Nghiên cứu, xây dựng tài liệu thí nghiệm cho các bài thí nghiệm an toàn điện

Ghi chú: - Trong sơ đồ TN-C, dây PEN cần được nối đất lặp lại càng nhiều càngtốt.Đối với nhà cao tầng, thực tế là không thể thực hiện đuợc việc nối đất lặplại như trên, thay vào đó việc

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài thực tập này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, em đãnhận được nhiều sự quan tâm giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy cô vàbạn bè

Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy đã truyền đạt cho

em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu cũng như lòng say mê nghiêncứu khoa học

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Điện - đãgiảng dạy cho em những kiến thức căn bản, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho

em trong quá trình học tập và nghiên cứu

Lòng biết ơn sâu sắc được dành cho gia đình, người thân, bạn bè đã tạo

đã giúp đỡ và động viên cho em trong thời gian trên

Với thời gian có hạn và sự hiểu biết còn nhiều hạn chế nên trong quátrình thực hiện khóa luận của em không tránh khỏi nhiều thiếu sót Kínhmong nhận được sự góp ý của thầy giáo, cô giáo và bạn bè để khóa luận nàyđược hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 31 tháng 05 năm 2016

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG iv

DANH MỤC HÌNH v

LỜI NÓI ĐẦU 1

BÀI 1: ĐƯỜNG CUNG CẤP HỆ THỐNG ĐIỆN CHO MỘT TÒA NHÀ VỚI HỆ THỐNG TN, TT 2

1- Mục đích thí nghiệm 2

2- Cơ sở lý thuyết của thí nghiệm 2

3- Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 5

4- Nội dung bài thí nghiệm 6

4.1- Lắp mạch như sơ đồ sau 6

4.2- Kiểm tra lỗi trong sơ đồ 13

4.3- Kết quả thí nghiệm 15

5- Yêu cầu sinh viên khi đi làm bài thí nghiệm 15

6- Câu hỏi ôn tập 15

BÀI 2: CẤU HÌNH HOÀN CHỈNH HỆ THỐNG TN CỦA HỘ GIA ĐÌNH 18

1- Mục đích thí nghiệm 18

2- Cơ sở lý thuyết thí nghiệm 18

3- Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 19

4.1- lắp mạch thí nghiệm như hình 20

4.2- Kiểm tra lỗi trong sơ đồ 24

4.3- kết quả thí nghiệm 26

5- Yêu cầu sinh viên khi đi làm bài thí nghiệm 28

6- Câu hỏi ôn tập 28

BÀI 3: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG IT CÓ SỰ GIÁM SÁT CÁCH LY 30

1- Mục đích thí nghiệm 30

2- Cơ sở lý thuyết thí nghiệm 30

3- Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 33

4- Nội dung bài thí nghiệm 34

4.1- Lắp mạch như sơ đồ sau 34

4.2- Kiểm tra lỗi trong sơ đồ 38

kiểm tra điện áp 38

4.3- Kết quả thí nghiệm 39

4.4- Cách đo của bộ giám sát cách điện 39

4.5- Thiết lập bộ giám sát cách điện tới các giá trị đã được thiết lập như trong bảng 40

5- Yêu cầu sinh viên khi đi làm bài thí nghiệm 41

6- Câu hỏi ôn tập 41

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44

1 Kết luận 44

2 Kiến nghị 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 5

Bảng 1.2: Bảng lỗi cho mạng điện gia đình theo sơ đồ TN-S, TT 7

Bảng 1.3: Bảng kết quả thí nghiệm 15

Bảng 2.1: Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 19

Bảng 2.2: Bảng lỗi cho mạng điện gia đình theo sơ đồ hoàn chỉnh TN-S 20

Bảng 2.3: Bảng kết quả thí nghiệm 26

Bảng 3.1: Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 33

Bảng 3.2: Bảng lỗi cho mạng điện gia đình theo sơ đồ IT 35

Bảng 3.3: Bảng kết quả thí nghiệm 39

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ TN-C 2

Hình 1.2: Sơ đồ TN-S 3

Hình 1.3: Sơ đồ TN-C-S 3

Hình 1.4: Sơ đồ TT 4

Hình 1.5: Sơ đồ mạng điện gia đình theo sơ đồ TN-S 6

Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý mạng điện gia đình theo sơ đồ TN-S 8

Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý lỗi của mạng điện gia đình theo sơ đồ TN-S 9

Hình 1.8: Sơ đồ mạng điện gia đình theo sơ đồ TT 10

Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý mạng điện gia đình theo sơ đồ TT 11

Hình 1.10: Sơ đồ nguyên lý lỗi của mạng điện gia đình theo sơ đồ TT 12

Hình 2.1 Sơ đồ TN-S 18

Hình 2.2: Sơ đồ hoàn chỉnh của mạng điện gia đình theo sơ đồ TN-S 20

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý mạng điện gia đình hoàn chỉnh theo sơ đồ TN-S 22

Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý lỗi của mạng điện gia đình hoàn chỉnh theo sơ đồ TN-S 23

Hình 3.1: Sơ đồ IT không có dây trung tính 30

Hình 3.2: Sơ đồ IT có dây trung tính 31

Hình 3.3: Bộ giám sát cách điện 32

Hình 3.4: Sơ đồ mạng điện gia đình theo sơ đồ IT 34

Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý mạng điện gia đình theo sơ đồ IT 36

Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý lỗi của mạng điện gia đình theo sơ đồ IT 37

LỜI NÓI ĐẦU

An toàn điện hiện nay là vấn đề mà mọi người đều phải quan tâm khi sửdụng điện năng trong cuộc sống hằng ngày (trong sinh hoạt, lao động sảnxuất) và cần đề cao mức độ nguy hiểm của điện vì nó xảy ra ở mọi nơi cóđiện và bất cứ lúc nào mà chúng ta không hay biết nó xảy ra rất nhanh và gâynguy hiểm đến tính mang bản thâncũng như những người thân xung quanhbạn Nó có thể gây ra tác hại như: nhẹ thì bị bỏng hay bị giật nhẹ, nặng thì cóthể gây ra chết người và thiệt hại về tài sản, nó còngây ra mất điện làm chậmquá trình sản xuất của nhà máy xí nghiệp hay của cả khu công nghiệp lớn.Nên chúng ta cần đảm bảo an toàn và có những biện pháp để đảm bảo an toànđiện Nhận thấy tầm quan trọng của vấn đề an toàn điện trong cuộc sống vàlao động em tiến hành nghiên cứu về các bài thí nghiệm an toàn điện và nắmvững hơn về kiến thức an toàn điện để phục vụ cho công tác sau này Được sựquan tâm của Học Viện, Khoa Cơ Điện nên Bộ Môn Hệ Thống Điện đượctrang bị các bài thí nghiệm về an toàn điện Do vừa được đầu tư nên tài liệuhướng dẫn còn sơ sài Để đáp ứng được quá trình thực hành thí nghiệm môn

an toàn điện được tốt hơn, đồng thời cung cấp tài liệu hướng dẫn thí nghiệm

cho môn này Em tiến hành “ Nghiên cứu, xây dựng tài liệu thí nghiệm cho các bài thí nghiệm an toàn điện”

BÀI 1: ĐƯỜNG CUNG CẤP HỆ THỐNG ĐIỆN CHO MỘT TÒA

NHÀVỚI HỆ THỐNG TN, TT 1- Mục đích thí nghiệm

- Làm quen với một số loại sơ đồ TT, TN-C, TN-S, TN-C-S

- Phân tích mạch, vẽ lại mạch

- Biết cách sử dụng dụng cụ đo

- Biết cách đo, lắp mạch

- Kiểm tra được các lỗi sảy ra trong mạch

2- Cơ sở lý thuyết của thí nghiệm

a- Sơ đồ TN

- Là sơ đồ có điểm trung tính của nguồn cấp điện nối đất trực tiếp và sửdụng dây trung tính của nguồn cung cấp điện để làm dây an toàn

- Nối các kim loại có thể xuất hiện điện áp khi có sự cố với dây trung tính

- Sơ đồ TN gồm: Sơ đồ TN-C, sơ đồ TN-S, sơ đồ TN-C-S

* Sơ đồ TN-S (hình 1.2)

- Vỏ kim loại của thiết bị tại nơi sử dụng điện được nối với điểm trung tính của nguồn bằng một dây riêng gọi là dây bảo vệ PE

- Dây trung tính N và dây bảo vệ PE tách riêng

- Dây PE nối đất lặp lại càng nhiều càng tốt

Ghi chú:

- Trong sơ đồ TN-C, dây PEN cần được nối đất lặp lại càng nhiều càngtốt.Đối với nhà cao tầng, thực tế là không thể thực hiện đuợc việc nối đất lặplại như trên, thay vào đó việc nối dây PEN với các kết cấu kim loại của côngtrình, vừa tạo ra mạng liên kết đẳng thế, vừa có tác dụng tương tự như nối đấtlặp lại

- Trong sơ đồ TN-C cấm không đặt thiết bị cắt trên dây trung tính

- Sơ đồ TN-C cấm không được sử dụng cho mạng điện tiết diện dây dẫnnhỏ hơn 10mm2 nếu là dây đồng hoặc 16mm2 nếu là dây nhôm Sơ đồ nàycũng cấm không được sử dụng cho các ổ cắm điện để cắm các dây mềm cungcấp điện cho các thiết bị lưu động

- Trong sơ đồ TN-C, khi thiết bị điện làm việc bình thường, luôn luôn códòng điện không cân bằng đi trong dây trung tính và các kết cấu kim loại củacông trình, qua các loại đường ống ga, ống nước, dẫn đến hậu quả

- Nguy cơ hỏa hoạn cao

- Các bộ phận kim loại này chóng bị ăn mòn

- Là nguồn gây ra nhiễu điện từ

b- Sơ đồ TT (hình 1.4)

- Mạng điện 3 pha 4 dây có:

+ Điểm trung tính của nguồn cấp điện nối đất trực tiếp

+ Vỏ kim loại của thiết bị tại nơi sử dụng điện nối đất với một hệ thống nốiđất riêng (ký hiệu là dây PE)

Hình 1.4: Sơ đồ TT

3- Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm

Bảng 1.1: Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm T

T

1 Bộ kiểm tra VDE profitest M-BASE LM 8552 1

4- Nội dung bài thí nghiệm

4.1- Lắp mạch như sơ đồ sau

a- Sơ đồ mạng điện gia đình theo sơ đồ TN-S

Hình 1.5: Sơ đồ mạng điện gia đình theo sơ đồ TN-S

- Trong sơ đồ TN-S có các thiết bị dùng trong hộ gia đình như: ăng ten, cầuchì, chống sét, điều hòa, bình nóng lạnh, đường ống dẫn nước, đường ống dẫn

ga, chống sét trực tiếp

b- Bảng lỗi chomạng điện gia đình theo sơ đồ TN-S, TT

Bảng 1.2: Bảng lỗi cho mạng điện gia đình theo sơ đồ TN-S, TT

S1

Đứt cáp liên kết đẳng thế giữađường cung cấp hệ thống điện toànhà và ống dẫn nước

S2

Điện trở trung gian trong cáp liênkết đẳng thế giữa đường cung cấp

hệ thống điện tòa nhà và ống khíđốt

S3

Đứt cáp liên kết đẳng thế giữađường cung cấp hệ thống điện tòanhà và đường ống sưởi ấm

S4

Điện trở trung gian trong cáp liênkết đẳng thế giữa đường cung cấp

hệ thống điện tòa nhà và bộ làmnóng nước liên tục lớn

S5 Điện trở cách điện L1-PES6 Điện trở cách điện L2-PES7 Điện trở cách điện L1-PE và L3-PES8 Điện trở cách điện phụ thuộc điệnápS9 Điện trở đất bảo vệ (dây dẫn PEN)quá caoS10 Điện trở đất bảo vệ hoặc trở kháng

vòng lặp là quá caoS11

* Trở kháng vòng lặp quá caoS12

* Trở kháng vòng lặp quá cao

c- Sơ đồ nguyên lý mạng điện gia đình theo sơ đồ TN-S

Từ sơ đồ mạng điện hình 1.5 chúng ta nghiên cứu vẽ sơ đồ nguyên lý cho hình 1.6

Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý mạng điện gia đình theo sơ đồ TN-S

d- Sơ đồ nguyên lý lỗi của mạng điện gia đình theo sơ đồ TN-S

Từ bảng lỗi 1.2 trên hình vẽ như sơ đồ Trong đó có lỗi đứt cáp , lỗi điện trở cách điện

Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý lỗi của mạng điện gia đình theo sơ đồ TN-S

e- Sơ đồ mạng điện gia đình theo sơ đồ TT

- Cách đo ta làm tương tự như sơ đồ TN-C

Hình 1.8: Sơ đồ mạng điện gia đình theo sơ đồ TT

- Trong sơ đồ TT có các thiết bị dùng trong hộ gia đình như: ăng ten, cầu chì, chống sét, điều hòa, bình nóng lạnh, đường ống dẫn nước, đường ống dẫnga

f- Sơ đồ nguyên lý mạng điện gia đình theo sơ đồTT

Từ sơ đồ mạng điện hình 1.5 chúng ta nghiên cứu vẽ sơ đồ nguyên lý cho hình 1.9

Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý mạng điện gia đình theo sơ đồ TT

g- Sơ đồ nguyên lý lỗi của mạng điện gia đình theo sơ đồ TT

Từ bảng lỗi 1.2 ta có các lôi trong sơ đồ: Trong đó có lỗi đứt cáp

Và lỗi điện trở cách điện

Hình 1.10: Sơ đồ nguyên lý lỗi của mạng điện gia đình theo sơ đồ TT

4.2-Kiểm tra lỗi trong sơ đồ

- Ta đo các lỗi trong mạch bằng Bộ kiểm tra VDE profitest M-BASE và bộkiểm tra điện áp

- Đầu tiên ta bật nút ON/OFF để khởi động thiết bị đo

- Sau đó ta chuyển về thang đo RISO để đo điện trở ( không bật nguồn)

- Lỗi S1 đứt cáp liên kết đẳng thế giữa đường cung cấp hệ thống điện tòanhà và đường ống dân nước ta lấy bộ kiểm tra điện áp về đo một chấu cắmvào dây PE chấu còn lại cắm vào đường ống dẫn nước xong ấn nút ON đợi cókết quả rồi ghi vào bảng số liệu

- Lỗi S2 điện trở trung gian trong cáp liên kết đẳng thế giữa đường cung cấp

hệ thống điện tòa nhà và ống khí đốtta lấy bộ kiểm tra điện áp về đo một chấucắm vào dây PE chấu còn lại cắm vào đường ống khí đốt xong ấn nút ON đợi

có kết quả ghi vào bảng số liệu

- Lỗi S3 đứt cáp liên kết đẳng thế giữa đường cung cấp hệ thống điện tòanhà và đường ống sưởi ấmta lấy bộ kiểm tra điện áp về đo một chấu cắm vàodây PE chấu còn lại cắm vào đường ống sưởi ấm xong ấn nút ON đợi có kếtquả rồi ghi vào bảng số liệu

- Lỗi S4 điện trở trung gian trong cáp liên kết đẳng thế giữa đường cung cấp

hệ thống điện tòa nhà và bộ làm nóng nước liên tụcta lấy bộ kiểm tra điện áp

về đo một chấu cắm vào dây PE chấu còn lại cắm vàobộ làm nóng nước liêntụcxong ấn nút ON đợi có kết quả rồi ghi vào bảng số liệu

- Lỗi S5 điện trở cách điện L1-PE ta lấy bộ kiểm tra điện áp về đo một chấucắm vào dây PE chấu còn lại cắm vào L1 xong ấn nút ON đợi có kết quả rồighi vào bảng số liệu

- Lỗi S6 điện trở cách điện L2-PE ta lấy bộ kiểm tra điện áp về đo một chấucắm vào dây PE chấu còn lại cắm vào L2 xong ấn nút ON đợi có kết quả rồighi vào bảng số liệu

- Lỗi S7 điện trở cách điện L1-PE và L3-PE ta lấy bộ kiểm tra điện áp về đomột chấu cắm vào dây PE chấu còn lại cắm vào L1 xong ấn nút ON đợi cókết quả rồi ghi vào bảng số liệu L3 làm tương tự như L1.

- Lỗi S9, điện trở đất bảo vệ (dây dẫn PEN) quá cao ta lấy bộ kiểm tra điện

áp về đo một chấu cắm vào dây PE chấu còn lại cắm vào dây N xong ấn nút

ON đợi có kết quả rồi ghi vào bảng số liệu.(lỗi S10 đo như lỗi S9)

- Lỗi S11 và S12 ta bật nguồn để đo và chuyển về thang đo ZL-PEở hai lỗinày ta sử dụng rắc cắm ba đầu ( ba chấu ) ta đo ZL1-PE cắm các chấu vào dây

PE dây L1 và dây N tương tự ZL2-PE và ZL3-PE ta cũng đo như ZL1-PE xong ấn nút

ON đợi có kết quả rồi ghi vào bảng số liệu

Chú ý: ở thang RLO là điện trở R< 1KΩ,còn thang do RISO là điện trở R>1KΩ

4.3- Kết quả thí nghiệm

Bảng 1.3: Bảng kết quả thí nghiệm

ZL1-PE= 6.83mΩ, IK=337A

ZL2-PE=341mΩ,IK=310A

ZL3-PE= 761mΩ, IK=302A

ZL1-PE=4.16Ω, IK=20AZL2-PE=5.26Ω, IK=31AZL3-PE= 11.4Ω, IK=55A

5- Yêu cầu sinh viên khi đi làm bài thí nghiệm

- Nắm được các kiến thức về các dạng sơ đồ trong bài.

- Biết cách đo các lỗi xảy ra trong bài thí nghiệm và từ đó áp dụng cho liên

hệ thực tế

- Biết cách vẽ sơ đồ nguyên lý.

- Trả lời được các câu hỏi cuối bài

6- Câu hỏi ôn tập

Câu 1: Sơ đồ dạng TT có?

Trung tính của nguồn cung cấp điện để làm dây an toàn x

Câu 2: Thứ tự cho sự kiểm tra loại bỏ điện áp là gì?

Đáp án Thứtự đúng

Kiểm tra thiết bị đo cắt ác nguồn cung cấp từ mọi phía làm

Phải chắc chắn rằng hệ thống không thể được kết nối lại 3

Câu 3: Trong bài sơ đồ TN có mấy loại ?

Câu 4: Để đo điện trở cách điệnphát biểu nào sau đây là đúng?

Điện trở cách điện được đo bằng cách sử dụng một điện áp DC x

Nó là điện trở số phức (trở kháng) Z được đo xMạch điện cần được ngắt kết nối để không có điện áp hiện diện x

Bất kỳ thiết bị đo nào có thể được sử dụng cho nhiệm vụ này xĐiện trở cách điện được đo bằng cách sử dụng một điện áp AC x

Điện áp và dòng điện đã sử dụng cho các phép đo được xác định

bởi các tiêu chuẩn

Trong hệ thống TN sự kết nối giữa N và PE cần được ngắt x

Tất cả các hộ tiêu thụ nên được kết nối và bật x

Câu 5: Sơ đồ dạng TN có?

Nối các kim loại có thể xuất hiện điện áp khi có sự cố với dây

trung tính

x

Trung tính của nguồn cấp điện nối đất trực tiếp x

Trung tính của nguồn cung cấp điện để làm dây an toàn x

Câu 6: Đâu là nhược điểm của sơ đồ TN-C?

Cấm không đặt thiết bị cắt trên dây trung tính x

BÀI 2: CẤU HÌNH HOÀN CHỈNH HỆ THỐNG TN CỦA HỘ

GIA ĐÌNH 1- Mục đích thí nghiệm

- Làm quen với một số loại sơ đồ điện của một hộ gia đình

- Phân tích và vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện gia đình với sơ đồ TN-S

- Biết cách đo, lắp mạch

- Kiểm tra được các lỗi sảy ra trong mạch

2- Cơ sở lý thuyết thí nghiệm

a- Hộ gia đình trung sống trong khu cao cấp

- Như chúng ta được biết đối với các hộ gia đình sống trong chung cư hiệnđại thì các thiết bị điện không thể thiếu được như: ti vi, điều hòa trung tâm,

máy giặt, bình nóng lạnh trung tâm, tủ lạnh, quạt, bóng đèn, gas được cấptheo hệ thống trung tâm…

b- Hộ gia đình cá nhân

- Thiết yếu đối với các hộ gia đình cá nhân thì các thiết bị điện là rất quan

trọng như: ti vi, điều hòa, máy giặt, bình nóng lạnh, tủ lạnh, quạt, bóng đèn,máy bơm, …

c- Sơ đồ TN-S (hình 3.1)

- Vỏ kim loại của thiết bị tại nơi sử dụng điện được nối với điểm trung tínhcủa nguồn bằng một dây riêng gọi là dây bảo vệ PE

- Dây trung tính N và dây bảo vệ PE tách riêng

- Dây PE nối đất lặp lại càng nhiều càng tốt

Hình 2.1: Sơ đồ TN-S

3- Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm

Bảng 2.1: Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm T

1

Bộ kiểm tra VDE profitest M-BASE

4- Nội dung bài thí nghiệm

4.1- lắp mạch thí nghiệm như hình

a- Sơ đồ hoàn chỉnh của mạng điện gia đình theo sơ đồ TN-S

Hình 2.2: Sơ đồ hoàn chỉnh của mạng điện gia đình theo sơ đồ TN-S

- Trong sơ đồ TN-S có các thiết bị điện được dùng trong hộ gia đình như: áp

tô mát chống giật, nguồn điện, công tắc, ổ cắm, bóng đèn,ăng ten, chống sét, điều hòa, bình nóng lạnh, đường ống dẫn nước, đường ống dẫn ga

b- Bảng lỗi cho mạng điện gia đình theo sơ đồ hoàn chỉnh TN-S

Bảng 2.2: Bảng lỗi cho mạng điện gia đình theo sơ đồ hoàn chỉnh TN-S