MCCB (Molded Case Circuit Breaker) là một loại máy cắt khối dùng để bảo vệ hệ thống điện trước nguy cơ quá tải và ngắn mạch trên đường dây. MCCB được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống, đặc biệt là trong sản xuất và kinh doanh. Vậy MCCB là gì, cấu tạo ra sao và công dụng như thế nào? Những nội dung này sẽ được DAT Group tổng hợp và giải đáp trong bài viết sau.

MCCB là gì? 

MCCB (Molded Case Circuit Breaker – Aptomat khối) là một thiết bị an toàn dùng để bảo vệ mạch điện khỏi tình trạng quá tải hoặc ngắn mạch. MCCB hoạt động bằng cách tự động ngắt nguồn điện khi phát hiện sự cố hoặc dòng điện vượt quá giới hạn, từ đó ngăn ngừa hư hỏng cho hệ thống điện. MCCB có thể được sử dụng trong cả hệ thống điện áp thấp và điện áp cao.

Ngoài chức năng bảo vệ, MCCB còn có vai trò cách ly mạch điện khi bảo dưỡng. MCCB thường được lắp đặt trong tủ phân phối và có hiển thị trạng thái rõ ràng để người dùng biết khi nào nguồn điện đã được ngắt.

Chức năng của MCCB 

MCCB (viết tắt của Moulded Case Circuit Breaker – Aptomat khối) là một loại máy cắt tự động được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện công nghiệp. MCCB có kích thước lớn, thường có 2 – 3 hoặc nhiều cực hơn, với một cần gạt duy nhất (khác với MCB thường có nhiều cần gạt liên kết). Một số dòng MCCB còn có khả năng điều chỉnh dòng cắt hoặc được tích hợp màn hình điện tử để điều khiển từ xa.

MCCB có 3 chức năng chính:

• Bảo vệ quá tải: Khi dòng điện vượt quá giá trị định mức, MCCB ngắt mạch để tránh dây dẫn bị quá nhiệt. Cơ chế này sử dụng thanh lưỡng kim (bimetallic strip) hoặc phần tử nhiệt, uốn cong khi quá tải và làm aptomat nhảy.
• Bảo vệ ngắn mạch: Khi xảy ra sự cố ngắn mạch, MCCB sử dụng bộ ngắt từ (magnetic trip), phản ứng với từ trường sinh ra do dòng ngắn mạch để ngắt điện tức thì.
• Đóng – cắt mạch: MCCB được dùng để điều khiển mạch điện trong quá trình kiểm tra, bảo dưỡng hoặc nâng cấp hệ thống.

Cấu tạo của MCCB

MCCB có cấu trúc tương tự aptomat truyền thống, gồm các bộ phận chính:

• Khung (Frame): Vỏ ngoài làm bằng nhựa cách điện, chịu nhiệt, bền chắc.
• Cần gạt (Trip actuator): Dùng để bật/tắt MCCB. Khi có sự cố, cần gạt tự động nhảy về vị trí OFF.
• Bộ tác động (Trip unit): Bộ phận giúp MCCB nhảy khi phát hiện quá tải hoặc ngắn mạch.
• Cần thao tác (Lever): Hỗ trợ kỹ thuật viên bật/tắt MCCB thủ công khi bảo trì.
• Cơ cấu tiếp điểm (Tripping mechanism): Điểm nối dây dẫn, đảm bảo kết nối chắc chắn.
• Bộ dập hồ quang (Arc arrester): Chia nhỏ hồ quang khi tiếp điểm mở, giảm nguy cơ cháy nổ.
• Nút nhấn (Push button): Một số dòng có thêm để ngắt MCCB theo yêu cầu.
• Tiếp điểm (Contacts): Gồm tiếp điểm tĩnh và tiếp điểm động.

Thông số kỹ thuật của MCCB

Các thông số quan trọng cần nắm:

• Ui – Điện áp cách điện định mức (V): Giá trị điện áp tối đa MCCB chịu được trong điều kiện thí nghiệm.
• Ue – Điện áp làm việc định mức (V): Giá trị điện áp hoạt động liên tục, thường bằng điện áp hệ thống.
• Uimp – Điện áp xung định mức (V): Giá trị điện áp xung cao nhất MCCB chịu được khi có sự cố như sét, ngắn mạch.
• In – Dòng điện định mức (A): Giá trị dòng điện tối đa MCCB chịu được trong thời gian dài.
• Icu – Khả năng cắt ngắn mạch tối đa (kA): Mức dòng điện ngắn mạch lớn nhất MCCB có thể ngắt.
• Ics – Khả năng cắt thực tế (kA/%Icu): Mức dòng ngắn mạch mà MCCB vẫn đảm bảo hoạt động an toàn.

Nguyên lý hoạt động của MCCB

Hầu hết các MCCB hoạt động dựa trên cơ chế nhiệt để phát hiện quá tải, ngắt mạch và ngắt nguồn. MCCB có chức năng bảo vệ quá tải nhiệt, nghĩa là khi dòng điện vượt quá giới hạn định mức và các tiếp điểm bắt đầu nóng lên, mạch sẽ tự động ngắt. Tính năng ngắt nhiệt của MCCB có độ trễ thời gian, cho phép quá tải ngắn hạn và có kiểm soát.

Cùng với đó, nguyên lý hoạt động của MCCB có thể dựa trên cảm ứng điện từ và thời gian phản ứng tức thời. 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 được trang bị tính năng phân tán hồ quang điện bên trong trong trường hợp phản ứng quá nhanh.

Nhiều loại MCCB có thể được điều khiển từ xa thông qua bộ điều khiển, thay thế cho thao tác thủ công. Tính năng này hữu ích khi bảo trì và sửa chữa hệ thống điện, kiểm soát tốt trạng thái dòng điện và bảo vệ an toàn cho kỹ thuật viên điện trong quá trình sửa chữa.

Phân loại MCCB

Dòng sản phẩm MCCB của BTB Electric có chất lượng cao, đáp ứng tiêu chuẩn IEC 60947-2 với 4 mã sản phẩm:

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

Các tính năng nổi bật của sản phẩm MCCB:

• Hiệu suất cao và tính chọn lọc loại A
• Được làm từ các thành phần thân thiện với môi trường, tất cả đều có thể tái chế.
• Được thiết kế để đảm bảo an toàn trong mọi tình huống
• Dòng điện từ 125A đến 1000A
• Tiêu chuẩn áp dụng: IEC/EN 60947-2
• Chứng nhận chất lượng: DEKRA

Để biết chi tiết về thông số kỹ thuật, catalogue sản phẩm, bản vẽ và chứng nhận, vui lòng tham khảo trang sản phẩm MCCB BTB Electric.

Ngoài ra, MCCB có thể được phân loại theo phạm vi hoạt động, lần lượt là B, C, D, K, Z. Cụ thể, sự khác biệt giữa các loại này như sau:

Ứng dụng của MCCB

MCCB chủ yếu được sử dụng trong hệ thống điện công nghiệp. Nhờ thiết kế và nhiều tính năng vượt trội so với các loại aptomat thông thường, MCCB rất phù hợp cho những ứng dụng đặc thù trong công nghiệp, đảm bảo an toàn cao và vận hành chính xác.

Một số ứng dụng điển hình của MCCB:

• Ứng dụng cho máy hàn: Các máy hàn công nghiệp yêu cầu dòng điện rất lớn, vì vậy cần MCCB riêng biệt để bảo vệ.
• Bảo vệ tụ bù (Capacitor bank): Tụ bù là thành phần quan trọng trong hệ thống điện, giúp điều chỉnh hệ số công suất. MCCB giúp hạn chế dòng điện đầu vào cho tụ, từ đó giảm chi phí điện năng.
• Bảo vệ nguồn cấp chính: Các mạch điện cấp nguồn cho tủ phân phối lớn thường có dòng định mức rất cao, cần MCCB để đảm bảo an toàn.
• Bảo vệ máy phát điện: Máy phát có thể phát ra dòng điện hàng trăm ampe và có nguy cơ xung đột với lưới điện. MCCB sẽ bảo vệ hệ thống và thiết bị khi có sự cố.

So sánh MCCB và MCB

Nhìn từ thiết kế bên ngoài, có thể thấy MCCB “đồ sộ” hơn MCB. Tương ứng, các thông số trên dòng máy cắt mạch khối cũng vượt trội hơn so với máy cắt mạch nhỏ.

MCCB chủ yếu được sử dụng cho hệ thống điện công nghiệp (điện 3 pha), cho các thiết bị có dòng điện công suất lớn, dòng điện đạt tới 2500A hoặc một số trường hợp đặc biệt. MCB được sử dụng rộng rãi trong mạng lưới điện dân dụng và các thiết bị điện công suất nhỏ, dòng điện tối đa khoảng 125A.

MCB có nhiều loại, từ 1 pha 1 cực đến 3 pha 4 cực. Trong khi MCCB chỉ có 2 loại: 3 pha 3 cực và 3 pha 4 cực.

Lưu ý khi chọn MCCB

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

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

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

Ngoài ra, cần lưu ý công thức ISCB > ISC, ISCB là dòng điện tối đa mà MCCB có thể cắt và ISC là dòng điện ngắn mạch.

Ngoài ra, khi lựa chọn aptomat khối, bạn cần lưu ý đến tính tương thích của thiết bị với hệ thống điện, bao gồm cả việc có hoặc không có dây trung tính. Nếu có nhu cầu bảo trì, nâng cấp hệ thống điện định kỳ, tính năng điều khiển từ xa của MCCB là rất quan trọng và nên được trang bị.

MCCB là gì không chỉ là câu hỏi về mặt khái niệm, mà còn là một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo an toàn, ổn định và hiệu quả cho các hệ thống điện công nghiệp, tự động hóa và năng lượng hiện đại. Việc lựa chọn và sử dụng MCCB (Molded Case Circuit Breaker) chất lượng cao giúp bảo vệ thiết bị, hạn chế tối đa sự cố quá tải, ngắn mạch, đồng thời nâng cao hiệu suất và tuổi thọ hệ thống điện.