bộ phận quan trọng trong hệ thống điện, quyết định khả năng hiệu chỉnh hệ số công suất. Aptomat MCCB giúp giảm dòng điện đầu vào cho tụ điện, từ đó giảm chi phí điện.
• Ứng dụng bảo vệ bộ cấp điện chủ lực: Các mạch điện cấp cho bảng điện phân phối lớn có dòng điện định mức rất cao, bắt buộc sử dụng MCCB để bảo vệ.
• Ứng dụng bảo vệ cho máy phát điện: Máy phát điện cung cấp dòng điện hàng trăm A, có rủi ro xung đột với điện lưới nên cần được bảo vệ bởi MCCB trước các sự cố.

Phân biệt MCCB và MCB

Nhìn từ thiết kế bên ngoài, có thể thấy MCCB “đồ sộ” hơn so với MCB. Tương ứng với đó, các thông số trên dòng aptomat khối đều vượt trội so với aptomat tép. 

MCCB được ứng dụng chủ yếu cho hệ thống điện công nghiệp (điện 3 pha), cho các thiết bị có dòng điện công suất lớn, dòng điện đạt tới 2500A hay một số trường hợp đặc thù. Còn MCB được sử dụng rộng rãi trong mạng điện gia đình và các thiết bị điện có công suất thấp, dòng điện tối đa khoảng 125A.

MCB có nhiều loại từ 1 pha 1 cực cho đến 3 pha 4 cực. Trong khi MCCB chỉ có 2 loại là 3 pha 3 cực và 3 pha 4 cực. Chi tiết tất cả các điểm khác biệt giữa MCCB và MCB, bạn có thể tham khảo bài viết so sánh MCB và MCCB từ BTB Electric.

Những lưu ý khi chọn lắp đặt MCCB

Nguyên tắc cơ bản khi chọn MCCB là công thức IB < In < IZ, trong đó:

• IB: dòng điện tải lớn nhất
• In: dòng định mức của MCCB
• IZ: dòng điện cho phép tối đa đi qua dây dẫn

Lưu ý trong thực tế, In thường cao hơn IB khoảng 25 – 30% để phòng ngừa rủi ro điện áp tăng đột ngột khi có sự cố. 

Bên cạnh đó cần lưu ý tới công thức ISCB > ISC, ISCB là dòng điện mức lớn nhất MCCB có thể cắt còn ISC là dòng ngắn mạch. 

Ngoài ra khi chọn aptomat khối bạn cần quan tâm tới tính tương thích của thiết bị với hệ thống điện với lựa chọn có hoặc không có dây trung tính. Nếu có nhu cầu bảo trì, nâng cấp hệ thống điện định kỳ thì tính năng điều khiển từ xa của MCCB rất quan trọng và cần được trang bị.

Chi tiết những gợi ý từ BTB Electric, bạn hãy tham khảo tại bài viết về cách chọn MCCB.

Một số câu hỏi về MCCB

• Câu hỏi 1: MCCB dùng cho điện sinh hoạt được không?

MCCB đa phần được dùng cho điện 3 pha 380V. Một số dòng MCCB 1 pha 2 cực có thể dùng cho điện sinh hoạt nhưng chi phí sẽ cao hơn nếu dùng MCB có thông số kỹ thuật tương đương.

• Câu hỏi 2: MCCB có chống dòng rò không?

MCCB không có chức năng chống dòng rò hay chống giật. MCCB chỉ có chức năng chống quá tải và chống ngắn mạch.

• Câu hỏi 3: 4 loại MCCB của BTB Electric là gì?

MCCB của BTB Electric gồm 4 loại là loại bảo vệ cố định (ký hiệu MF), loại bảo vệ chỉnh nhiệt (ký hiệu MT), loại bảo vệ điện tử (ký hiệu ME) và loại bảo vệ điện tử có màn LCD (ký hiệu iME). Loại MF và MT khá thông dụng, chi phí đầu tư thấp nhưng không có chức năng điều khiển từ xa. Loại ME và iME có chức năng điều khiển từ xa, tùy chỉnh thông số kỹ thuật và chi phí đầu tư cao hơn.

• Câu hỏi 4: MCCB có dùng thay thế ACB được không?

ACB là máy cắt không khí, chuyên dùng lắp đặt tại đầu nguồn hạ thế, ngay sau trạm biến áp. Cơ cấu đóng ngắt thông thường của MCCB không thể đáp ứng khi đặt tại đây. Do vậy không nên dùng MCCB thay thế ACB.