MCB ( CB tép ) là gì?

         MCB ( CB tép ) là viết tắt của cụm từ tiếng anh Miniature Circuit Breaker, một thiết bị điện có chức năng ngắt mạch tự động khi xảy ra quá tải hoặc ngắn mạch trong hệ thống điện. MCB có kích thước nhỏ gọn, dễ lắp đặt và thay thế, có khả năng chịu dòng cao và phục hồi nhanh sau khi ngắt. MCB còn được biết đến với nhiều tên gọi khác nhau như cầu dao tự động dạng tép, át tép, át cài, tùy theo vùng miền và ngành nghề sử dụng.

         Cách hiểu khác thì: MCB dùng để chuyển mạch, tức là để mạch hở tự động. Khi dòng điện đi qua vượt quá giá trị mà MCB đã được cài đặt. MCB sẽ tự động mở ra và khi dòng điện trở lại bình thường thì nó sẽ đóng lại mà không cần thao tác dùng tay.

         Có thể bạn sẽ thấy sự trùng hợp giữa MCB và Cầu chì. Đúng! Cả 2 đểu có khả năng ngát dòng khi nó xảy ra sự cố quá mức. Tuy nhiên, Cầu chì bảo vệ chống quá dòng bằng cách sử dụng dây cầu chì. Nguyên tắc khá đơn giản- quá dòng sẽ làm nóng và nóng chảy dây cầu chì nhanh chóng, do đó là đứt kết nối điện và sẽ bảo vệ được các thiết bị điện của mạch.

         MCB cải thiện chức năng này vì chúng thường không bị phá hủy khi quá dòng nên có thể tái sử dụng. Chúng cũng dễ sử dụng hơn nhiều, mang đến sự tiện lợi của việc bật và tắt chuyển mạch để cách ly mạch và vì dây dẫn được đặt trong vỏ nhựa nên chúng an toàn hơn nhiều khi sử dụng và vận hành. 

Tuy MCB là thiết bị cắt nguồn điện khi có sự cố quá tải hoặc ngắn mạch, nhằm bảo vệ đường dây và thiết bị điện khỏi bị hư hỏng nhưng MCB không thể ngăn chặn được hiện tượng rò rỉ đất, tức là dòng điện chạy ra ngoài mạch thông qua các vật dẫn điện như thân người, kim loại, nước... Điều này có thể gây ra nguy cơ điện giật cho con người và cháy nổ cho thiết bị. Để phòng tránh rò rỉ đất, cần sử dụng RCDs hoặc RCBOs, là các thiết bị cắt nguồn điện khi phát hiện dòng điện rò ra ngoài mạch vượt quá một giới hạn an toàn. RCDs và RCBOs có thể kết hợp với MCB để tăng cường bảo vệ cho hệ thống điện.

Đánh giá quá dòng quá tải – Ampe (A)

         Dòng quá tải – Ampe (A) của MCB (Miniature Circuit Breaker) là thông số cho biết dòng điện tối đa mà MCB có thể chịu được trong điều kiện hoạt động bình thường. Khi dòng điện vượt quá giá trị này, MCB sẽ tự động ngắt mạch để bảo vệ hệ thống điện

         Đánh giá quá dòng quá tải – Ampe (A) của MCB là một trong những yếu tố quan trọng để bảo vệ hệ thống điện khỏi những hư hỏng nghiêm trọng do quá tải hoặc ngắn mạch. 

         Quá dòng quá tải là dòng điện vượt quá giới hạn cho phép của thiết bị điện, nhưng không đủ lớn để kích hoạt bảo vệ ngắn mạch. Quá dòng quá tải có thể gây nóng lên, biến dạng, chảy nhiệt hoặc cháy các bộ phận của thiết bị điện, ảnh hưởng đến tuổi thọ và hiệu suất của MCB.

          Để đánh giá quá dòng quá tải – Ampe (A) của MCB, ta cần xem xét các yếu tố sau:

- Công suất danh định của thiết bị điện (W)

- Điện áp danh định của thiết bị điện (V)

- Hệ số công suất của thiết bị điện (cosφ)

- Hệ số an toàn của thiết bị điện (Ks)

- Hệ số sử dụng của thiết bị điện (Ku)

Công thức tính quá dòng quá tải – Ampe (A) MCB là:
I = P chia (V x cosφ x Ks x Ku)

Trong đó:

- I là quá dòng quá tải – Ampe (A) MCB

- P là công suất danh định của thiết bị điện (W)

- V là điện áp danh định của thiết bị điện (V)

- cosφ là hệ số công suất của thiết bị điện

- Ks là hệ số an toàn của thiết bị điện

- Ku là hệ số sử dụng của thiết bị điện

Ví dụ: Cho một máy bơm nước có công suất danh định là 2 kW, điện áp danh định là 220 V, hệ số công suất là 0.8, hệ số an toàn là 1.25 và hệ số sử dụng là 0.9. Tính quá dòng quá tải – Ampe (A) MCB cho máy bơm nước.

Ta có:

I = P chia (V x cosφ x Ks x Ku)

I = 2000 chia (220 x 0.8 x 1.25 x 0.9)

I = 12.5 A

Vậy quá dòng quá tải – Ampe (A) của MCB cho máy bơm nước là 12.5 A.

Đánh giá ngắn mạch – Kilo Ampe (kA)

        Đánh giá ngắn mạch – Kilo Ampe (kA) là một thông số kỹ thuật của MCB (Máy cắt bảo vệ). Nó thể hiện năng lực của MCB chịu đựng dòng điện ngắn mạch cực đại trong một thời gian xác định mà không bị phá hủy. Đánh giá ngắn mạch của MCB phải cao hơn hoặc bằng dòng điện ngắn mạch có thể xảy ra ở điểm đặt MCB. Nếu không, MCB có thể bị quá tải, quá nhiệt hoặc gây nguy cơ cho an toàn của con người và thiết bị. Để xác định đánh giá ngắn mạch của MCB, cần phải tính toán các yếu tố như: điện áp danh định, trở kháng tương đương, hệ số công suất và chiều dài của đường dây.

        Ví dụ, MCB thường được sử dụng trong các hệ thống lắp đặt trong nước thường được đánh giá ở 6kA hoặc 6000 ampe1. Tuy nhiên, trong các tình huống thương mại và công nghiệp, sử dụng 415v và máy móc lớn, cần phải sử dụng MCB định mức 10kA1. Các xếp hạng này biểu thị dòng điện lỗi tiềm năng (PFC) tối đa mà MCB có thể chịu được và vẫn hoạt động chính xác bằng cách ngắt kết nối mạch1.

        Nếu PFC bị vượt quá, MCB có thể bị lỗi dẫn đến việc đóng các mối hàn tiếp điểm1. Do đó, việc lựa chọn MCB với dòng ngắn mạch phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện của bạn.

Thông số cơ bản của MCB

Có nhiều thông số cơ bản cần được hiểu và lựa chọn phù hợp với yêu cầu của mạch điện. Dưới đây là một số thông số cơ bản của MCB:

- Dòng định mức (A): dòng điện tiêu chuẩn nhà sản xuất quy định cho MCB, và tối đa là 125A. Dòng định mức là dòng điện tối đa mà MCB có thể chịu được trong thời gian dài mà không bị hư hỏng hoặc giảm tuổi thọ.

- Dòng ngắn mạch (kA): lớn nhất 25kA. Dòng ngắn mạch là dòng điện cao gấp nhiều lần dòng định mức, xảy ra khi có sự cố ngắn mạch trong mạch điện. Khi có dòng ngắn mạch, MCB phải ngắt mạch nhanh chóng để bảo vệ thiết bị và con người.

- Icu (Ultimate breaking capacity- kA): là dòng điện ngắn mạch tối đa chịu đựng được khi xảy ra sự cố của thiết bị. Icu là thông số quan trọng để đánh giá khả năng chịu được sự cố của MCB. Icu phải lớn hơn hoặc bằng dòng ngắn mạch tối đa có thể xảy ra trong mạch điện.

- Ics (Service breaking capacity (%Icu)): là dòng ngắn mạch thực tế, khả năng chịu được dòng ngắn thực tế khi xảy ra sự cố của thiết bị. Ics là thông số thể hiện khả năng phục hồi của MCB sau khi ngắt mạch do sự cố. Ics phải lớn hơn hoặc bằng 75% Icu, và có loại sẽ là 100%, tuy nhiên điều này còn phụ thuộc vào từng nhà sản xuất và giá thành cũng sẽ chênh lệch hơn.

Đường đặc tính MCB

Đường đặc tính của MCB cho biết mức độ nhạy cảm của MCB với dòng ngắn mạch. Có ba loại đường đặc tính chính là B, C và D. 

Loại B: Loại này thường được sử dụng cho tải trở hoặc tải có thành phần cảm ứng rất nhỏ. phù hợp với các hệ thống điện chiếu sáng gia đình, chung cư, công ty nhỏ, vì dòng ngắn mạch của chúng chỉ từ 4 đến 7 lần dòng định mức. 

Loại C được sử dụng trong các môi trường thương mại và công nghiệp nhẹ, nơi có thể có các thiết bị tiêu thụ nhiều điện năng như đèn huỳnh quang, máy biến áp, v.v., vì dòng ngắn mạch của chúng từ 7 đến 14 lần dòng định mức. 

Loại D sẽ tác động (trip) ngay sau khi dòng điện tăng từ 10 đến 20 lần dòng điện định mức của nó do được sử dụng trong các cơ sở công nghiệp nặng, nơi có các thiết bị có khởi động cao hoặc có hiệu suất cao như động cơ cuộn dây, máy X-quang, máy nén, v.v., 

Số cực của MCB cho biết số pha của dòng điện mà MCB có thể cắt. Có bốn loại số cực là 1P, 2P, 3P và 4P. Loại 1P chỉ có thể cắt dòng điện một pha. Loại 2P có thể cắt dòng điện hai pha hoặc một pha hai dây. Loại 3P có thể cắt dòng điện ba pha hoặc ba pha một dây. Loại 4P có thể cắt dòng điện ba pha bốn dây hoặc ba pha hai dây.

MCB là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện, vì vậy cần lựa chọn loại MCB phù hợp với yêu cầu của từng mạch điện để đảm bảo an toàn và hiệu quả.

Những thông số cơ bản trên giúp ta có thể lựa chọn MCB phù hợp với yêu cầu của mạch điện, đảm bảo an toàn và hiệu quả.

Phân Loại MCB:

        MCB (Miniature Circuit Breaker) là thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện khỏi quá tải và ngắn mạch. MCB có thể được phân biệt dựa trên số lượng pha và đường cong đặc tính tải của chúng. Sau đây là một số loại MCB phổ biến:

Theo số pha:

MCB 1P: Đây là loại MCB có một cực bảo vệ một dây pha trong mạch điện.

MCB 2P: Đây là loại MCB có hai cực bảo vệ hai dây (pha – trung tính) trong mạch điện.

MCB 3P: Đây là loại MCB có ba cực bảo vệ ba dây pha trong mạch điện.

MCB 4P: Đây là loại MCB có bốn cực bảo vệ bốn dây (ba dây pha – trung tính) trong mạch điện.

Theo đường cong đặc tính tải:

        MCB loại K: Đây là loại MCB có đường cong đặc tính tải cao, sẽ ngắt mạch ngay lập tức khi dòng điện vượt quá 8-12 lần dòng điện định mức. Loại MCB này thường được sử dụng để bảo vệ các động cơ có dòng khởi động cao và các tải cảm ứng.
        MCB loại Z: Đây là loại MCB có đường cong đặc tính tải thấp, sẽ ngắt mạch ngay lập tức khi dòng điện vượt quá 2-3 lần dòng điện định mức. Loại MCB này thường được sử dụng để bảo vệ các thiết bị điện tử nhạy cảm.