Điểm dễ nhầm là dòng định mức 10 A, 16 A hay 32 A không phải yếu tố duy nhất quyết định. Khi MCB phải ngắt dòng sự cố, hồ quang DC khó dập hơn hồ quang AC. Vì vậy, một MCB có thể vẫn mang tải DC bình thường hoặc thậm chí nhảy khi quá dòng nhưng điều đó chưa chứng minh nó có khả năng ngắt dòng ngắn mạch DC một cách an toàn.
Sự khác biệt quan trọng nằm ở quá trình dập hồ quang khi tiếp điểm MCB mở.
Với nguồn AC, dòng điện đổi chiều liên tục và đi qua điểm 0 sau mỗi nửa chu kỳ. Ở hệ 50 Hz, điều này xảy ra khoảng mỗi 10 ms. Điểm dòng điện bằng 0 tạo điều kiện để hồ quang giữa hai tiếp điểm tắt và không tái lập nếu khoảng cách cách điện đã đủ lớn.
DC không có điểm dòng điện tự nhiên đi qua 0. Khi hai tiếp điểm tách ra, hồ quang có thể duy trì lâu hơn, nên thiết bị phải chủ động kéo dài, làm nguội và dập hồ quang. Schneider Electric cũng giải thích rằng việc cắt tải DC đòi hỏi khả năng dập hồ quang mạnh hơn vì không có zero crossing như AC.
Đây là lý do không thể suy luận rằng một MCB ghi 230/400 V AC sẽ tự động dùng được ở 230 V DC, 110 V DC hoặc thậm chí một điện áp DC thấp hơn. Định mức AC không phải là định mức DC.
Có những dòng MCB thường xuất hiện trong hệ AC nhưng nhà sản xuất cũng thử nghiệm và công bố thông số sử dụng trên DC. Trong trường hợp đó, việc dùng MCB AC cho DC là có cơ sở kỹ thuật, nhưng phải tuân thủ đúng giới hạn được công bố.
Thông số cần tìm là điện áp làm việc DC như Ue hoặc Un ở chế độ DC, không phải chỉ nhìn vào trị số điện áp AC in nổi bật trên thân thiết bị.
Điện áp DC cho phép còn có thể phụ thuộc vào số cực. Một cực có thể chỉ chịu được một mức điện áp nhất định, trong khi hai hoặc nhiều cực mắc nối tiếp theo sơ đồ của nhà sản xuất mới đạt được điện áp DC cao hơn.
Vì vậy, không có quy tắc chung kiểu “MCB 230 V AC thì dùng được 230 V DC” hoặc “DC thấp hơn AC nên chắc chắn dùng được”.
Icn hoặc Icu cho biết mức dòng ngắn mạch mà thiết bị đã được đánh giá có khả năng cắt trong các điều kiện quy định. Giá trị này phụ thuộc vào điện áp và loại dòng điện.
Một MCB ghi khả năng cắt 6 kA ở AC không đồng nghĩa với khả năng cắt 6 kA ở DC. Khi dùng trên mạch DC, phải có giá trị khả năng cắt DC do nhà sản xuất công bố và giá trị đó phải phù hợp với dòng ngắn mạch dự kiến tại vị trí lắp đặt.
Đây là điều đặc biệt quan trọng với hệ pin, bộ lưu trữ năng lượng hoặc nguồn DC có nội trở thấp, nơi dòng sự cố có thể rất lớn dù điện áp danh định không cao.
Dùng hai cực MCB không tự động làm điện áp DC cho phép tăng gấp đôi. Hiệu quả này chỉ được tính đến khi nhà sản xuất đã thiết kế, thử nghiệm và đưa ra đúng sơ đồ đấu nối.
Nếu tài liệu yêu cầu hai, ba hoặc bốn cực mắc nối tiếp để đạt một mức điện áp DC nhất định thì phải sử dụng đúng cấu hình đó. Không nên tự suy ra cấu hình nối tiếp từ số cực có sẵn trên MCB.
Không phải mọi MCB dùng cho DC đều phân cực, nhưng một số thiết kế sử dụng nam châm vĩnh cửu để đẩy hồ quang vào buồng dập hồ quang. Với loại này, chiều dòng điện có ý nghĩa trực tiếp.
ABB cho biết dòng S200MUC sử dụng nam châm vĩnh cửu hỗ trợ dập hồ quang và phải chú ý cực tính khi lắp đặt; đấu sai cực tính trong điều kiện sự cố có thể làm hỏng MCB.
Do đó, nếu trên thiết bị hoặc sơ đồ có ký hiệu , −, LINE/LOAD hoặc một chiều đấu cụ thể thì phải tuân thủ chính xác.
Dòng định mức In vẫn phải đáp ứng tải và dây dẫn cần bảo vệ, nhưng không nên chỉ kiểm tra riêng thông số này. Nếu nhà sản xuất có hệ số hiệu chỉnh, giới hạn nhiệt độ, đặc tuyến tác động hoặc thông số riêng khi làm việc với DC thì các điều kiện đó cũng phải được áp dụng.
Việc một MCB 16 A có thể mang dòng DC 16 A trong thử nghiệm thực tế không chứng minh khả năng cắt an toàn khi xảy ra ngắn mạch.
IEC 60898-2:2016 được xây dựng riêng cho các circuit breaker có khả năng làm việc với cả AC và DC trong ứng dụng gia dụng và tương tự. Phạm vi của tiêu chuẩn bao gồm thiết bị một cực có điện áp DC định mức không quá 220 V, hai cực không quá 440 V, dòng định mức không quá 125 A và khả năng cắt ngắn mạch DC không quá 10 kA. Đây là phạm vi của tiêu chuẩn, không phải tuyên bố rằng mọi MCB cùng kích thước đều đạt các giá trị đó.
Dữ liệu thực tế của từng hãng cho thấy giới hạn DC có thể khác đáng kể ngay trong cùng một họ sản phẩm. Schneider Electric công bố iC60H có thể dùng ở 48 V DC với một cực và khả năng cắt 20 kA; ở 72 V DC, khả năng cắt được công bố là 10 kA. Với cấu hình các cực nối tiếp, hãng nêu mức 133 V DC cho hai cực và 250 V DC cho bốn cực trong những điều kiện cụ thể.
Ngược lại, ABB phân biệt S200MUC với S200 tiêu chuẩn. S200MUC được thiết kế cho AC/DC, có thể sử dụng một cực đến 250 V DC và các cấu hình nhiều cực nối tiếp đến 500 V DC theo hướng dẫn của hãng. Cấu tạo dập hồ quang và yêu cầu phân cực của sản phẩm cũng khác với MCB AC thông thường.
Những ví dụ này cho thấy tên gọi “MCB AC” hay hình thức bên ngoài không đủ để kết luận. Căn cứ phải là datasheet và định mức DC của đúng mã thiết bị.
Khi đang có sẵn một MCB và muốn biết có dùng cho DC được hay không, có thể kiểm tra theo thứ tự sau:
1. Tìm ký hiệu hoặc thông số điện áp DC trên thân MCB và datasheet chính hãng
2. Xác nhận điện áp DC của mạch không vượt Ue hoặc Un DC được công bố
3. Kiểm tra Icn hoặc Icu tại đúng điện áp DC và bảo đảm khả năng cắt phù hợp với dòng ngắn mạch dự kiến
4. Kiểm tra số cực và sơ đồ mắc nối tiếp mà nhà sản xuất yêu cầu
5. Kiểm tra ký hiệu cực tính, chiều nguồn và chiều tải nếu thiết bị có yêu cầu
6. Xác nhận dòng định mức, đặc tuyến tác động và các hệ số hiệu chỉnh vẫn phù hợp với ứng dụng
7. Nếu tài liệu chính hãng chỉ công bố AC và không có thông số DC, xem thiết bị là không phù hợp cho ứng dụng DC
Một phép thử đóng cắt tải DC nhỏ không thể thay thế các bước trên. MCB có thể đóng, mở và mang tải bình thường nhưng vẫn thất bại khi phải dập hồ quang ở dòng ngắn mạch lớn.
Nếu nguồn DC có điện áp cao, năng lượng lớn hoặc dòng ngắn mạch đáng kể, sử dụng MCB được thiết kế và công bố rõ cho DC giúp việc xác định điều kiện bảo vệ minh bạch hơn.
Các sản phẩm chuyên dụng thường có thông số DC cụ thể cho điện áp, số cực và khả năng cắt. Chẳng hạn Eaton công bố dòng FAZ-DC theo IEC/EN 60947-2 với các model 3–50 A có điện áp định mức đến 250 V DC mỗi cực và khả năng cắt 10 kA trong phạm vi được hãng xác định.
Điều này không có nghĩa MCB chuyên dụng cho DC luôn là lựa chọn duy nhất. Một số MCB dùng phổ biến trong hệ AC vẫn được nhà sản xuất chứng nhận cho DC. Điểm khác biệt là người thiết kế có dữ liệu kỹ thuật để chứng minh thiết bị phù hợp, thay vì dựa vào suy đoán từ thông số AC.
Có thể dùng MCB AC cho DC khi đúng model MCB đó đồng thời có định mức DC do nhà sản xuất công bố và toàn bộ điều kiện về điện áp, khả năng cắt, số cực, sơ đồ đấu, phân cực và dòng định mức đều được đáp ứng.
Nếu thiết bị chỉ ghi hoặc chỉ được tài liệu kỹ thuật xác nhận cho AC, không nên dùng cho mạch DC chỉ vì điện áp hoặc dòng tải có vẻ thấp. Trong bảo vệ ngắn mạch, vấn đề quan trọng không chỉ là MCB có “nhảy” hay không, mà là sau khi nhảy nó có dập được hồ quang và ngắt dòng sự cố an toàn hay không.
