Điều gì là Miniature Circuit Breaker?

Điều gì là Miniature Circuit Breaker?

Định nghĩa MCB

MCB được định nghĩa là công tắc hoạt động tự động bảo vệ các mạch điện áp thấp khỏi dòng điện quá mức do quá tải hoặc ngắn mạch.

Mạch đứt (Fuse) so với MCB

Ngày nay, các miniature circuit breakers (MCBs) được sử dụng phổ biến hơn nhiều trong các mạng điện áp thấp thay vì các mạch đứt. MCB có nhiều ưu điểm so với mạch đứt:

• Nó tự động ngắt mạch điện trong các điều kiện bất thường của mạng (cả quá tải và lỗi). MCB đáng tin cậy hơn nhiều trong việc phát hiện các điều kiện này, vì nó nhạy cảm hơn với sự thay đổi dòng điện.

• Khi núm điều khiển chuyển sang vị trí tắt khi bị ngắt, khu vực hỏng hóc của mạch điện có thể dễ dàng xác định. Nhưng trong trường hợp của mạch đứt, dây mạch đứt phải được kiểm tra bằng cách mở kẹp hoặc cắt từ cơ sở mạch đứt, để xác nhận rằng dây đã bị cháy. Do đó, việc phát hiện MCB đã hoạt động dễ dàng hơn so với mạch đứt.

• Khôi phục nguồn nhanh chóng không thể thực hiện được trong trường hợp của mạch đứt, vì mạch đứt cần được làm lại hoặc thay thế để khôi phục nguồn. Nhưng trong trường hợp của MCB, việc khôi phục nhanh chóng có thể thực hiện bằng cách (thực sự) gạt công tắc.

• Việc xử lý MCB an toàn về điện hơn so với mạch đứt.

• MCBs có thể được điều khiển từ xa, trong khi mạch đứt không thể.

Vì những ưu điểm này của MCB so với mạch đứt, trong mạng điện áp thấp hiện đại, miniature circuit breaker hầu như luôn được sử dụng thay vì mạch đứt. Độc nhất một nhược điểm của MCB so với mạch đứt là hệ thống này tốn kém hơn so với hệ thống mạch đứt.

Nguyên lý hoạt động của Miniature Circuit Breaker

Có hai cách MCB hoạt động: thông qua hiệu ứng nhiệt của dòng điện quá mức và hiệu ứng điện từ của dòng điện quá mức. Trong hoạt động nhiệt, một thanh kim loại kép nóng lên và cong khi dòng điện quá mức liên tục chảy qua MCB.

Sự uốn cong của thanh kim loại kép này giải phóng chốt cơ khí. Vì chốt cơ khí này được gắn vào cơ chế hoạt động, nó gây ra việc mở các tiếp điểm của miniature circuit breaker.

Trong trường hợp ngắn mạch, sự tăng đột ngột của dòng điện khiến piston trong cuộn dây ngắt di chuyển. Sự di chuyển này đánh vào cần gạt, giải phóng ngay lập tức cơ chế chốt và mở các tiếp điểm của cầu chì. Điều này giải thích nguyên lý hoạt động của MCB.

Cấu tạo của Miniature Circuit Breaker

Cấu tạo của miniature circuit breaker rất đơn giản, chắc chắn và không cần bảo dưỡng. Thường thì MCB không được sửa chữa hay bảo dưỡng, chỉ được thay thế bằng cái mới khi cần thiết. Một miniature circuit breaker thường có ba phần chính. Đó là:

Khung của Miniature Circuit Breaker

Khung của miniature circuit breaker là một vỏ đúc. Đây là một vỏ cứng, chắc chắn, cách điện, trong đó các thành phần khác được lắp đặt.

Cơ chế hoạt động của Miniature Circuit Breaker

Cơ chế hoạt động của miniature circuit breaker cung cấp phương tiện để mở và đóng MCB bằng tay. Nó có ba vị trí “ON,” “OFF,” và “TRIPPED”. Chốt chuyển đổi bên ngoài có thể ở vị trí “TRIPPED” nếu MCB bị ngắt do dòng điện quá mức.

Khi tắt MCB bằng tay, chốt chuyển đổi sẽ ở vị trí “OFF”. Trong trạng thái đóng của MCB, công tắc được đặt ở “ON”. Bằng cách quan sát vị trí của chốt chuyển đổi, người ta có thể xác định tình trạng của MCB, liệu nó có đang đóng, bị ngắt hay được tắt bằng tay.

Bộ phận ngắt của Miniature Circuit Breaker

Bộ phận ngắt là phần chính, chịu trách nhiệm cho hoạt động đúng đắn của miniature circuit breaker. Hai cơ chế ngắt chính được cung cấp trong MCB. Một thanh kim loại kép cung cấp bảo vệ chống dòng điện quá tải và một nam châm điện cung cấp bảo vệ chống dòng điện ngắn mạch.

Hoạt động của Miniature Circuit Breaker

Có ba cơ chế được cung cấp trong một miniature circuit breaker duy nhất để khiến nó ngắt. Nếu chúng ta quan sát kỹ hình ảnh bên cạnh, chúng ta sẽ thấy có một thanh kim loại kép, một cuộn dây ngắt và một cần gạt on-off bằng tay.

Đường dẫn dòng điện của miniature circuit breaker được hiển thị trong hình ảnh như sau. Đầu cực điện bên trái – sau đó là thanh kim loại kép – sau đó là cuộn dây hoặc cuộn dây ngắt – sau đó là tiếp điểm di chuyển – sau đó là tiếp điểm cố định và cuối cùng là đầu cực điện bên phải. Tất cả đều được sắp xếp theo chuỗi.

Nếu mạch bị quá tải trong thời gian dài, thanh kim loại kép trở nên quá nóng và biến dạng. Sự biến dạng này của thanh kim loại kép gây ra sự dịch chuyển của điểm chốt. Tiếp điểm di chuyển của MCB được bố trí bằng cách sử dụng lực lò xo, với điểm chốt này, sao cho một chút dịch chuyển của chốt sẽ giải phóng lò xo và khiến tiếp điểm di chuyển để mở MCB.

Cuộn dây hoặc cuộn dây ngắt được đặt theo cách mà trong trường hợp lỗi ngắn mạch, MMF của cuộn dây đó khiến piston của nó đánh vào cùng điểm chốt và khiến chốt bị dịch chuyển. Do đó, MCB sẽ mở theo cách tương tự.

Lại nữa, khi cần gạt hoạt động của miniature circuit breaker được vận hành bằng tay, nghĩa là khi chúng ta đặt MCB ở vị trí tắt bằng tay, cùng điểm chốt cũng bị dịch chuyển, kết quả là tiếp điểm di chuyển tách khỏi tiếp điểm cố định theo cách tương tự.

Bất kể cơ chế hoạt động – ví dụ, do biến dạng của thanh kim loại kép, hoặc do tăng MMF của cuộn dây ngắt, hoặc do vận hành bằng tay – cùng điểm chốt bị dịch chuyển và cùng lò xo bị biến dạng được giải phóng. Điều này cuối cùng chịu trách nhiệm cho sự di chuyển của tiếp điểm di chuyển. Khi tiếp điểm di chuyển tách khỏi tiếp điểm cố định, có thể có khả năng cao xuất hiện hồ quang.

Hồ quang này sau đó đi lên qua đường dẫn hồ quang và đi vào bộ phân chia hồ quang và cuối cùng bị dập tắt. Khi chúng ta bật MCB, chúng ta thực sự đặt lại chốt hoạt động bị dịch chuyển về vị trí ban đầu và chuẩn bị MCB cho một lần ngắt hoặc hoạt động khác.