kt

1. 21/03/2017
1
CHƯƠNG 3: §2
CIRCUIT BREAKER
1. KHÁI NIỆM CHUNG
CB là khí cụ điện được đóng bằng tay, đóng từ
xa; và khi ngắt có thể bằng tay hoặc tự động. Tín
hiệu ngắt CB thường là các tín hiệu bảo vệ: quá
tải, ngắn mạch, điện áp thấp, công suất ngược, ...
2. CÁC YÊU CẦU
+ Chế độ làm việc của CB phải là chế độ dài
hạn, có nghĩa là với giá trị dòng định mức thì CB
làm việc lâu bao nhiêu cũng được. Mặt khác,
mạch dòng điện của CB phải chịu được xung
dòng lớn (trường hợp ngắn mạch) khi tiếp
điểm của nó đã đóng hay đang đóng.
+ CB phải ngắt được giá trị dòng ngắn mạch
lớn (có thể lên đến vài chục kA); và sau khi cắt
dòng ngắn mạch, CB vẫn phải đảm bảo làm việc
bình thường.
2. CÁC YÊU CẦU
+ CB phải có thời gian ngắt bé để nâng cao
được tính ổn định nhiệt và ổn định lực điện
động của các thiết bị điện; đối với CB, tùy theo
chức năng của nó mà có một hoặc nhiều cơ cấu
ngắt khác nhau.
3. PHÂN LOẠI
Dựa vào kết cấu, người ta chia CB làm 3 loại:
một cực, hai cực, ba cực.
Dựa vào thời gian thao tác, chia làm 2 loại: CB
tác động không tức thời và CB tác động tức thời
(tác động nhanh).
Dựa vào các thông số điều chỉnh, CB được
chia thành: CB vạn năng (loại có phần tử bảo vệ
điện tử và loại có bảo vệ phi điện tử), CB định
hình và CB tác động nhanh.

2. 21/03/2017
2
3. PHÂN LOẠI
Dựa vào công dụng bảo vệ, CB được chia
thành các loại: CB cực đại theo dòng điện, CB
cực tiểu theo dòng điện, CB cực tiểu theo điện
áp, CB dòng điện ngược.
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Cấu tạo chung:
1
2
3
4
5
6
1-Cơ cấu cơ khí
truyển động
đóng cắt CB;
2-Vỏ hộp;
3-Tiếp điểm;
4-Đầu đấu dây;
5-Thanh truyền
động trip CB;
6-Hộp dập HQ;
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Hệ thống tiếp điểm:
 Tiếp điểm chính và
 Tiếp điểm phụ;
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Tiếp điểm chính:
– Các tiếp điểm chính chịu dòng làm việc của
CB; vì vậy, phải có độ bền về nhiệt, về lực điện
động để chịu tác động khi thực hiện đóng/
cắt.
– Các tiếp điểm chính phải có khả năng đóng
ngắt nhanh và đồng thời ở tất cả các pha.
– Ở các CB cũng có các tiếp điểm tĩnh và tiếp
điểm động, kiểu tiếp xúc thường là tiếp
đường hoặc tiếp mặt;
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Tiếp điểm chính:
– Các tiếp điểm chính thường được chế tạo
thành 2 cấp (tiếp điểm hồ quang, tiếp điểm
trung gian, tiếp điểm làm việc). Khi đóng
mạch thì tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp
theo là tiếp điểm trung gian, cuối cùng là tiếp
điểm làm việc. Khi cắt mạch thì ngược lại,
tiếp điểm làm việc mở trước, tiếp theo là tiếp
điểm trung gian, cuối cùng là tiếp điểm hồ
quang.
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Tiếp điểm chính:
– Tiếp điểm của CB thường làm bằng hợp
kim gốm chịu được hồ quang như: bạc –
vonfram, đồng – vonfram, bạc – niken –
graphit, ...

3. 21/03/2017
3
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Tiếp điểm phụ:
– Hệ thống tiếp điểm phụ thường là công tắc
được tác động bởi các cơ cấu cơ khí trong CB
dùng để khoá lẫn hoặc dùng trong mạch chỉ
báo, điều khiển, ...
– Các CB nhỏ thường không có tiếp điểm
phụ;
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Tiếp điểm phụ:
– Khi cắt mạch thì ngược lại, tiếp điểm chính
mở trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, cuối
cùng là tiếp điểm hồ quang. Như vậy, hồ
quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang, do
đó bảo vệ được tiếp điểm chính. Tiếp điểm
phụ được sử dụng để tránh hồ quang cháy
lan sang làm hỏng tiếp điểm chính
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Hệ thống dập hồ quang:
– Hệ thống dập hồ quang có
nhiệm vụ nhanh chóng dập
tắt hồ quang khi ngắt CB,
không cho nó cháy lại.
– Đối với CB điện xoay
chiều, buồng dập hồ quang
thường có cấu tạo kiểu dàn
dập;
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Hệ thống dập hồ quang:
– Đối với CB điện một chiều,
thường kết hợp nhiều kiểu
buồng dập hồ quang có khe
hẹp hoặc khe rộng. Kết hợp
với cuộn dây tạo từ trường
thổi hồ quang.
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Hệ thống dập hồ quang:
– Hộp dập hồ quang chế tạo
từ gạch chịu lửa hoặc nhựa,
sợi amiăng, sợi thủy tinh có
khả năng chịu nhiệt độ cao,
bền cơ khí. Thường sử dụng
những tấm thép chia hộp
thành nhiều ngăn cắt hồ
quang thành nhiều đoạn
ngắn để dập tắt.
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Cơ cấu truyền động đóng/cắt CB:
– Cơ cấu truyền động đóng/cắt của CB bao gồm
cơ cấu đóng/cắt và khâu truyền động trung
gian. Hệ thống truyền động phải tạo lực đóng,
ngắt nhanh và đồng thời các tiếp điểm của
aptomat, hệ thống này phải đảm bảo tin cậy và
an toàn.

4. 21/03/2017
4
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Cơ cấu truyền động đóng/cắt CB:
– Hầu hết các CB đều đóng được bằng tay và
ngắt bằng tay. Cơ cấu đóng/ngắt bằng tay
thường là cần gạt, nút nhấn. Song để cải thiện
điều kiện làm việc, người ta có thể lắp các hệ
thống đóng/ngắt CB bằng động cơ điện và cuộn
hút điện từ.
– Ngoài các nguyên lý ngắt CB bằng cuộn hút
điện từ, người ta còn sử dụng nguyên lý bảo vệ
dạng nhiệt để bảo vệ dòng cực đại.
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Cơ cấu truyền động đóng/cắt CB:
– Đối với các CB công suất điện năng lớn
chuyển qua thường phải dùng hình thức truyền
động gián tiếp để đóng, ngắt CB thông qua các
thiết bị trợ lực như lò xo, cuộn hút, môtơ điện,
thường có các động tác ban đầu để hệ thống tiếp
điểm lên vị trí chờ, và dùng một tác động để
đóng CB.
– Việc ngắt các CB có thể trực tiếp từ cần đóng,
nút nhả, thường thì các tác động ngắt là song
song với nhau, trừ bảo vệ dòng điện ngắn mạch.
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Hệ thống nối với dây cáp bên ngoài:
– Là các đầu cốt chuyên dụng bằng vật liệu kim
lọai đồng trên tráng một lớp hợp kim để tăng
khả năng tiếp xúc. Các đầu dây cáp nối vào được
bắt chặt bằng các bulon-êcu, hoặc các đầu xiết
ốc chuyên dụng.
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Phần tử bảo vệ:
– Các phần tử bảo vệ CB bao gồm:
 Bảo vệ quá tải;
 Bảo vệ ngắn mạch;
 Bảo vệ sụt áp;
 Bảo vệ tổng hợp bằng tổ hợp mạch điện tử;
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Bảo vệ quá tải:
– Trong CB có phần tử bảo vệ quá tải, kết cấu
của nó tương tự như một Rơle nhiệt, phần tử
đốt nóng của Rơle nhiệt được đấu nối tiếp với
mạch điện chính. Khi quá tải, tấm bimetal tác
động làm nhả móc bảo vệ để mở tiếp điểm của
CB.
– Đường đặc tính A – s của Rơle nhiệt phải nằm
dưới đường đường đặc tính của thiết bị cần bảo
vệ.
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Bảo vệ ngắn mạch:
– Phần tử này có kết cấu như một Rơle dòng
điện, có cuộn dây mắc nối tiếp với mạch điện
chính (hoặc một phần dòng điện chính đi qua
cuộn dây). Khi dòng điện vượt quá trị số cho
phép thì phần ứng bị hút, làm nhả khớp rơi tự
do và mở tiếp điểm của CB.
1
2
3
4
5
6
i
i

5. 21/03/2017
5
4. CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG
Các dạng bảo vệ khác:
– Dòng điện cực tiểu;
– Công suất ngược;
– Điện áp thấp;
3
i
i
2 1
6
5
1
2
34
6
5
4 3
2
1
5. THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Điện áp định mức Uđm. Là giá trị điện áp làm
việc dài hạn của thiết bị được CB đóng/ ngắt.
Dòng điện định mức Iđm. Là dòng điện làm việc
lâu dài của CB, thường dòng định mức của CB
bằng 1,2  1,5 lần dòng định mức của thiết bị
được bảo vệ.
5. THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Đặc tính A – s của CB.
– Đặc tính ampere giây của CB (hay MCCB) là
đồ thị mô tả quan hệ giữa thời gian ngắt mạch
tương ứng với dòng điện qua tiếp điểm CB và
phụ tải (tại thời điểm ngắt mạch).
– Tùy thuộc trên CB bố trí relay nhiệt hay relay
dòng, họăc bố trí cả hai khí cụ, đường đặc tính
Ampere giây của CB có các dạng khác nhau.
5. THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Dạng đặc tuyến ampere giây của relay nhiệt bố
trí trong CB.
In
I
t
Nhiệt độ thấp
Nhiệt độ thấp
t1
t2 1
2
Dòng điện quá tải 1- Đặc tính ampere
giây tương ứng với
trường hợp nhiệt độ
môi trường thấp;
2- Đặc tính ampere
giây tương ứng với
trường hợp nhiệt độ
môi trường cao;
5. THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Dạng Đặc tuyến ampere giây phối hợp của relay
nhiệt và của relay dòng.
In I
t
Giá trị dòng điện
điều chỉnh bảo vệ
ngắn mạch
1
2
In
t
I
Đặc tính ampere giây
của relay nhiệt
Đặc tính
ampere giây
của relay dòng
5. THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Dạng Đặc tính Ampere giây tiêu biểu cho Trip
unit dùng mạch điện tử.

6. 21/03/2017
6
5. THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Định nghĩa giá trị các dòng điện:
– Io: Giá trị dòng điện làm việc thực sự qua tải
(ký tự O dùng trong chỉ số dòng điện viết tắt từ
danh từ OPERATION);
– In: Giá trị dòng điện định mức hay danh định
cho CB (ký tự n dùng trong chỉ số dòng điện viết
tắt từ danh từ NOMINAL).
– Iz: Giá trị dòng điện tính toán dùng chọn tiết
diện dây dẫn cung cấp đến tải. Theo tiêu chuẩn
IEC, chúng ta luôn có quan hệ sau:
Io  Iz  In
5. THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Định nghĩa giá trị các dòng điện:
– Ir: Giá trị dòng điện ngắt mạch trong thời gian
dài, bảo vệ nhiệt (Long Time Protection – ký
hiệu tắt là LT). Công dụng chính của dòng điện Ir
là bảo vệ tình trạng quá nhiệt cho dây dẫn
truyền tải;
– Im: Giá trị dòng điện ngắt mạch trong thời
gian ngắn, công dụng bảo vệ quá tải với dòng
quá tải có giá trị lớn khoảng 10 lần dòng điện In
(Im = 10.In) (Short Time Protection – ký hiệu tắt
là ST).
5. THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Định nghĩa giá trị các dòng điện:
– Iinst: Giá trị dòng điện ngắt mạch tức thời,
công dụng bảo vệ sự cố ngắn mạch với biên độ
dòng ngắn mạch rất lớn.
– Icu: Giá trị dòng điện ngắn mạch tối đa cực lớn
(CU: CAPACITY ULTIMATE) mà CB có thể ngắt
mạch để bảo vệ.
5. THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Định nghĩa giá trị các dòng điện:
– Ics: ký tự CS viết tắt từ danh từ CAPACITY
SERVICE; đây là giá trị dòng điện ngắn mạch mà
CB có thể ngắt mạch và sau đó CB có thể đóng
kín mạch trở lại để hệ thống hoạt động bình
thường trở lại. Số lần ngắt mạch sự cố ngắn
mạch liên tiếp tối đa là 3 lần. Giá trị dòng Ics
thường xác định theo dòng Icu.
– Icw: ký tự CW viết tắt từ danh từ CAPACITY
WITHSTAND
5. THÔNG SỐ KỸ THUẬT
CB dùng Trip unit dạng từ nhiệt (Relay nhiệt –
Relay dòng) vs CB dùng Trip unit điện tử:
6. LỰA CHỌN CB
Lựa chọn Aptomat chủ yếu dựa vào các thông số
sau:
– Dòng điện tính toán chạy trong mạch (yêu
cầu chung là dòng định mức của các phần tử
bảo vệ không được nhỏ hơn dòng tính toán của
mạch điện).
– Dòng điện quá tải.
– Khả năng thao tác có chọn lọc.

7. 21/03/2017
7
6. LỰA CHỌN CB
Examples of tables for the determination of
derating/uprating factors to apply to CBs
with uncompensated thermal tripping units,
according to temperature
6. LỰA CHỌN CB
Examples of tables for the determination of
derating/uprating factors to apply to CBs
with uncompensated thermal tripping units,
according to temperature