Circuit Breaker (Aptomat) là gì? Toàn tập về Thiết Bị Đóng Ngắt Mạch Điện

Circuit Breaker (CB), hay còn được gọi là Aptomat, là một thiết bị đóng cắt thiết yếu trong mọi hệ thống điện, từ dân dụng đến công nghiệp. Chức năng chính của nó là tự động ngắt mạch điện ngay lập tức khi phát hiện các sự cố nghiêm trọng như quá tải, ngắn mạch hoặc rò rỉ điện.

Nhờ vậy, CB bảo vệ an toàn cho toàn bộ hệ thống, các thiết bị điện đắt tiền và quan trọng nhất là an toàn của con người, ngăn ngừa hiệu quả các nguy cơ hỏng hóc và cháy nổ.

Định Nghĩa Chi Tiết Về Circuit Breaker (Aptomat)

Circuit Breaker (Aptomat) là một công tắc bảo vệ tự động, có nhiệm vụ ngắt mạch điện khi phát hiện dòng điện vượt quá mức an toàn (do quá tải, ngắn mạch) hoặc rò rỉ. Mục đích là để bảo vệ thiết bị điện và ngăn ngừa tai nạn, cháy nổ cho người sử dụng.

Về bản chất, Circuit Breaker là một công tắc tự động được thiết kế để bảo vệ mạch điện khỏi hư hỏng do dòng điện quá mức. Nó có khả năng hoạt động ở nhiều mức điện áp và cường độ dòng điện khác nhau.

Dải hoạt động của CB rất rộng, từ các hệ thống điện hạ thế (dưới 1kV) trong gia đình và văn phòng, đến điện trung thế (1-36kV) và điện cao thế (trên 36kV) trong công nghiệp nặng và truyền tải điện. Bạn có thể tìm hiểu thêm về sự khác biệt giữa các cấp điện áp để hiểu rõ hơn về bối cảnh ứng dụng của chúng.

Không giống như cầu chì (phải thay thế sau khi nổ), CB có thể được reset (đóng lại) thủ công hoặc tự động để khôi phục hoạt động bình thường sau khi sự cố đã được khắc phục.

Nguyên Lý Hoạt Động Cốt Lõi Của CB (Circuit Breaker)

CB hoạt động dựa trên hai cơ chế chính: bảo vệ nhiệt (dùng thanh lưỡng kim, ngắt chậm khi quá tải) và bảo vệ từ (dùng cuộn nam châm điện, ngắt tức thời khi ngắn mạch). Các loại CB chống giật (RCBO, ELCB) còn có thêm cơ chế phát hiện dòng rò để ngắt mạch.

Circuit Breaker phát hiện các điều kiện lỗi để ngắt mạch. Các cơ chế phát hiện phổ biến nhất ở hệ thống hạ thế bao gồm:

• Bảo vệ nhiệt (Quá tải): Sử dụng một thanh lưỡng kim. Khi dòng điện vượt mức cho phép trong một khoảng thời gian (quá tải), thanh kim loại này sẽ nóng lên, cong lại và kích hoạt cơ chế ngắt. Đây là cơ chế bảo vệ cho các trường hợp quá tải, được mô tả chi tiết trong các đường cong ngắt của rơ le quá tải.
• Bảo vệ từ (Ngắn mạch): Sử dụng một cuộn dây nam châm điện. Khi xảy ra ngắn mạch, dòng điện tăng vọt lên mức rất cao một cách đột ngột. Từ trường do cuộn dây tạo ra sẽ đủ mạnh để hút một pít-tông, kích hoạt cơ chế ngắt gần như tức thời để bảo vệ thiết bị.
• Bảo vệ rò rỉ (Chống giật): Các loại CB chuyên dụng như Aptomat chống giật (RCCB, ELCB) sẽ so sánh dòng điện đi và về. Nếu có sự chênh lệch (dòng điện bị rò rỉ xuống đất), CB sẽ ngắt ngay lập tức, bảo vệ an toàn cho con người.

Đối với các hệ thống điện áp cao, CB thường sử dụng các rơle bảo vệ quá dòng chuyên dụng và nguồn điện riêng để kích hoạt cơ chế ngắt.

Khi tiếp điểm của CB mở ra để ngắt dòng điện, một hồ quang điện (arc) sẽ xuất hiện. CB phải có cơ chế dập hồ quang này (bằng cách kéo dài, làm mát trong buồng dập hoặc ngắt trong môi trường chân không) để việc ngắt mạch diễn ra an toàn.

Các Loại Circuit Breaker Phổ Biến Hiện Nay

Các loại CB phổ biến được phân loại theo điện áp và kích thước, bao gồm: MCB (CB tép, dùng cho gia đình), MCCB (CB khối, dùng cho công nghiệp, tòa nhà), và ACB (Máy cắt không khí, dùng cho trạm biến áp, CB tổng). Ngoài ra còn có VCB (máy cắt chân không) cho điện trung thế.

CB được phân loại theo nhiều cách, nhưng phổ biến nhất là theo cấp điện áp và cấu tạo:

Phân loại theo điện áp Hạ thế (< 1kV)

CB hạ thế (<1kV) là phổ biến nhất, gồm MCB (dòng định mức 6-63A), MCCB (dòng 100-1600A), và ACB (dòng 800-6300A). Chúng bảo vệ các hệ thống điện dân dụng, thương mại và công nghiệp.

Đây là các loại CB phổ biến nhất trong dân dụng và thương mại/công nghiệp nhẹ.

• MCB (Miniature Circuit Breaker): Thường gọi là CB tép. Đây là loại nhỏ gọn, dòng định mức và dòng cắt thường thấp (ví dụ: 10-63A), dùng để bảo vệ cho các mạch nhánh riêng lẻ như chiếu sáng, ổ cắm trong gia đình, văn phòng.
• MCCB (Moulded Case Circuit Breaker): Thường gọi là CB khối. Đây là loại CB vỏ đúc, có dòng định mức và khả năng cắt lớn hơn MCB (ví dụ: 100-1600A), thường dùng làm CB tổng cho tủ điện phân phối trong tòa nhà, nhà máy công nghiệp.
• ACB (Air Circuit Breaker): Hay gọi là máy cắt không khí. Đây là loại CB lớn nhất trong hệ hạ thế, có dòng định mức cực lớn (ví dụ: 800-6300A). ACB thường được sử dụng làm CB tổng cho toàn bộ hệ thống (MSB) của một tòa nhà lớn hoặc một nhà máy. Bạn có thể xem hướng dẫn chi tiết về cách chọn máy cắt không khí ACB để hiểu rõ hơn.

Phân loại theo điện áp Trung thế (1-36kV)

CB trung thế (1-36kV) dùng cho lưới phân phối điện, bao gồm VCB (Máy cắt chân không) – loại phổ biến nhất, và Recloser (bộ tự động đóng lặp lại) cho đường dây trên không, LBS (Cầu dao cắt phụ tải).

• VCB (Vacuum Circuit Breaker): Máy cắt chân không, sử dụng môi trường chân không để dập hồ quang, có độ bền cao và khả năng cắt lớn (15-50kA).
• Recloser: Là bộ tự động đóng lặp lại, thường được lắp đặt trên lưới điện ngoài trời. Khi có sự cố thoáng qua, nó sẽ tự động ngắt và đóng lại sau một thời gian cài đặt.
• LBS (Load Break Switch): Cầu dao cắt phụ tải, dùng để đóng ngắt mạch điện khi có tải.

Bảng tóm tắt các loại CB hạ thế phổ biến:

Hướng Dẫn Chọn Và Sử Dụng Circuit Breaker An Toàn

Để chọn CB an toàn, hãy tuân thủ nguyên tắc: Dòng định mức CB (In) lớn hơn dòng làm việc của tải (IB) khoảng 20-25%. Ví dụ: Tải 10A, chọn CB 12A hoặc 15A. Đồng thời, dòng cắt ngắn mạch (kA) của CB phải lớn hơn dòng ngắn mạch dự kiến tại điểm lắp đặt.

Việc lựa chọn và lắp đặt CB đúng cách là yếu tố then chốt để đảm bảo an toàn.

Cách chọn CB theo công suất

Công thức tính nhanh dòng làm việc (IB) là IB = P / U (với P là công suất (W), U là điện áp (V)). Sau đó, chọn dòng định mức CB (In) > IB * 1.25. Ví dụ: thiết bị 2000W / 220V ≈ 9.09A, chọn CB In > 11.36A, tức là CB 12A hoặc 15A.

Nguyên tắc vàng là dòng định mức của CB (In) phải lớn hơn dòng làm việc tối đa của tải (IB) khoảng 20%-25%.

Công thức tính dòng làm việc (IB) cho thiết bị 1 pha:

IB = P / U

(Trong đó P là công suất thiết bị (W), U là điện áp (V)).

Ví dụ: Một thiết bị 2000W ở điện áp 220V.

• Dòng làm việc IB = 2000 / 220 ≈ 9.09A.
• Chọn dòng định mức CB (In) > 9.09A. Ta cộng thêm 20%: 9.09A * 1.2 = 10.9A.
• Ta chọn CB có dòng định mức tiêu chuẩn gần nhất và cao hơn, tức là CB 12A hoặc 15A.

Để dễ dàng hơn, bạn có thể tham khảo bảng chọn Aptomat theo công suất (kW) chi tiết của chúng tôi cho cả hệ 1 pha và 3 pha.

Ngoài ra, bạn cần nắm rõ các ký hiệu và thông số trên Aptomat (CB) như dòng cắt ngắn mạch (kA) để đảm bảo CB không bị hỏng khi có sự cố nghiêm trọng.

Các bước lắp đặt cơ bản

Quy trình 5 bước: 1. Ngắt hoàn toàn nguồn điện. 2. Gắn CB vào tủ/thanh ray. 3. Đấu dây NGUỒN vào cọc ‘LINE’ (thường ở trên). 4. Đấu dây TẢI vào cọc ‘LOAD’ (thường ở dưới). 5. Siết ốc thật chặt và kiểm tra bằng nút ‘Test’.

1. An toàn là trên hết: Luôn tắt nguồn điện tổng trước khi làm việc. Sử dụng dụng cụ bảo hộ cách điện.
2. Gắn CB: Gắn CB vào tủ điện hoặc thanh ray (DIN rail).
3. Đấu dây: Đấu dây nguồn (điện vào) vào cọc “Line” (hoặc L, 1, 3, 5). Đấu dây tải (thiết bị) vào cọc “Load” (hoặc T, 2, 4, 6).
4. Siết ốc: Đảm bảo siết chặt các ốc vít tiếp điểm để tránh move, phát nhiệt.
5. Kiểm tra: Đóng điện lại và nhấn nút “Test” trên CB (nếu có) để đảm bảo nó hoạt động.

Những Sai Lầm Phổ Biến Khi Dùng CB Và Cách Khắc Phục

Các lỗi thường gặp là: CB nhảy liên tục (do quá tải hoặc rò rỉ), CB bị nóng/cháy (do siết ốc không chặt, tiếp điểm lỏng), và không kiểm tra CB định kỳ (gây kẹt cơ cấu). Giải pháp là phân chia tải, siết chặt ốc, và nhấn nút ‘Test’ hàng tháng.

• Quá tải (CB nhảy liên tục): Sử dụng quá nhiều thiết bị công suất lớn (bếp từ, điều hòa, bình nóng lạnh) trên cùng một mạch.

  Giải pháp: Phân chia tải ra nhiều mạch nhánh, mỗi mạch có CB riêng. Nâng cấp CB có dòng định mức cao hơn (nếu dây dẫn cho phép).

• Lắp sai pha: Chọn CB 3 pha cho hệ 1 pha, hoặc đấu nối sai thứ tự pha.

  Giải pháp: Luôn kiểm tra kỹ hệ thống điện trước khi lắp. Đối với hệ thống 3 pha, có thể lắp thêm rơ le bảo vệ mất pha để tăng cường an toàn.

• Không kiểm tra định kỳ: Bỏ qua việc nhấn nút “Test” hàng tháng khiến cơ cấu cơ khí bị kẹt.

  Giải pháp: Tập thói quen nhấn nút “Test” hàng tháng. Đối với hệ thống lớn, cần thực hiện dịch vụ bảo trì hệ thống điện chuyên nghiệp.

• Cháy/nóng ở tiếp điểm: Do kết nối lỏng lẻo, siết ốc không chặt, gây move và phát nhiệt.

  Giải pháp: Kiểm tra, siết chặt lại các tiếp điểm định kỳ. Nếu đã quá nóng hoặc cháy đen, phải thay thế CB mới.

Các Thương Hiệu Sản Xuất Circuit Breaker Hàng Đầu

Theo dữ liệu thị trường 2024-2025, các thương hiệu CB hàng đầu và uy tín nhất tại Việt Nam bao gồm Schneider Electric (Pháp), Mitsubishi (Nhật Bản), LS (Hàn Quốc), Panasonic (Nhật Bản), và BTB Electric, mỗi hãng đều có thế mạnh riêng về độ bền, công nghệ và giá cả.

• Mitsubishi: Nổi tiếng với các dòng MCB, ELCB, RCBO. Độ nhạy cao, hoạt động bền bỉ trong nhiều môi trường.
• BTB Electric: Cung cấp giải pháp toàn diện từ MCB, MCCB đến RCCB. Đạt các chứng nhận quốc tế như UL, Intertek.
• Schneider Electric: Thương hiệu từ Pháp, cực kỳ phổ biến với các dòng MCB, MCCB. Nổi tiếng với độ bền và tuân thủ tiêu chuẩn khắt khe của châu Âu.
• Panasonic: Cung cấp các dòng MCB, RCBO, ELCB chất lượng cao với giá cả phải chăng, đạt chuẩn IEC 60947-2.
• LS (Cập nhật 2025): Thương hiệu mạnh từ Hàn Quốc, cung cấp đầy đủ các loại MCB, MCCB, ELCB với mức chiết khấu tốt cho các dự án.

Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ)

Các câu hỏi thường gặp bao gồm: ‘CB có thay thế cầu chì không?’ (Không hoàn toàn, tùy ứng dụng), ‘Tại sao CB nhảy liên tục?’ (Do quá tải hoặc rò rỉ), và ‘Chọn CB cho điều hòa thế nào?’ (Thường là 10A-15A cho máy 1-1.5HP).

CB có thay thế hoàn toàn cầu chì được không?

Không hoàn toàn. Mặc dù CB tiện lợi hơn (có thể reset) và ngắt nhanh hơn ở một số trường hợp, cầu chì vẫn có vai trò riêng trong việc bảo vệ các thiết bị điện tử siêu nhạy hoặc trong các ứng dụng yêu cầu dòng cắt rất lớn mà CB không đáp ứng được.

CB nhà tôi nhảy liên tục là bị gì?

Có hai nguyên nhân chính:

• Quá tải: Bạn đang dùng quá nhiều thiết bị cùng lúc.
• Rò rỉ hoặc ngắn mạch: Có một thiết bị nào đó bị hỏng hoặc đường dây bị chập.

Cách xử lý: Tắt bớt thiết bị. Nếu CB vẫn nhảy, hãy gọi thợ điện chuyên nghiệp để kiểm tra.

Chọn CB cho điều hòa (máy lạnh) như thế nào?

Một cách ước tính nhanh (tham khảo theo thị trường 2025):

• Điều hòa 1 – 1.5 HP (9000-12000 BTU): Dùng CB 10A hoặc 15A.
• Điều hòa 2 – 2.5 HP (18000-24000 BTU): Dùng CB 15A hoặc 20A.

Cập nhật mới nhất 2025 về thị trường CB là gì?

Các thương hiệu như LS và Schneider tiếp tục cập nhật bảng giá mới và tập trung vào các dòng sản phẩm có chứng nhận an toàn cao hơn, đáp ứng tiêu chuẩn phòng cháy chữa cháy ngày càng khắt khe, đặc biệt là các dòng CB tích hợp công nghệ giám sát thông minh (IoT).

Kết luận

Việc hiểu rõ và sử dụng thiết bị điện hiệu quả như Circuit Breaker là chìa khóa để bảo vệ hệ thống điện của bạn. Luôn ưu tiên việc lựa chọn CB đúng công suất, từ thương hiệu uy tín và kiểm tra định kỳ để đảm bảo an toàn tuyệt đối.