Hỏi đáp về điện điện tử dân dụng dành cho các trường đào tạo hệ trung cấp chuyên nghiệp và dạy nghề

Cuốn "Hỏi — đáp về điện — điện tử dân dụng" s ẽ cung cấp những kiến thức p h ổ thông về điện và điện tử cho bạn đọc, dù chưa biết về diện vẫn tiếp thu một cách d ễ dàng những kỹ năng cơ

BÙI VĂN YÊN - TRẦN NHÂT TÂN

BÙI VĂN YÊN - TRẦN NHẬT TÂN

HỎI - ĐÁP

V Ê

DÙNG CHO CÁC TRƯỜNG ĐÀO TẠO

HỆ TRUNG CẤP CHUYÊN NGHIỆP VÀ DẠY NGHỀ

(Tái bản lần thứ nhát)

NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC

Đến nay hệ thống điện lưới quốc gia đ ã được đưa đến toàn bộ 64 tỉnh và thành phô' trong cả nước, 100% sô' huyện đ ã có điện và hầu như

xã nào cũng dùng điện lưới.

Điện về các x ã vùng sâu, vùng xa, đêm đềm thôn xóm, bản làng sáng bừng lên ánh điện Điện về từng gia đình, đời sống được nâng lên; nhu cầu về đồ điện và điện tử như: quạt điện, bàn là, nồi cơm điện, radio casset, ti vi ngày càng nhiều Điện lưới quốc gia ngoài việc nâng cao chất lượng cuộc sông của mỗi gia đình, điện còn là nguồn động lực giúp cho nhiều vùng sâu, vùng xa phát triển các hoạt động dịch vụ, áp dụng những phương pháp sản xuất tiên tiến, góp phần phát triển kinh t ể của địa phương.

Cuốn "Hỏi — đáp về điện — điện tử dân dụng" s ẽ cung cấp những kiến thức p h ổ thông về điện và điện tử cho bạn đọc, dù chưa biết về diện vẫn tiếp thu một cách d ễ dàng những kỹ năng cơ bản để: thực hành lắp đặt đường dây tải điện; mắc diện trong nhà; sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ những dụng cụ diện và điện tử nói trên Sách cũng hướng dẫn những kiến thức cơ bản về an toàn điện đ ể tránh những nguy hiểm có thể xảy ra đối với người sử dụng và sửa chữa điện Điện vù điện tử, một ngành kỹ thuật rất hứng thú và ngày càng có nhiều ứng dụng đ ể giải phóng sức lao động, làm cho đời sống tinh thẩn và vật chất của chúng ta ngày càng dược cải thiện Dụng cụ điện vù diện tử ngày cảng phong phú, nhưng với cách viết dơn giản, d ẻ hiểu; trình bàv những vấn d ề kỹ thuật tưởng chừng rất bí ẩn, khó khăn, thì khi đọc kỹ sẽ thây d ễ hiểu và làm được d ễ dàng.

Nếu cuốn sách này cẩn thiết cho những ngưì/i mới học nghé thì nó cũng không kém phần b ổ ích cho những bạn đã là thợ điện cần hệ thông hoá lại kiến thức về điện và b ổ sung thêm phân điện tử Đ ể dạt mục đích trên mà không cần đi sâu vào lý thuyết và tính toán phức lạp làm người

đọc nặng nê đầu óc, sách đ ã chọn cách viết theo hình thức đối thoại giữa 2 bác cháu:

— Ông Điện (viết tắt là Đ) một kỹ sư, trưởng thành từ công nhân nên không những ông nắm vững lý thuyết lại thành thạo cả tay nghề, giảng dạy cho cháu theo kiểu truyền thụ, d í dỏm vói tài nghệ cao.

— Anh Học (viết tắt là H), là một thanh niên đ ã tốt nghiệp Trung học

p h ổ thông muốn trở thành thợ điện; đ ã học rất say sưa, chăm chỉ nhưng không tiếp thu một cách thụ động những kiên thức vê điện và điện tử theo kiểu "sôi kinh, nấu sử" mà có óc tìm tòi sáng tạo, hiểu nhanh nhớ giỏi Anh Học luôn suy luận và hỏi lại ông Điện nhiều câu cặn k ẽ chi li,

đ ể có những hiểu biết vững vàng.

Tác giả đ ã theo dõi và ghi lại đúng như thực t ế đối thoại mà không theo cách viết "văn hoa, bác học" N ội dung sách gồm 20 bài học, trong từng bài học có tóm tắt nội dung chủ yếu đ ể bạn đọc d ễ tổng họp Hy vọng cuốn sách s ẽ là tài liệu b ổ ích, hấp dẫn đối với tất cả những bạn trẻ yêu thích nghề diện Trong quá trình biên soạn khó tránh được những khiếm khuyết, rất mong bạn đọc góp ý kiến b ổ sung đ ể lẩn tái bản sau cuốn sách hoàn thiện hơn.

Thư từ xin gửi về: Công ty c ổ phần Sách Đ ại học - D ạy nghề,

25 Hàn Thuyên —H à Nội.

C Á C T Á C G IẢ

3àỉ h ọc đ ầ u Viền

Anh Học chưa biết gì vể điện nên trong buổi học đầu tiên này, ông Điện phải giải thích các khái niệm vỡ lòng về Điện học như: - Một số phương pháp sản xuất điện năng - Tải điện từ nơi phát điện đến hộ dùng điện - Thế nào là điện cao áp - Điện hạ áp - Điện áp an toàn.

Các ứng dụng của định luật ôm - Định luật cảm ứng điện từ của Faraday.

Từ nguồn phát diện

Đ- Điện năng là nguồn năng lượng chủ yếu được sử dụng rộng rãi

từ thành thị đến nông thôn Có nhiều phương pháp để sản sinh ra điện như: Dùng đèn dầu hỏa vừa cho ánh sáng vừa cấp nhiệt năng phát điện

để chạy máy thu thanh Đèn lắp những cặp nhiệt ngẫu bằng chất bán dẫn, biến trực tiếp nhiệt thành điện Pin điện chúng ta vẫn thường dùng

là kết quả của phương pháp biến hoá năng thành điện năng Ở vùng nông thôn, hải đảo nhiều ánh nắng người ta dùng những tấm Silic-bo lợp mái nhà mà ta gọi là tế bào quang điện Khi ánh nắng xuyên qua lớp

"pin mặt trời" này, quang năng sẽ trực tiếp biến thành điện năng; mỗi m2 mái nhà có thể cho công suất 120W Loại "pin mặt trời" này cũng được

sử dụng trong ngành du hành vũ trụ Nhưng phổ biến nhất vẫn là phương pháp sử dụng các dạng năng lượng như: nhiệt năng của than đá, dầu mỏ nguyên tử; cơ năng của dòng nước, sức gió thông qua "tua bin" làm quay các máy phát điện xoay chiều để biến thành điện năng theo nguyên

5

Đ- Trong thực tế, máy phát điện xoay chiều 3 pha có 2 phần:

- Phần tĩnh (stato) có 3 cuộn dây đặt lệch nhau 120° trong không gian và thường nối 3 đầu lại theo hình sao, còn 3 đầu kia nối ra phụ tải.

- Phần quay (rôto) là một nam châm điện "khổng lồ" được nối với

"tua bin".

Khi "tua bin" quay thì nam châm ở rôto chuyển động tương đối với các cuộn dây ở stato (nên từ thông qua cuộn dây biến đổi); các cuộn dây cắt các đường sức của từ trường nên trong nó sinh ra các sức điện động cảm ứng Vậy cơ năng đã biến thành điện năng.

H- Một tờ tạp chí khoa học đã đăng: Ở N ga đã đưa vào sử dụng

"máy phát điện từ thủy động" công suất 25000kW M áy này không cần quay mà vẫn biến đổi trực tiếp được nhiệt năng thành điện năng với hiệu suất cao, vậy m áy không áp dụng định luật của ông Parađây?

Đ- M áy phát điện từ thuỷ động có một buồng cháy tạo ra "plasma" (khí ion hoá) ở nhiệt độ khoảng 2000"C Luồng khí ion hoá này chuyển động với vận tốc cao (800m /s) qua từ trường của một nam châm điện Plasma là m ôi trường dẫn điện, khi nó chuyển động sẽ cắt ngang đường sức của từ trường Ở 2 bên dòng plasma có 2 điện cực để lấy ra dòng điện cảm ứng, đúng như thí nghiệm của Farađây đã kết luận: D òng điện cảm ứng xuất hiện khi nam châm chuyển dịch hoặc quay trước cuộn dây (ở đây là plasma).

H- Đ i sâu vào lĩnh vực mới này xin dành cho các nhà nghiên cứu, cháu học làm thợ chỉ cần hiểu nguyên tắc phát điện ở những nhà máy điện thông thường thôi ạ.

Đ- Trong các nhà máy nhiệt điện, người ta dùng than đốt nồi hơi để cho nước trong nồi biến thành hơi nước có nhiệt độ cao, áp suất cao Hơi nước này được chuyển qua "tua bin", hơi đập vào cánh quạt làm cho

"tua bin" quay, kéo rôto máy phát điện quay theo, biến đổi cơ năng thành điện năng.

- Ớ nhà máy thủy điện, điện thủy triều người ta dùng sức nước đẩy các tua bin nước quay để kéo máy phát điện.

- Ở nhà máy điện nguyên tử, sự phá vỡ hạt nhân Urani trong lò phản ứng sẽ cung cấp nhiệt năng lớn Qua bộ phận trao đổi nhiệt, nước ở đây

sẽ biến thành hơi áp suất cao, đưa vào tua bin để làm quay máy phát điện, phát ra dòng điện xoay chiều 3 pha.

H- Vậy, từ các dạng năng lượng khác nhau như: nhiệt năng của than

đá, dầu mỏ, năng lượng nguyên tử, thủy năng của dòng nước; cơ nâng của gió đã được biến thành điện Các nhà máy điện thường được xây dựng tại nơi sẩn có các nguồn năng lượng như: Nhà máy nhiệt điện Uông Bí, Nhà máy nhiệt điện Phả Lại (gần vùng than), Nhà máy nhiệt điện Phú M ỹ (dùng tua bin khí); Nhà máy thủy điện Hoà bình, thuỷ điện Yaly V iệc tải điện từ các nhà máy ấy đi xa và phân phối đến nơi tiêu thụ, đến xã cháu phải qua những công đoạn nào?

Đến vấn đề truyền tải điện nàng

Đ- Đ iện có đặc điểm là không dự trữ được nên người ta thường nối các nguồn điện của các nhà máy điện lại với nhau thành một hệ thống điện (gọi là lưới điện) để hỗ trợ nhau nhằm mục đích cung cấp điện liên tục, tin cậy, an toàn, kinh tế và chất lượng điện tốt cho nơi dùng điện Hệ thống điện là tập họp các nhà máy điện, các trạm biến áp và các đường dây tải điện thành một mạng điện: Điện ở từng nhà máy điện, qua trạm tăng áp để hoà vào lưới điện chung Đường dây tải điện cao áp sẽ dẫn điện về các trạm biến áp trung gian và từ đây phân phối cho các hộ dùng điện bằng các máy biến áp tiêu thụ đặt tại khu vực dùng điện Từ các máy biến áp hạ áp này, điện được dẫn đến từng nhà theo đường dây hạ

áp (hình 1).

H- Trong hình 1, 2 vòng tròn giao nhau mang ý nghĩa gì?

Đ- Hai vòng tròn giao nhau minh họa trên hình 1 chỉ máy biến áp.

7

220kV ĐƯỜNG DÂY 220KV 220kV

Hình 1 Hệ thống điện từ nguồn đến nơi tiêu thụ

H- Cháu còn "i-tờ" về điện mà nhiều vấn đề mới quá: Nào biến áp, nào tăng giảm áp m ong bác giải thích nôm na một vài từ quen thuộc:

Đ iện cao áp là gì? T hế nào là điện hạ áp.

Đ- Đ iện áp ký hiệu chữ u, đơn vị đo là vôn (V ) và kilôvôn (kV) Người ta quy ước điện áp của đất bằng không (Ư = 0) Đ ể đảm bảo về mặt an toàn lao động khi làm việc với điện, quy định phân loại điện áp như sau:

- Đ ối với thiết bị ghi điện áp 1000V trở lên gọi là cao áp và dưới 1000V gọi là hạ áp.

- Đối với nguồn điện áp pha 250V (giữa một dây lửa với đất) là giới hạn giữa điện cao áp và điện hạ áp v ề điện an toàn thì người ta quy định: Ở nơi khô ráo là 12V - 36V, còn nơi đặc biệt nguy hiểm, ẩm ướt,

ở các trạm bơm, bờ ruộng v.v là 12V trở xuống.

H- Vậy điện áp thấp thì nguy hiểm; còn điện áp an toàn thì không sợ; cháu đã thấy các chú thợ điện cầm trực tiếp vào dây điện acquy 12 V (ở máy cày) chạm vào nhau nổ toé lửa mà không bị điện giật Chú ấy còn nói: Khi cần xác định xem cái quạt điện (vỏ sắt), cái máy bơm nước chạy điện hạ áp 220V có bị nóng không thì đặt ngửa ngón tay lúc sờ lên

vỏ máy Nếu chẳng may điện rò ra ngoài thì chỉ bị giật nhẹ, ngón tay sẽ

tự co lại, tách rời khỏi dòng điện!

Đ- Cấm không được thử điện theo cách "sờ" như vậy, trong những trường hợp này phải kiểm tra trước bằng bút thử điện Ai cũng biết rằng, điện cao áp thì rất nguy hiểm nhưng điện hạ áp lại hay làm chết người Chính vì vậy nên các dụng cụ điện như bàn là, quạt điện, máy công cụ cầm tay tuy chạy điện 2 dây (220V) nhưng phích cắm lại có đến 3 chạc, trong đó một chạc (hình dạng khác, to hoặc dẹt hơn 2 chạc kia) có dây nối với vỏ kim loại, đề phòng khi điện rò thì sẽ đi từ vỏ sắt qua chạc này xuống đất để tránh người sử dụng không bị điện giật Tiếc rằng, trong các gia đình ở nước ta thường không quen dùng ổ cắm 3 lỗ nên dây thứ 3 này phải bỏ Cháu sẽ được học đầy đủ về an toàn điện ở bài học cuối cùng.

H- Theo cháu hiểu thì: điện áp an toàn sờ vào cũng không bị giật chết; còn điện cao áp thì chỉ ở gần chưa chạm vào dây cũng đã bị điện hút vào, vô cùng nguy hiểm Muốn biết điện áp cao hay thấp thì nhìn vào đường dây điện; nếu thấy dây dẫn to là điện cao áp, dây nhỏ là điện

hạ áp hay sao?

Đ- Các cấp điện áp của đường dây tải điện, phân phối và sử dụng điện gồm có:

- Đ iện áp an toàn: 12V - 36V dùng cho thiết bị cầm tay, các dụng

cụ điện ở nơi ẩm ướt.

9

- Đ iện hạ áp: 110V - 220V - 380V - 500V đến 6 0 0 V sử dụng trong sinh hoạt và chạy các m áy thông dụng.

- Đ iện trung áp: 6kV - lOkV - 20kV - 35kV là điện áp của lưới điện phân phối và chạy các động cơ điện cỡ lớn.

- Đ iện cao áp: llO k V - 220kV - 380kV - 500kV - 700kV dùng cho các đường dây tải điện đi xa.

Đ iện áp không phụ thuộc vào cỡ dây to hay nhỏ, nếu cháu muốn xác định thì chỉ có cách quan sát sứ cách điện Sứ cách điện để đỡ dây có nhiều kiểu khác nhau:

- Sứ đứng m ột tầng chỉ dùng vào điện hạ áp (hình 2a).

- Sứ đứng 2 - 3 tầng thích họp với điện cao áp đến 35kV (hình 2b).

- Sứ chuỗi có từ 3 - 4 bát sứ cũng dùng cho điện 35kV Nếu mỗi chuỗi sứ có từ 6 - 7 bát sứ là điện áp đến 1 lOkV rồi đấy (hình 2c).

H- ở xã cháu, đứng từ cánh đồng nhìn lên hàng cột điện cao vút thấy m ỗi chuỗi đếm được từ 12 đến 14 bát sứ, chắc đấy là đường dây tải điện 220kV Trên đường cao áp 500kV dẫn điện vào m iền Nam thì số bát sứ càng nhiều không đếm xuể, trông giống những chùm hoa, làm như thế nhằm mục đích gì?

Đ- Khi thiết k ế đường dây điện cao áp người ta phải tính đến ảnh hưởng xấu của m ôi trường, khí quyển, thời tiết như: mưa, gió, sấm, sét, khói bụi ở các nhà máy N ếu chỉ dùng sứ 1 tầng, cách điện bình thường thì khi mưa to thành những dòng nước, hoặc bụi than bám vào thành đường dãn trên sứ gây nên chập mạch.

Hình 2 Các loại sứ cách điện: hạ áp, trung áp và cao áp

Làm sứ cách điện thành tầng, thành chuỗi có 2 tác dụng:

1 Bảo đảm khoảng cách giữa dây dẫn với cột điện, xà ngang.

2 Tránh được những vệt bụi, dòng nước, gây đoản mạch khi mưa to.

H- Khi tải điện đi xa thường phải dùng điện áp cao, tại sao không tải bằng điện áp thấp để đỡ nguy hiểm, đỡ phải dùng cột cao và sứ chuỗi đắt tiền?

Đ- Người ta thường so sánh điện với nước Muốn dẫn nước đi được

xa thì phải có đài nước thật cao, bom áp suất mạnh, nước chảy trong ống dùng có bị rò rỉ thì cuối nguồn vẫn còn nước.

Đ iện tải từ nguồn đến hộ tiêu thụ cũng phải dùng điện áp cao để đảm bảo 2 yêu cầu cơ bản sau:

1 Chi phí dây đồng, nhôm để làm đường dây tải điện ít nhất.

2 Hiệu suất truyền tải cao nhất, hao tổn điện năng thấp nhất.

Khi tải điện đi qua dây dẫn sẽ làm cho dây dẫn nóng lên Công suất phát nhiệt của dây dẫn được tính theo công thức:

Từ công thức trên ta thấy, khi tăng điện áp lên 2 lần thì cường độ I

sẽ giảm đi 2 lần nhưng tiêu hao điện P' giảm được tới 4 lẩn.

H- v ề mặt toán học thấy rõ, đường dây Hoà Bình - Hà N ội không thể tải bằng điện hạ áp 220V mà phải dùng điện cao áp 220kV.

Điện áp u tăng lên 1000 lần (220000V) thì từ công thức 2 dòng điện

I sẽ giảm đi 1000 lần Theo công thức 1, tổn thất công suất P' sẽ giảm (I2 = 10002) một triệu lần, quả là tiết kiệm vô cùng.

11

Dòng điện giảm xuống thì cỡ dây dùng để tải điện sẽ giảm nhỏ đi, điều đó thì dễ hiểu; nhưng công thức 1 và công thức 2 có liên quan với nhau thế nào?

Đ- Công suất của dòng điện được biến đổi từ công thức 2:

p = U.I hoặc áp dụng định luật Ôm

u2

p = RI2 hay p = — , ở đây don thuần là sự biến đổi toán học Nếu xét dưới g óc độ truyền tải thì khi điện áp truyền tải cao, dòng điện

p chạy trên dây dân sẽ giảm ( I = — ).

Vậy tiết diện dây sẽ giảm , nên chi phí kim loại sẽ giảm.

H- Chính vì vậy, ở nước ta từ năm 1993 đã đưa vào sử dụng đường dây 500kV tải điện từ m iền Bắc vào miền Nam hoặc ngược lại, khi miền nào thiếu điện và nó trở thành đường truyền dẫn chính của hệ thống điện quốc gia.

Trước khi hết bài, m ong bác giảng rõ về định luật Ôm.

Đ- Định luật Ôm xác định m ối quan hệ giữa dòng điện và điện áp trong mạch Đ ịnh luật Ôm phát biểu rằng: D òng điện I chạy trong mạch

tỷ lệ thuận với điện áp u và tỷ lệ nghịch với điện trở R trong mạch đó

V ề mặt toán học, định luật Ôm m ô tả m ối quan hệ:

I U

Từ đó rút ra u = RI hoặc R = U

I Cần nhớ rằng, khi dùng các công thức này phải chú ý đến các đơn vị

đo N ếu khi đo: D òng điện I tính bằng Ampe (A); điện áp u đo bằng Vôn (V) thì điện trở R sẽ có đơn vị là Ồm (Q).

3 à i Wọc ì \ \ i ị k a i

Trong bài này ông Điện giảng các đặc điểm, công dụng của điện một chiểu và điện xoay chiều Các đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiểu gồm: chu kỳ, tẩn số, biên độ, trị số hiệu dụng và việc áp dụng định luật ôm vào điện xoay chiểu nhưthế nào?

vể mặt thực hành, ông Điện hướng dẫn cách tính toán đường dây tải điện

hạ áp và ra đề để Học làm bài toán "cách tính dây tải điện nhôm cho trạm biến

áp 180kVA" ở một xã.

Đạc điểm, công dụng của diện một chiều và diện xoay chiều

H- Người ta nói có hai loại điện:

- Điện một chiều chỉ có 2 dây gồm 1 dây dưorng (lửa) và 1 dây âm (nguội) còn điện xoay chiều có nhiều dây hơn.

- Điện xoay chiều 1 pha cũng có 1 dây pha (lửa) và 1 dây mát (nguội); điện xoay chiều 3 pha lại có tới 3 dây cùng là "lửa" cả Vậy công dụng của từng loại điện như thế nào?

Đ- Cả 2 loại điện đều có thể dùng để chạy máy, thắp đèn, nấu cơm được cả; nghĩa là dòng điện nào cũng gây ra tác dụng nhiệt, tác dụng quang, sinh ra từ trường được, nhưng ở dòng điện 1 chiều tác dụng hoá học được ứng dụng nhiều trong thực tế Nhiều ngành công nghiệp bắt buộc phải có điện một chiều để: luyện nhôm, tinh chế đồng nguyên chất

Đ iện phân sút, axít, các loại muối ở nhà máy hoá chất phải dùng điện một chiều Đ iện giải nước sát trùng ở nhà máy nước - Công nghệ mạ điện, nạp điện vào acquy v.v nhất thiết là điện một chiều Trong kỹ thuật điện tử dòng điện một chiều thường đóng vai trò quyết định; không

có nguồn một chiều thì không có một hệ thống hoặc thiết bị điện tử nào

có thể làm việc được vì bóng bán dẫn, tranzito, IC cần được cấp điện từ nguồn một chiều.

Đ ộng cơ điện 1 chiều có những ưu điểm đặc biệt hơn hẳn động cơ điện xoay chiều về mặt điều chỉnh tốc độ vô cấp, đều đặn, chính xác; không thể thiếu được trong ngành dệt, ngành may, m áy m óc tự động chính xác.

H - V ậy khái niệm về dòng điện một chiều như th ế nào?

Đ- D òng điện một chiều là dòng điện có trị số và chiều không thay đổi theo thòi gian, dòng điện luôn đi từ dây dương về dây âm (hình 3).

H- Đ ấy là lý thuyết trong sách, còn cháu thì cứ tạm hiểu dòng điện

1 chiều giống như dòng nước chảy ở trạm bơm ra; nhưng công dụng của

nó có gì khác vói dòng điện xoay chiều?

Đ- Đ iện xoay chiều được dùng rộng rãi, phổ biến trong m ọi lĩnh vực

vì ưu điểm nổi bật của nó, đó là có thể biến đổi dễ dàng từ điện áp này sang bất cứ điện áp nào khác bằng máy biến áp Động cơ điện xoay chiều cũng đơn giản, chắc chắn dễ bảo quản lại rẻ hơn động cơ điện một chiéu Khái niệm về dòng điện xoay chiều là dòng điện có trị sô' và chiều biến đổi hình "sin" theo thời gian.

Hình 3 minh hoạ tượng trưng tính chất dòng 1 chiều và dòng xoay chiều: Đường thẳng biểu diễn tính chất không thay đổi trị số của dòng điện một chiều; còn sóng hình sin biểu diễn sự thay đổi không ngừng về trị số và chiều của dòng điện xoay chiều.

Ở đầu chu kỳ dòng điện bắt đầu từ tri số 0, theo chiều dưomg tăng dần lên mức cao nhất (biên độ), rồi giảm dần đi qua trị số 0 trở thành

âm Sau khi đạt biên độ âm cao nhất lại suy giảm dần và trở về trị số 0 chu kỳ thứ hai tiếp diễn.

H- Rắc rối và mơ hồ quá! Cháu cứ tưởng tượng điện xoay chiều giống như quả lắc đồng hồ (hoặc người đánh đu): lúc lên cao, khi xuống thấp rồi lại lên cao nhưng về phía bên kia, quả lắc cứ đổi chiều một cách tuần hoàn lặp lại trị số và chiều như cũ Có lẽ cũng chính vì thế nên trong các sách hoặc trên những dụng cụ điện thường ký hiệu điện một chiều chữ DC hoặc 2 gạch ngang (=); còn điện xoay chiều dùng chữ AC hoặc đường uốn (~) chăng?

Đ- Hiểu thế cũng được nhưng cần nhớ là khoảng thời gian ngắn nhất để cho dòng điện lặp lại trị số và chiều như cũ gọi là chu kỳ, ký hiệu T Số chu kỳ mà dòng điện thực hiện được trong 1 giây gọi là tần số

f Đơn vị đo chu kỳ T là giây (s) Đơn vị đo tần số f là hec (Hz).

Ở nước ta thường dùng dòng điện xoay chiều hình sin có tần số

f = 50Hz, gọi là tần số công nghiệp Còn trong lĩnh vực điện tử lại sử dụng tần số hàng nghìn hec (kHz), hàng triệu hec (MHz).

H ” D òng điện xoay chiều luôn thay đổi, vậy điện áp u và cường độ

I thực tế tính như thế nào?

Đ- Từ so sánh tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều hình sin với dòng điện một chiều người ta thấy có mối liên hệ giữa trị số có ích I (hiệu dụng) và trị số có biên độ Im (hình 3) như sau:

I = 0,707Im; tương tự u = 0,707U m Các số liệu tính toán, đo đạc hoặc ghi trên nhãn dụng cụ điện đều là các trị số hiệu dụng.

H- Định luật Ồm áp dụng vào điện một chiều hoàn toàn chính xác, vậy có thể sử dụng cho điện xoay chiều được không?

Đ- Trong mạch điện 1 chiều, điện áp u không thay đổi, dòng điện I

và từ trường do dòng điện gây ra cũng không thay đổi nên công suất p được tính theo công thức (2) Còn ở điện xoay chiêu các dại lượng này

luôn thay đổi nên từ trường, điện trường cũng biến đổi tùy thuộc nó đi qua điện trở R, điện cảm L hay điện dung c.

Đ iện trở cản dòng điện nên điện áp u và dòng điện I luôn cùng pha với nhau.

Đ iện cảm (cảm kháng của cuộn dây) làm cho dòng điện I đi sau điện áp U; điện dung (dung kháng của tụ điện) lại làm cho dòng điện I

đi trước điện áp u, cả 2 trường hợp này đều gọi là lệch pha.

Đ ến đây thì có thể hiểu rõ là khi ứng dụng định luật Ôm trong mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở R (bóng đèn, bàn là, nồi cơm điện ) vẫn tính như điện m ột chiều.

N ếu trong mạch lại có cuộn dây, tụ điện thì điện trở R phải thay bằng trở kháng z Công thức đó là:

H- Thú thật cháu thấy đã được học hơi nhiều lý thuyết, vậy mong bác giảng về thực hành chọn dây tải điện ở nông thôn như thế nào cho hợp lý.

Tính toán đưòng dây tải điện hạ áp

Đ- Đ ể truyền tải điện năng đến nơi sử dụng, đến các dụng cụ điện người ta thường dùng dây đồng, dây nhôm hoặc dây nhôm lõi thép Dây dẫn nhỏ thường có kết cấu 1 sợi gọi là dây đơn và dây nhiều sợi (7 - 19

- 37 — *61 sợi) gọ i là dây cáp.

D ây dẫn để trần gọi là dây trần Dây dẫn trần bằng đồng (ký hiệu

M ), bằng nhôm (ký hiệu A ) hoặc bằng nhôm lõi thép (ký hiệu AC) chỉ dùng trong xây dựng lưới điện ngoài trời.

H- Cũng vẫn những dây trên nhưng có phần cách điện bằng cao su hoặc nhựa bọc ngoài được gọi là dây bọc.

Dây bọc thường được làm dây dẫn trong nhà và cũng thấy đặt ở ngoài trời, những chỗ đông người qua lại hoặc đường dây đi qua khu vực

cây cối nhà ở để không bị thất thoát điện năng, không bị gió đưa chập mạch Cháu còn thấy có loại dây mềm nhiều lõi ( 2 - 4 lõi) được bọc cách điện riêng từng lõi, tất cả bọc kín bằng cao su hoặc nhựa dày bên ngoài; công dụng của loại dây này thế nào?

Đ- Đấy là dây cáp điện được sử dụng ở những nơi như: Từ máy biến

áp vào tủ điện, từ tủ điện lên đường dây tải điện, từ đường dây tải điện vào công tơ; từ cầu dao - công tắc vào các dụng cụ điện.

M ỗi loại dây đều có nhiều cỡ to, nhỏ khác nhau và tải được một dòng điện cho phép lâu dài tùy theo nhiệt độ nơi đặt dây cho ở bảng 1 và bảng 2.

Khi sử dụng tùy theo dòng điện tải mà chọn loại dây dãn nào cho phù hợp.

H - Muốn chọn dây, phải biết công suất sử dụng p, sau đó căn cứ vào công thức (2) thì tính được I Biết được dòng điện tải trên đường dây

sẽ theo bảng 1 và 2 tìm được cỡ dây và khối lượng cần mua Vậy, chọn dây không có liên quan gì đêh khoảng cách tải điện xa, gần hay sao?

Đ- Chọn dây tải điện hạ thế để phục vụ sản xuất và sinh hoạt có nhiều phương pháp khác nhau, dùng những công thức khác nhau, nhưng quy tụ lại là:

1 Chọn tiết diện dây theo điều kiện phát nóng.

2 Chọn tiết diện dây theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép (ÀU%).

Ở những đường dây tải điện nội bộ trong từng xóm , từng gia đình, từng máy, thường chọn theo điều kiện phát nóng để dòng điện qua dây dẫn bằng hoặc nhỏ hơn khả năng tải của dây một ít là được (xem bảng 1

và 2 để chọn).

Ở những đường dây tải điện đi xa, đường trục hạ áp dẫn đến các thôn, xóm cần sử dụng cả 2 phương pháp để chọn rồi kiểm tra tìm ra tiết diện dây dẫn hợp lý nhất, vừa đảm bảo kinh tế và đạt được yêu cầu kỹ thuật cũng như hướng phát triển về tải điện Công thức để tính tiết diện dây như sau:

c X AU %

17

Bảng 1 DÒNG ĐIỆN TẢI CHO PHÉP CỦA DÂY TRẦN

Đồng (M), nhôm (A), nhôm lõi thép (AC)

Nhiệt độ không khí 25°c, đặt ngoài trời

G hi chú: Dây dẫn cho phép phát nóng đến 70°c, nếu nhiệt độ không khí tháy

đổi thì phải nhân dòng điện cho phép trên với hệ số dưới đây:

Bảng 2 DÒNG ĐIỆN TẢI CHO PHÉP CỦA DÂY ĐỒNG BỌC CAO su

1 sợi (mm)

Khối lương dây kg/km

Dòng điện tải (A) khi đặt

- Số trong ngoặc là I tải lớn nhất, chỉ được phép dùng ngắn hạn

H- Trong đó: p là công suất sử dụng, tính bằng kW.

1 là chiều dài đường dây, tính bằng mét

AU là sụt áp tùy theo gần, xa lấy từ 5 - 10%

Còn c là gì cháu chưa biết?

Đ- c là hệ s ố , nếu đường dây điện là 3 pha (3 X 380V ) thì:

D ây đồng c = 80 D ây nhôm c = 46.

N ếu đường dây tải điện là 1 pha 2 2 0 V thì:

D ây đồng c = 13; D ây nhôm c = 8.

Dây đồng tuy dẫn điện tốt, nhưng vừa hiếm , vừa đắt nên đường dây tải điện ở nông thôn hiện nay thường dùng dây nhôm (A hoặc AC) để giảm vốn đầu tư Cháu hãy tính toán đường tải điện bằng dây nhôm như sau:

X ã B.L dùng 1 trạm biến áp S: 180 kV A (P = 144kW ) đặt ở trung tâm kéo 2 đường trục chính dẫn điện 3 pha 380V (4 dây) tỏa về 2 thôn:

- R iêng thôn Trung gần trạm biến áp (/ = 40m ) m ỗi xóm dùng điện

1 pha 2 2 0 V (2 dây) công suất 20 kW; điện áp chỉ được tụt xuống là:

Đ- Gật đầu rồi mỉm cười, cho H ọc nghỉ.

3 à i h ọ c \ V \L i h a

Phần lý thuyết xét về công suất của mạch điện xoay chiểu; ngoài công suất tác dụng p đã biết ở bài 1, bài này còn nêu thêm công suất phản khảng Q

và công suất biểu kiến s sự liên hệ giữa 3 loại công suất này Từ đó dẫn đến

ỷ nghĩa kinh tế rất lớn của việc nâng cao hệ số công suất coscp và các biện pháp thực hiện.

Phẩn thực hành, nêu cách chọn các loại cột điện, làm móng, chọn xà, sứ cách điện, cách căng dây theo độ võng, cách làm tiếp địa và theo dõi vận hành máy biến áp điện lực.

Các loại công suất và hệ số công suất của dòng điện xoay chiều

H- Đ iện xoay chiều tuy có ưu điểm nổi bật là có thể cho qua máy biến áp để tăng điện lên cao, tải điện đi xa; đến nơi sử dụng cũng lại qua máy biến áp để giảm xuống điện hạ áp dùng thắp đèn, chạy máy tùy ý muốn Nhưng cháu chưa hiểu tại sao cũng là công suất ở máy biến áp lại lấy đơn vị là kVA, còn nơi sử dụng lại là kW? Điện xoay chiều thật là rắc rối!

Đ- Đ ối với dòng điện xoay chiều hình sin có 3 loại công suất:

a) Công suất tác dụng (hữu công) ký hiệu là p đặc trưng cho sự biến đổi từ điện năng sang dạng năng lượng khác (cơ năng, nhiệt năng ) đây

là công suất có ích được tính như sau:

Q = u X I X sincp

Đơn vị đo là VAr, kVAr

c) Công suất toàn phần (biểu kiến) ký hiệu là s đặc trưng cho khả năng thực hiện công của các dụng cụ điện, được tính là:

Đơn vị đo là V A , kV A

Quan hệ giữa 3 loại công suất này được biểu thị bằng m ột tam giác vuông gọ i là tam giác công suất (hình 4).

Còn ý nghĩa về điện thế nào thì cháu chưa biết?

Đ- Tỷ số giữa công suất tác dụng p và công suất toàn phần s gọi là

hệ số công suất Trong việc sử dụng điện năng coscp có ý nghĩa rất quan trọng; hệ số này càng lớn, g óc cp càng nhỏ thì công suất phản kháng

Q càng nhỏ, do đó công suất tác dụng p càng lớn Đ ây là công suất thực dụng cần thiết cho các động cơ máy tuốt lúa, máy xay sát để sản xuất

ra sản phẩm, để máy bơm tưới nước cho đồng ruộng.

Vậy, c o sọ biểu thị bao nhiêu % công suất toàn phần được sử dụng

có ích M áy biến áp ở xã B.L có dung lượng s - 180kV A , nếu sử dụng điện tốt đạt coscp = 0,8 thì công suất sử dụng bằng (công thức 9):

H- Nếu sử dụng tồi, coscp chỉ đạt 0,5 thì công suất tác dụng của máy biến áp chỉ còn:

p = 1 8 0 x 0 , 5 = 90 kW Công suất mất đi gần 40% Vậy công suất phản kháng Q là công suất không mang lại lợi ích cho sản xuất, là gánh nặng cho đường dây tải điện, máy biến áp và cả động cơ điện, gây nên tổn hao nãng lượng

vô ích.

Đ- Còn nữa! Khi cần cung cấp một công suất p nhất định cho các

hộ dùng điện một pha Ư = 220V , dòng điện chạy trên đường dây sẽ là (từ công thức 2):

Đ- Không sử dụng các máy biến áp lớn hơn nhu cầu quá nhiều Khi

sử dụng trong gia đình (nếu đủ điện áp) không nên dùng máy tăng giảm điện Trong sản xuất có dùng động cơ điện, không được để máy chạy không tải hoặc tải quá ít V í dụ, khi sử dụng máy hàn, nếu chưa hàn phải cắt điện.

Đ ộng cơ điện tải đủ mức thì coscp = 0,8 4- 0,9 nhưng nếu để máy chạy không tải thì coscp chỉ còn 0,2 4- 0,3 Khi coscp thấp người ta phải lắp máy bù; thông thường đặt thêm tụ điện song song với tải để nâng cao

hệ số công suất coscp.

Cách kiểm tra máy biến áp

H- M áy biến áp điện lực 3 pha ở xã, loại nhỏ được treo trên cột, máy lớn đặt trong trạm Tổ điện xã quản lý phần hạ áp thường xuyên kiểm tra cầu dao, cầu chì, aptomat, cáp, dây dẫn, các bộ phận nôi đất, thiết bị đo đếm và chống sét hạ áp nếu có.

Cháu được biết là việc kiểm tra, quan sát m áy đang vận hành phải đứng xa, khoảng an toàn với các phần mang điện là lm phía cao áp (< 35kV ) và 0,3m phía hạ áp.

Các chú thợ điện ở xã thường nghe tiếng kêu của máy để đoán tình trạng kỹ thuật: T iếng vo vo đều đặn là m áy làm việc bình thường Tiếng kêu nặng nhưng đều là máy đã tải nặng (thường về tối), lúc này chú ý đến nhiệt độ dầu không quá 80°C; chú ý đến các đồng hồ ampe (nếu có), nếu quá định mức (đánh dấu đỏ ở mặt kính) phải tìm biện pháp điều chỉnh, giảm tải (cắt bớt những đường dây không quan trọng).

T iếng m áy kêu to, rung - Đường dây bị ngắn mạch, nổ chì cao áp -

Rỉ dầu nhiều, mức dầu không đủ (xuống thấp hơn mức quy định) - nhiệt

độ dầu lèn quá 90°c phải cắt tải của m áy phía hạ áp và kịp thời báo cho trạm quản lý điện biết để xử lý.

Đ ây là những điều cháu "học lỏm" được qua thâm nhập thực tế, còn cấu tạo và kiểm tra m áy biến áp ra sao thì vẫn là điều bí ẩn.

a)

Hình 5 Sơ đồ nguyên lý và bản vẽ cắt của máy biến áp điện lực 3 pha

1 Đảo mạch điều chỉnh Ura; 2 Sứ cao áp; 3 Sứ hạ áp; 4 Bầu chứa hạt chống ẩm; 5 Két dẩu dãn nở; 6 Nhiệt kế; 7 ố n g tản nhiệt; 8 Thùng dầu; 9 Các cuộn dây; 10 Trụ dẫn từ

Đ- V iệc kiểm tra máy biến áp phải căn cứ vào quan sát và đo đạc mới xác định chính xác được: Điện áp nguồn hạ thế phải ổn định, không tụt quá mức Nhìn 3 ampe k ế khồng được quá mức quy định và không được lệch nhau quá 50% Máy không có đồng hồ thì phải lấy ampe kìm

đo phía hạ áp không được lệch nhau, không được dao động thất thường

và không được quá mức quy định (đo giờ cao điểm).

Nếu thấy nhiệt k ế báo dầu tăng quá giới hạn (> 80°C) phải tìm nguyên nhân do: quá tải, không cân bằng hay do môi trường làm mát kém để xử lý kịp thời.

Khi có sự cố như cháu biết, cần cắt toàn bộ tải của máy biến áp ở phía hạ áp theo nguyên tắc tuần tự, nghĩa là:

- Khi đóng cắt máy biến áp phải tuân theo đúng quy trình kỹ thuật

để sao cho không đóng, cắt phụ tải đột ngột.

- Khi máy biến áp đã cắt điện phía cao áp, kiểm tra các pha điện phía hạ áp bằng bút thử điện, nếu chắc chắn là không còn điện mới được làm các việc sau đây:

+ Điều chỉnh đảo mạch để tăng hoặc giảm điện áp (± 2,5%, +5% thường có từ 3 - 5 nấc) cho noi tiêu thụ điện.

+ Kiểm tra và thay hạt chống ẩm.

+ Lấy mẫu dầu hoặc bổ sung thêm dầu.

+ Đ o điện trở cách điện của máy hoặc đo điện trở tiếp đất.

+ Lau chùi sứ và vệ sinh máy biến áp

H- Nếu điện áp khỏe quá mức thì bóng đèn chóng bị hỏng, máy nóng quá mức bình thường; điện yếu quá, đèn sẽ 1Ĩ1Ờ Khi điện bị yếu có thể đề nghị Sở Đ iện lực điều chỉnh lại cho đúng.

Hạt chống ẩm có nhiều loại:

- Bình thường (khô) màu xanh, khi ẩm sẽ biến thành màu đỏ.

- Bình thường (khô) màu trắng đục, ẩm biến ra màu xanh.

- Bình thường (khô) màu trắng, ẩm biến thành màu vàng.

Mục này dễ theo dõi để xử lý; riêng về dầu để làm mát máy và cách điện thì kiểm tra thế nào?

Đ- Tính chất vật lý và hóa học của dầu biến áp quả là phức tạp Tiêu chuẩn kiểm tra dầu biến áp có đến 14 mục Sức chịu đựng cách điện (2 0 4- 40 k V ) dầu phải không có tạp chất, hoàn toàn không có nước, độ bắt lửa không dưới 1 35°c, không có axit và kiềm tan trong dầu v.v N ếu không đạt tiêu chuẩn phải tái sinh dầu "bằng m áy chuyên dùng".

Hạt hút ẩm khi bị ẩm cũng có thể sấy khô ở nhiệt độ 115°c bằng

m áy thổi khí nóng để trở lại màu sắc ban đầu (như mới) Những việc này chỉ có những xưởng chuyên m ôn mới làm được.

Mỏ dưòng cho điện di xuống đất

H - T hế nào là nối đất làm việc và nối đất an toàn?

Đ - N ố i đất làm việc là nối một số điểm nhất định của m ạch điện với đất để đảm bảo sự làm việc bình thường của các thiết bị điện Ở phía hạ

áp của máy biến áp, điểm đấu hình sao (hình 5) nối với hệ thống tiếp đất gọi là nối đất điểm trung tính của máy biến áp.

Còn nối đất an toàn đề phòng khi cách điện kém , bị ẩm, điện rò ra

vỏ, dòng điện này sẽ theo dây tiếp đất truyền thẳng xuống đất, nên dù người sử dụng có vô ý chạm vào vỏ này cũng không bị giật chết Tất cả các vỏ động cơ điện, vỏ quạt điện, vỏ máy biến áp, vỏ dụng cụ điện cầm tay các phần tử trên cột điện như xà sắt, chống xà, dây néo, chân sứ v.v theo quy định phải được nối đất.

H- Cháu đã quan sát các chú thợ điện thi công m ạch tiếp đất an toàn, cũng đơn giản: Lấy 2 cọc thép rỗng mạ kẽm 0 2 1 dài 2m đóng xuống đất cách nhau 2m rồi hàn điện lại với nhau.

Các phần sắt ở trên đỉnh cột bêtông như xà sắt, ti sứ đều được nối với 2 ống chôn dưới đất bằng dây thép > 0 1 0 Đ oạn dây từ nền đất lên quá đầu người ở những chỗ đông người qua lại được luồn trong ống nhựa để tăng độ an toàn Tại sao phải làm cầu kỳ như vậy?

Đ- Tiêu chuẩn điện trở nối đất máy biến áp phải ổn định ở m ọi thời tiết, yêu cầu < 4 ôm nên phải dùng những cọc tiếp đất bằng ống thép

<x>40 -ỉ- 0 6 0 hoặc thép góc 50 X 50 X 5 đến 63 X 63 X 6 đầu nhọn đóng xuống đất sâu khoảng 3m (đầu trên cách mặt đất 50 -ỉ- 70 cm) Khoảng cách giữa các cọc bằng chiều dài của mỗi cọc Tất cả các cọc được đóng thành một vành đai bao quanh trạm và hàn với nhau (ở độ sâu # 50cm ) tạo thành hệ thống tiếp đất được dẫn vào máy biến áp bằng sắt lập là Trong khu vực máy biến áp những thiết bị cố định như tủ, bảng điện, dàn thiết bị, khung cửa sắt đều phải nối song song với hệ thống này.

H- Cháu nghe các chú thợ điện nói “Hệ thống tiếp đất làm việc còn tạo nên một vùng đẳng áp đề phòng khi cách điện kém, điện rò đi xuống đất không gây nguy hiểm cho người đứng gần đấy” Chắc chống sét của cột thu lôi cũng làm như vậy?

Đ- N ối đất chống sét (cột thu lôi) là để đảm bảo cho dòng điện sét chạy thẳng xuống đất Khi có sét đánh vào cột thu lôi, dây điện ngoài trời, dây chống sét (căng dọc theo đường dây cao áp) lập tức được truyền ngay xuống đất tránh làm hư hỏng các thiết bị điện nhờ các chống sét van, chống sét ống, thu lôi sừng để bảo vệ các thiết bị điện

H- Hiện nay xi măng, sắt thép trong nước sản xuất có thừa và để bảo vệ tài nguyên rừng, cháu thấy người ta đã bỏ cột gỗ mà chỉ dùng cột bêtông đủ loại Vậy quy cách cột như thế nào?

Đ- Cột điện bêtông sản xuất ra có nhiều loại; loại cột cốt sắt bên trong để chịu lực khác nhau và có chiều dài khác nhau.

- Loại cột bêtông cốt thép mắt vuông có các ký hiệu:

- Cột ly tâm bêtông được ký hiệu:

L T10/350; LT10/600; LT10/900; L T 10/1100

Đ ây là những cột tròn dài 10m, còn các số 350, 6 0 0 , 900, 1100 là quy định số lượng cốt sắt trong đạt được các lực trên của từng cột.

H- Căn cứ vào những yếu tố gì để chọn cột điện?

Đ- Tùy vào công suất tải của đường dây (dây to hay dây nhỏ) dây đồng hay dây nhôm.

- Đ ộ dài của tuyến - Đ ịa hình - Khoảng cách giữa các cột ở từng vị trí Đ ộ cao, độ võng so với mặt đất và các công trình khác phải đảm bảo đúng quy trình quy phạm.

Trên một tuyến đường dây cột trung gian được dùng nhiều nhất Những đoạn dây qua các hạng mục công trình (đường ô tô, xe lửa, đường dây thông tin ) hoặc qua các chướng ngại tự nhiên phải dùng cột chịu lực gọi là cột néo.

H- Ở những vị trí đường dây chuyển hướng chắc cũng phải dùng loại cột khoẻ để đảm bảo chịu được tải trọng lớn hem bình thường?

Đ- Đ úng vậy! Đ ấy gọi là cột góc ở những đường dây có góc xoay lớn phải dùng tới 2 cột ghép lại với nhau.

Ở đầu và cuối của đường dây trong điều kiện bình thường chỉ chịu lực căng ở một phía, cột ở vị trí này đòi hỏi phải chắc chắn như cột néo,

có khi còn phải dùng tới 2 cột để hãm đầu hoặc hãm cuối g ọ i là cột hằm.

H- Cột điện phải chôn sâu xuống đất thật chắc chắn Vậy, kích thước đào hố chôn cột thế nào là hợp lý?

Đ- M óng cột dùng để truyền xuống đất các ngoại lực trọng lượng dây và trọng lượng cột nên phải chắc chắn Chiều dài, chiều rộng và độ sâu của móng phụ thuộc vào vị trí chôn cột, địa hình, nền đất, độ dài tính toán khá phức tạp!

Kinh nghiêm thì độ sâu của móng bằng 1/10 độ dài của cột.

M óng cột điện hạ áp thường đổ bằng bêtông mác 50 đến mác 75.

H- Những cột điện trồng ở đất yếu, cháu thấy dưới hố móng người

ta đóng nhiều hàng cọc tre dài 2 3 mét xuống rồi mới đổ bêtông.

Đ- Vật liệu để đổ móng gồm: gạch vỡ, đá, cát, ximăng hỗn hợp với nước sạch.

- Những cột đỡ dùng bêtông mác 50, tỷ lệ cấp phối cho lm 3 như sau: 90 -i- 92 kg xi măng; đá hoặc gạch vỡ kích thước 4 X 6 cm từ 0,9 +

0,93m 3; cát từ 0,5 đến 0,7m 3.

- Những vị trí cột góc, néo đầu và néo cuối dùng bêtông mác 75

M ỗi m3 bêtông cần từ 130 -ỉ- 132kg xi măng; đá dăm hoặc gạch vỡ và cát vàng số lượng vẫn như trên.

H- Cháu thấy các chú thợ điện đổ bêtông rất cẩn thận: Xi măng PCB 30 lấy ở trong kho ra để nơi khô ráo, không ẩm ướt Đá và cát được rửa sạch không lẫn tạp chất rồi cho trộn đều với xi măng; cát không dùng loại cát nước mặn, nước cũng là nước ngọt trong, sạch.

Ớ những vị trí cột góc, néo đầu, néo cuối, cột vượt móng được đổ thêm một cấp nhỏ, cao để thêm chắc, thêm an toàn.

Đ- Xà là phụ kiện lắp trên đầu cột, trên xà có các lỗ để bắt sứ cách điện đỡ dây dẫn.

- Xà hạ áp bằng bêtông thường có ít nhất 4 lõi thép d' > 8 ~ 10mm làm cốt để đảm bảo lực đè của dây dẫn và chỉ được dùng ở những vị trí

đỡ thẳng của đường dây.

29

- X à thép cấu tạo bằng các thanh thép góc cỡ 50 X 50 X 5 (mm) đến

75 X 75 X 7 (m m) Có độ dài từ 1,3 đến l,6 m để tuỳ theo dây dẫn lớn, bé

và khoảng cách cột dài hay ngắn mà chọn cho thích hợp.

M ạng điện hạ áp có 4 dây thì khoảng cách giữa các lỗ để bắt sứ đỡ dây theo phương nằm ngang như sau:

Khoảng cách cột là: 30, 40, 50, 60m chọn các lỗ bắt sứ cách nhau

20, 25, 30, 40cm là vừa.

H- Đứng dưới nhìn lên thấy ở những cột trung gian chỉ có 1 sứ đứng được buộc bằng dây để đỡ từng dây dẫn Ở những cột néo góc, néo đầu cuối, m ỗi dây dẫn được c ố định trên 2 quả sứ cách điện và được khóa bằng các khóa cáp (ghíp) để đủ sức bền Đ ó là những sứ chỉ có 1 tầng nhưng quy cách sứ thế nào thì cháu chưa biết?

Đ- Nhìn bề ngoài thì sứ cách điện không được sứt mẻ, nứt vỡ; không được sây sát tróc lớp men ngoài Sứ phải có những đặc tính cơ điện tốt: Chịu được tải trọng cơ nặng nề của đường dây lúc bình thường cũng như lúc có gió bão; chịu được các tác dụng lực, khi đứt dây không

vỡ Chịu được ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới, m ôi trường khắc nghiệt

mà cách điện bề mặt sứ vẫn tốt Chịu được quá điện áp đường dây và quá điện áp do sấm sét.

Loại sứ ký hiệu A 102 sử dụng làm sứ đỡ dây trên các vị trí cột trung gian, không nên dùng làm sứ néo g óc hoặc đầu cuối vì sứ này chịu lực yếu.

Đ ối với vị trí néo góc, néo đầu cuối nên chọn loại sứ ký hiệu A 3 0 N

vì nó chịu được lực cơ học lớn.

Vật liệu để ch ế tạo sứ cách điện thường bằng sứ hoặc bằng thuỷ tinh Chú ý, không được dùng sứ thông tin làm sứ điện lực vì loại này chịu áp thấp, các đặc tính cơ và điện đều thấp.

- Các loại sứ cách điện lắp trên cột phải ngay thẳng, phải vặn chân vào cho hết ren Loại sứ không có ren thì phải chèn chân bằng vữa xi măng (tỷ lệ: 1 xi măng + 2 cát vàng) Tuyệt đối không đổ đầy mặt trong của sứ cách điện mà phải chứa một khoảng > 3 cm để đảm bảo khoảng cách điện mặt trong của sứ.

H ” Khi căng dây, giữa 2 cột bao giờ cũng phải để trùng ở giữa vì dây nặng đè xuống dễ bị vỡ sứ Vậy, độ võng thế nào là hợp lý?

Đ- Nếu để dây chùng quá, độ võng nhiều thì vẫn tuyến đường ấy, nhưng dây tải điện sẽ dài và tốn hơn, khi gió to dây dễ bị đu đưa gây chập mạch hay bị sự cố Ngược lại, nếu chọn đô võng ít, dây quá căng thì khi gió bão dễ bị đứt.

Cả hai trường hợp, độ võng của dây ít quá hoặc nhiều quá đều làm cho các cột, các xà phải chịu tải trọng cao hơn.

Đ ộ võng của đường dây phụ thuộc vào loại dây đồng hay dây nhôm,

cỡ dây to hay nhỏ, khoảng cách giữa 2 cột xa hay gần Đ ộ võng còn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường lúc kéo dây.

Bảng 3 ĐỘ VÕNG GIỮA 2 CỘT CỦA DÂY ĐỔNG VÀ DÂY NHÔM

(tính sẵn ở 10°c, nếu nhiệt độ tăng lên đến 25°c dây sẽ chùng thêm 1 cm)

S à i k ọ c +kứ tbỉ

Bài học nêu bật sự liên hệ chặt chẽ giữa nơi sản xuất điện và người sử dụng điện; sự khác nhau giữa công A và công suất điện p Các đơn vị để tính công suất và sản lượng điện đã sử dụng Hạn chế sử dụng điện trong giờ cao điểm đem lại nhiều lợi ích cho cả nơi sản xuất ra điện và nơi tiêu dùng điện Một số biện pháp sử dụng điện hợp lý và tiết kiệm.

Phần thực hành nêu một số quy định vể mắc điện trong nhà - Các phương pháp nối dây điện, buộc dây vào sứ cách điện.

Sản xuất và sử dụng điện nàng

H- Sản xuất và sử dụng năng lượng điện là quá trình liên tục và thống nhất về thời gian Đ ặc biệt nổi bật của sản xuất điện năng là nơi phát điện, có thể phát ra đến công suất định mức cung cấp cho nơi sử dụng Ngược lại, nơi sử dụng thì tăng giảm bất thường gây ra tai hại và lãng phí nghiêm trọng Các ngày nghỉ; ngày lễ, g iờ thấp điểm nhiều nhà máy sản xuất không dùng nhiều điện ở ca 3 Rất vô lý là cứ để năng lượng thừa này mất đi vô ích, chả lẽ lại "đổ" điện xuống sông Tại sao lúc này không tắt bớt vài tổ máy để tiết kiệm điện?

Đ- Những giờ thấp điểm chỉ tải công suất nhẹ, lò m áy không làm việc hết sức nhưng không thể tạm ngừng một vài tua bin được (vì điều kiện kỹ thuật của trục tua bin) nên cứ phải cho chạy nhẹ rất lãng phí điện, lãng phí hơi, hiệu suất lò máy giảm , khó vận hành G iờ cao điểm phải cho chạy thêm các máy phát điện điêzen, máy tua bin khí dự phòng rất tốn kém.

Người ta tính sơ bộ cứ 10000kW h điện điêzen dùng trong 1 giờ cũng mất 2500kg nhiên liêu Còn với nhà m áy nhiệt điện thì sản xuất ra lượng điện này cũng tốn mất 10 tấn than quy chuẩn.

Chính vì vậy nên trên truyền hình thường kêu gọi: "Không nên dùng bàn là, bình đun nước nóng, bếp điện vào giờ cao điểm buổi tối Hãy

tăng cường chạy máy ca 3, chạy máy bơm nước từ nửa đêm về sáng để tận dụng điện giờ thấp điểm".

H- Do nguồn điện có những thời điểm chưa đáp ứng nhu cầu tiêu thụ Tình hình cung cấp điện trên hệ thống xấu đi do mức chênh lệch phụ tải giữa cao điểm và thấp điểm tăng lên Vì vậy, cần bố trí sản xuất

và tiết giảm sử dụng điện hợp lý, tránh giờ cao điểm (vào buổi tối) khi công suất nguồn không đủ đáp ứng Cháu hiểu như vậy có đúng không?

Đ- Cháu hiểu như vậy là đúng Nhà nước vận động các hộ sử dụng điện tiết kiện, còn biện pháp kinh tế thì tính tiền điện theo kiểu "bậc thang" tức là số tiền điện phải trả tăng dần theo chỉ số điện sử dụng:

V í dụ 100 kWh đầu tiên chỉ có 500đ/kWh; chỉ số điện tiếp theo thì giá lại tăng lên mỗi cấp một cao hơn Đặc biệt việc tính giá điện căn cứ vào thời gian hộ sản xuất sử dụng điện trong giờ bình thường, giờ cao điểm hay thấp điểm Trong đó, giá điện dùng giờ thấp điểm (từ 22h đến 6h) bán cho hộ sản xuất kinh doanh chỉ bằng 1/3 giá điện trong giờ cao điểm Cách tính này để khuyến khích các hộ sản xuất kinh doanh sử dụng điện vào giờ thấp điểm, vừa hạn chế căng thẳng về nguồn và quá tải của đường dây tải điện.

Như vậy, việc sử dụng điện tiết kiệm giúp cho ngành điện giảm căng thẳng về nguồn, hạn chế quá tải của máy biến áp, góp phần giảm tổn thất điện năng, giúp nơi sử dụng điện giảm bớt tiền điện, đơn vị sản xuất giảm được giá thành sản phẩm.

H- Làm thế nào đếm được 2 loại điện "cao điểm, thấp điểm" để tính tiền điện cho chính xác? Chả lẽ lại phải có người thường trực cứ đến đúng giờ quy định là đảo cầu dao từ điện giá bình thường sang điện giá thấp hay sao?

Đ- Đơn vị nào đăng ký làm việc vào giờ thấp điểm Sở Đ iện lực sẽ lắp một loại công tơ điện có 2 hàng chữ số khác nhau (ví dụ công tơ ký hiệu ET3JD của Tiệp Khắc cũ) Cứ đúng giờ cao điểm thì ở công tơ sẽ tự động điều khiển (cơ cấu đồng hồ) chuyển từ chỉ số đếm điện (kWh) này sang chỉ số đếm điện (kWh) kia.

Người ta còn sản xuất ra cả loại công tơ tự động hạn ch ế sử dụng nhiều điện trong giờ cao điểm, ký hiệu ET3JM.

H- Quá nhiều loại công suất làm cháu hay nhầm lãn, lúc thì kV A , khi lại kW, bây giờ lại đến kWh Đ ôi khi trên báo cũng còn nhầm như: Ngày 1 2 -1 0 -2 0 0 5 báo có tin: Bằng nguồn vốn N hà nước đầu tư, ngân sách địa phương và người dân đóng góp: Y B xây dựng 5 đường điện cao

áp 35kW! Hoặc huyện Thành Công xây dựng 3 trạm thủy điện nhỏ, tổng công suất 52kV?

Đ- Quả là có người thường nhầm giữa điện áp được tính bằng V ôn với công suất tính bằng Oát ghi ở các dụng cụ điện; giữa công suất điện kilô oát (kW ) và năng lượng điện kilô oát giờ (kW h) đã phát ra của nguồn điện M ặc dù sách kỹ thuật điện nào cũng đều viết rõ là: Đ iện áp

u càng cao - dòng điện I càng lớn - thời gian t cấp điện dài thì công A càng lớn, theo công thức:

Với các dụng cụ điên như: đèn, quạt, bàn là, nồi cơm điện v.v muốn biết nó khoẻ hay yếu; bóng đèn sáng nhiều hay ít; nồi cơm điện to hay nhỏ đều phải xem đến công suất p ghi trên nhãn tính ra oát (W ) hoặc kilô oát kW (động cơ).

Còn về điện áp u tính bằng vôn để biết điện cao hay thấp (1 10V hay

220V) để sử dụng cho phù hợp với nguồn điện (quạt 110V cắm vào nguồn 220V sẽ cháy).

Đ- Từ nay nếu đọc báo đăng tin; Nhà máy thủy điện Hòa Bình tổng công suất 1,92 triệu kilô oát (kW ), đến nay qua 5 năm thành lập đã cung

cấp 57 tỷ kWh điện cho Tổ quốc, trong đó chuyển tải qua đường điện 500kV Bắc-Nam hơn 12 tỷ kWh điện góp phần quan trọng vào sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước hoặc tổ máy số 2 công suất 35 M êga oát (gồm 2 tổ máy với ZP = 70MW) là tổ máy cuối cùng của nhà máy thủy điện Sông Hĩnh đã phát điện hoà vào lưới điện Quốc gia, chắc là cháu đã hình dung được không còn gì nhầm lẫn chứ?

H- v ẫ n còn những rắc rối trong các đơn vị đo lường này: lúc thì oát giờ, kilô oát giờ, khi thì gọi là chữ điện, số điện Công suất của nhà máy thủy điện Sông Hĩnh tính bằng Mêga oát (MW), còn công suất của nhà máy thủy điện Sông Đà lại tính bằng kilô oát (kW), vậy phân biệt như thế nào?

Đ- Công lấy đơn vị đo là Wh, còn công suất lấy đơn vị đo là w Trong kỹ thuật điện thông dụng, thường sử dụng những bội số của chúng như sau:

- Về công:

1 Hectôoát giờ (hWh = lOOWh)

1 Kilôoát giờ (kWh = 1000Wh) ( 1 số điện để tính cho việc thu tiền điện)

- Về công suất:

1 Kilô oát (kW) = 1000W

1 Mêgaoát (MW) = 1000000W

Mắc điện vào các gia đình

H- "Nhét" thêm nhiều con số 0 vào đâu cháu e rằng không lợi, mong bác hướng dẫn cách mắc điện vào từng gia đình.

Đ- Từ trạm hạ áp 3 pha 380V phải lắp đặt các đường trục thật hợp lý

để phân phối điện đến từng hộ tiêu thụ tuỳ theo yêu cầu về công suất p, tuỳ địa hình và nhà ở của từng xóm.

Đường trục bao giờ cũng gồm 4 dây, trong đó có 3 dây pha (dây lửa)

và 1 dây trung tính (dây nguội, mát) Dây trung tính dùng chung cho tất

cả m ọi gia đình, còn 3 dây lửa được phân bổ xen kẽ (hoặc mỗi pha cho 1

xóm) sao cho công suất tiêu thụ ở từng pha được đều nhau, bảo đảm để 3 pha gần đối xứng.

Khi hệ thống 3 pha đối xứng, dòng điện ở dây trung tính bằng 0 và điện áp ở dây này so với đất cũng bằng 0 (U 0 = 0).

H- Trên cột điện ở ngoài đường có 4 dây nhưng dẫn vào công tơ là

1 dây pha (dây lửa) và 1 dây trung tính (nguội) D ây nối từ dây pha vào dùng loại dây lớn; còn dây nối từ dây trung tính (dây nguội) vào nhà chỉ cần dây nhỏ hơn để tiết kiệm có được không? V ì dòng điện đi trong dây nguội không đáng kể?

Đ- D òng điện ở dây trung tính trong hệ thống 3 pha đối xứng có dây trung tính khác hẳn điện một pha có 2 dây vì điện từ pha lửa vào nhà qua các đồ dùng điện phải trở về nguồn bằng dây nguội, nên dòng điện đi trên 2 dây này vẫn bằng nhau Vậy, dây lửa và dây nguội phải có đường kính như nhau Sở Đ iện lực quy định:

- Dây nhánh vào các xóm (có 3 - 4 hộ) phải dùng dây bọc 2 X 10mm2 Loại dây 2 X 4m m 2 (hoặc 2 X 6m m 2) kéo riêng cho từng hộ (không quá 50m).

- V ới đường trục để cấp điện sinh hoạt 3 pha 4 dây thực tế là không đối xứng, thường dùng dây A hoặc AC (> 25m m 2 và phù hợp thiết kế) dòng điện trong các pha sẽ khác nhau nên dòng điện trung tính sẽ khác không (I0 ^ 0) D ây trung tính có tác dụng điều hoà điện áp giữa các pha nên có thể chọn s nhỏ hơn các dây lửa 1 cấp.

H- Các pha điện ở xã có pha sáng, pha tối vì khó mà cân bằng tuyệt đối nén dây trung tính sẽ có điện u„ * 0, tải càng lệch nhiều thì dòng điện ở dây nguội càng cao; vậy U 0 càng lớn N ếu chạm vào dây nguội vãn bị giật, vẫn nguy hiểm , chỉ nên gọi nó là dây "mát" mới phải?

Đ- Những gia đình có nghề phụ dùng thiết bị điện 3 pha phải có hợp đồng sử dụng điện riêng, còn m ỗi hộ chỉ được sử dụng m ột pha trong hệ thống điện 3 pha V iệc phân chia này do người phụ trách điện ở xã đấu dây theo nguyên tắc cân đối công suât M ỗi hộ dùng điện không tùy tiện

thay đổi pha điện vào nhà mình, vì như vậy sẽ làm lệch pha gâv nguy hại cho máy biến áp, tổn hao nhiều điện trên đường dây tải điện, sụt áp, mất

an toàn.

H- Vào buổi tối, từ 19h đến 22h là giờ cao điểm, mọi gia đình đểu bật đèn, chạy quạt, xem truyền hình, đôi khi các chú thợ điện cầm một đồng hồ (Ampe kìm) cặp vào từng pha để đo kiểm tra Pha nào cao hơn thì hôm sau trèo lên cột, đổi dây san bớt tải sang pha thấp để cân bằng phụ tải.

Dây lửa và dây nguội nối từ đường trục, đường nhánh vào công tơ bao giờ cũng là cáp bọc 2 lõi kín, cách điện dây tốt, không có mối nối, treo trên dây thép mạ 0 3 và đấu thẳng vào công tơ để ngăn chặn việc lấy điện trước công tơ, việc này dễ hiểu Hai đầu dây đấu vào đường trục lại phải vòng vèo qua "lèo phụ" hoặc nối bằng "ghíp" thì cháu chưa biết vì sao?

Đ- Cấm quấn dây dẫn vào nhà trực tiếp lên đường dây trục; kỵ nhất giữa đổng với nhôm vì có ăn mòn điện hóa Chỉ sau một thời gian chỗ tiếp xúc sẽ bị đứt, gây hư hỏng đường dây chính, gây sự cố mất điện toàn tuyến.

H- Cách nối điện thế nào cho đúng, tốt Cách buộc dây lên sứ cách điện thế nào được coi là an toàn?

Thực hành nòi dây điện, dây cáp

Đ- Khi nối 2 dây với nhau, kể cả dây đơn và dây cáp; khi đấu dây vào các công tắc, cầu dao phải làm cho chỗ nối hoặc chỗ đấu thật sạch, chặt chẽ Nếu chỗ nối bẩn, không chặt thì điện trở tăng gây nóng, hao hụt điện và dễ cháy.

- Khi nối dây bọc, phải bóc lần cách điện ngoài và cạo sạch đầu dây Nếu là dây đồng 1 lõi thì phải cạo sạch một quãng đường từ

50 -í- 60mm, nếu là dây đồng 2 ruột thì phải nối so le Dây cáp phải dùng

2 kìm vặn ngược chiều (hình 6) c ẩ n thận thì phải hàn thêm thiếc vào mối dây đồng đã nối; sau đó phải quấn bên ngoài bằng 2 lần băng dính

(dây bọc) trùm lên dây về 2 phía mối nối, mỗi phía lOmm N ên để chỗ nối ở sát sứ cách điện để chịu ít lực kéo của dây.

- Đ ể đấu dây vào cầu dao, vào máy phải dùng đầu cốt hàn thiếc hoặc kìm đặc chủng để kẹp dây thật chắc Nếu là dây một sợi < 2,5m m 2 thì có thể uốn vòng theo chiều kim đồng hồ và bắt chặt thẳng vào máy; dây mềm nhiều sợi cùng xoắn lại rồi nhúng thiếc cho chắc.

- Buộc dây lên sứ cách điện như hình 7a thì cháu cần làm thử mới quen được.

Nốì dây đơn hai ruột

Hỉnh 6b Nối dây vào đường trục

Hình 7a Buộc dây vào sứ cách điện

Quy định về láp điện trong nhà

H- Ngành điện quy định: Chỉ được 'lắp công tơ đã được kiểm định, kẹp chì niêm phong Các đầu dây ra, vào cổng tơ phải được vặn chặt và đậy nắp "boọc" đấu dây rồi kẹp chì niêm phong công tơ.

Công tơ được đặt trên bảng ván trong hòm theo phương thẳng đứng, không được nghiêng, ngửa dẫn đến công tơ hoạt động không chính xác.

Trên bảng ván công tơ chỉ được lắp công tơ và cầu chì hoặc cầu dao Dây dẫn từ công tơ xuống cầu chì phải là dây lửa, không đấu dây trung tính để tránh việc dùng điện bừa bãi không qua công tơ; vậỹ có còn những quy định nào nữa không?

Đ- Quy định của ngành điện đã viết thành nhiều cuốn sách, cháu hãy tìm đọc nếu muốn thi vào ngành điện Sau đây là 10 điều hướng dẫn khi mắc điện trong nhà:

1 Dây pha (lửa) sau công tơ dẫn đến bảng điện lắp vào bên trái của cầu chì hoặc aptomat Sau cầu chì hoặc aptomat mới nối vào công tắc đèn, ổ cắm hoặc hộp số quạt Sau công tắc là dây dẫn đến các đèn, quạt

2 Cấm không nối trực tiếp dây đồng với dây nhôm; khi cần nối phải dùng "ghíp tiếp xúc" đổng nhôm hoặc chất hàn đặc biệt.

3 Lắp đặt dây bọc cách điện đi trên các pu-li sứ hoặc các kẹp dây (sứ có

2 rãnh đặt dây) với sứ tròn thì khoảng cách từ 2 đến 3 mét, sứ kẹp dây chỉ cách từ 0,8 đến 1,2m là vừa Dùng m áy khoan điện cầm tay lắp mũi khoan hợp kim để khoan bêtông, khoan lỗ vào tường rồi đóng chặt "con sâu nhựa" để bắt vít Kỹ thuật căng dây điện trên sứ hiện nay ít dùng.

4 Dây dãn đặt trong ống nhựa tròn hoặc máng nhựa thi công nhanh, đẹp, bền; có thể cố định vào tường cách mép trần 2 0 -ỉ- 30cm hoặc đóng chật vào các góc tường bằng đinh thép, cách này hiện nay được áp dụng đại trà.

5 Chỗ qua tường phải chôn dây kín trong ống nhựa, cách điện (2 đầu được bịt kín bằng "măng sông" nhựa).

6 Không được đặt m ối nối dây trong ống: không được dùng dây mềm (súp) cho qua tường.

7 N ên đặt những dây có liên quan với 1 mạch điện vào 1 ống chung

để an toàn và dễ tu sửa.

8 N ếu dây đi ngầm trong tường thì nên thiết k ế cùng với khi xây dựng nhà Dây bọc phải luồn trong ống nhựa hoặc ống thép trước khi lắp đặt chôn vào tường; phải có các hộp nối ở các góc, chỗ đi xuống để tiện cho việc đấu dây kiểm tra, sửa chữa Dây đi trong ống phải chịu được điện áp 500V Tiết diện dây thường chọn lớn hơn 1 cấp để được an toàn, bền vững.

9 Tuyệt đối không được dùng dây trần, dây điện thoại để làm dây dẫn điện đi trong nhà Trên những vách hoặc trần bằng gỗ, m ái nhà bằng chất dễ cháy thì đường dây điện phải đặt trong ống liền (không nối).

10 Không được đặt công tắc, bảng điện trong buồng tắm mà phải đặt phía ngoài cửa để đảm bảo an toàn.

Mộ» sò biện pháp sử dụng diện họp lý và tiết kiệm

H- Thực hiện tiết kiệm điện, qua làn sóng đài T N V N hằng ngày cháu nghe rõ " Trước khi đi ngủ các gia đình hãy tắt hết những dụng