Đề cương Bài giảng Modull Khí cụ điện nghề Điện công nghiệp

Đề cương bài giảng dành cho hệ TCN, CĐN, nghề ĐCN đã được cập nhật và chỉnh sửa áp dung cho các nghề Điện dân dụng, Điện công nghiệp, tài liệu học tập dành cho học sinh các hệ từ sơ, trung đến cáo đẳng các nghế,

Đ N V CH QU N: Ơ Ị Ủ Ả

C S GIÁO D C NGH NGHI P: TR Ơ Ở Ụ Ề Ệ ƯỜ NG CĐCN CAO SU

Đ C Ề ƯƠ NG

MÔ ĐUN: KHÍ C ĐI N Ụ Ệ

NGH : Ề ĐI N CÔNG NGHI P VÀ DÂN D NGỆ Ệ Ụ

TRÌNH Đ : Ộ TRUNG C PẤ

Ban hành kèm theo Quy t đ nh s : /QĐ-… ngày…….tháng….năm ………… ế ị ố

c a……… ủ

Hình minh h aọ (tùy thu c vào t ng môn h c l a ch n hình minh h a cho thích h p ộ ừ ọ ự ọ ọ ợ

Bình ph ướ c, năm 2015

CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN BẮT BUỘC

Tên mô đun: Khí cụ điện

Mã số mô đun: MĐ 08

CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN ĐÀO TẠO: KHÍ CỤ ĐIỆN

Mã số mô đun: MĐ08

Thời gian mô đun: 45 giờ ; (Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành: 30 giờ)

I VỊ TRÍ TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN:

- Vị trí: Mô đun này học sau các môn học và mô đun : An toàn lao động; Mạch điện,

có thể học song song với môn Vật liệu điện

- Tính chất: Là mô đun kỹ thuật cơ sở, thuộc các môn học đào tạo nghề bắt buộc

II MỤC TIÊU MÔ ĐUN:

- Nhận dạng và phân loại được các loại khí cụ điện

- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại khí cụ điện thông dụng

- Tính chọn được các loại khí cụ điện theo yêu cầu của phụ tải.

- Rèn luyện tính nghiêm túc, tỉ mỉ, chính xác trong học tập và trong thực hiện công việc

III NỘI DUNG MÔ ĐUN:

1 Nội dung tổng quát và phân phối thời gian :

Số

Thời gian Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành Bài tập

Kiểm tra*

(LT hoặc TH)

2 Nội dung chi tiết

Bài mở đầu: Khái niệm và công dụng của khí cụ điện Thời gian: 2 giờ

Mục tiêu:

- Phân loại được các loại khí cụ điện

- Hiểu được cách tiếp xúc điện, cách tạo hồ quang điện và dập tắt hồ quang điện

- Rèn luyện tính nghiêm túc trong học tập và trong thực hiện công việc

Nội dung:

2 Công dụng và phân loại khí cụ điện Thời gian : 0.5 giờ Nội dung chi tiết

2.Công dụng và phân loại

2 Các loại công tắc và nút điều khiển Thời gian : 5 giờ

1 Áp-tô-mát

Kiểm tra : Thời gian: 1 giờ

Nội dung chi tiết :

Thời gian : 6 giờ

Bài 2: Khí cụ điện bảo vệ Thời gian: 12 giờ

Mục tiêu:

- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại khí cụ điện bảo vệ thường dùng trong công nghiệp và dân dụng.

- Sử dụng được thành thạo các loại khí cụ điện bảo vệ, đảm bảo an toàn cho người và các thiết bị theo TCVN

- Tính chọn được các loại khí cụ điện bảo vệ thông dụng theo yêu cầu kỹ thuật cụ thể

- Tháo lắp, phán đoán và sửa chữa được hư hỏng các loại khí cụ điện bảo vệ đạt các thông số kỹ thuật và đảm bảo an toàn

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, nghiêm túc trong công việc

Nội dung:

Nội dung chi tiết:

1.5 Sửa chữa nam châm

3.2 Nguyên lý hoạt động

3.3 Hư hỏng và các

6 Biến áp đo lường 2

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, nghiêm túc trong công việc

Nội dung:

3 Rơle trung gian và rơle tốc độ Thời gian : 2 giờ

Kiểm tra Thời gian :1 giờ

Nội dung chi tiết:

1.4 Sửa chữa khí cụ điện

4.1 Cấu tạo rơle thời gian

4.3 Giới thiệu một số rơle

IV ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN MÔ ĐUN:

1 Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng

- Phòng thực hành Khí cụ điện diện tích 100m2 với đầy đủ trang thiết bị, dụng cụ và vật tư

2 Trang thiết bị máy móc

6

3 Tủ thực hành điện vạn

năng

4 Động cơ rôto lồng sóc 3pha

Uđk = 220V

6

5 Mô hình mạch điện máy

công cụ: tiện, mài, cán cắt,

băng tải

Mô

Uđl =380V/3phaUđk = 220V, P ≤ 1KW

3 Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu

ST Tên học liệu, dụng cụ, Đơn vị Số lượng Yêu cầu kỹ thuật

5 Bảng gắn các loại khí cụ

điện

Linh kiện 1000 Linh kiện thường

6 Dây dẫn điện

V PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ:

1 Nội dung:Các nội dung trọng tâm cần kiểm tra là:

- Công dụng, cấu tạo, nguyên lý, phạm vi sử dụng của các loại khí cụ điện

- Tính chọn khí cụ điện theo yêu cầu kỹ thuật cụ thể

- Phân tích, so sánh về tính năng của từng loại khí cụ điện

- Lắp đặt, sử dụng các khí cụ điện

- Tháo lắp, kiểm tra thông số của các khí cụ điện

- Xác định các hư hỏng, nguyên nhân gây ra hư hỏng

2 Phương pháp: Có thể áp dụng hình thức kiểm tra viết hoặc kiểm tra trắc nghiệm

VI HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN MÔ ĐUN:

1 Phạm vi áp dụng chương trình:

Chương trình môn học này được sử dụng để giảng dạy cho trình độ Trung cấp nghề

2 Hướng dẫn một số điểm chính về phương pháp giảng dạy mô đun:

- Trước khi giảng dạy, giáo viên cần căn cứ vào nội dung của từng bài học để chuẩn bị đầy đủ các điều kiện cần thiết nhằm đảm bảo chất lượng giảng dạy

- Nên áp dụng phương pháp đàm thoại để học sinh ghi nhớ kỹ hơn

- Nên bố trí thời gian giải bài tập, nhận dạng các loại khí cụ điện, thao tác lắp đặt, vận hành, hướng dẫn và sửa sai tại chổ cho học sinh

- Cần lưu ý kỹ về các đặc tính kỹ thuật và công dung của từng nhóm khí

cụ điện

3 Những trọng tâm cần chú ý:

- Công dụng, nguyên lý của từng loại khí cụ điện

- Đặc tính cơ bản và phạm vi ứng dụng của từng loại khí cụ điện

- Tính chọn một số khí cụ điện phổ thông (cầu dao, cầu chì, CB ) trong trường hợp đơn giản.

- Lắp đặt, vận hành các khí cụ điện phổ thông (cầu dao, cầu chì, CB )

4 Tài liệu cần tham khảo:

[1] Nguyễn Xuân Phú, Khí cụ Điện Kết cấu, sử dụng và sửa chữa, NXB Khoa Học và

Kỹ Thuật, năm 2000

[2] Nguyễn Xuân Phú, Vật liệu điện, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật,2000.

[3] Đặng Văn Đào, Kỹ Thuật Điện, NXB Giáo Dục, 2004.

[4] Nguyễn Xuân Phú, Cung cấp điện, NXB Khoa học và Kỹ thuật , 2004

[5] K.B Raina, s.k.bhattcharya (Phạm Văn Niên dịch), Thiết kế điện và dự toán giá thành, NXB Khoa và Học Kỹ Thuật, 1996

[6] Phạm Văn Chới, Bùi Tín Hữu, Khí cụ điện, NXB KHKT, 2000

Giáo trình được biên so n làm tài li u h c t p, gi ng d y nên giáo trình đãạ ệ ọ ậ ả ạ

được xây d ng m c đ đ n gi n và d hi u nh t, trong m i bài đ u bài t p v nhàự ở ứ ộ ơ ả ễ ể ấ ỗ ề ậ ề

đ h c sinh v nhà luy n t p thêm.ể ọ ề ệ ậ

Khi biên so n, tác gi đã d a trên kinh nghi m gi ng d y, tham kh o đ ngạ ả ự ệ ả ạ ả ồnghi p và tham kh o nhi u giáo trình hi n có đ phù h p v i n i dung chệ ả ở ề ệ ể ợ ớ ộ ươngtrình đào t o và phù h p v i m c tiêu đào t o, n i dung đạ ợ ớ ụ ạ ộ ược biên so n g n v i nhuạ ắ ớ

c u th c t ầ ự ế

Nội dung của giáo trình gồm có:

Bài m đ u: ở ầ Khái ni m và công d ng c a khí c đi nệ ụ ủ ụ ệ

Bài 1: Khí c đi n đóng c tụ ệ ắ

Bài 2 : Khí c đi n b o vụ ệ ả ệ

Bài 3: Khí c đi n đi u khi nụ ệ ề ể

Giáo trình cũng là tài li u gi ng d y và tham kh o t t cho các ngành thu c lĩnhệ ả ạ ả ố ộ

v c đi n dân d ng, đi n công nghi p, đi n t , c đi n t , c khí.ự ệ ụ ệ ệ ệ ử ơ ệ ử ơ

M c dù đã c g ng t ch c biên so n đ đáp ng đặ ố ắ ổ ứ ạ ể ứ ược m c tiêu đào t o nh ngụ ạ ưkhông tránh được nh ng khi m khuy t R t mong nh n đữ ế ế ấ ậ ược đóng góp ý ki n c aế ủquý th y, cô giáo, b n đ c đ tác gi hi u ch nh hoàn thi n h n Các ý ki n đóng gópầ ạ ọ ể ả ệ ỉ ệ ơ ếxin g i v Trử ề ường Cao đ ng Công nghi p Cao su.ẳ ệ

Bình phướ , ngày 03 thang 12 năm 2015c

Biên so nạ ThS Hà Văn Đ oạ

M C L C Ụ Ụ

MÔ ĐUN KHÍ C ĐI N Ụ Ệ

Mã s c a mô đun: MĐ11 ố ủ

V trí, tính ch t, ý nghĩa và vai trò c a mô đun: ị ấ ủ

- V trí: Mô đun này đị ược b trí sau khi h c xong môn h c An toàn đi n và h c ố ọ ọ ệ ọsong song v i môn h c M ch đi n, V t li u đi n, Vẽ đi n và h c trớ ọ ạ ệ ậ ệ ệ ệ ọ ước các môn h c, ọ

mô đun chuyên môn khác

- Tính ch t: Là mô đun kỹ thu t c s , thu c các mô đun đào t o ngh b t bu c.ấ ậ ơ ở ộ ạ ề ắ ộ

M c tiêu c a mô đun: ụ ủ

- Nh n d ng và phân lo i đậ ạ ạ ược các lo i khí c đi n.ạ ụ ệ

- Trình bày đượ ấ ạc c u t o và nguyên lý ho t đ ng c a các lo i khí c đi n thông ạ ộ ủ ạ ụ ệ

d ng.ụ

- Tính ch n đọ ược các lo i khí c đi n theo yêu c u c a ph t i.ạ ụ ệ ầ ủ ụ ả

- Rèn luy n tính c n th n, t m , nghiêm túc trong công vi cệ ẩ ậ ỉ ỉ ệ

- Hình thành tính c n th n chính xác logic khoa h cẩ ậ ọ

- Rèn luy n tính c n th n khoa h cệ ẩ ậ ọ

N i dung c a mô đun ộ ủ :

Bài m đ u: ở ầ Khái ni m và phân lo i c a khí c đi n ệ ạ ủ ụ ệ

M c tiêu: ụ

- Đ nh nghĩa, phân lo i đị ạ ược các lo i khí c đi nạ ụ ệ

- Trình bày được ti p xúc đi n, h quang đi n và bi n pháp d p t t h quang ế ệ ồ ệ ệ ậ ắ ồ

1.2 S phát nóng c a khí c đi nự ủ ụ ệ :

1.2.1 Khái niệm chung

Nhiệt lượng sinh ra do dòng điện chạy qua trong cuộn dây hay vật dẫn điện khi thiết

bị điện làm việc sẽ gây ra hiện tượng phát nóng Ngoài ra trong các thiết bị điện xoay chiều còn do tổn hao dòng xoáy và từ trễ trong lõi sắt từ cũng sinh ra nhiệt Nếu nhiệt độ phát nóng của thiết bị điện vượt quá trị số cho phép thì thiết bị điện nhanh bị hư hỏng, vật liệu cách điện nhanh bị gìa hóa, độ bền kim loại bị giảm sút

Nhiệt độ cho phép của các bộ phận thiết bị điện có thể tham khảo trong bảng 0.1

và 0.2

Bảng 0.1 Nhiệt độ cho phép của vật liệu làm khí cụ điện

Các b ph n c a khí c đi n ộ ậ ủ ụ ệ Nhi t đ cho phép ệ ộ

V t không d n đi n và không b c cách đi nậ ẫ ệ ọ ệ 110

Bảng 0.2 Nhiệt độ cho phép của vật liệu cách điện

V t li u cách đi n ậ ệ ệ C p cách ấ

đi n ệ

Nhi t đ ệ ộ cho phép o c

V i s i, gi y có th m t m cách đi nả ợ ấ ấ ẩ ệ A 105

Mi ca, s i thu tinh có th m t m cách đi nợ ỷ ấ ẩ ệ F 155

1.3.2 Phân loại

Tùy theo chế độ làm việc khác nhau, mỗi KCĐ sẽ có sự phát nóng khác nhau

- Chế độ làm việc lâu dài của KCĐ

KCĐ làm việc lâu dài, nhiệt độ trong KCĐ bắt đầu tăng và đến nhiệt độ ổn định thìkhông tăng nữa, lúc này sẽ tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh

Hình 0.1 Nhiệt độ của KCĐ ở chế độ làm việc dài hạn

- Chế độ làm việc ngắn hạn của KCĐ

Chế độ làm việc ngắn hạn của KCĐ là chế độ khi đóng điện nhiệt độ của nó khôngđạt tới nhiệt độ ổn định, sau khi phát nóng ngắn hạn, KCĐ được ngắt nhiệt độ của nó sụtxuống mức không so sánh được với môi trường xung quanh

Hình 0.2 Nhiệt độ của KCĐ ở chế độ làm việc ngắn hạn

- Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại của KCĐ

Nhiệt độ của KCĐ tăng lên trong khoảng thời gian KCĐ làm việc, nhiệt độ giảmxuống trong khoảng thời gian KCĐ nghỉ, nhiệt độ giảm chưa đạt đến giá trị ban đầu thìKCĐ làm việc lặp lại Sau khoảng thời gian, nhiệt độ tăng lên lớn nhất gần bằng nhiệt độgiảm nhỏ nhất thì KCĐ đạt được chế độ dừng

Hình 0.3 Nhiệt độ của KCĐ ở chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại1.2 Ti p xúc đi nế ệ

1.2.1 Khái niệm

Chỗ tiếp giáp giữa hai vật dẫn điện để cho dòng điện chạy từ vật dẫn này sang vậtdẫn kia gọi là tiếp xúc điện Bề mặt chỗ tiếp giáp giữa các vật dẫn điện gọi là bề mặt tiếpxúc điện

Tiếp xúc điện chia làm ba dạng chính:

- Tiếp xúc cố định: Các tiếp điểm được nối cố định với các chi tiết dẫn dòng điện như là:

thanh cái, cáp điện, chỗ nối KCĐ vào mạch Trong quá trình sử dụng, cả hai tiếp điểm đượcgắn chặt vào nhau nhờ các bu lông, hàn nóng hay nguội

- Tiếp xúc đóng mở: Là tiếp xúc để đóng ngắt mchj điện Trong trường hợp này phát sinh hồ

quang điện, cần xác định khoảng cách giữa tiếp điểm tĩnh và động dựa vào dòng điện địnhmức, điện áp định mức và chế độ làm việc của KCĐ

- Tiếp xúc trượt: Là tiếp xúc ở cố góp và vành trượt, tiếp xúc này cũng dễ phát sinh hồ

quang điện

1.2.2 Các yêu cầu cơ bản của tiếp xúc điện

Tiếp xúc điện là một phần rất quan trọng của KCĐ Trong thời gian hoạt động đóng

mở, chỗ tiếp xúc sẽ phát nóng cao, mài mòn lớn do va đập và ma sát, đặc biệt do sự hoạt động có tính chất hủy hoại của hồ quang

Vì vậy tiếp xúc điện cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau:

- Nơi tiếp xúc điện phải chắc chắn, đảm bảo

- Nơi tiếp xúc phải có độ bền cơ khí cao

- Không phát nóng quá giá trị cho phép đối với dòng điện định mức

- Ổn định nhiệt và lực điện động khi có dòng ngắn mạch cực đại đi qua

- Chịu được tác dụng của môi trường xung quanh, nhiệt độ cao ít bị oxi hóa

1.2.3 Điện trở tiếp xúc của tiếp điểm

Tại chỗ tiếp xúc bao giờ cũng có điện trở tiếp xúc (Rtx) Điện trở tiếp xúc của tiếpđiểm ảnh hưởng đến chất lượng của KCĐ, Rtx lớn làm cho tiếp điểm phát nóng Nếu phátnóng quá mức cho phép thì tiếp điểm sẽ bị nóng chảy thậm chí bị hàn dính

Trong các tiếp điểm KCĐ mong muốn Rtx có giá trị càng nhỏ càng tốt nhưng do thực

tế có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến Rtx nên không thể giảm Rtx cực nhỏ như mong muốn

Các yếu tố chính sau ảnh hưởng đến Rtx

- Vật liệu làm tiếp điểm: Vật liệu mềm tiếp xúc tốt

- Kim loại làm tiếp điểm không bị oxy hóa: Đồng, thép được dùng làm tiếp điểm cốđịnh Ngoài ra các tiếp điểm còn được làm bằng bạc, bạch kim, Vonfram, niken, có thể làvàng

- Lực ép tiếp điểm càng lớn thì sẽ tạo nên nhiều tiếp điểm tiếp xúc

- Nhiệt độ tiếp điểm càng cao thì điện trở tiếp xúc càng lớn

- Diện tích tiếp xúc

- Hình dạng tiếp điểm

* Cách kh c ph c ch y u s d ng v t li u và ch n v t li u có kh năng sau.ắ ụ ủ ế ử ụ ậ ệ ọ ậ ệ ả

+ Ch ng ăn mòn.ố+ Truy n d n nhi t t t.ề ẫ ệ ố+ Có đ b n c h c cao.ộ ề ơ ọ+ D o và d gia công trong trẻ ễ ường h p v i các dòng đi n đ nh m c nhợ ớ ệ ị ứ ỏdùng ti p đi m v i kim lo i nh đ ng b c paratin, vôn fram v i dòng đi n l n chế ể ớ ạ ư ồ ạ ớ ệ ớ ủ

y u s d ng kim lo i g m có m b c đ tăng cế ử ụ ạ ồ ạ ạ ể ường di n tích ti p xúc và gi m đi nệ ế ả ệ

1.3.2 Quá trình phát sinh và dập hồ quang

a/ Quá trình phát sinh hồ quang điện

Quá trình phát sinh hồ quang bản chất là quá trình ion hóa

Ở điều kiện bình thường, môi trường khí gồm các phần tử trung hòa nên nó khôngdẫn điện Nếu các phần tử trung hòa đó bị phân tích thành các điện tử tự do, các ion dương,ion âm thì nó trở thành dẫn điện Quá trình tạo ra các điện tử tự do và các ion trong chất khíđược gọi là quá trình ion hóa Quá trình này có thể xảy ra dưới tác dụng của ánh sáng, nhiệt

độ, điện trường, va đập…

Ở các tiếp điểm của KCĐ đóng cắt, trong quá trình cắt, tiếp điểm động rời khỏi tiếpđiểm tĩnh làm điện trở tiếp xúc tăng, tổn hao lớn, nhiệt độ tiếp điểm cao, tạo điều kiện thuậnlợi cho quá trình phát xạ nhiệt điện tử (đây là quá trình xảy ra khi nhiệt độ catot cao, cácđiện tử tự do trong điện cực có động năng lớn, có thể thoát ra khỏi bề mặt kim loại, tạo nêndòng điện trong chất khí)

Tại thời điểm hai tiếp điểm mới tách nhau ra, cường độ điện trường giữa chúng khálớn, thuận lợi cho việc tự phát xạ điện tử càng lớn khi nhiệt độ điện cực cao và điện trườngđặt lên nó lớn phát ra hồ quang điện

b/ Các phương pháp dập hồ quang

Yêu cầu hồ quang phải được dập tắt trong khu vực hạn chế với thời gian ngắn nhất,tốc độ mở tiếp điểm phải lớn mà không làm hư hỏng các bộ phận của KCĐ Đồng thời nănglượng hồ quang phải đạt đến giá trị nhỏ nhất, điện trở hồ quang phải tăng nhanh và việc dậptắt cũng không được kéo dài theo quá điện áp nguy hiểm, tiếng kêu phải nhỏ và ánh sángkhông quá lớn

Để dập tắt hồ quang ta dùng những biện pháp tăng cường quá trình phản ion ở khuvực hồ quang (Quá trình phản ion là quá trình ngược lại với quá trình ion hóa, tức là quátrình suy giảm số lượng ion trong vùng hồ quang Trong hồ quang điện, tồn tại song songhai quá trình ion hóa và phản ion Nếu quá trình ion hóa lớn hơn quá trình phản ion, hồquang sẽ phát sinh và phát triển mạnh, dòng điện hồ quang sẽ tăng Nếu quá trình ion hóacân bằng với quá trình phản ion, dòng điện hồ quang không tăng và hồ quang cháy ổn định.Nếu quá trình ion hóa bé hơn quá trình phản ion thì dòng điện hồ quang sẽ suy giảm và hồquang sẽ tắt) đó là:

- Tăng độ dài hồ quang

- Dùng từ trường để tạo lực thổi hồ quang chuyển động nhanh

- Dùng dòng khí hay dầu để thổi dập tắt hồ quang

- Dùng khe hở hẹp để hồ quang cọ sát vào vách của khe hẹp này

- Tạo thành chân không ở khu vực hồ quang

- Chia hồ quang thành nhiều hồ quang ngắn nhờ vách ngăn

- Cho hồ quang tiếp xúc với một chất cách điện làm nguội

Theo nguyên tắc dập hồ quang có các loại:

- Kéo dài hồ quang

- Hồ quang tự sinh năng lượng để dập tắt dùng năng lượng ngoài để dập tắt

- Dùng tiếp điểm bắc cầu: Áp dụng trong hệ thống công tắc tơ, phân chia hồ quanglàm 2 đoạn và nhờ lực đẩy hồ quang về hai phía

1.4 Lực điện động

1.4.1 Khái niệm chung

Một vật dẫn đặt trong từ trường, có dòng điện chạy qua sẽ chịu tác dụng của một lực.Lực cơ học này có xu hướng làm biến dạng hoặc chuyển dời vật dẫn để từ thông xuyên qua

nó là lớn nhất Lực chuyển dời đó là lực điện động (LĐĐ)

Ở trạng thái làm việc bình thường, thiết bị điện được chế tạo để LĐĐ không làm ảnhhưởng gì đến độ bền vững kết cấu Khi ngắn mạch dòng điện tăng lên rất lớn (có lúc lên tớihàng chục lần dòng định mức) do đó LĐĐ sẽ rất lớn, LĐĐ sẽ làm biến dạng, đôi khi cònphá vỡ kết cấu thiết bị điện

Ngoài ra người ta còn nghiên cứu ứng dụng LĐĐ để chế tạo các thiết bị điện như rơ

le điện động, cơ cấu đo điện động

1.4.2 Ổn định lực điện động

Ổn định lực điện động là khả năng chịu đựng tác động cơ khí do LĐĐ sinh ra khi ngắn mạch

Để đảm bảo điều kiện cần là: Im > Ixk với:

- Im là dòng điện cho phép lớn nhất của thiết bị

- Ixk là dòng xung kích tính toán khi ngắn mạch ba pha

1.5 Các yêu cầu cơ bản của thiết bị điện

Để đảm bảo an toàn cho thiết bị điện và đảm bảo độ tin cậy của thiết bị điện thì thiết

bị điện phải đảm bảo một số yêu cầu sau:

- Thiết bị điện đảm bảo làm việc lâu dài với các thông số kỳ thuật ở trạng thái làm việc định mức: Uđm, Iđm

- Thiết bị điện phải đảm bảo ổn định nhiệt, lực điện động, có cường độ cơ khí cao khiquá tải, khi ngắn mạch Vật liệu cách điện tốt, không bị chọc thủng khi quá dòng

- Thiết bị điện phải đảm bảo làm việc tin cậy, chính xác, an toàn, gọn nhẹ, dễ lắp ráp,kiểm tra và sửa chữa

2 Công d ng và phân lo iụ ạ

2.1 Công d ng:ụ

Dùng đóng cắt, chuyển đổi mạch điện khống chế,bảo vệ, điều khiển, kiểm tra sự hoạtđộng của các phụ tải Ngoài ra nó còn được dùng để kiểm tra, theo dõi các quá trình hoạtđộng của đối tượng, như ánh sáng, nhiệt độ,v,vv

2.2 Phân loại

Để thuận lợi cho việc nghiên cứu, vận hành, sử dụng và sử chữa thiết bị điện người

ta phân loại như sau:

2.2.1.Theo công dụng :

+ Thiết bị điện đóng cắt: Chức năng chính là đóng cắt tự động hoặc bằng tay mạchđiện ở chế độ làm việc khác nhau VD: Cầu dao, dao cách ly, áp tô mát, cầu chì Đặc điểmcủa nhóm này là tần số thao tác thấp (thỉnh thoảng mới phải thao tác), do đó tuổi thọ củachúng thường không cao (đến hàng chục ngàn lần đóng cắt)

+ Thiết bị điện hạn chế dòng điện, điện áp: Chức năng là hạn chế dòng điện, điện áptrong mạch không tăng quá cao khi bị sự cố VD: Kháng điện dùng để hạn chế dòng điệnngắn mạch, van chống sét dùng để hạn chế điện áp

+ Thiết bị điện mở máy, điều khiển: Gồm các loại KCĐ như các bộ mở máy, khốngchế, điện trở mở máy, công tắc tơ, khởi động từ…Đặc điểm của các thiết bị này là tần sốthao tác cao, có thể tới 1500 lần/giờ, vì vậy tuổi thọ của nó có thể tới hàng triệu lần đóngcắt

+ Thiết bị điện kiểm tra, theo dõi: Các thiết bị điện này có chức năng kiểm tra, theodõi sự làm việc của các đối tượng và biến đổi tín hiệu không điện thành tín hiệu điện CácKCĐ này gồm các loại rơle, các bộ cảm biến…Đặc điểm của thiết bị điện này là công suấtthấp, thường được nối mạch ở thứ cấp để biến đổi, truyền tín hiệu

+ Thiết bị điện tự động điều chỉnh, khống chế, duy trì chế độ làm việc và các tham sốcủa đối tượng như các bộ ổn định điện áp, ổn định tốc độ, ổn định nhiệt độ…

+ Thiết bị điện biến đổi dòng điện, điện áp gồm máy biến dòng điện, máy biến điện

áp Chúng có chức năng biến đổi dòng điện lớn, điện áp cao thành dòng điện và điện áp cótrị số thích hợp, an toàn cho việc đo lường, điều khiển, bảo vệ

2.2.2 Theo nguyên lý làm việc

Thiết bị điện được chia theo các nhóm với nguyên lý điện cơ, điện từ, từ điện, điệnđộng, nhiệt, có tiếp điểm và không có tiếp điểm

2.2.3 Theo tính chất dòng điện

- Thiết bị điện dùng trong mạch một chiều

- Thiết bị điện dùng trong mạch xoay chiều

2.2.4 Theo cấp điện áp làm việc

- Thiết bị điện hạ áp (có điện áp đến 1000V)

- Thiết bị điện cao áp (điện áp từ 1000 V trở lên)

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, nghiêm túc trong công việc

II Dụng cụ - thiết bị thực hành cho một nhóm

Dụng cụ, thiết bị, vật tư dùng cho thực hành bao gồm:

lượng

Đơn vị tính

- Địa điểm thực hành: Phòng thực hành Trang bị điện (E32 và E33)

III Nội dung:

1 Cầu dao

1.1.Công dụng

Cầu dao là một loại KCĐ dùng để đóng ngắt dòng điện bằng tay đơn giản nhất được

sử dụng trong các mạch điện có điện áp nguồn cung cấp đến 220V điện một chiều và 380Vđiện xoay chiều

Cầu dao thường để đóng ngắt mạch điện có công suất nhỏ với tần số đóng cắt thấp.Nếu điện áp cao hơn hoặc mạch điện có công suất trung bình và lớn thì cầu dao chỉ làmnhiệm vụ đóng cắt không tải Vì trong trường hợp này khi ngắt mạch hồ quang sinh ra sẽ rất

lớn, tiếp xúc sẽ bị phá hủy trong một thời gian rất ngắn và khơi mào cho việc hồ quang giữacác pha; từ đó vật liệu cách điện sẽ bị hỏng, nguy hiểm cho thiết bị và người thao tác

1.2 Cấu tạo

Phần chính của cầu dao là lưỡi dao (tiếp điểm động) và hệ thống kẹp lưỡi (tiếp xúctĩnh) được làm bằng hợp kim của đồng, ngoài ra bộ phận nối dây cũng làm bằng hợp kimđồng

Hình 1.1 C u t o c a c u dao: 1-ấ ạ ủ ầ Lưỡi dao chính (tiếp điểm), 2-Tiếp xúc tĩnh (ngàm),

3- Lưỡi dao phụ, 4- Lò xo bật nhanh1.3 Nguyên lý làm việc

Khi thao tác trên cầu dao, nhờ vào lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi, mạch điện đượcđóng ngắt Trong quá trình ngắt mạch, cầu dao thường xảy ra hồ quang điện tại đầu lưỡi dao

và điểm tiếp xúc trên hệ thống kẹp lưỡi Người sử dụng cần phải kéo lưỡi dao ra khỏi kẹpnhanh và dứt khoát để dập tắt hồ quang

Do tốc độ kéo bằng tay không thể nhanh được nên người ta làm thêm lưỡi dao phụ.Lúc dẫn điện thì lưỡi dao phụ cùng lưỡi dao chính được kẹp trong ngàm

Khi ngắt điện, tay kéo lưỡi dao chính trước, lò xo được kéo căng ra và tới một mứcnào đó sẽ bật nhanh kéo lưỡi dao phụ ra khỏi ngàm một cách nhanh chóng Do đó, hồ quangđược kéo dài nhanh và hồ quang bị dập tắt trong thời gian ngắn

1.4 Phân loại

- Theo kết cấu người ta chia cầu dao làm các loại: 1 cực, 2 cực, 3 cực và 4 cực.Người ta cũng chia cầu dao ra loại có tay nắm ở giữa hay tay nắm ở bên Ngoài ra có cầudao một ngả và cầu dao hai ngả

- Theo điện áp định mức: 250V và 500 V

- Theo dòng điện định mức: 15, 25, 30, 40, 60, 75, 100, 200, 350, 600, 1000 A

- Theo vật liệu cách điện có các loại đế sứ, đế nhựa, đế đá

- Theo điều kiện bảo vệ có loại không có hộp, loại có hộp che chắn (nắp nhựa, nắpgang, nắp sắt…)

- Theo yêu cầu sử dụng, người ta chế tạo cầu dao có cầu chì bảo vệ và loại, không cócầu chì bảo vệ

Ký hiệu cầu dao không có cầu chì bảo vệ

Hình 1.2 Ký hiệu cầu dao không có cầu chì bảo vệ

Ký hiệu cầu dao có cầu chì bảo vệ

Hình 1.3 Ký hiệu cầu dao có cầu chì bảo vệ1.5 Các thông số định mức của cầu dao

Chọn cầu dao theo dòng điện định mức và điện áp định mức

Iđm = Itt (dòng điện tính toán của mạch điện)

Uđm = Unguồn (điện áp nguồn của lưới điện sử dụng)

Ngoài ra người ta còn chọn số cực (số lưỡi dao chính)

1.6 Hư hỏng, các nguyên nhân gây hư hỏng và cách khác phục

Bảng 1.1 Một số hư hỏng thường gặp:

1 Mất nguồn Đứt dây chảy của cầu dao,

do dòng điện lớn đi qua

Thay thế dây chảy mới

đúng số ampe tính toán

1 Xác định tình huống hư hỏng, vị trí cầu dao điều khiển

2 Kiểm tra nguồn điện cung cấp vào cầu dao, dùng VOM đo ở 2 đầu vào cầu dao đạtđúng Uđm nguồn

3 Xác định đúng phụ tải nối vào cầu dao không có sự cố

4 Ngắt cầu dao, mở nắp che để kiểm tra bên trong

5 Kiểm tra dây chì bảo vệ, các đầu nối dây phải chắc chắn

6 Làm sạch các chổ cháy nám, rổ và gắn dây chì mới vào, lưu ý chọn đúng đường kínhdây chì theo dòng điện cho phép tính toán

7 Kiểm tra dao và má dao phải tiếp xúc tốt, mở nắp che phía trên quan sát; lưu ý về antoàn điện

8 Đóng các nắp che bảo vệ của cầu dao

9 Kiểm tra tay núm điều khiển cầu dao không lỏng, nghiêng; xiết chặc các vít cố định

Công tắc 3 cực

10 Đóng nguồn cho phụ tải hoạt động

11 Đo dòng điện ổn định khi có tải Io < I dây chảy là được

12 Kết luận về tình trạng cầu dao, biện pháp khắc phục, sửa chữa

mở Điện áp của công tắc nhỏ hơn hay bằng 500V

Công tắc hộp làm việc chắc chắn hơn cầu dao, dập tắt hồ quang nhanh hơn vì thaotác ngắt nhanh và dứt khoát hơn cầu dao

a/ Công tắc hành trình b/ Công tắc hai cực c/ Công tác gạt

Hình 1.4 Hình ảnh một số loại công tắc

Ký hiệu một số công tắc thường gặp:

Hình 1.5 Ký hiệu của một số loại công tắc thông dụng

2.2 Công tắc đổi nối kiểu hộp

2.2.1 Khái niệm, công dụng

Công tắc đổi nối kiều hộp (công tắc hộp) là loại KCĐ đóng ngắt dòng điện bằng taykiểu hộp, dùng để đóng, ngắt, đổi nối không thường xuyên mạch điện có dòng điện đến400A, điện áp 220V một chiều và 380V xoay chiều)

Công tắc đổi nối kiểu hộp thường dùng làm cầu dao tổng cho các máy công cụ, dùnglàm đầu nối, khống chế trong các mạch điện tự động Nó cũng được dùng để mở máy, đảochiều quay hoặc đổi nối dây quấn stato động cơ từ sao sang tam giác

2.2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc như hình 1.6.

Khi xoay núm, nhờ hệ thống lò xo xoắn lại sẽ làm xoay trục, chém vào các tiếp điểmtĩnh Lực ép tiếp điểm ở đây nhờ lực đàn hồi của má tiếp điểm động Mỗi pha được ngăncách với nhau bởi tấm cách điện 6 Các tấm cách điện 3 được làm bằng vật liệu cách điện,mục đích làm cho các tiếp điểm chuyển động dễ dàng

Hình 1.6 Cấu tạo công tắc đổi nối kiểu hộp

Hình 1.7 Nguyên lý cấu tạo công tắc hành trình

2.3.1 Công dụng, phân loại

Công tắc hành trình dùng để đóng, ngắt, chuyển đổi mạch điện điều khiển trongtruyền động điện tự động theo tín hiệu “hành trình” ở các cơ cấu chuyển động cơ khí nhằm

tự động điều khiển hành trình làm việc hay tự động ngắt mạch điện ở cuối , giữa hành trình

để đảm bảo an toàn

Tùy theo cấu tạo công tắc hành trình có thể chia thành: kiểu ấn, kiểu trụ, kiểu quay

2.3.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc công tắc hành trình kiểu đòn

Khi cần có động tác chuyển đổi chắc chắn trong điều kiện hành trình dài, người tadùng công tắc hành trình kiểu đòn Công tắc này có thể đóng ngắt dòng điện một chiều 6A,điện áp 220V

Trên hình 2- 8 biểu diễn vị trí đóng của các tiếp điểm 7,8 Then khóa 6 có tác dụngđịnh vị giữ chặt tiếp điểm ở vị trí đóng Khi máy công tác tác động lên con lăn 1, đòn 2 sẽquay ngược chiều kim đồng hồ, con lăn 12 nhờ lò xo 14 sẽ làm cho đĩa 11 quay đi, cặp tiếpđiểm 7,8 mở ra, cặp tiếp điểm 9,10 đóng lại

Lò xo 5 sẽ kéo đòn 2 về vị trí ban đầu khi không có lực tác dụng lên 1 nữa

2.4 Công tắc chuyển mạch (công tắc xoay, công tắc đảo, công tắc vạn năng), dùng

để đóng ngắt chuyển đổi mạch điện, đổi nối sao tam giác cho động cơ

2.5 Nút ấn

2.5.1 Khái quát và công dụng

Nút ấn còn gọi là nút điều khiển là một loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa cácthiết bị điện từ khác nhau; các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi các mạch điện điềukhiển, tín hiệu liên động bảo vệ …Ở mạch điện một chiều điện áp đến 440V và mạch điệnxoay chiều điện áp 500V, tần số 50HZ; 60HZ, nút ấn thông dụng để khởi động, đảo chiềuquay động cơ điện bằng cách đóng và ngắt các cuôn dây của nối với động cơ

Nút ấn thường được đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn Nút ấnthường được nghiên cứu, chếâ tạo làm việc trong môi trường không ẩm ướt, không có hơihóa chất và bụi bẩn

Nút ấn có thể bền tới 1.000.000 lần đóng không tải và 200.000 lần đóng ngắt có tải.Khi thao tác nhấn nút cần phải dứt khoát để mở hoặc đóng mạch điện

2.5.2 Cấu tạo và phân loại

a Cấu tạo:

Nút ấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường hở – thường đóng và vỏ bảo vệ Khi tác động vào nút ấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái; khi không còn tác động, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu

Hình 1.8 Hình ảnh nút nhấn

b Phân loại

Nút ấn được phân loại theo các yếu tố sau:

- Phân loại theo chức năng trạng thái hoạt động của nút ấn, có các loại:

+ Nút ấn đơn: Mỗi nút nhấn chỉ có một trạng thái (ON hoặc OFF)

+ Nút ấn kép : Mỗi nút ấn có hai trạng thái ON hoặc OFF

Ký hiệu của nút nhấn

Hình 1.9 Ký hiệu nút nhấnTrong thực tế, để dễ dàng sử dụng và lắp ráp trong quá trình sửa chữa thường người

ta dùng nút ấn kép, ta có thể dùng nó như là nút ấn On hay OFF

Phân loại theo hình dạng bên ngoài, người ta chia nút ấn ra thành 4 loại: Loại hở ;loại bảo vệ; loại bảo vệ chống nước và chống bụi; Loại bảo vệ khỏi nổ

Theo yêu cầu điều khiển người ta chia nút ấn ra ba loại: một nút; hai nút; ba nút

Theo kết cấu bên trong: Nút ấn có đèn báo; Nút ấn không có đèn báo

2.6 Sửa chữa công tắc và nút điều khiển

1 Thử xuyên thủng: Đặt điện áp xoay chiều 1500V trong thời gian 1 phút ở các điểmcần phải cách điện giữa chúng

2 Thử cách điện: Đo điện trở cách điện, điện trở này không được bé hơn 2MΩ

3 Thử phát nóng: Cho một dòng điện bằng 125%Iđm đi qua, ở các đầu cực khôngđược phép có một điện áp rơi lớn hơn 50mV đối với mỗi vị trí đóng của công tắc và khôngphát nóng

4 Thủ công suất cắt: Cho một dòng điện bằng 125%Iđm đi qua và ở điện áp bằng điện

áp định mức Uđm, công tắc phải chịu được số lần ngắt với thời gian như sau:

- Đối với công tắc ≤ 10A, 90 lần ngắt trong thời gian 3 phút

- Đối với công tắc 25A, 60 lần ngắt trong thời gian 3 phút

5 Thử sức bền cơ khí: Tiến hành 10000 lần thay đổi vị trí với tần số thao tác 25lần/phút không có điện áp và dòng điện Sau đó công tắc phải ở trạng thái làm việc tốt và cóthể chịu được tiêu chuẩn xuyên thủng trên

6 Thử nhiệt độ đối với các chi tiết cách điện: Các chi tiết cách điện phải chịu đựng

1000C trong thời gian 2 giờ mà không biến dạng hoặc sủi nhám

* Công việc thực hiện:

Xác định tình huống hư hỏng và vị trí công tắc điều khiển

Xác định đúng cầu chì bảo vệ còn tốt, dùng bút thử điện kiểm tra mạch đèn còn tốt

Gỡ nắp cầu chì bảo vệ ra, dây chì còn, không bị đứt hay nóng chảy

Tháo công tắc ra khỏi bảng điện, đối với công tắc cũ thì chỉ cần mở nắp ra để thấyđược chỗ nối dây

Kiểm tra công tắc, gắn nắp cầu chì vào dùng bút thử điện đặt vào 1 trong 2 chỗ nốicông tắc phải đỏ đèn; bật công tắc thì cả 2 chổ nối cùng đỏ như vậy công tắc tốt

Kết luận vể tình trạng công tắc.

Đề xuất hướng giải quyết hay sửa chữa, thay thế

3 Dao cách ly

3.1 Đ nh nghĩaị :

Dao cách ly có nhi m v ch yệ ụ ủ ếu là t o ra m t kho ng h nhìn th y gi a bạ ộ ả ở ấ ữ ộ

ph n đang mang dòng đi n và b ph n c t đi n nh m m c đích đ m b o an toàn vàậ ệ ộ ậ ắ ệ ằ ụ ả ảkhiến cho nhân viên s a ch a an tâm khi làm vi c Do v y nh ng n i c n s a ch aử ữ ệ ậ ở ữ ơ ầ ử ữluôn luôn đ t dao cách ly ngoài các thiặ ết b đóng c t Dao cách ly không có b ph nị ắ ộ ậ

d p h quang nên không th c t đậ ồ ể ắ ược dòng đi n l n Do v y ch đệ ớ ậ ỉ ượ ử ục s d ng đ c tể ắkhi không có dòng đi n Dao cách ly đệ ược chế t o v i các c p đi n áp khác nhau, lo iạ ớ ấ ệ ạ

m t pha ho c ba pha , lo i dùng trong nhà ho c ngoài tr i.ộ ặ ạ ặ ờ

Phần mạch điện đưa ra sửa chữa không những phải cách ly với phần mang điện màcòn phải nối đất vì vậy dao cách ly ngoài lưỡi dao làm việc cần phải có lưỡi dao phụ để nốitắt và nối đất

Nếu dao cách ly có bộ phận truyền động tự động thì có thể thao tác tự động

+ Tạo ngắn mạch nhân tạo (dao ngắn mạch )

+ Để cắt tự động mạch điện trong thời gian không có dòng điện

(5) Lò xo để tạo ra các lực ép lên đầu tiếp xúc

(6) (7) Là các thanh truyền động trong đó  là cách điện tiếp điểm

(8) Là trục quay

(9) Là khung đỡ

3.3 Nguyên lý làm việc

Việc đóng ngắt dao cách ly có thể thực hiện truyền động điều khiển bằng tay hoặcbằng điện Ở vị trí ngắt tạo ra khoảng hở đó phải có khoảng cách đủ lớn, lớn hơn 10 ÷

15% h ( h là chiều cao của sứ đỡ tiếp điểm) điều đó đảm bảo tăng độ bền về điện vàkhoảng hở, ngăn ngừa được nguy cơ phóng điện giữa tiếp xúc mở của dao cách ly, ở vịtrí đóng dao cách ly mà phần tử cơ bản là tiếp điểm, phải được tính toán sao cho làm việctin cậy, lâu dài với dòng điện định mức và chịu được dòng ngắn mạch trong thời gianngắn

Vì vậy đối với dao cách ly các tham số dòng điện ổn định động, dòng điện ổn địnhnhiệt, độ bền cơ học, là các yếu tố chủ yếu quyết định kích thước kết cấu dao cách ly.3.4 Các điều kiện chọn dao cách ly

Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện

Điện áp định mức (KV) Uđm DCL ≥ UđmLD

Dòng điện đinh mức (A) Iđm DCL ≥ Icb

Dòng điện ổn định động (KA) Iđ đm ≥ ixk

Dòng điện ổn định nhiệt (KA)

Inh đm ≥ I∞

ñm nh qñ

t

⋅ Ι

4 Máy c t cao ápắ

4.1.Khái ni m chung:ệ

- Máy c t đi n áp cao ( còn g i là máy c t cao áp ) là m t thiắ ệ ọ ắ ộ ết b đi n dùng đị ệ ểđóng c t m ch đi n có đi n áp t 1000 V tr lên m i chắ ạ ệ ệ ừ ở ở ọ ế đ v n hành: Chộ ậ ế độkhông t i, chả ế đ có t i đ nh m c, chộ ả ị ứ ế đ s c trong đó chộ ự ố ế đ đóng c t dòng đi nộ ắ ệ

ng n m ch là n ng nắ ạ ặ ề nh t ấ

- Các thông s chính c a máy c t là: Đi n áp đ nh m c ( Còn g i là đi n áp danhố ủ ắ ệ ị ứ ọ ệ

đ nh ), dòng đi n đ nh m c, dòng đi n n đ nh nhi t ng v i th i gian n đ nh nhi tị ệ ị ứ ệ ổ ị ệ ứ ớ ờ ổ ị ệ

tương ng, dòng đi n n đ nh đi n đ ng, dòng đi n c t đ nh m c, công su t c t đ nhứ ệ ổ ị ệ ộ ệ ắ ị ứ ấ ắ ị

m c, th i gian c t, th i gian đóng ứ ờ ắ ờ

+ Đi n áp đ nh m c – là đi n áp dây đ t lên thiệ ị ứ ệ ặ ết b v i th i gian làm vi c dàiị ớ ờ ệ

h n mà cách đi n c a máy c t không b h h ng, tính theo tr s hi u d ng ạ ệ ủ ắ ị ư ỏ ị ố ệ ụ

+ Dòng đi n đ nh m c – là tr s hi u d ng c a dòng đi n ch y qua máy c tệ ị ứ ị ố ệ ụ ủ ệ ạ ắtrong th i gian làm vi c dài h n mà máy c t không b h h ng.ờ ệ ạ ắ ị ư ỏ

+ Dòng đi n n đ nh nhi t ng v i th i gian tệ ổ ị ệ ứ ớ ờ ương ng – là tr s hi u d ngứ ị ố ệ ụ

c a dòng ng n m ch ch y qua thiủ ắ ạ ạ ết b v i th i gian cho trị ớ ờ ước mà nhi t đ c a m chệ ộ ủ ạvòng d n đi n không vẫ ệ ượt quá giá tr cho phép chị ở ế đ làm vi c ng n h n ộ ệ ắ ạ

+ Dòng đi n n đ nh đi n đ ng ( còn g i là dòng xung kích ) là tr s l n nh tệ ổ ị ệ ộ ọ ị ố ớ ấ

c a dòng đi n mà l c đi n đ ng do nó sinh ra không làm h h ng máy c t: ủ ệ ự ệ ộ ư ỏ ắ Ixk =1,8 2Inm

Trong đó : Ixk là dòng xung kích ; Inm là dòng ng n m ch Nắ ạ ếu máy c t đóng khiắ

lướ ịi b ng n m ch thì đó chính là dòng xung kích Dòng đi n c t đ nh m c c a máyắ ạ ệ ắ ị ứ ủ

c t là dòng đi n ng n m ch mà máy có th c t đắ ệ ắ ạ ể ắ ược v i th i gian c t đã cho.ớ ờ ắ

+ Công su t c t đ nh m c c a máy c t ba pha ( còn g i là dung lấ ắ ị ứ ủ ắ ọ ượng c t )ắ

được tính theo công th c sau :ứ

Trong đó : Uđm là đi n áp đ nh m c c a lệ ị ứ ủ ưới đi n ; ệ Icđm là dòng đi n c t đ nhệ ắ ị

m c.ứ

+ Th i gian đóng là kho ng th i gian t khi có tín hi u “đóng ” đờ ả ờ ừ ệ ược đ a vàoưmáy c t đắ ến khi máy c t đóng hoàn toàn ắ

+ Th i gian c t là kho ng th i gian t khi có tín hi u c t đờ ắ ả ờ ừ ệ ắ ến khi h quangồ

được d p t t hoàn toàn ậ ắ

Các yêu c u c b n c a máy c t là : ầ ơ ả ủ ắ

+ Đ tin c y cao cho m i chộ ậ ọ ế đ làm vi c ộ ệ

+ Quá đi n áp khi c t th p ệ ắ ấ

+ Th i gian đóng và th i gian c t nhanh ờ ờ ắ

+ Không nh hả ưởng t i môi trớ ường

+ D b o qu n b o dễ ả ả ả ưỡng , ki m tra thay thể ế

+ Kích thước nh g n tu i th cao ỏ ọ ổ ọ

+ Có th đóng l p l i các chu trình: C t – 180s – Đóng C t – 180s – Đóng C tể ặ ạ ắ ắ ắ

180 s là kho ng th i gian gi a hai l n thao tác còn đóng c t là máy c t đóngả ờ ữ ầ ắ ắdòng ng n m ch, sau đó l i c t ra.ắ ạ ạ ắ

- Phân lo i máy c t : D a theo môi trạ ắ ự ường d p h quang ngậ ồ ười ta chia ra máy

c t d u, máy c t khí nén, máy c t chân không , máy c t t sinh khí , máy c t SF6 D aắ ầ ắ ắ ắ ự ắ ựvào môi trường làm vi c máy c t đệ ắ ược chia thành máy c t làm vi c ngoài tr i, máyắ ệ ờ

c t làm vi c trong nhà D a vào kắ ệ ự ết c u ta có máy c t r i và máy c t h p b ấ ắ ờ ắ ợ ộ

4.2 Máy c t khí nén:ắ

Không khí nén khô và s ch đạ ược nén v i áp su t cao ( t 20 đớ ấ ừ ến 40 at ) dùng

đ th i h quang và thao tác c t máy vì v y máy c t lo i này để ổ ồ ắ ậ ắ ạ ược g i là máy c tọ ắkhông khí hay máy c t khí nén ắ

Nguyên lý kết c u c a máy c t r t đa d ng ph thu c vào đi n áp, dòng đi nấ ủ ắ ấ ạ ụ ộ ệ ệ

đ nh m c, phị ứ ương th c truyứ ền khí nén vào bình c t và tr ng thái tiắ ạ ếp đi m sau khiể

Các thông s kỹ thu t c b n c a máy c t :ố ậ ơ ả ủ ắ

- Đi n áp đ nh m c c a máy c t [KV]: ệ ị ứ ủ ắ UđmMC ≥ Uđm M ng ạ

- Dòng đi n đ nh m c c a máy c t [ KA]: ệ ị ứ ủ ắ Iđm MC ≥ IlvMax

- Dòng đi n n đ nh nhi t ng v i th i gian n đ nh nhi t: [ KA]ệ ổ ị ệ ứ ớ ờ ổ ị ệ

- Dòng đi n n đ nh đi n đ ng ệ ổ ị ệ ộ Iôđn [ KA]

- Công su t c t đ nh m c Sấ ắ ị ứ đmc t ắ [ MVA]

4.3 Máy c t ph t i:ắ ụ ả

Máy c t ph t i là m t thiắ ụ ả ộ ết b đóng c t đ n gi n r tiị ắ ơ ả ẻ ền h n máy c t đi n Nóơ ắ ệ

g m hai b ph n c u thành: B ph n c t điồ ộ ậ ấ ộ ậ ắ ều khi n b ng tay và c u chì Vì b ph nể ằ ầ ộ ậ

d p h quang c a máy c t ph t i có c u t o đ n gi n nên máy c t ph t i ch đóngậ ồ ủ ắ ụ ả ấ ạ ơ ả ắ ụ ả ỉ

c t đắ ược dòng đi n ph t i ch không c t đệ ụ ả ứ ắ ược dòng ng n m ch Tùy thu c vào phắ ạ ộ ụ

t i ta l a ch n c u chì có dòng đi n thích h p.ả ự ọ ầ ệ ợ

Các thông s kỹ thu t c b n g m:ố ậ ơ ả ồ

- Đi n áp đ nh m c c a máy c t ph t i [KV]: ệ ị ứ ủ ắ ụ ả UđmMCPT ≥ Uđm M ng ạ

- Dòng đi n đ nh m c c a máy c t ph t i [ KA]: ệ ị ứ ủ ắ ụ ả Iđm MCPT ≥ IlvMax

- Dòng đi n n đ nh nhi t ng v i th i gian n đ nh nhi t : [ KA]ệ ổ ị ệ ứ ớ ờ ổ ị ệ

- Dòng đi n n đ nh đi n đ ng ệ ổ ị ệ ộ Iôđn [ KA]

- Dòng đi n đ nh m c c a c u chì ệ ị ứ ủ ầ IMax [ KA]

Đôi khi CB cũng được dùng để đóng, cắt không thường xuyên các mạch điện ở chế

độ bình thường

Theo kết cấu, người ta chia áp tô mát ra làm ba loại: một cực, hai cực và ba cực Theo thời gian thao tác, người ta chia áp tô mát ra thành 2 loại: tác động không tức thời và tác động tức thời (nhanh)

Theo công dụng bảo vệ, người ta chia áp tô mát thành các loại: áp tô mát dòng cực đại, áp tô mát điện áp thấp, áp tô mát chống giật, áp tô mát đa năng…

H1.11 Áp tô mát dùng trong chiếu sáng

H1.12 Áp tô mát dùng trong công nghiệp

Ký hiệu áp tô mát

Hệ thống dập hồ quang có nhiệm vụ nhanh chóng dập hồ quang khi ngắt, không cho

nó cháy lặp lại Đối với CB điện xoay chiều, buồng dập hồ quang thường có cấu tạo kiểudàn dập 6 trên hình 1.13 Đối với CB điện một chiều, thường kết hợp nhiều kiểu buồng dập

hồ quang có khe hẹp hoặc khe rộng Kết hợp với cuộn dây tạo từ trường thổi hồ quang

Hình1.13 Cấu tạo Áp tô mát xoay chiều, 1 – Hệ thống dập hồ quang;

2 – Các tiếp điểm dập hồ quang; 3, 5 – Các tiếp điểm làm việc; 4 – Tiếp điểm trunggian

Hình 1.14 Cấu tạo cơ cấu điều khiển bằng nam châm điện

Trong đó: 1 – Giá đỡ; 2,6 – Tay đđ̣n; 3 – Các tấm cách điện; 4 – Nam châm điện; 5 –Phần ứng; O, O1, O2: Các điểm nối

5.2.3 Cơ cấu truyền động cắt CB

Cơ cấu truyền động đóng cắt của CB gồm truyền động đóng cắt và khâu truyền độngtrung gian

- Truyền động cắt CB thường có hai cách : bằng tay và bằng cơ điện (điện từ, động

cơ điện)

Điều khiển bằng tay được thực hiện với các CB có dòng điện định mức không lớnhơn 600A Điều khiển bằng điện từ (nam châm điện) được ứng dụng ở các CB có dòng điệnlớn hơn (đến 1000A)

Để tăng lực điều khiển bằng tay người ta dùng một tay dài phụ theo nguyên lý đònbẩy Ngoài ra còn có cách điều khiển bằng động cơ điện hoặc khí nén

- Khâu truyền động trung gian dùng phổ biến nhất trong áp tô mát là cơ cấu tự dotrượt khớp Hình 1.14 trình bày một khâu truyền động trung gian của CB có cơ cấu điềukhiển bằng nam châm điện

Khi bình thường (không có sự cố), các tay đòn 2,6 được nối cứng vì tâm O nằm thấpdưới đường nối hai điểm O1 , O2 Giá đỡ 1làm cho hai đòn này không tự gập lại được Tanói điểm O ở vị trí chết

Khi có sự cố, phần ứng 5 của nam châm điện 4 bị hút dập vào hệ thống tay đòn làmcho điểm O thoát khỏi vị trí chết Điểm O cao hơn đường nối hai điểm O1 , O2 Lúc này haitay đòn không được nối cứng nữa, các tiếp điểm sẽ nhanh chóng mở ra dưới tác dụng của lò

xo kéo tiếp điểm

Muốn đóng lại CB, ta phải kéo tay cầm 3 xuống phía dưới để cho hai tay đòn duỗithẳng ra, sau đó mới đóng vào được

Móc kiểu điện từ có cuộn dây mắc nối tiếp với mạch chính, cuộn dây này được quấntiết diện lớn chịu dòng tải và ít vòng

Khi dòng điện vượt quá trị số cho phép thì phần ứng bị hút và móc sẽ dập vào khớprơi tự do, làm tiếp điểm của CB mở ra Điều chỉnh vít để thay đổi lực kháng của lò xo, ta cóthể điều chỉnh được trị số dòng điện tác động

Để giữ thời gian trong bảo vệ quá tải kiểu điện từ, người ta thêm một cơ cấugiữ thờigian (ví dụ bánh xe răng như trong cơ cấu đồng hồ)

Móc kiểu rơle nhiệt đơn giản hơn cả, có kết cấu tương tự như rơle nhiệt có phần tửphát nóng đấu nối tiếp với mạch điện chính, tấm kim loại kép dãn nở làm nhả khớp rơi tự

do để mở tiếp điểm của CB khi có quá tải Kiểu này có thiếu sót là quán tính nhiệt lớn nên

khơng ngắt nhanh được dịng điện tăng vọt khi cĩ ngắn mạch, do đĩ chỉ bảo vệ được dịngđiện quá tải

Vì vậy người ta thường sử dụng tổng hợp cả mĩc kiểu điện từ và mĩc kiểu rơle nhiệttrong một CB Lọai này được dùng ở CB cĩ dịng điện định mức đến 600A

+ Mĩc bảo vệ sụt áp (cịn gọi là bảo vệ điệân áp thấp) cũng thường dùng kiểu điện

từ Cuộn dây mắc song song với mạch điện chính, cuộn dây này được quấn ít vịng với dâytiết diện nhỏ chịu điện áp nguồn

5.3 Nguyên lý làm việc

5.3.1 Áp tơ mát dịng cực đại

Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ởtrạng thái đóng tiếp điểm nhờ liên kết giữa tay địn 2 và 3 cùng mộtcụm với tiếp điểm động

Bật CB ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châmđiện 5 và phần ứng 4 không hút

Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ởnam châm điện 5 lớn hơn lực lò xo 6 làm cho nam châm điện 5sẽ hút phần ứng 4 xuống làm bật nhả móc liên kết giữa tay địn 2

và 3 được mở ra, thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếpđiểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt

Hình 1.15 Áp tơ mát dịng cực đại

5.3.2 Áp tơ mát điện áp thấp

Sơ đồ nguyên lý như trên hình 1.16

Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 6 và phần ứng 5 hútlại với nhau Khi sụt áp quá mức, nam châm điện 6 sẽ nhả phần ứng 5, lị xo 4 kéo tay địn 3bật lên, tay địn 2 thả tự do, thả lỏng, lị xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CBđược mở ra, mạch điện bị ngắt

Hình 1.16 Áp tơ mát điện áp thấp

- Để thực hiện yêu cầu thao tác bảo vệ có chọn lọc, CB cần phải có khả năng điềuchỉnh trị số dòng điện tác động và thời gian tác động.

Áp tô mát được chọn theo ba điều kiện

Uđm A ≥ UđmLĐ

IđmA ≥ Itt

ICđm ≥ IN

5.5 Sửa chữa Áp tô mát

1 Xác định tình huống hư hỏng, vị trí CB cần kiểm tra

2 Kiểm tra nguồn điện cung cấp đưa vào CB, dùng VOM đo 2 dây cấp nguồn đưavào CB chỉ đúng điện áp định mức

3 Xác định đúng phụ tải đưa vào CB không có sự cố

4 Ngắt điện nguồn để kiểm tra CB

5 Dùng Ohm kế Rx1 đặt vào 2 đầu nối cùng tiếp điểm đóng , mở CB phải có 1 lần R

= 0 và R = ∞ là tiếp điểm tốt, thử cả 2 tiếp điểm

6 Kiểm tra nút bật, tắt CB: khi bật khá cứng như có một lực kéo lại, khi tắt thì rấtnhanh mạnh

7 Kết luận về tình trạng CB, đề nghị hướng giải quyết

8 Nếu CB đạt yêu cầu trên thì nối lại mạch điện

9 Kẹp ampere kẹp vào 1 dây của phụ tải

10 Đọc nhanh giá trị dòng điện làm việc của phụ tải: cấp nguồn, đóng CB Nếu dòngđiện vượt quá định mức của CB thì CB phải ngắt là hoàn tất công việc Nếu dòng điện làmviệc nhỏ hơn Iđm của CB có thể sử dụng 1 phụ tải khác có dòng lớn hơn Iđm của CB để thử

11 Kết luận hoàn tất công việc

IV NHIỆM VỤ THỰC HÀNH:

PHIẾU HƯỚNG DẪN CÔNG VIỆC

- Tên công việc : Khảo sát các khí cụ đóng cắt

- Thời gian thực hiện: - Ngày thực hiện: … /…/20

Chú ý-

An toàn

Thờigian

1 Chuẩn bị dụng

cụ thiết bị vật tư

- Cầu dao, CB, Các loại công tắc và nút điều khiển, Áp-tô-mát

- Gọn gàng,hợp lý

- Thực hiệnđúng các thaotác chính xác,đúng kỹ thuật,

mỹ thuật vàthời gian

- An toàn

về điện

- Khí cụlàm việc tốt

4 Kiểm tra lại sản

phẩm

Khí cụ đóng cắt - Hoạt động

tốt, gọn gàng,hợp lý

Ngày … tháng … năm 20

Bộ môn Điện - Điện tử Giáo viên hướng dẫn

BẢNG TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ ĐIỂM

7 Kiểm tra, sửa chữa mạch điện

có khí cụ đóng cắt

- Kiểm tra

- Tháo rắp

0,5