VCB là gì?
VCB (Vacuum Circuit Breaker) — máy cắt chân không — là thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện trung thế (6kV, 10kV, 22kV, 35kV), sử dụng buồng chân không để dập hồ quang điện khi cắt mạch. Tiêu chuẩn áp dụng: IEC 62271-100.
VCB khác hoàn toàn với các CB hạ áp (MCB, MCCB, ACB). VCB dùng trong trạm biến áp trung thế, tủ RMU (Ring Main Unit), tủ MV switchgear — không dùng trong tủ điện hạ áp thông thường.
Tại sao dùng chân không để dập hồ quang?
Ở điện áp trung thế (22kV), hồ quang điện khi ngắt mạch có năng lượng rất lớn. Không khí thường không đủ khả năng dập. Chân không (áp suất < 10⁻³ Pa) ngăn hoàn toàn sự ion hóa không khí — hồ quang tắt ngay khi dòng qua điểm 0 (zero crossing), thường chỉ sau ½ chu kỳ = 10ms tại 50Hz.
Cấu tạo VCB
- Buồng chân không (Vacuum Interrupter): lõi thép không gỉ kín, chứa 2 tiếp điểm đồng–crôm trong môi trường chân không cao.
- Cơ cấu truyền động: lò xo tích năng (spring charged) hoặc motor — đảm bảo đóng/cắt nhanh và dứt khoát.
- Bộ bảo vệ rơ-le số (numerical protection relay): thường là relay SEL, ABB REF, Schneider MiCOM — đo dòng, điện áp qua biến dòng (CT) và biến điện áp (VT), tính toán cắt theo nhiều bảo vệ (51, 50, 67, 27, 59…).
- Cơ chế chống điện từ (interlock): ngăn đóng VCB khi dao tiếp địa đang đóng — bắt buộc theo IEC.
Phân biệt VCB, SF6 CB và Oil CB
| Loại | Môi trường dập hồ quang | Ưu điểm | Nhược điểm |
|---|---|---|---|
| VCB | Chân không | Không ô nhiễm, bảo trì ít, tuổi thọ 20–30 năm | Giá cao hơn, khó kiểm tra buồng chân không |
| SF6 CB | Khí SF6 | Dập hồ quang tốt, kích thước nhỏ | SF6 là khí nhà kính GWP=23500, kiểm soát rò khí |
| Oil CB | Dầu cách điện | Rẻ, cũ | Cháy nổ, ô nhiễm, bảo trì nặng — đang bị thay thế |
Ứng dụng VCB tại Việt Nam
- Trạm biến áp 22kV/0,4kV: VCB 22kV trên thanh cái bảo vệ lộ xuất tuyến, bảo vệ máy biến áp phân phối.
- Tủ RMU (Ring Main Unit): VCB trong tủ kín SF6 hoặc tủ VCB lắp trong tòa nhà lớn, KCN.
- Nhà máy điện, thủy điện: VCB 10kV–35kV bảo vệ xuất tuyến máy phát.
- Tủ MV switchgear trong khu công nghiệp: VCB 22kV nhận điện từ lưới EVN, phân phối cho các xưởng qua máy biến áp riêng.
VCB có phải aptomat không?
Về chức năng, VCB thực hiện đóng cắt và bảo vệ tự động — đây là nguyên lý của “aptomat”. Tuy nhiên trong tiếng Việt kỹ thuật, “aptomat” thường chỉ dành cho CB hạ áp (< 1000V). VCB thuộc nhóm "máy cắt trung thế" (medium voltage circuit breaker), quản lý bởi bộ phận trung thế của EVN và kỹ sư điện cao thế — không phải thợ điện dân dụng.