1. Giới thiệu về ACB (Air Circuit Breaker – Máy cắt không khí)
ACB (Air Circuit Breaker) hay còn gọi là máy cắt không khí, là một loại thiết bị đóng cắt bảo vệ hệ thống điện công suất lớn trong công nghiệp. ACB được sử dụng để ngắt mạch điện khi xảy ra các sự cố như quá tải, ngắn mạch hoặc mất pha, giúp bảo vệ an toàn cho thiết bị và hệ thống điện.
Máy cắt không khí thường được dùng trong hệ thống phân phối điện trung và hạ thế, đặc biệt là tủ điện tổng trong các nhà máy, xí nghiệp, trung tâm thương mại, tòa nhà cao tầng.
2. Cấu tạo của ACB
ACB có cấu tạo gồm nhiều bộ phận quan trọng, trong đó có thể chia thành các phần chính sau:
(1) Bộ phận tiếp điểm (Contacts)
- Tiếp điểm chính: Là nơi đóng/mở dòng điện chính khi ACB hoạt động.
- Tiếp điểm hồ quang: Chịu trách nhiệm giảm tác động của hồ quang khi ngắt mạch.
- Tiếp điểm phụ: Hỗ trợ điều khiển và giám sát trạng thái hoạt động của ACB.
(2) Hệ thống dập hồ quang (Arc Extinguishing System)
- Khi xảy ra sự cố, hồ quang điện xuất hiện tại tiếp điểm, có thể gây hư hại thiết bị.
- ACB sử dụng không khí để dập tắt hồ quang thông qua buồng dập hồ quang, thường được thiết kế với nhiều tấm chắn kim loại để phân tán và làm nguội hồ quang nhanh chóng.
(3) Bộ truyền động (Operating Mechanism)
- Gồm lò xo hoặc động cơ điện giúp đóng/mở ACB nhanh chóng, đảm bảo an toàn.
- Có 3 chế độ vận hành: bằng tay, bằng điện và tự động từ xa.
(4) Cơ cấu bảo vệ (Protection System)
- Bảo vệ quá dòng (Overcurrent Protection): Ngắt điện khi dòng điện vượt quá giới hạn cho phép.
- Bảo vệ ngắn mạch (Short-Circuit Protection): Ngắt điện ngay lập tức khi phát hiện ngắn mạch.
- Bảo vệ mất pha (Phase Failure Protection): Ngắt khi một pha bị mất trong hệ thống điện 3 pha.
(5) Vỏ máy cắt (Enclosure)
- Làm từ vật liệu cách điện, có khả năng chống cháy, bảo vệ an toàn cho thiết bị bên trong.
3. Công dụng của ACB
ACB đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện công nghiệp, với các công dụng chính sau:
🔹 Bảo vệ quá tải, ngắn mạch, sụt áp: Khi dòng điện vượt mức cho phép, ACB sẽ tự động ngắt để bảo vệ thiết bị điện.
🔹 Đóng cắt hệ thống điện công suất lớn: Được sử dụng để quản lý nguồn điện trong các nhà máy, trung tâm dữ liệu, tòa nhà cao tầng.
🔹 Bảo vệ hệ thống điện và con người: Ngăn chặn các sự cố điện nguy hiểm như chập cháy, giật điện.
🔹 Tăng tính linh hoạt cho hệ thống điện: Có thể đóng cắt từ xa qua hệ thống điều khiển tự động, giúp vận hành an toàn và hiệu quả hơn.
4. Ứng dụng của ACB trong thực tế
ACB được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm:
✔ Nhà máy sản xuất, khu công nghiệp: Đảm bảo vận hành an toàn cho các máy móc công suất lớn.
✔ Trung tâm thương mại, tòa nhà cao tầng: Được sử dụng trong hệ thống tủ điện tổng (MSB), giúp bảo vệ mạng lưới điện toàn khu.
✔ Trạm biến áp & hệ thống phân phối điện: Đóng cắt mạch chính, bảo vệ biến áp và thiết bị điện.
✔ Ngành dầu khí, năng lượng tái tạo: ACB giúp bảo vệ hệ thống điện trong các nhà máy điện mặt trời, điện gió, trạm biến áp trung/hạ thế.
5. So sánh ACB với các loại máy cắt khác
Dưới đây là bảng so sánh ACB với MCCB và VCB – hai thiết bị đóng cắt phổ biến khác:
| Tiêu chí | ACB (Máy cắt không khí) | MCCB (Máy cắt khối) | VCB (Máy cắt chân không) |
|---|---|---|---|
| Môi trường dập hồ quang | Không khí | Nhựa dẻo | Chân không |
| Dải điện áp sử dụng | Hạ thế (≤ 1000V) | Hạ thế (≤ 1000V) | Trung thế (3.6kV – 40.5kV) |
| Khả năng đóng cắt | Cao, sử dụng trong hệ thống lớn | Trung bình, phù hợp với hệ thống nhỏ hơn | Rất cao, dùng cho lưới điện trung thế |
| Ứng dụng | Nhà máy, trạm biến áp, tủ điện tổng | Hệ thống điện dân dụng, công nghiệp vừa và nhỏ | Nhà máy điện, hệ thống điện trung thế |
| Giá thành | Trung bình – Cao | Rẻ hơn ACB | Cao hơn cả ACB và MCCB |
🔎 Kết luận:
- ACB phù hợp với hệ thống điện hạ thế công suất lớn, thường dùng trong tủ điện tổng.
- MCCB thường được sử dụng trong hệ thống nhỏ hơn, bảo vệ từng nhánh điện riêng lẻ.
- VCB chủ yếu được dùng trong hệ thống điện trung thế, nơi yêu cầu khả năng đóng cắt cao hơn.
6. Lựa chọn ACB phù hợp
Khi chọn ACB, cần xem xét các yếu tố sau:
✔ Dòng định mức (In): Chọn ACB có dòng điện phù hợp với tải sử dụng.
✔ Khả năng chịu dòng cắt ngắn mạch (Icu, Ics): Đảm bảo ACB có thể chịu được dòng ngắn mạch cao nhất trong hệ thống.
✔ Chế độ điều khiển: Chọn loại đóng cắt bằng tay, bằng điện hoặc tự động từ xa.
✔ Thương hiệu uy tín: Các thương hiệu ACB phổ biến gồm Schneider, ABB, Siemens, LS, Mitsubishi, Fuji Electric, Chint,…
7. Tổng kết
ACB (Air Circuit Breaker) là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện công nghiệp, giúp bảo vệ hệ thống khỏi quá tải, ngắn mạch và các sự cố điện khác. Với khả năng đóng cắt mạnh mẽ và độ tin cậy cao, ACB được ứng dụng rộng rãi trong tủ điện tổng, nhà máy, trung tâm thương mại và trạm biến áp. Khi lựa chọn ACB, cần cân nhắc về dòng định mức, khả năng chịu dòng cắt và thương hiệu uy tín để đảm bảo hệ thống điện hoạt động an toàn và hiệu quả.
