Trong quá trình lựa chọn MCB, MCCB hay các thiết bị đóng cắt cho hệ thống điện, ngoài dòng định mức như 16A, 20A, 32A hay 63A, người dùng thường bắt gặp những thông số như 4.5kA, 6kA, 10kA, 25kA hoặc 36kA. Đây chính là những thông số liên quan đến khả năng cắt dòng ngắn mạch của thiết bị.
Vậy dòng cắt ngắn mạch là gì, Icu, Ics và Icw có ý nghĩa như thế nào? Nhà ở nên chọn CB 6kA hay 10kA? Trong bài viết dưới đây, Công ty TNHH Đầu tư Thương mại Dịch vụ Đức Vinh sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết để lựa chọn thiết bị đóng cắt phù hợp và an toàn hơn cho hệ thống điện.
Dòng cắt ngắn mạch là gì?
Dòng cắt ngắn mạch là mức dòng điện sự cố lớn mà thiết bị đóng cắt như MCB, MCCB hoặc ACB có khả năng ngắt an toàn khi xảy ra hiện tượng ngắn mạch.
Ngắn mạch xảy ra khi hai điểm có điện thế khác nhau, chẳng hạn dây pha và dây trung tính hoặc hai pha, tiếp xúc trực tiếp với nhau trong điều kiện điện trở rất thấp. Khi đó, dòng điện có thể tăng lên rất nhanh, cao gấp nhiều lần dòng tải thông thường.
Ví dụ, một MCB sử dụng cho mạch điện chỉ có dòng định mức 20A nhưng khi ngắn mạch, dòng sự cố tại vị trí đó có thể lên tới hàng nghìn ampere. Vì vậy, CB phải có khả năng ngắt được dòng điện lớn này trước khi dây dẫn và thiết bị điện bị hư hỏng nghiêm trọng.
Thông số dòng cắt thường được thể hiện bằng:
- 4500A tương đương 4.5kA
- 6000A tương đương 6kA
- 10kA
- 15kA
- 25kA
- 36kA
- 50kA hoặc cao hơn
Khả năng cắt cụ thể còn phụ thuộc vào loại CB, tiêu chuẩn áp dụng và điện áp vận hành của thiết bị. Một mẫu CB có thể có mức khả năng cắt khác nhau ở các cấp điện áp khác nhau.
Vì sao cần quan tâm đến dòng cắt ngắn mạch?
Lựa chọn đúng dòng cắt là một trong những yếu tố quan trọng để bảo vệ hệ thống điện khi xảy ra sự cố.
Nếu CB có khả năng cắt thấp hơn dòng ngắn mạch dự kiến tại điểm lắp đặt, khi xảy ra sự cố, thiết bị có thể không ngắt được dòng điện một cách an toàn. Điều này làm tăng nguy cơ:
- Cháy hoặc hư hỏng CB
- Nóng chảy dây dẫn
- Hỏng thiết bị điện
- Phóng hồ quang điện
- Cháy tủ điện
- Mất an toàn cho người sử dụng
Do đó, một trong những nguyên tắc cơ bản khi lựa chọn thiết bị là:
Khả năng cắt của CB phải bằng hoặc lớn hơn dòng ngắn mạch dự kiến tại vị trí lắp đặt.
Không nên chỉ dựa vào dòng tải để chọn CB.
Phân biệt In, Icu, Ics và Icw
Khi đọc catalogue hoặc thông số trên MCB, MCCB, người dùng rất dễ nhầm lẫn giữa các ký hiệu. Dưới đây là bốn thông số thường gặp.
In – Dòng điện định mức
In là dòng điện mà CB được thiết kế để mang trong điều kiện vận hành bình thường.
Ví dụ CB C20 có dòng định mức khoảng 20A.
Thông số 20A không có nghĩa CB chỉ có khả năng ngắt dòng 20A. Khi ngắn mạch, CB có thể phải xử lý dòng điện lên tới hàng nghìn ampere.
Icu – Khả năng cắt ngắn mạch cực đại
Icu – Ultimate Short-Circuit Breaking Capacity là khả năng cắt ngắn mạch cực đại được nhà sản xuất công bố cho CB tại một điện áp vận hành xác định.
Theo IEC 60947-2, Icu được biểu thị bằng dòng ngắn mạch dự kiến tính theo kA tại điện áp tương ứng.
Ví dụ:
Một MCCB có:
Icu = 25kA tại 400V
có nghĩa thiết bị được thiết kế để có khả năng cắt dòng ngắn mạch cực đại 25kA theo điều kiện thử nghiệm của tiêu chuẩn ở cấp điện áp tương ứng.
Ics – Khả năng cắt ngắn mạch làm việc
Ics – Service Short-Circuit Breaking Capacity thể hiện khả năng cắt ngắn mạch làm việc của CB.
Ics thường được thể hiện bằng phần trăm của Icu như:
- Ics = 50% Icu
- Ics = 75% Icu
- Ics = 100% Icu
Ví dụ:
Icu = 20kA
Ics = 75% Icu
Khi đó Ics tương ứng khoảng 15kA.
IEC 60947-2 quy định Ics có thể được công bố bằng kA hoặc theo tỷ lệ phần trăm của Icu.
Icw – Dòng chịu đựng ngắn hạn
Icw – Short-Time Withstand Current là mức dòng ngắn mạch mà thiết bị có thể chịu được trong một khoảng thời gian xác định mà không bị hư hỏng vượt quá giới hạn cho phép.
Thông số này thường quan trọng đối với các hệ thống phân phối điện công nghiệp, đặc biệt trong bài toán phối hợp bảo vệ giữa các CB.
Ví dụ một số ACB công nghiệp có thể công bố Icw tại thời gian 1 giây.
Dòng cắt 4.5kA, 6kA và 10kA có nghĩa là gì?
Đây là những mức thường gặp trên MCB.
Dòng cắt 4.5kA
4.5kA tương đương khoảng 4.500A.
Loại này thường xuất hiện trên một số MCB sử dụng trong hệ thống điện có dòng ngắn mạch dự kiến không quá cao.
Dòng cắt 6kA
6kA tương đương 6.000A.
Đây là mức khá phổ biến trên nhiều dòng MCB sử dụng trong hệ thống điện dân dụng và thương mại nhỏ.
Dòng cắt 10kA
10kA tương đương 10.000A.
MCB 10kA có khả năng xử lý dòng ngắn mạch cao hơn loại 6kA và thường được cân nhắc tại những vị trí có mức dòng sự cố lớn hơn.
Tuy nhiên, không nên hiểu rằng cứ chọn CB có dòng cắt càng cao thì hệ thống càng tốt. Việc lựa chọn phải dựa trên đặc điểm nguồn điện, vị trí lắp đặt và dòng ngắn mạch dự kiến.
Cách chọn dòng cắt ngắn mạch phù hợp
Để lựa chọn chính xác, cần xác định hoặc tính toán dòng ngắn mạch tại vị trí đặt CB.
Dòng ngắn mạch chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như:
- Công suất máy biến áp
- Trở kháng máy biến áp
- Điện áp hệ thống
- Khoảng cách từ máy biến áp đến tủ điện
- Tiết diện và chiều dài dây cáp
- Tổng trở hệ thống
- Vị trí lắp CB trong mạng điện
CB đặt càng gần nguồn có công suất lớn thì dòng ngắn mạch dự kiến thường có xu hướng cao hơn.
Chọn dòng cắt cho nhà ở
Với mạng điện dân dụng thông thường, MCB 4.5kA hoặc 6kA thường được gặp khá phổ biến.
Tuy nhiên không nên áp dụng máy móc rằng mọi ngôi nhà đều chỉ cần CB 6kA.
Đối với nhà ở gần trạm biến áp, công trình lớn hoặc hệ thống có đặc điểm nguồn khác biệt, dòng ngắn mạch thực tế có thể cao hơn. Khi đó cần xem xét CB có khả năng cắt 10kA hoặc mức phù hợp theo tính toán.
Chọn cho cửa hàng và văn phòng
Các công trình thương mại thường có nhiều thiết bị điện hoạt động đồng thời như:
- Máy lạnh
- Hệ thống chiếu sáng
- Máy tính
- Máy bơm
- Thiết bị bếp
- Máy móc công suất nhỏ
Tùy hệ thống cấp điện, có thể sử dụng MCB hoặc MCCB với khả năng cắt phù hợp. Không nên lựa chọn chỉ dựa vào tổng công suất tải.
Chọn cho nhà xưởng và tủ điện công nghiệp
Trong hệ thống điện công nghiệp, dòng ngắn mạch có thể cao hơn nhiều so với hệ thống dân dụng.
MCCB thường có các mức Icu như:
10kA, 15kA, 25kA, 36kA, 50kA, 65kA hoặc cao hơn tùy dòng sản phẩm và điện áp làm việc.
Với hệ thống lớn, kỹ sư cần tính toán dòng ngắn mạch và phối hợp bảo vệ trước khi lựa chọn MCB, MCCB hoặc ACB.
Ví dụ cách chọn dòng cắt CB
Giả sử tại một tủ điện, dòng ngắn mạch tính toán tại điểm lắp CB là:
7.5kA
Nếu lựa chọn CB chỉ có khả năng cắt:
Icu = 6kA
thì mức này thấp hơn dòng sự cố dự kiến và không phải lựa chọn phù hợp.
Trong trường hợp này cần lựa chọn CB có khả năng cắt lớn hơn mức 7.5kA, chẳng hạn 10kA hoặc mức cao hơn tùy thiết kế và yêu cầu kỹ thuật.
Đây cũng là lý do không nên mặc định sử dụng MCB 6kA cho mọi công trình.
Cách đọc thông số dòng cắt trên MCB
Ví dụ trên một MCB có các ký hiệu:
C20 – 6000
Có thể hiểu đơn giản:
- C: Đặc tính tác động loại C
- 20: Dòng định mức khoảng 20A
- 6000: Khả năng cắt ngắn mạch theo thông số áp dụng là 6.000A
Một số sản phẩm đạt nhiều tiêu chuẩn có thể có khả năng cắt khác nhau tùy tiêu chuẩn và điện áp. Ví dụ một MCB Schneider có thể được công bố 6.000A theo IEC/EN 60898-1 trong một điều kiện, trong khi thông số Icu theo IEC/EN 60947-2 có thể khác tùy điện áp vận hành.
Vì vậy khi thiết kế hệ thống chuyên nghiệp, nên xem đầy đủ catalogue của nhà sản xuất thay vì chỉ đọc một con số in trên mặt CB.
Một số sai lầm khi chọn dòng cắt ngắn mạch
Sai lầm phổ biến nhất là nhầm giữa dòng định mức và dòng cắt.
Ví dụ:
CB 20A – 6kA không có nghĩa thiết bị sử dụng cho tải 6.000A. Trong đó 20A liên quan đến dòng tải định mức, còn 6kA liên quan đến khả năng xử lý sự cố ngắn mạch.
Ngoài ra, người dùng cũng nên tránh:
- Chọn CB chỉ dựa vào công suất thiết bị
- Mặc định nhà ở luôn dùng 4.5kA hoặc 6kA
- Luôn chọn dòng cắt cao nhất mà không xem xét chi phí và thiết kế
- Không kiểm tra điện áp tương ứng với thông số Icu
- Không tính toán dòng ngắn mạch cho tủ điện công nghiệp
- Sử dụng thiết bị không rõ nguồn gốc hoặc thiếu thông số kỹ thuật
Dòng cắt càng lớn có phải càng tốt?
Xét riêng về khả năng xử lý dòng ngắn mạch, CB có Icu cao hơn có khả năng làm việc ở hệ thống có dòng sự cố lớn hơn.
Tuy nhiên, điều đó không đồng nghĩa mọi công trình đều cần mua CB có Icu thật cao.
Ví dụ nếu hệ thống chỉ yêu cầu khả năng cắt 6kA nhưng người dùng lựa chọn MCCB 50kA, thiết bị có thể làm tăng chi phí mà không mang lại lợi ích tương xứng.
Mục tiêu đúng là:
Chọn khả năng cắt đáp ứng dòng ngắn mạch dự kiến và yêu cầu thiết kế của hệ thống.
Mua MCB, MCCB và thiết bị đóng cắt tại Đức Vinh
Việc lựa chọn đúng dòng cắt không chỉ giúp hệ thống hoạt động ổn định mà còn góp phần giảm nguy cơ hư hỏng thiết bị khi xảy ra sự cố.
Công ty TNHH Đầu tư Thương mại Dịch vụ Đức Vinh cung cấp các giải pháp và thiết bị điện phục vụ hệ thống điện dân dụng, thương mại và công nghiệp. Khách hàng có nhu cầu lựa chọn MCB, MCCB, thiết bị đóng cắt hoặc thiết bị tủ điện có thể liên hệ Đức Vinh để được tư vấn theo nhu cầu thực tế của công trình.
Thông tin liên hệ Đức Vinh
- Công ty: Công ty TNHH Đầu tư Thương mại Dịch vụ Đức Vinh
- Địa chỉ: Số 7, Đường 13, Khu Phố 1, Phường Bình Trưng, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
- Văn phòng giao dịch: 476/22 Tân Kỳ Tân Quý, P. Tân Sơn Nhì, TP. HCM
- MST: 0317358651
- Hotline: 0983 165 054 – 0916 166 062 – 0987 659 043
Câu hỏi thường gặp về dòng cắt ngắn mạch
CB 6kA có nghĩa là gì?
CB 6kA có mức khả năng cắt ngắn mạch tương ứng 6.000A theo điều kiện và tiêu chuẩn mà nhà sản xuất công bố.
MCB 6kA và 10kA nên chọn loại nào?
Cần căn cứ vào dòng ngắn mạch dự kiến tại vị trí lắp đặt. Nếu dòng sự cố có thể vượt 6kA thì cần chọn khả năng cắt cao hơn phù hợp với thiết kế.
Icu và In có giống nhau không?
Không. In là dòng định mức của CB trong vận hành bình thường, còn Icu là khả năng cắt dòng ngắn mạch cực đại theo điều kiện quy định.
Nhà ở nên dùng dòng cắt bao nhiêu?
MCB 4.5kA và 6kA thường gặp trong hệ thống dân dụng, nhưng mức lựa chọn cuối cùng phải phù hợp với dòng ngắn mạch dự kiến và điều kiện hệ thống điện thực tế.
Có nên luôn chọn CB có Icu càng lớn càng tốt?
Không nhất thiết. CB cần có khả năng cắt đủ lớn so với dòng ngắn mạch dự kiến, đồng thời phù hợp với thiết kế, điều kiện vận hành và ngân sách.
Kết luận
Hiểu đúng dòng cắt ngắn mạch là gì giúp người dùng tránh nhầm lẫn giữa dòng tải và khả năng bảo vệ của CB. Khi lựa chọn MCB hoặc MCCB, ngoài dòng định mức In, cần quan tâm đến Icu, Ics, điện áp làm việc và dòng ngắn mạch dự kiến tại vị trí lắp đặt.
Đối với hệ thống điện dân dụng đơn giản, các mức 4.5kA hoặc 6kA có thể thường xuyên được sử dụng. Tuy nhiên, với nhà xưởng, tủ điện công nghiệp hoặc những vị trí gần nguồn điện lớn, cần tính toán kỹ trước khi chọn thiết bị.
Nếu chưa xác định nên sử dụng MCB 6kA, 10kA hay MCCB có Icu 25kA, 36kA hoặc cao hơn, khách hàng có thể liên hệ Đức Vinh để được tư vấn thiết bị phù hợp với nhu cầu sử dụng và đặc điểm hệ thống điện.