MCCB: đặc điểm, lợi ích và ứng dụng trong hệ thống điện công nghiệp

22/05/2025

MCCB (Molded Case Circuit Breaker) là một thiết bị bảo vệ mạch điện không thể thiếu trong các hệ thống điện công nghiệp, có chức năng ngắt mạch khi xảy ra sự cố như quá tải hoặc ngắn mạch. Với thiết kế nhỏ gọn và khả năng chịu tải cao, MCCB không chỉ giúp bảo vệ an toàn cho các thiết bị điện mà còn góp phần nâng cao hiệu suất của hệ thống điện. Việc sử dụng MCCB giúp giảm thiểu rủi ro về cháy nổ, sự cố điện, đồng thời đảm bảo sự vận hành ổn định cho các cơ sở sản xuất và tòa nhà công nghiệp.

Trong bối cảnh nhu cầu bảo vệ an toàn điện ngày càng tăng, MCCB đã trở thành lựa chọn tối ưu cho nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là trong các hệ thống phân phối điện, tủ điện và các thiết bị điện công nghiệp khác. Bài viết này sẽ giới thiệu về đặc điểm kỹ thuật nổi bật, những lợi ích mà MCCB mang lại, cũng như các ứng dụng thực tế của thiết bị này trong hệ thống điện công nghiệp, qua đó giúp bạn hiểu rõ hơn về vai trò quan trọng của MCCB trong việc duy trì sự ổn định và an toàn cho hệ thống điện.

ảnh MCCB

1. Giới thiệu chung về MCCB

MCCB là tên viết tắt của Moulded Case Circuit Breakers. Nó còn được gọi là aptomat dạng khối là một loại khí cụ điện được dùng để đóng ngắt mạch điện 1 pha hay 3 pha, có vai trò ngắt dòng điện trong trường hợp quá tải, ngắn mạch hay mạch điện bị sụt áp.

MCCB là cầu dao vỏ đúc, có khả năng bảo vệ mạch điện với dòng điện lớn hơn, có thể lên đến 2500A. Thiết bị này thường được sử dụng trong các hệ thống điện công nghiệp, nhà máy và những nơi yêu cầu công suất lớn.

1.1 Đặc điểm chính của MCCB:

Dòng điện định mức: Từ 100A đến 2500A.
Khả năng cắt (Breaking Capacity): Từ 10kA đến 200kA tùy loại.
Ứng dụng: Hệ thống điện công nghiệp, nhà máy, tòa nhà lớn.
Bảo vệ: Ngoài quá tải và ngắn mạch, còn có thể bảo vệ dòng rò, mất pha, quá áp, sụt áp.
Có thể điều chỉnh dòng cắt và độ trễ khi cắt mạch.
Hoạt động theo nguyên lý nhiệt và điện từ giống MCB, nhưng có thêm bộ bảo vệ điện tử ở một số loại cao cấp.
Thích hợp với môi trường yêu cầu mức độ an toàn cao, bảo vệ hệ thống quan trọng.
Tuổi thọ cao hơn so với MCB, bền bỉ hơn với thời gian.

1.2 Cấu tạo của MCCB

MCCB được cấu tạo 2 cấp tiếp điểm hoặc 3 tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang). Khi đóng mạch điện, tiếp điểm hồ quang đóng trước. Tiếp theo là tiếp điểm phụ và cuối cùng là tiếp điểm chính. Khi cắt mạch điện thì ngược lại, các tiếp điểm chính mở trước. Sau đó mới đến các tiếp điểm phụ. Cuối cùng là tiếp điểm hồ quang.

Ảnh cấu tạo MCCB

Vỏ cách điện (molded case): Được làm từ vật liệu cách điện chịu nhiệt cao, giúp bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi tác động môi trường và đảm bảo an toàn khi sử dụng.
Hệ thống tiếp điểm: Hệ thống tiếp điểm trong MCCB bao gồm các tiếp điểm tĩnh và tiếp điểm động, có nhiệm vụ đóng/ ngắt dòng điện khi xảy ra sự cố. Tiếp điểm có thể được chế tạo từ hợp kim bạc để tăng độ bền và giảm điện trở tiếp xúc.
Buồng dập hồ quang (Arc Extinguisher): Khi MCCB ngắt mạch, hồ quang điện được tạo ra tại tiếp điểm. Bộ phận dập hồ quang gồm các tấm kim loại phân tán hồ quang giúp giảm nhiệt độ và dập tắt hồ quang nhanh chóng.
Cơ cấu truyền động (operating mechanism): Cơ cấu truyền động của MCCB bao gồm tay gạt hoặc nút ấn đóng/ ngắt (Nút test) MCCB bằng tay. Bên cạnh đó có thể bao gồm lò xo hỗ trợ thao tác đóng/ ngắt nhanh và chính xác.
Bộ phận bảo vệ quá dòng: Bộ phận bảo vệ quá dòng có 2 cơ chế đó là cơ chế bảo vệ nhiệt – bao gồm thanh lưỡng kim giãn nở khi nhiệt độ tăng, giúp MCCB ngắt điện khi vượt giới hạn trong một thời gian nhất định và cơ chế bảo vệ từ – sử dụng cuộn dây từ để phát hiện ngắn mạch và ngắt MCCB ngay lập tức.
Bộ phận đầu vào đầu ra (Terminal): Bộ phận này giúp kết nối MCCB với hệ thống điện, thường được làm từ đồng hoặc hợp kim có độ dẫn điện cao.

Hiện nay các nhà sản xuất đang ứng dụng công nghệ tăng tốc độ đóng cắt và cải tiến buồng dập hồ quang trên các mẫu MCCB thế hệ mới.

1.3 Khi nào nên sử dụng MCCB?

Hệ thống điện yêu cầu dòng điện định mức và khả năng cắt dòng ngắn mạch cao.
Khi cần tính năng bảo vệ bổ sung như mất pha, quá áp.
Khi yêu cầu độ bền cao, hoạt động trong môi trường khắc nghiệt
Bảo vệ các thiết bị điện công suất lớn như động cơ, máy móc sản xuất.
Cần khả năng điều chỉnh dòng định mức và đặc tính thời gian-dòng điện.

1.4 Nguyên lý hoạt động của MCCB

Ảnh nguyên lý hoạt động MCCB

Nguyên lý nhiệt: Bảo vệ quá tải của MCCB thông qua thành phần nhạy cảm với nhiệt độ. Thành phần này thực chất là một thanh lưỡng kim, hai kim loại giãn nở ở các tốc độ khác nhau khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Trong điều kiện hoạt động bình thường, thanh lưỡng kim sẽ cho phép dòng điện chạy qua MCCB.

Khi dòng điện vượt quá giá trị cho phép, tiếp xúc lưỡng kim sẽ bắt đầu nóng và uốn cong do tốc độ giãn nở nhiệt khác nhau của 2 chất liệu kim loại. Thanh kim loại (tiếp điểm) sẽ uốn cong đến điểm đẩy vật lý vào thanh ngắt và tháo các tiếp điểm, khiến mạch bị gián đoạn.

Việc bảo vệ nhiệt của MCCB thường sẽ có độ trễ về thời gian để cho phép thời gian quá dòng ngắn thường thấy trong một số hoạt động của thiết bị, chẳng hạn như dòng điện khi khởi động động cơ. Thời gian trễ này cho phép mạch tiếp tục hoạt động bình thường trong những trường hợp này mà không bị ngắt.

Nguyên lý điện từ: Dựa trên nguyên tắc điện từ. MCCB chứa một cuộn dây điện từ tạo ra một trường điện từ nhỏ khi dòng điện đi qua MCCB. Trong quá trình hoạt động bình thường, trường điện từ được tạo ra bởi cuộn dây điện từ là không đáng kể. Tuy nhiên, khi xảy ra lỗi ngắn mạch trong mạch, một dòng điện lớn bắt đầu chạy qua điện từ. Do đó, một trường điện từ mạnh được sinh ra để hút thanh ngắt và mở các tiếp điểm.

2. Phân loại MCCB

MCCB (Át khối) hay aptomat vỏ đúc có thể được phân loại dựa trên nhiều yếu tố khác nhau

2.1. Dựa trên dòng định mức:

MCCB dòng nhỏ: Thường có dòng định mức từ vài ampe đến khoảng vài trăm ampe.
MCCB dòng lớn: Thường có dòng định mức từ vài trăm ampe đến vài nghìn ampe.

2.2. Dựa trên dòng cắt ngắn mạch

MCCB loại tiêu chuẩn: Có khả năng cắt ngắn mạch trong khoảng vài kA đến vài chục kA.
MCCB loại cao cấp: Có khả năng cắt ngắn mạch cao hơn, thường từ vài chục kA đến vài trăm kA.

2.3. Dựa trên tính năng:

Dựa trên dải đóng cắt: MCCB có thể chỉnh dòng và MCCB có dòng điện bảo vệ cố định

Dựa trên công nghệ bảo vệ của Trip:

Thermal Magnetic MCCB – Kết hợp cả phương pháp bảo vệ nhiệt (thermal) và từ trường (magnetic) để ngắt mạch khi có sự cố
Electronic MCCB – Sử dụng công nghệ điện tử để cảm biến và ngắt mạch nhanh chóng hơn, đáp ứng các yêu cầu hiện đại về bảo vệ điện

Dựa trên ứng dụng của tải cần bảo vệ: Tải động cơ hay tải phân phối

2.4. Dựa trên tính năng khởi động:

MCCB tự động (Automatic MCCB): Có khả năng tự động khởi động lại sau khi ngắt mạch do sự cố và khôi phục nguồn điện.
MCCB không tự động (Non-Automatic MCCB): Yêu cầu sự can thiệp thủ công để khởi động lại sau khi ngắt mạch.

2.5. Dựa trên cấu tạo MCCB:

MCCB 3 pha (MCCB 3P): MCCB 3 pha là gì? MCCB 3 pha là loại Át khối được sử dụng trong hệ thống điện ba pha, có khả năng kiểm soát và bảo vệ cả ba pha.
MCCB 1 pha (MCCB 1P): Sử dụng trong hệ thống điện một pha, thường trong các ứng dụng như hộ gia đình hoặc văn phòng.
MCCB 2 pha (MCCB 2P): Sử dụng bảo vệ 2 thiết bị độc lập, khi có sự cố từ 1 trong 2 thiết bị thì MCCB sẽ ngắt cả 2 mạch
MCCB 4 cực (MCCB 3P+N hoặc MCCB 4P): MCCB 3P+N bảo về mạch điện 3 pha khi có sự cố sẽ ngắt cả dây trung tính. MCCB 4P bảo vệ sự cố trên cả 4 dây

3. Ứng dụng của MCCB

Hệ thống điện công nghiệp, nhà máy, khu công nghiệp.
Bảo vệ động cơ công suất lớn.
Bảo vệ hệ thống điện lưới chính.

Nguyên tắc chung khi lắp đặt MCCB

Cầu dao MCCB có những tính năng nổi bật như chống tải, chống ngắn mạch, sụt áp. Vì thế, nếu người dùng am hiểu hơn về thiết bị điện sẽ lựa chọn MCCB. Lựa chọn này giúp người lắp đặt điện tính toán thêm các dự phòng. Chúng được lắp đặt với các thiết bị điện có công suất lớn.

4. Lợi ích

Bảo vệ mạch điện khỏi sự cố như quá tải, ngắn mạch và dòng rò, ngăn ngừa cháy nổ và hư hỏng thiết bị. MCCB có thể điều chỉnh dòng cắt phù hợp với yêu cầu sử dụng, đảm bảo an toàn và hiệu quả. Với độ bền cao, MCCB hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt và giúp tiết kiệm chi phí sửa chữa, thay thế thiết bị điện, là lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống điện hiện đại.

5. Kết luận

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại MCCB với các thương hiệu và tính năng đa dạng, phục vụ cho các nhu cầu bảo vệ hệ thống điện công nghiệp như Schneider Electric, Siemens, Eaton, Mitsubishi Electric, LS Electric, ABB… Mỗi thương hiệu đều mang đến những sản phẩm với tính năng bảo vệ và độ bền cao, đáp ứng nhu cầu đa dạng của các hệ thống điện công nghiệp.

Tuy nhiên, không phải tất cả các sản phẩm đều có chất lượng đồng đều hoặc phù hợp với yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng. Chính vì vậy, việc lựa chọn một nhà phân phối uy tín và sản phẩm chất lượng rất quan trọng. Mitex hiện là nhà phân phối độc quyền sản phẩm MCCB thương hiệu Westhomes tại Việt Nam, sản phẩm nổi bật với tính năng vượt trội và độ bền cao, giúp bảo vệ tối đa cho hệ thống điện.

Với đội ngũ nhân viên tư vấn chuyên nghiệp và dịch vụ hỗ trợ tận tình, Mitex Trading luôn sẵn sàng đồng hành cùng quý khách hàng để mang lại giải pháp bảo vệ điện an toàn và hiệu quả trong các hệ thống điện công nghiệp.