Cầu chì hạ thế gG và aM dùng khi nào

2. Cầu chì gG: quá tải và ngắn mạch

Cầu chì gG bảo vệ cả quá tải và ngắn mạch. IEC 60269-1 quy định hai mốc dòng quy ước. Inf (dòng không chảy quy ước) là dòng cầu chì phải chịu được trong thời gian quy ước mà không chảy. I2 (dòng chảy quy ước) là dòng làm cầu chì chảy trong thời gian đó. Bảng dưới theo Schneider Electrical Installation Guide, hình H10.

Schneider lấy ví dụ: cầu chì 32 A mang 1,25 In (40 A) không được chảy trước một giờ. Đặc tính chỉ bị giới hạn bởi hai đường biên, nên hai cầu chì cùng đạt chuẩn có thể chảy ở thời gian khác nhau khá xa khi quá tải nhẹ. Vì vậy tài liệu xem vùng quá tải nhỏ là điểm yếu của gG, và dây dẫn cần chọn có dòng cho phép lớn hơn mức thông thường.

QCVN 12:2014/BXD (mục 2.6.3.1) yêu cầu IB ≤ In ≤ Iz và I2 ≤ 1,45 Iz, với IB là dòng tính toán của mạch, Iz là dòng cho phép lâu dài của dây. Cầu chì gG trên 16 A có I2 = 1,6 In, nên điều kiện thứ hai dẫn tới In không quá khoảng 0,9 Iz (1,45 / 1,6). Cách tra Iz xem bảng tra dòng điện cho phép của cáp; điều kiện phối hợp chung xem phối hợp cáp và aptomat.

3. Cầu chì aM: chỉ cắt ngắn mạch

Theo Schneider Electrical Installation Guide (mục "Elementary switching devices", hình H11), cầu chì aM chỉ bảo vệ ngắn mạch. Nó phải đi kèm một thiết bị khác lo quá tải dưới khoảng 4 In, như contactor có rơ-le nhiệt hoặc aptomat. aM không dùng cho quá tải nhỏ, nên tiêu chuẩn không quy định dòng Inf và I2 cho nó; đường đặc tính thử nghiệm chỉ cho từ khoảng 4 In trở lên.

Trong thực tế, gG vẫn hay được dùng cho mạch động cơ nếu đặc tính của nó chịu được dòng khởi động mà không hư. IEC sau này có thêm loại gM cho động cơ, nhưng hiện nay aM ghép với rơ-le nhiệt vẫn phổ biến hơn.

Cầu chì gM mang hai trị số, viết dạng In M Ich, ví dụ 32M63. In (32 A) là dòng làm việc lâu dài của dây chảy và đế. Ich (63 A) là dòng đặc tính, nghĩa là đặc tính thời gian – dòng điện giống cầu chì gG 63 A để chịu dòng khởi động. gM cũng không bảo vệ quá tải cho động cơ nên luôn cần rơ-le nhiệt riêng; so với aM, lợi thế là kích thước nhỏ hơn (phần ghi chú về gM trong cùng mục).

4. Dòng cắt cao và hạn dòng

IEC 60269-1 áp dụng cho cầu chì có dây chảy kín, kiểu hạn dòng, khả năng cắt định mức không nhỏ hơn 6 kA, dùng cho mạch xoay chiều đến 1 000 V hoặc một chiều đến 1 500 V (IEC 60269-1:2006, phạm vi công bố trên IEC Webstore).

Khi dòng ngắn mạch lớn, dây chảy chảy nhanh tới mức cắt dòng trước đỉnh đầu tiên, nên dòng không đạt tới trị đỉnh dự kiến. Hiệu ứng này giảm ứng suất nhiệt và lực điện động tại chỗ sự cố. Vì vậy dòng cắt định mức của cầu chì tính theo trị hiệu dụng của thành phần xoay chiều trong dòng sự cố dự kiến. Cầu chì không có trị số dòng đóng ngắn mạch (Schneider Electrical Installation Guide, mục "Elementary switching devices").

Hình H13 của tài liệu này cho ví dụ: cầu chì 100 A bắt đầu hạn đỉnh khi dòng sự cố dự kiến đạt 2 kA. Ở 20 kA dự kiến, đỉnh bị hạn còn 10 kA; không có cầu chì hạn dòng thì đỉnh có thể tới 50 kA. Cần lưu ý: ở tầng phân phối cuối, dòng sự cố thường thấp, có thể chưa đủ lớn để cầu chì hạn đỉnh.

Điều kiện chọn giống mọi thiết bị bảo vệ ngắn mạch: dòng cắt không nhỏ hơn dòng ngắn mạch dự kiến tại chỗ lắp (QCVN 12:2014/BXD, mục 2.6.5.4), và khả năng cắt luôn gắn với một điện áp nêu rõ (IEC 60050, mục 441-17-08). Cách đọc bài toán này với aptomat xem chọn MCCB theo dòng ngắn mạch.

5. Ghép với contactor và rơ-le nhiệt

Contactor có rơ-le nhiệt (Schneider gọi là discontactor) không thay được aptomat, vì khả năng cắt dòng của nó chỉ 8 đến 10 In. Phía nguồn của nó phải có cầu chì hoặc aptomat để cắt ngắn mạch. Trong tổ hợp cầu dao cách ly có cầu chì ghép với contactor và rơ-le nhiệt, cầu chì thường là loại aM (Schneider Electrical Installation Guide, các mục "Elementary switching devices" và "Combined switchgear elements").

Khi tách hai chức năng cho hai thiết bị, QCVN 12:2014/BXD (mục 2.6.6.2) yêu cầu năng lượng do thiết bị chống ngắn mạch cho qua không vượt quá năng lượng thiết bị chống quá tải chịu được. Trong thực tế, hãng làm rơ-le nhiệt cho sẵn cỡ cầu chì lớn nhất ghép với từng dải chỉnh. Ví dụ dưới từ catalogue Mitsubishi dòng TH-N (không ghi năm): cùng một dải rơ-le, cầu chì aM được phép nhỏ hơn gG.

Catalogue rơ-le nhiệt CHINT NXR (12/2025) cũng ghi cầu chì gG đi kèm theo dải chỉnh, ví dụ NXR-25 dải 9–13 A ghép cầu chì gG 25 A, hãng khuyên dùng cầu chì RT16. Bảng của mỗi hãng chỉ đúng cho rơ-le và contactor của chính hãng đó, nên lấy theo catalogue của bộ khởi động thực dùng.

6. Cầu chì NH và cầu chì ống

IEC 60269-2 là phần yêu cầu bổ sung cho cầu chì dùng bởi người có thẩm quyền, chủ yếu cho công nghiệp: dây chảy chỉ người có thẩm quyền được tiếp cận và thay. Tiêu chuẩn chia thành các hệ cầu chì mẫu từ A đến K. Hệ A đến D là hệ NH: dây chảy có tiếp điểm dạng lưỡi dao, có dây chảy kèm chốt bật (striker), thanh ray cầu chì và đế lắp lên thanh cái. Hệ F là cầu chì ống kiểu NF, có nắp tiếp điểm hình trụ (IEC 60269-2, phạm vi công bố trên IEC Webstore).

Cầu chì ống thường gọi theo kích thước đường kính × chiều dài (mm). Catalogue cầu chì Schneider (08/2011) liệt kê đế cầu chì 400 V xoay chiều dùng bảo vệ mạch điều khiển hoặc máy biến áp, mỗi cỡ ống ứng với một dòng nhiệt định mức của đế, như bảng dưới.

Cầu dao kết hợp cầu chì có hai kiểu theo IEC 60947-3: switch-fuse (cầu dao đặt phía nguồn của ba đế cầu chì) và fuse-switch (lưỡi dao có khe hở được nối bằng chính ống cầu chì). Khi mạch cấp cho động cơ, cầu dao phải thuộc loại sử dụng AC-22 hoặc AC-23 (Schneider Electrical Installation Guide, mục "Combined switchgear elements"). Khác biệt giữa cầu dao và aptomat xem cầu dao cách ly và aptomat khác nhau.

7. Tóm tắt: chọn gG hay aM

Gọn lại thành năm điểm. Dòng ngắn mạch dự kiến và dòng tải lấy từ hồ sơ thiết kế.

• Mạch phân phối, bảo vệ dây dẫn, không có rơ-le nhiệt riêng: dùng gG, vì gG cắt cả quá tải và ngắn mạch (Schneider Electrical Installation Guide). Kiểm In và I2 theo QCVN 12:2014/BXD, mục 2.6.3.1.
• Mạch động cơ có contactor và rơ-le nhiệt: aM là cách ghép phổ biến; cỡ cầu chì lấy theo bảng của hãng rơ-le, như Mitsubishi TH-N hoặc CHINT NXR.
• Không dùng aM một mình, vì aM không bảo vệ quá tải dưới khoảng 4 In.
• Dòng cắt của cầu chì không nhỏ hơn dòng ngắn mạch dự kiến tại chỗ lắp, đọc ở đúng điện áp (QCVN 12:2014/BXD, mục 2.6.5.4; IEC 60050, mục 441-17-08).
• Xem cầu chì cùng các thiết bị khác của tủ ở bài chọn thiết bị đóng cắt cho tủ điện hạ thế. Danh sách cầu chì, đế và cầu dao gửi theo mẫu ở bài chuẩn bị BOQ để nhận báo giá nhanh.