Circuit Breaker là gì? Tìm hiểu chi tiết về Circuit Breaker

Lê Hồng Phong

Circuit Breaker đóng vai trò thiết yếu trong hệ thống điện giúp điều khiển và bảo vệ an toàn cho cả đường dây và các thiết bị điện. Vậy thực chất Circuit Breaker là gì? Thiết bị này được sử dụng như thế nào trong cuộc sống hàng ngày? Hãy cùng KTH Electric khám phá chi tiết qua bài viết dưới đây nhé!

Định nghĩa Circuit Breaker – ngắt mạch

Circuit Breaker là thiết bị điện chuyên dụng có chức năng tự động ngắt mạch khi xảy ra quá tải ở các mức điện áp và dòng điện khác nhau, duy trì sự an toàn, ổn định của hệ thống điện.

Bộ ngắt mạch

Cầu dao được sản xuất với nhiều chủng loại và thông số kỹ thuật đa dạng, từ những dòng nhỏ phù hợp để bảo vệ mạch điện gia dụng đến những dòng công suất lớn dùng để bảo vệ mạch điện cao áp ở khu vực có quy mô lớn.

Vượt trội hơn các thiết bị bảo vệ mạch truyền thống, Circuit Breaker có khả năng xử lý dòng điện lớn, giúp đảm bảo an toàn cho hệ thống điện, giảm thiểu rủi ro cho con người và bảo vệ thiết bị khỏi những hư hỏng nghiêm trọng.

Đọc thêm: Cầu dao điện: chức năng và phân loại

Nguyên lý hoạt động của Circuit Breaker

Các dòng CB hoạt động theo nguyên lý tương tự nhưng có những khác biệt nhất định tùy thuộc vào điện áp, số pha, định mức dòng điện và các chức năng khác.

Đầu tiên, cầu dao phải phát hiện lỗi trong hệ thống:

• Đối với hệ thống điện áp thấp, việc phát hiện này diễn ra trực tiếp trong thiết bị thông qua tác dụng nhiệt hoặc từ của dòng điện.
• Trong khi đó, ở hệ thống điện áp cao, Circuit Breaker thường được kết hợp với rơle bảo vệ để xác định lỗi và kích hoạt quá trình ngắt mạch bằng nguồn điện độc lập như ắc quy hỗ trợ.

Khi phát hiện lỗi, các tiếp điểm CB sẽ mở để ngắt mạch. Điều này thường được thực hiện bằng năng lượng cơ học tích hợp trong Bộ ngắt mạch, chẳng hạn như lò xo hoặc khí nén.

Ngoài ra, dòng điện có sai số cao cũng có thể được tận dụng để tách các tiếp điểm nhờ nhiệt hoặc từ trường sinh ra. Với Bộ ngắt mạch nhỏ, đòn bẩy thủ công thường được sử dụng để ngắt tải hoặc đặt lại sau khi khắc phục sự cố, trong khi các thiết bị lớn hơn sử dụng cuộn dây và động cơ điện để thực hiện nhiệm vụ tương tự.

Nguyên lý hoạt động của Circuit Breaker

Khi dòng điện và điện áp bị gián đoạn, hồ quang điện sẽ xuất hiện ở các tiếp điểm. Độ dài và cường độ của hồ quang thay đổi tùy thuộc vào điện áp và dòng điện. Để đảm bảo an toàn, hồ quang này cần được kiểm soát, làm mát và dập tắt một cách có hệ thống.

Circuit Breaker sử dụng nhiều phương tiện khác nhau để xử lý hồ quang như chân không, không khí, khí cách điện hoặc dầu. Các kỹ thuật phổ biến bao gồm kéo dài, làm lệch hướng, tách hồ quang hoặc dập tắt nó ở điểm 0.

Sau khi sự cố được khắc phục và hệ thống ổn định, các tiếp điểm của Circuit Breaker sẽ đóng lại để khôi phục dòng điện, đảm bảo hệ thống hoạt động an toàn và liên tục.

Phân loại thiết bị ngắt mạch

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại Cầu dao được thiết kế phù hợp với nhiều hệ thống và mục đích sử dụng khác nhau. Dựa vào đặc điểm riêng của từng loại, Circuit Breaker được chia làm 3 nhóm chính theo cấp công suất: hạ thế, trung thế và cao thế.

Bộ ngắt mạch làm giảm điện áp

Nhóm CB này được thiết kế cho hệ thống điện có điện áp dưới 1kV, bao gồm:

• Cầu dao loại nhỏ MCB: Thiết bị nhỏ gọn, lý tưởng cho hệ thống điện dân dụng, văn phòng và doanh nghiệp nhỏ.
• Cầu dao khối MCCB: Dạng khối vuông, chuyên dùng cho hệ thống điện công nghiệp, thương mại hoặc các tòa nhà lớn.
• Máy cắt không khí ACB: Thiết bị sử dụng không khí để cắt dòng điện, phù hợp với dòng điện lớn từ 800A đến 6300A.

Bộ ngắt mạch làm giảm điện áp

Máy cắt trung thế

Đối với hệ thống điện trung áp từ 1kV đến 36kV, bao gồm:

• Máy cắt chân không VCB: Sử dụng môi trường chân không để ngắt mạch, có khả năng xử lý dòng cắt từ 15kA đến 50kA.
• Khởi động chân không VCS: Loại CB có tuổi thọ cao, có thể chịu được từ 250.000 đến 2.500.000 lần đóng/cắt, tùy theo mục đích sử dụng.
• Thiết bị chuyển mạch nguồn chân không VTS: Dùng để chuyển đổi linh hoạt giữa nguồn điện lưới và máy phát điện.
• Mắt cắt tự động đóng lại. Recloser: Tự động tắt khi xảy ra sự cố và tự động đóng sau thời gian định sẵn.
• Cầu dao tải LBS: Cầu dao loại khóa liên động, có khả năng bảo vệ và đóng/cắt mạch điện an toàn.
• Cầu chì trung thế CLPF: Kết hợp với LBS và VCS bảo vệ hệ thống điện hiệu quả.

Máy cắt trung thế

Bộ ngắt mạch điện áp cao

Đối với hệ thống điện có điện áp trên 36kV, bao gồm:

• Cầu chì cao áp: Thiết bị đơn giản nhưng hiệu quả cho hệ thống điện áp cao.
• Cầu dao cao áp: Chuyên dùng để bảo vệ, đóng mạch điện trong hệ thống điện áp cao.

Bộ ngắt mạch điện áp cao

Xem thêm: Chi tiết các loại aptomat phổ biến hiện nay

Ứng dụng của Bộ ngắt mạch

Circuit Breaker được sử dụng để ngắt các mạch điện áp thấp cho hệ thống gia đình và văn phòng, các mạch trung thế dùng trong các ứng dụng công nghiệp hoặc thương mại và các mạch điện áp cao cho các hệ thống lưới điện lớn. Ngoài ra, còn có Cầu dao ngắt mạch nhiệt, cầu dao ngắt dòng rò (RCD) nhằm bảo vệ người dùng khỏi nguy cơ bị điện giật hoặc cầu dao chống điện áp nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động trong ngưỡng điện áp an toàn.

Ứng dụng của bộ ngắt mạch

Bài viết này tóm tắt tất cả các thông tin quan trọng bạn cần biết về Circuit Breaker. KTH Electric hy vọng những chia sẻ trên sẽ giúp bạn dễ dàng hơn trong việc lựa chọn và sử dụng các thiết bị điện phù hợp với hệ thống của mình. Đừng quên truy cập website KTH Electric để cập nhật thêm nhiều kiến ​​thức hữu ích và thông tin mới nhất về thiết bị điện nhé!