RCCB có bảo vệ quá tải và ngắn mạch không?

Vì vậy, một mạch có thể đang quá tải nhưng không có dòng rò; ngược lại, một dòng rò nguy hiểm có thể xuất hiện khi dòng tải tổng thể vẫn rất nhỏ. Hai cơ chế bảo vệ này độc lập với nhau, nên RCCB không thể mặc nhiên thay thế MCB hoặc cầu chì.

RCCB có bảo vệ quá tải và ngắn mạch không?

Không. RCCB tiêu chuẩn không tích hợp chức năng bảo vệ quá tải hoặc ngắn mạch. Chức năng chính của RCCB là phát hiện dòng điện dư, thường được gọi là dòng rò hoặc dòng chạm đất, rồi ngắt mạch khi dòng dư đạt điều kiện tác động của thiết bị.

Cách phân loại này được thể hiện ngay trong IEC 61008-1: RCCB là thiết bị đóng cắt tác động bằng dòng dư không tích hợp bảo vệ quá dòng. Trong khi đó, IEC 61009-1 áp dụng cho RCBO, tức thiết bị dòng dư có tích hợp bảo vệ quá dòng.

Do đó, khi sử dụng RCCB, hệ thống vẫn cần một thiết bị bảo vệ quá dòng phù hợp. Trong mạng điện dân dụng, thiết bị này thường là MCB; ở các hệ thống khác có thể là MCCB hoặc cầu chì tùy thiết kế.

Điều này cũng có nghĩa cụm từ “RCCB chỉ chống dòng rò” về cơ bản là đúng nếu đang nói về chức năng bảo vệ điện. RCCB có thể đảm nhiệm thêm chức năng đóng cắt, nhưng nó không trở thành thiết bị bảo vệ quá tải hoặc ngắn mạch chỉ vì có khả năng đóng và ngắt dòng điện.

Vì sao cơ chế của RCCB không nhận biết quá tải và ngắn mạch?

RCCB hoạt động dựa trên dòng điện dư IΔ. Các dây dẫn mang dòng của mạch đi qua một bộ biến dòng tổng, thường là lõi hình xuyến.

Trong điều kiện bình thường, nếu 10 A đi từ dây pha đến tải thì gần 10 A sẽ trở về qua dây trung tính. Xét theo chiều dòng điện trong biến dòng tổng, hai thành phần triệt tiêu nhau nên dòng dư gần bằng 0.

Nếu một phần dòng điện không trở về qua dây trung tính mà đi qua đất, vỏ thiết bị hoặc cơ thể người, cân bằng bị phá vỡ. RCCB phát hiện phần chênh lệch này và có thể tác động.

Quá tải lại là một hiện tượng khác. Giả sử tải làm dòng điện tăng từ 30 A lên 50 A. Nếu toàn bộ 50 A đi qua dây pha và cũng trở về qua dây trung tính thì về phương diện RCCB:

50 A đi ra − 50 A trở về ≈ 0 A dòng dư.

RCCB vì thế không có lý do để tác động, dù dây dẫn hoặc thiết bị có thể đang chịu quá tải.

Tương tự, khi xảy ra ngắn mạch pha – trung tính, dòng sự cố có thể tăng lên hàng trăm hoặc hàng nghìn ampe, nhưng phần lớn dòng đi qua pha vẫn trở về qua trung tính. Biến dòng tổng của RCCB có thể vẫn nhìn thấy tổng dòng dư gần bằng 0. Việc cắt dòng ngắn mạch phải được thực hiện bởi thiết bị có chức năng và khả năng cắt quá dòng phù hợp.

Có một trường hợp dễ gây hiểu nhầm: ngắn mạch pha – đất có thể đồng thời tạo ra dòng dư rất lớn, vì dòng điện không trở về hoàn toàn qua dây trung tính. RCCB khi đó có thể nhận biết dòng dư và tác động. Tuy nhiên, điều này không biến RCCB thành thiết bị bảo vệ ngắn mạch. MCB, MCCB hoặc cầu chì vẫn cần thiết để giới hạn và cắt dòng sự cố theo khả năng cắt được thiết kế, đồng thời bảo vệ dây dẫn và chính RCCB khỏi ứng suất nhiệt, điện động do dòng ngắn mạch.

Thông số 40A, 63A và 30mA trên RCCB có ý nghĩa gì?

Một trong những nguyên nhân phổ biến khiến RCCB bị nhầm là thiết bị bảo vệ quá tải nằm ở cách đọc thông số.

Ví dụ một RCCB có thể được ghi 63 A – 30 mA. Hai con số này biểu thị hai đại lượng hoàn toàn khác nhau.

63 A là dòng điện định mức In của RCCB. Nó cho biết mức dòng mà thiết bị được thiết kế để mang trong các điều kiện quy định. Con số 63 A không có nghĩa RCCB chứa cơ cấu nhiệt hoặc từ và sẽ tự động ngắt khi dòng tải vượt 63 A.

30 mA là dòng dư tác động định mức IΔn. Đây mới là thông số liên quan trực tiếp đến chức năng phát hiện dòng rò của RCCB.

Vì vậy, một RCCB 63 A/30 mA không nên được hiểu là:

“Quá 63 A thì RCCB ngắt, còn rò 30 mA thì RCCB cũng ngắt.”

Cách hiểu đúng là RCCB có dòng điện định mức 63 A và được thiết kế với độ nhạy dòng dư IΔn bằng 30 mA. Việc bảo vệ khi xuất hiện quá dòng phải do một thiết bị khác đảm nhiệm.

Điểm này đặc biệt quan trọng vì RCCB có thể bị quá tải mà không tự cắt theo cơ chế quá tải. Nếu hệ thống cho phép dòng điện qua một RCCB 40 A tăng vượt khả năng mang dòng của thiết bị trong thời gian đủ lâu, RCCB có nguy cơ chịu ứng suất nhiệt dù bản thân nó không phát hiện được sự cố theo chức năng dòng dư.

Một số RCCB còn có thông số liên quan đến khả năng đóng cắt dòng sự cố hoặc dòng ngắn mạch có điều kiện. Các thông số này không nên bị diễn giải thành chức năng bảo vệ ngắn mạch độc lập. Khả năng chịu hoặc phối hợp với một dòng sự cố nhất định khác với việc thiết bị có cơ cấu tự nhận biết và bảo vệ quá dòng.

RCCB cần phối hợp với MCB hoặc cầu chì như thế nào?

Một hệ thống dùng RCCB phải có phương án bảo vệ quá dòng riêng. Trong cách bố trí phổ biến, MCB hoặc thiết bị bảo vệ quá dòng thích hợp sẽ chịu trách nhiệm về quá tải và ngắn mạch, còn RCCB đảm nhiệm bảo vệ dòng dư.

Có thể hình dung sự phối hợp như sau:

MCB hoặc cầu chì → bảo vệ dây dẫn, tải và RCCB trước quá tải/ngắn mạch

RCCB → phát hiện dòng điện mất cân bằng do rò xuống đất

Khi lựa chọn dòng định mức, RCCB phải được bảo vệ để dòng điện chạy qua nó không vượt quá khả năng mà thiết bị được thiết kế để mang. Một nguyên tắc phối hợp thường gặp là dòng định mức của RCCB không nhỏ hơn dòng định mức của thiết bị bảo vệ quá dòng đặt phía nguồn, trừ khi nhà sản xuất hoặc thiết kế hệ thống có phương án phối hợp khác đã được xác nhận.

Ví dụ, một RCCB 63 A được đặt sau thiết bị bảo vệ quá dòng 40 A có thể được giới hạn dòng tải bởi thiết bị 40 A phía trước. Ngược lại, không thể mặc nhiên đặt RCCB 40 A sau một thiết bị bảo vệ quá dòng 63 A rồi giả định RCCB sẽ tự bảo vệ khi dòng tăng trên 40 A, vì RCCB không có chức năng đó.

Khi một RCCB cấp nguồn cho nhiều MCB nhánh, điều cần kiểm soát không đơn giản là cộng tất cả trị số ghi trên các MCB. Quan trọng hơn là thiết kế phải bảo đảm dòng điện tối đa có thể đi qua RCCB được giới hạn phù hợp, đồng thời khả năng chịu dòng ngắn mạch của RCCB phải được phối hợp với thiết bị bảo vệ ngắn mạch theo dữ liệu của nhà sản xuất.

Nút TEST trên RCCB cũng không kiểm tra khả năng bảo vệ quá tải hoặc ngắn mạch. Nút này tạo điều kiện dòng dư mô phỏng để kiểm tra cơ cấu phát hiện và ngắt dòng rò của thiết bị.

RCCB, MCB và RCBO khác nhau ở chức năng nào?

Ba thiết bị thường bị nhầm lẫn vì đều có khả năng ngắt mạch, nhưng chức năng bảo vệ không giống nhau.

RCCB MCB thực hiện các chức năng bằng hai loại thiết bị riêng. RCCB giám sát dòng dư, còn MCB giám sát quá dòng. Một RCCB có thể được sử dụng để bảo vệ dòng dư cho một nhóm mạch, trong khi từng mạch phía sau có MCB riêng để bảo vệ quá tải và ngắn mạch.

RCBO tích hợp cả hai nhóm chức năng trong một thiết bị: bảo vệ dòng dư tương tự RCCB và bảo vệ quá tải, ngắn mạch tương tự MCB. Vì vậy, nếu một mạch cần cả ba chức năng trong một thiết bị riêng biệt cho chính mạch đó, RCBO là loại thiết bị được thiết kế cho mục đích này.

Sự khác biệt quan trọng không nằm ở việc RCCB, MCB hay RCBO đều có cần gạt đóng ngắt. Nó nằm ở cơ cấu bảo vệ bên trong và loại sự cố mà thiết bị được thiết kế để phát hiện.

RCCB đo sự mất cân bằng dòng điện. MCB phản ứng với quá dòng. RCBO kết hợp cả hai nguyên lý. Hiểu được điểm này sẽ tránh nhầm lẫn rằng một RCCB có dòng định mức 40 A hoặc 63 A đương nhiên sẽ bảo vệ mạch khi dòng tải vượt mức đó.

RCCB không tích hợp bảo vệ quá tải và ngắn mạch; chức năng bảo vệ chính của nó là phát hiện dòng điện dư để ngắt khi xảy ra rò điện. Dòng định mức như 40 A hoặc 63 A thể hiện khả năng mang dòng theo thiết kế, không phải ngưỡng tác động quá tải, còn thông số như 30 mA liên quan đến độ nhạy dòng dư.

Vì vậy, khi dùng RCCB, cần có MCB, MCCB hoặc cầu chì phù hợp để đảm nhiệm bảo vệ quá dòng. Nếu muốn một thiết bị duy nhất vừa bảo vệ dòng rò, vừa bảo vệ quá tải và ngắn mạch, loại thiết bị tương ứng là RCBO.