FUJI ELECTRIC 
CHAER 
HIVERO 
IDEC 
ILEC 
NATURAL 
INVT 
OMRONMáy cắt không khí ACB Fuji Electric – Giải pháp bảo vệ hệ thống điện công suất lớn
Máy cắt không khí ACB là một trong những thiết bị đóng cắt quan trọng nhất trong các tủ điện tổng, nhà máy, trung tâm thương mại và các công trình quy mô lớn. Vậy thiết bị này hoạt động như thế nào, có những ưu điểm gì và vì sao Fuji Electric lại được nhiều doanh nghiệp tin tưởng lựa chọn? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.
Máy cắt không khí ACB là gì?
Máy cắt không khí ACB (Air Circuit Breaker) là thiết bị đóng cắt điện hạ thế sử dụng môi trường không khí để dập tắt hồ quang điện phát sinh trong quá trình ngắt mạch. Thiết bị được thiết kế để bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố như quá tải, ngắn mạch, sụt áp hoặc chạm đất.
Khác với MCCB thường sử dụng cho các nhánh tải có dòng điện vừa và nhỏ, ACB được lắp đặt tại vị trí đầu nguồn của hệ thống điện, nơi chịu dòng điện rất lớn. Chính vì vậy, thiết bị phải đáp ứng yêu cầu cao về khả năng cắt ngắn mạch, độ ổn định cũng như độ bền cơ khí trong thời gian dài.
Trong các nhà máy sản xuất, trung tâm dữ liệu, bệnh viện, sân bay hay trung tâm thương mại, máy cắt không khí ACB gần như là thiết bị không thể thiếu trong tủ điện tổng.
Cấu tạo của máy cắt không khí ACB
Các bộ phận chính của máy cắt không khí ACB bao gồm:
- Trạm đấu nối của mạch điều khiển: Là vị trí tập trung các đầu nối tín hiệu điều khiển, giúp kết nối ACB với tủ điện hoặc hệ thống điều khiển tự động.
- Đấu nối mạch điều khiển: Tiếp nhận nguồn điều khiển và truyền tín hiệu đến các cơ cấu đóng, cắt hoặc bảo vệ.
- Công tắc phụ: Cung cấp tín hiệu trạng thái đóng hoặc mở của máy cắt đến hệ thống giám sát và điều khiển.
- Thiết bị cắt mạch song song, cuộn đóng: Tạo lực điện từ để thực hiện thao tác đóng máy cắt từ xa khi có tín hiệu điều khiển.
- Rơ le ngắt máy điện tử: Là bộ phận quan trọng giúp phát hiện các sự cố như quá tải, ngắn mạch, chạm đất và phát lệnh cắt mạch kịp thời.
- Mặt che trước: Bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi tác động từ môi trường, đồng thời là nơi bố trí các nút thao tác và hiển thị trạng thái hoạt động.
- Cơ cấu đóng: Thực hiện việc đóng tiếp điểm chính, đưa dòng điện đi qua thiết bị.
- Cơ cấu nhả: Khi nhận tín hiệu từ bộ bảo vệ, cơ cấu này sẽ giải phóng lò xo để mở tiếp điểm và ngắt mạch.
- Cơ cấu sạc: Có nhiệm vụ nạp năng lượng cho lò xo đóng bằng tay hoặc bằng động cơ điện, giúp ACB luôn sẵn sàng vận hành.
- Lò xo đóng: Tích trữ năng lượng cơ học để thực hiện thao tác đóng máy cắt với tốc độ nhanh và ổn định.
- Cơ cấu kéo ra: Cho phép đưa ACB ra khỏi đế cách ly để kiểm tra, bảo dưỡng hoặc thay thế mà không cần tháo toàn bộ tủ điện.
- Đế cách ly: Là phần cố định của ACB, giúp kết nối với hệ thống thanh cái và đảm bảo an toàn điện trong quá trình vận hành.
- Buồng dập hồ quang: Có nhiệm vụ dập tắt hồ quang điện sinh ra khi ngắt dòng điện lớn, hạn chế cháy nổ và bảo vệ tiếp điểm.
- Tiếp điểm động chính: Di chuyển để thực hiện quá trình đóng và cắt dòng điện.
- Tiếp điểm cố định chính: Kết hợp với tiếp điểm động tạo thành đường dẫn dòng điện chính.
- Thanh dẫn phía dây: Kết nối nguồn điện từ hệ thống vào máy cắt.
- Thanh dẫn phía tải: Truyền dòng điện từ ACB đến các phụ tải hoặc các tủ điện phân phối.
- Lò xo tiếp xúc: Duy trì áp lực tiếp xúc ổn định giữa các tiếp điểm, giúp giảm điện trở tiếp xúc và hạn chế phát nhiệt.
- Biến dòng (CT): Đo dòng điện thực tế chạy qua ACB và truyền tín hiệu đến bộ bảo vệ điện tử để phân tích.
- Cuộn dây cảm biến dòng: Hỗ trợ giám sát dòng điện, giúp phát hiện nhanh các bất thường trong hệ thống.
- Lưới bảo vệ: Ngăn chặn các vật thể bên ngoài xâm nhập vào khu vực đóng cắt, đồng thời tăng độ an toàn cho người vận hành.
- Mạch nối: Liên kết các bộ phận bên trong thiết bị, đảm bảo tín hiệu điều khiển và dòng điện được truyền dẫn chính xác.
Cấu tạo bên ngoài của máy cắt không khí ACB
Các bộ phận bên ngoài của máy cắt không khí ACB gồm:
- Buồng dập hồ quang: Là bộ phận hỗ trợ dập tắt hồ quang điện phát sinh trong quá trình đóng cắt, góp phần bảo vệ tiếp điểm và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
- Đấu nối mạch điều khiển: Nơi kết nối các dây tín hiệu điều khiển từ hệ thống giám sát hoặc tủ điều khiển đến máy cắt.
- Khóa: Cho phép khóa cơ khí máy cắt nhằm ngăn chặn thao tác đóng hoặc cắt ngoài ý muốn trong quá trình bảo trì, sửa chữa.
- Rơ le ngắt máy: Giám sát các thông số điện và tự động phát lệnh cắt khi phát hiện sự cố như quá tải, ngắn mạch hoặc chạm đất.
- Cần nạp điện: Dùng để nạp năng lượng cho lò xo đóng bằng thao tác thủ công trong trường hợp không sử dụng mô tơ nạp điện.
- Nút ON: Thực hiện thao tác đóng máy cắt, đưa thiết bị vào trạng thái cấp điện cho hệ thống.
- Nút OFF: Dùng để ngắt máy cắt, cắt nguồn điện đến phụ tải khi cần thao tác hoặc xử lý sự cố.
- Bộ hiển thị ON/OFF: Hiển thị rõ trạng thái hiện tại của máy cắt đang ở chế độ đóng hay mở, giúp người vận hành quan sát nhanh.
- Bộ hiển thị nạp điện: Cho biết lò xo đóng đã được nạp đủ năng lượng hay chưa, từ đó xác định khả năng sẵn sàng đóng mạch của thiết bị.
- Lỗ hổng cho cơ cấu kéo: Là vị trí kết nối với tay quay hoặc cơ cấu kéo, hỗ trợ đưa ACB vào hoặc ra khỏi đế cách ly một cách an toàn.
- Cái móc khóa: Cho phép gắn khóa an toàn nhằm cố định trạng thái của máy cắt trong quá trình kiểm tra hoặc bảo dưỡng.
- Bộ hiển thị vị trí: Hiển thị chính xác vị trí của ACB như vị trí làm việc (Connected), vị trí thử nghiệm (Test) hoặc vị trí tách rời (Disconnected).
- Bộ đếm: Ghi nhận tổng số lần đóng cắt của máy cắt, giúp đơn vị vận hành theo dõi tuổi thọ và lập kế hoạch bảo trì định kỳ.
- Tay vịn mở rộng: Hỗ trợ quá trình kéo, lắp đặt hoặc tháo máy cắt khỏi tủ điện thuận tiện và an toàn hơn.
- Lỗ hổng cố định vị trí: Được sử dụng để cố định ACB tại vị trí mong muốn trong quá trình lắp đặt hoặc bảo dưỡng, đảm bảo thiết bị không bị dịch chuyển.
Cơ chế nhả của máy cắt không khí ACB
Cơ chế nhả là bộ phận quan trọng giúp máy cắt không khí ACB tự động ngắt nguồn khi phát hiện sự cố trên hệ thống điện. Bộ phận này hoạt động dựa trên sự phối hợp giữa chốt giữ từ, rơ le bảo vệ và mạch điều khiển để đảm bảo thiết bị phản ứng nhanh và chính xác.
Trong quá trình vận hành, biến dòng (CT) liên tục giám sát dòng điện chạy qua máy cắt. Khi xuất hiện hiện tượng quá tải, ngắn mạch hoặc các sự cố bất thường khác, CT sẽ truyền tín hiệu đến bộ bảo vệ điện tử. Sau khi phân tích và xác định lỗi, bộ điều khiển sẽ phát lệnh đến cơ cấu nhả để giải phóng chốt giữ, khiến tiếp điểm chính mở ra và ngắt mạch điện.
Đối với các dòng máy cắt không khí ACB hiện đại như Fuji Electric, người dùng có thể cài đặt các thông số bảo vệ như dòng tác động hoặc thời gian cắt ngay trên bộ điều khiển. Điều này giúp thiết bị đáp ứng linh hoạt với nhiều điều kiện vận hành khác nhau, đồng thời nâng cao độ an toàn cho toàn bộ hệ thống điện.
Các phụ kiện đi kèm máy cắt không khí ACB
Để đáp ứng nhiều yêu cầu vận hành và tự động hóa, máy cắt không khí ACB có thể được trang bị thêm nhiều phụ kiện hỗ trợ. Mỗi phụ kiện đều có chức năng riêng, giúp nâng cao hiệu quả sử dụng và khả năng bảo vệ của thiết bị.
- Motor Drive (MD): Bộ truyền động bằng mô tơ, tự động nạp năng lượng cho lò xo đóng, giảm thao tác thủ công và tăng tốc độ vận hành.
- Closing Coil (CC): Cuộn đóng điện từ, cho phép đóng máy cắt từ xa thông qua tín hiệu điều khiển.
- Shunt Trip (SHT): Thiết bị cắt từ xa khi nhận tín hiệu điều khiển, thường được kết hợp với công tắc phụ (AX) để nâng cao khả năng điều khiển và giám sát.
- Under Voltage Trip (UVT): Bộ bảo vệ thấp áp, tự động ngắt máy cắt khi điện áp nguồn giảm xuống dưới ngưỡng cài đặt nhằm bảo vệ thiết bị và tải.
- Auxiliary Switch (AX): Công tắc phụ dùng để gửi tín hiệu trạng thái đóng hoặc mở của ACB đến hệ thống điều khiển, PLC hoặc BMS.
- Mechanical Interlock (MI): Khóa liên động cơ khí giúp ngăn chặn việc đóng đồng thời nhiều máy cắt. Phụ kiện này thường được sử dụng trong hệ thống chuyển nguồn ATS nhằm đảm bảo an toàn khi vận hành. Khi kết hợp với liên động điện, khả năng bảo vệ và độ tin cậy của hệ thống sẽ được nâng cao đáng kể.
Nguyên lý hoạt động của máy cắt không khí ACB
Trong điều kiện vận hành bình thường, dòng điện đi qua tiếp điểm của ACB để cấp nguồn cho toàn bộ tải.
Khi xuất hiện sự cố như dòng điện vượt quá ngưỡng cài đặt hoặc xảy ra ngắn mạch, bộ bảo vệ điện tử sẽ nhận biết chỉ trong thời gian rất ngắn và kích hoạt cơ cấu nhả.
Tiếp điểm chính mở ra, hồ quang điện xuất hiện giữa hai tiếp điểm nhưng ngay lập tức được dẫn vào buồng dập hồ quang. Tại đây, hồ quang bị chia thành nhiều đoạn nhỏ và nhanh chóng bị triệt tiêu nhờ môi trường không khí.
Nhờ cơ chế này, máy cắt không khí ACB vừa đảm bảo an toàn cho thiết bị, vừa hạn chế ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống điện.
Những ứng dụng phổ biến của máy cắt không khí ACB
Máy cắt không khí ACB thường được lắp đặt trong các vị trí quan trọng của hệ thống điện như:
- Tủ điện tổng MSB.
- Nhà máy sản xuất.
- Trung tâm thương mại.
- Cao ốc văn phòng.
- Khách sạn.
- Bệnh viện.
- Trung tâm dữ liệu.
- Hệ thống điện năng lượng tái tạo.
- Trạm phân phối điện hạ thế.
Nhờ khả năng bảo vệ mạnh mẽ, ACB luôn đóng vai trò là lớp bảo vệ đầu tiên cho toàn bộ hệ thống điện.
Cách lựa chọn máy cắt không khí ACB phù hợp
Việc lựa chọn máy cắt không khí ACB không chỉ dựa vào giá thành mà còn phải phù hợp với đặc điểm của hệ thống điện. Một thiết bị được lựa chọn đúng sẽ giúp hệ thống vận hành ổn định, giảm nguy cơ sự cố và tiết kiệm chi phí bảo trì trong nhiều năm sử dụng.
Dưới đây là những tiêu chí quan trọng cần quan tâm khi lựa chọn máy cắt không khí ACB.
Chọn theo dòng điện định mức
Dòng điện định mức là thông số đầu tiên cần xác định. Giá trị này phải lớn hơn hoặc bằng dòng tải thực tế để đảm bảo máy cắt không bị quá tải trong quá trình vận hành.
Các mức dòng phổ biến của ACB gồm:
- 630A
- 800A
- 1000A
- 1250A
- 1600A
- 2000A
- 2500A
- 3200A
- 4000A
- 5000A
- 6300A
Việc lựa chọn đúng dòng điện định mức không chỉ giúp tăng tuổi thọ thiết bị mà còn đảm bảo khả năng bảo vệ khi xảy ra sự cố.
Khả năng cắt ngắn mạch
Khả năng cắt ngắn mạch (Icu hoặc Ics) thể hiện giới hạn dòng sự cố mà ACB có thể ngắt an toàn.
Nếu hệ thống có dòng ngắn mạch lớn nhưng sử dụng ACB có khả năng cắt thấp, thiết bị có thể bị hư hỏng khi xảy ra sự cố. Vì vậy, cần tính toán dòng ngắn mạch tại điểm lắp đặt trước khi lựa chọn.
Kiểu lắp đặt
Máy cắt không khí ACB hiện nay có hai dạng chính:
- Fixed Type (loại cố định): Lắp trực tiếp vào tủ điện, phù hợp với các hệ thống ít cần bảo trì hoặc thay thế.
- Draw-out Type (loại kéo rút): Có thể đưa máy cắt ra khỏi đế mà không cần tháo dây dẫn, thuận tiện cho việc kiểm tra, bảo dưỡng và thay thế.
Đối với các nhà máy sản xuất hoặc công trình yêu cầu vận hành liên tục, loại kéo rút thường được ưu tiên nhờ giảm thời gian dừng hệ thống.
Bộ bảo vệ điện tử
Nên ưu tiên các dòng máy cắt không khí ACB sử dụng bộ trip điện tử vì có thể cài đặt linh hoạt các thông số như:
- Bảo vệ quá tải.
- Bảo vệ ngắn mạch.
- Bảo vệ chạm đất.
- Bảo vệ thấp áp.
- Thời gian tác động.
Điều này giúp hệ thống hoạt động ổn định hơn so với các dòng sử dụng bộ bảo vệ cơ truyền thống.
Một số máy cắt không khí ACB Fuji
BT3-6300X/35000E 3P 5000A 120kA – Máy cắt ACB Fuji
BT3-4000HX/44000E 4P 4000A 100kA – Máy cắt ACB Fuji
BT3-4000X/44000E 4P 4000A 85kA – Máy cắt ACB Fuji
Những lưu ý khi lắp đặt và sử dụng máy cắt không khí ACB
Để máy cắt không khí ACB hoạt động ổn định và phát huy tối đa hiệu quả bảo vệ, quá trình lắp đặt và vận hành cần tuân thủ một số nguyên tắc quan trọng.
- Lựa chọn đúng dòng điện và khả năng cắt phù hợp với hệ thống.
- Kiểm tra lực siết của các đầu nối trước khi đưa vào vận hành.
- Thực hiện thử nghiệm đóng cắt sau khi lắp đặt.
- Kiểm tra định kỳ bộ tiếp điểm và buồng dập hồ quang.
- Vệ sinh thiết bị theo khuyến nghị của nhà sản xuất.
- Kiểm tra hoạt động của bộ trip điện tử và các phụ kiện đi kèm.
- Thay thế linh kiện khi có dấu hiệu mòn hoặc hư hỏng.
Việc bảo trì định kỳ không chỉ giúp kéo dài tuổi thọ của máy cắt mà còn giảm thiểu nguy cơ gián đoạn sản xuất do sự cố điện bất ngờ.
Kết luận
Máy cắt không khí ACB là thiết bị đóng cắt và bảo vệ quan trọng trong các hệ thống điện hạ thế công suất lớn. Với khả năng phát hiện nhanh các sự cố như quá tải, ngắn mạch, chạm đất và tự động ngắt mạch, ACB góp phần bảo vệ thiết bị, giảm thiểu rủi ro và duy trì hoạt động ổn định cho toàn bộ hệ thống.
Trong số các thương hiệu hiện nay, Fuji Electric được nhiều doanh nghiệp và đơn vị thi công lựa chọn nhờ chất lượng ổn định, độ bền cao cùng khả năng đáp ứng linh hoạt nhiều yêu cầu kỹ thuật. Việc lựa chọn đúng model máy cắt không khí ACB ngay từ đầu không chỉ giúp tối ưu hiệu quả đầu tư mà còn đảm bảo an toàn cho hệ thống điện trong suốt quá trình vận hành.
Công ty CP Sản xuất và Thương Mại Thiết Bị Điện Tiến Duy (Duy Tiến, TIENDUY.,JSC)
- Trụ sở: LK 458 DV 12 Đìa Lão, Kiến Hưng, Hà Đông, Hà Nội
- Mã số thuế: 0107474563
- Website công ty: tienduy.vn
- Email: salestienduy@gmail.com
- Shopee: Tiến Duy
Xem thêm các bài viết liên quan:
