CB Là Gì? Phân Biệt MCB, MCCB, ACB, RCBO và Cách Chọn

CB là gì? CB là viết tắt của circuit breaker, ở Việt Nam còn gọi là aptomat hay cầu dao tự động. Đây là thiết bị tự ngắt mạch khi quá tải hoặc ngắn mạch, và đóng lại được sau khi đã xử lý sự cố. Theo dải dòng điện, có 3 loại chính: MCB (đến 125 A), MCCB (đến 1.600 A) và ACB (đến 6.300 A); nhóm chống giật gồm RCCB và RCBO.

Chọn CB sai dòng định mức hay sai khả năng cắt là nguyên nhân hàng đầu của cháy dây, nhảy CB vô cớ hoặc CB không cắt khi có sự cố. Bài này giải thích nguyên lý, phân biệt các loại CB theo tiêu chuẩn IEC, cách đọc thông số trên nhãn và 5 bước chọn CB đúng.

1. CB là gì?

CB là thiết bị đóng cắt tự động bảo vệ dây dẫn và thiết bị phía sau khỏi quá dòng. Khác với cầu chì chỉ cắt được một lần rồi phải thay, CB sau khi nhảy có thể gạt lên để đóng lại. Trong tủ điện, CB vừa là công tắc đóng cắt bằng tay, vừa là "người gác cổng" tự động.

Nguyên lý hoạt động của CB

Một CB thông dụng có hai bộ phận tác động:

• Phần nhiệt (thanh lưỡng kim): khi dòng vượt định mức một chút nhưng kéo dài (quá tải), thanh lưỡng kim nóng lên, cong lại và đẩy cơ cấu cắt. Thời gian cắt dài, từ vài giây đến vài phút tùy mức quá tải.
• Phần từ (cuộn hút): khi dòng tăng vọt gấp nhiều lần định mức (ngắn mạch), lực từ của cuộn hút kéo cơ cấu cắt gần như tức thời.

CB khối và máy cắt không khí cỡ lớn có thể dùng bộ bảo vệ điện tử thay cho cơ cấu nhiệt từ, cho phép chỉnh định ngưỡng cắt.

2. Các loại CB phổ biến

ELCB kiểu cũ đo điện áp trên dây tiếp địa hầu như không còn dùng trong lắp đặt mới. QCVN 12:2014/BXD chỉ cho phép thiết bị chống dòng rò tác động theo dòng điện, không dùng loại tác động theo điện áp.

Hình 1: Dải dòng định mức của MCB, MCCB, ACB và ngưỡng cắt từ của các đường cong B, C, D.

3. MCB, MCCB và ACB khác nhau thế nào?

MCB nhỏ gọn, gắn trên thanh DIN 35 mm, đặc tính cắt thường không chỉnh được. Theo IEC 60898-1, MCB dùng cho nhà ở và công trình tương tự, điện áp đến 440 V, dòng đến 125 A, khả năng cắt Icn đến 25 kA. Loại Green Power cung cấp có 1P đến 4P, dải 6–63 A, đường cong B, C hoặc D.

MCCB có vỏ đúc liền khối, dòng lớn hơn, khả năng cắt cao hơn và nhiều phụ kiện: tiếp điểm phụ, cuộn cắt (shunt trip), cuộn thấp áp, khóa liên động. MCCB của Green Power là loại 3P, 80–1.600 A, điện áp định mức 690 V, bộ bảo vệ nhiệt từ hoặc điện tử tùy phiên bản, theo IEC 60947-2.

Hình 2: MCCB 3P dải 80–1.600 A, 690 V trong danh mục Green Power Sài Gòn.

ACB là máy cắt không khí dùng làm CB tổng cho tủ hạ thế MSB phía sau máy biến áp. ACB có bộ bảo vệ điện tử chỉnh định được (quá tải, ngắn mạch, chạm đất), kiểu lắp cố định hoặc kéo rút để bảo trì, và có thể kết nối truyền thông. Loại Green Power cung cấp có dải 800–6.300 A, 3P hoặc 4P. Vị trí của từng loại trong tủ điện nhà xưởng được mô tả trong bài thiết bị điện công nghiệp gồm những gì.

4. CB chống giật: RCCB, RCBO và ngưỡng 30 mA

CB thường chỉ bảo vệ dây dẫn khỏi quá dòng, không bảo vệ người bị điện giật. Việc đó do thiết bị chống dòng rò (RCD) đảm nhận: thiết bị so sánh dòng đi trên dây pha và dòng về trên dây trung tính; chênh lệch vượt ngưỡng nghĩa là có dòng rò xuống đất, có thể qua người, và RCD cắt mạch.

• Ngưỡng 30 mA: theo TCVN 7447-4-41:2010 (tương đương IEC 60364-4-41), RCD có dòng tác động không quá 30 mA được dùng làm bảo vệ bổ sung cho ổ cắm đến 20 A do người bình thường sử dụng và thiết bị di động ngoài trời đến 32 A. QCVN 12:2014/BXD yêu cầu RCD không quá 30 mA cho mạch cấp dụng cụ cầm tay. RCD 30 mA thường cắt trong khoảng 25–40 ms.
• RCCB khác RCBO: RCCB chỉ chống dòng rò, vẫn phải có MCB đi kèm để bảo vệ quá tải và ngắn mạch. RCBO làm được cả hai việc trong một thiết bị.
• Số cực: RCD phải cắt tất cả dây mang điện, kể cả dây trung tính, nên mạch 1 pha dùng loại 2 cực, mạch 3 pha có trung tính dùng loại 4 cực. Dây bảo vệ PE không được đi qua RCD.

Lưu ý RCD không bảo vệ khi người chạm cùng lúc vào dây pha và dây trung tính, vì khi đó dòng đi và về vẫn cân bằng. Các loại RCD AC, A, F, B khác nhau ở khả năng phát hiện dòng rò có thành phần một chiều, cần chọn theo loại tải.

5. Đường cong cắt B, C, D chọn thế nào?

Đường cong cắt cho biết phần từ của MCB tác động ở bao nhiêu lần dòng định mức In. Theo IEC 60898:

Đường cong B cắt nhạy nhất, D chịu được dòng khởi động lớn nhất. Dùng đường cong D cho mạch đèn sẽ làm CB chậm cắt khi ngắn mạch xa nguồn; dùng đường cong B cho động cơ dễ gây nhảy CB khi khởi động.

6. Thông số trên nhãn CB: In, Icn, Icu, Ics

• In (dòng định mức): dòng CB mang được lâu dài mà không cắt, ví dụ C16 là đường cong C, In = 16 A.
• Icn: khả năng cắt ngắn mạch định mức của MCB theo IEC 60898-1, ghi bằng ampe trong ô vuông trên nhãn (ví dụ 6000, tức 6 kA).
• Icu: khả năng cắt ngắn mạch giới hạn của MCCB, ACB theo IEC 60947-2, tức dòng ngắn mạch lớn nhất CB cắt được.
• Ics: khả năng cắt ngắn mạch làm việc, bằng 25, 50, 75 hoặc 100% Icu. Sau khi cắt ở mức Ics, CB phải dùng tiếp được bình thường.

Nguyên tắc bắt buộc theo TCVN 7447-4-43:2010: khả năng cắt của CB phải lớn hơn hoặc bằng dòng ngắn mạch dự kiến lớn nhất tại vị trí lắp đặt. Gần máy biến áp lớn, dòng ngắn mạch có thể lên hàng chục kA, nên CB tổng phải có Icu tương ứng.

7. Cách chọn CB đúng trong 5 bước

1. Tính dòng tải IB của mạch. Với mạch 1 pha: I = P / (220 × cosφ); mạch 3 pha xem công thức trong bài điện 3 pha là gì.
2. Xác định dòng cho phép của dây Iz theo tiết diện, cách lắp đặt, nhiệt độ môi trường và số mạch đi chung.
3. Chọn In thỏa IB ≤ In ≤ Iz (TCVN 7447-4-43:2010, mục 433.1). Không bao giờ chọn CB lớn hơn khả năng chịu dòng của dây.
4. Chọn khả năng cắt (Icn hoặc Icu) không nhỏ hơn dòng ngắn mạch dự kiến tại điểm lắp.
5. Chọn số cực và đường cong: 1P hoặc 2P cho mạch 1 pha, 3P hoặc 4P cho mạch 3 pha; đường cong theo loại tải.

Ví dụ: dây đồng 2,5 mm² cách điện PVC theo bảng giản lược của IEC 60364-5-52 có dòng cho phép khoảng 17,5–36 A tùy cách lắp, ở 30 °C. Nếu môi trường 40 °C, phải nhân hệ số 0,87; ba mạch đi chung một ống nhân thêm 0,70. Một mạch có Iz 21 A ở 30 °C, đặt ở nơi 40 °C chỉ còn khoảng 18,3 A, nên phải chọn CB 16 A chứ không phải 20 A. QCVN 12:2014/BXD cũng quy định thiết bị bảo vệ mạch chiếu sáng không quá 25 A. Cấu tạo mạch điện nhà ở xem trong bài điện dân dụng là gì.

Hình 3: MCB 1P đến 4P, 6–63 A, đường cong B, C hoặc D, gắn thanh DIN 35 mm.

8. CB nhảy liên tục: nguyên nhân và cách xử lý an toàn

CB nhảy là CB đang làm đúng việc của nó. Có ba nguyên nhân chính:

• Quá tải: cắm quá nhiều thiết bị trên một mạch. CB thường nhảy sau một lúc chạy. Cách xử lý: để CB và dây nguội, rút bớt tải hoặc chia mạch rồi mới đóng lại.
• Ngắn mạch: dây pha chạm dây trung tính, thiết bị hỏng. CB nhảy ngay khi đóng hoặc khi bật một thiết bị cụ thể. Cách xử lý: ngừng dùng thiết bị đó, kiểm tra dây.
• Rò điện, chạm đất: RCD hoặc RCBO nhảy, thường khi trời ẩm, khi dùng máy giặt, bình nóng lạnh. Cách xử lý: ngắt từng mạch để khoanh vùng, gọi thợ kiểm tra cách điện.

Tuyệt đối không thay CB lớn hơn để "hết nhảy", không nối tắt CB, không thay RCBO bằng CB thường. Làm vậy là bỏ bảo vệ cho dây dẫn và cho người. Cảnh báo an toàn: trước khi kiểm tra phải ngắt CB tổng, thử lại bằng bút thử điện; công việc trong tủ điện tổng nên do thợ điện có chuyên môn thực hiện.

9. CB khác cầu chì và cầu dao thế nào?

Ở lưới trung thế, vai trò bảo vệ chủ yếu do cầu chì tự rơi FCO, recloser và máy cắt đảm nhận; xem thêm phân loại trong bài thiết bị điện là gì.

10. Mua MCB, MCCB, ACB tại Green Power Sài Gòn

• MCB 1P, 2P, 3P, 4P: 6–63 A, 240–415 V, đường cong B, C, D.
• MCCB 3P: 80–1.600 A, 690 V, nhiệt từ hoặc điện tử.
• ACB 3P, 4P: 800–6.300 A, cố định hoặc kéo rút.
• Hộp phân phối 6, 9 MCB và tủ tole sơn tĩnh điện để lắp đặt CB.

Khi hỏi giá, gửi dòng định mức, số cực, đường cong và khả năng cắt cần thiết (hoặc công suất máy biến áp và chiều dài cáp để ước tính dòng ngắn mạch) qua hotline 0965 387 635 hoặc trang liên hệ.

11. Câu hỏi thường gặp về CB

CB là gì?

CB (circuit breaker), còn gọi là aptomat hay cầu dao tự động, là thiết bị tự ngắt mạch khi quá tải nhờ phần nhiệt (thanh lưỡng kim) và khi ngắn mạch nhờ phần từ (cuộn hút). Khác với cầu chì chỉ dùng một lần, CB đóng lại được sau khi đã xử lý sự cố. CB được dùng từ tủ điện gia đình đến tủ tổng nhà xưởng.

MCB, MCCB, ACB khác nhau thế nào?

Khác nhau chủ yếu ở dải dòng, khả năng cắt và vị trí dùng. MCB dòng đến 125 A, theo IEC 60898-1, dùng cho mạch nhánh. MCCB vỏ đúc, dòng đến khoảng 1.600 A, dùng cho CB tổng và các lộ ra. ACB dòng đến 6.300 A, dùng làm CB tổng tủ MSB sau máy biến áp. MCCB và ACB theo IEC 60947-2, ghi khả năng cắt bằng Icu và Ics.

CB chống giật 30 mA là gì?

Đó là thiết bị chống dòng rò (RCCB hoặc RCBO) cắt mạch khi dòng rò xuống đất vượt 30 mA, thường trong khoảng 25–40 ms, đủ nhanh để giảm nguy cơ tử vong khi bị giật. RCCB chỉ chống dòng rò nên phải đi kèm MCB; RCBO vừa chống dòng rò vừa bảo vệ quá tải, ngắn mạch. Mạch 1 pha dùng loại 2 cực để cắt cả dây trung tính.

Dây 2,5 mm² dùng CB bao nhiêu A?

Dây đồng 2,5 mm² có dòng cho phép khoảng 17,5–36 A tùy cách lắp ở 30 °C, và giảm khi môi trường nóng hoặc nhiều mạch đi chung. Vì vậy CB 16 A là lựa chọn an toàn cho hầu hết các mạch ổ cắm dùng dây 2,5 mm². Chỉ dùng CB 20 A khi đã tính dòng cho phép sau hiệu chỉnh của dây vẫn từ 20 A trở lên.

CB nhảy liên tục phải làm sao?

Nếu CB nhảy sau một lúc chạy, thường do quá tải: để nguội, rút bớt thiết bị hoặc chia mạch rồi đóng lại. Nếu nhảy ngay khi đóng hoặc thiết bị chống giật nhảy, có thể do ngắn mạch hoặc rò điện: ngừng dùng thiết bị, ngắt mạch và gọi thợ kiểm tra. Không thay CB có dòng định mức lớn hơn vì dây dẫn sẽ không còn được bảo vệ.

Nguồn ảnh: Ảnh bìa, Hình 2 và Hình 3 là ảnh sản phẩm của Green Power Sài Gòn; Hình 1 do Green Power Sài Gòn thực hiện.