Giáo trình Khí cụ điện (Nghề: Điện - Nước - Trung cấp) được biên soạn dùng cho chương trình dạy nghề Điện - Nước đáp ứng cho hệ đào tạo Trung cấp. Giáo trình kết cấu gồm 13 bài và chia thành 2 phần, phần 2 trình bày những nội dung về: cầu chì và thông số kỹ thuật của cầu chì; áp tô mát, lắp đặt và hiệu chỉnh áp tô mát; rơle nhiệt; công tắc tơ; khởi động từ, tính toán lựa chọn và lắp đặt khởi động từ; rơle thời gian;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Bài 8: Cầu chì Thời gian:5 Mục tiêu - Mơ tả cấu tạo, giải thích ngun lý làm việc trình bày cơng dụng cầu chì - Kiểm tra, tháo lắp, hiệu chỉnh thay cầu chì - Tính, chọn xác dây chảy cho phụ tải cụ thể - Tuân thủ quy tắc lắp đặt, sửa chữa thay cầu chì - Tích cực, nghiêm túc cơng việc ln tn thủ quy tắc an tồn Nội dung Khái niệm cơng dụng 1.1 Khái niệm Cầu chì KCĐ dùng bảo vệ thiết bị điện lưới điện tránh khỏi dòng điện ngắn mạch Cầu chì loại KCĐ bảo vệ phổ biến đơn giản dùng bảo vệ cho đường dây, máy biến áp, động điện, mạng điện gia đình… Trường hợp mạch điện bị tải lớn dài hạn cầu chì tác động, khơng nên phát huy tính cầu chì, thiết bị bị giảm tuổi thọ ảnh hưởng nghiêm trọng đến đường dây Các tính chất yêu cầu cầu chì: - Cầu chì có đặc tính làm việc ổn định, khơng tác động có dịng điện mở máy dòng điện định mức lâu dài qua - Đặc tính A-s cầu chì phải thấp đặc tính đối tượng bảo vệ - Khi có cố ngắn mạch, cầu chì tác động phải có tính chọn lọc - Cơng suất thiết bị tăng, cầu chì phải có khả cắt lớn - Việc thay cầu chì bị cháy phải dễ dàng tốn thời gian 54 1.2 Cơng dụng Cầu chì có đặc điểm đơn giản, kích thước bé, khả cắt lớn giá thành hạ nên ứng dụng rộng rãi Cầu chì thường dùng để bảo vệ ngắn mạch cho đường dây dẫn, máy biến áp, động điện, thiết bị điện, mạch điện điều khiển, mạch điện thắp sáng… Phân loại ký hiệu 2.1 Phân loại - Dựa vào khả bảo vệ, mạng điện hạ thường sử dụng loại cầu chì sau: + Cầu chì loại gG: Các cầu chì loại cho phép bảo vệ chống tải ngắn mạch Các dòng qui ước tiêu chuẩn hố gồm dịng khơng nóng chảy dịng nóng chảy: dịng qui ước khơng nóng chảy Inf giá trị dịng mà cầu chì chịu khơng bị nóng chảy khoảng thời gian qui định Dịng qui ước nóng chảy If giá trị dịng gây hiên tượng nóng chảy trước kết thúc khoảng thời gian qui định + Cầu chì loại aM: Cầu chì loại đảm bảo bảo vệ chống ngắn mạch đặc biệt sử dụng phối hợp với thiết bị khác (Công tắc tơ, máy cắt) nhằm mục đích bảo vệ chống loại q tải nhỏ Idm khơng sử dụng độc lập Cầu chì khơng chế tạo để bảo vệ chống tải thấp - Dựa vào kết cấu, cầu chì hạ áp chia làm loại sau: + Loại hở: Loại khơng có vỏ bọc kín, thường có dây chảy Đó phiến làm chì lá, kẽm, hợp kim chì thiếc, nhơm hay đồng mỏng dập cắt thành dạng hình 10.1a Sau dùng vít bắt chặt vào đầu cực dẫn điện đặt cách điện sứ, đá… a) Hình 8.1: Cầu chì hạ áp loại hở Dây chảy cịn có dạng tiết diện trịn làm chì (hình 10.1b), thơng dụng cỡ 5A, 10A, 15A, 30A 55 + Loại vặn: Thường có dạng hình vẽ 10.2: Dây chảy nối với nắp phía Nắp có dạng vít để vặn chặt vào đế Dây chảy đồng, có dùng bạc, có cỡ định mức 6A, 20A, 25A, 30A, 60A, 100A điện áp 500V Hình 8.2: Cầu chì vặn + Loại hộp (cầu chì hộp): Hộp nắp làm sứ cách điện bắt chặt tiếp xúc điện đồng Tiếp xúc có kết cấu kẹp chặt đơn kép Loại kép kẹp giữ chặt hơn, bị rơi nắp sử dụng vận hành Dây chảy bắt chặt vít vào phía nắp Nó không chế tạo sẵn mà tùy nơi sử dụng, thường dùng dây chảy dây chì trịn chì có kích thước thích hợp Cầu chì hộp chế tạo theo cỡ có dịng điện định mức là: 5A, 10A, 15A, 20A, 30A, 60A, 80A, 100A điện áp 500V + Loại kín ống khơng có thạch anh: Vỏ làm chất hữu (một loại xenlulô) có dạng hình ống, thường gọi cầu chì ống phíp, có hình dạng chung hình 10.3 Dây chảy đặt ống kín phíp 1, hai đầu có nắp đồng 3, có vít để vặn chặt kín Dây chảy nối chặt với cực tiếp xúc vòng đệm đồng Dây chảy cầu chì làm kẽm vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp (4200C), lại có khả chống gỉ Nó dập theo dạng phiến Quá trình dập hồ quang sau: Khi xảy ngắn Hình 8.3: Cầu chì mạch, dây chảy đứt chỗ có tiết diện hẹp phát sinh ống phíp hồ quang Dưới tác dụng nhiệt độ cao hồ quang, vỏ xenlulô ống bị đót nóng bốc hơi, làm áp lực ống tăng lên lớn (40÷80 at) dập tắt hồ quang 56 + Loại kín ống có cát thạch anh: Loại có đặc tính bảo vệ tốt loại trên, có hình dạng cấu tạo hình 10.4 Loại cịn gọi cầu chì ống sứ Vỏ cầu chì làm sứ có dạng hình hộp chữ nhật Trong vỏ có trụ trịn rỗng để đặt dây chảy dạng lá, sau đổ đầy cát thạch anh Dây chảy hàn đính vào đĩa bắt chặt vào phiến có cực tiếp xúc Các phiến bắt Hình 8.4: Cầu chì ống có cát thạch anh chặt vào ống sứ vít Ký hiệu cầu chì: 2.2 Cấu tạo Cầu chì bao gồm thành phần sau : - Phần tử ngắt mạch: thành phần cầu chì, phần tử phải có khả cảm nhận giá trị hiệu dụng dịng điện qua Phần tử có giá trị điện trở suất bé ( thường bạc, đồng, hay vật liệu dẫn có giá trị điện trở suất nhỏ lân cận với giá trị nêu ) Hình dạng phần tử dạng dây (tiết diện tròn), dạng băng mỏng - Thân cầu chì: thường thủy tinh, ceramic (sứ gốm ) hay vật liệu khác tương đương Vật liệu tạo thành thân cầu chì phải đảm bảo hai tính chất : + Có độ bền khí + Có độ bền điều kiện dẫn nhiệt , chịu đựng thay đổi nhiệt độ đột ngột mà không hư hỏng - Vật liệu lấp đầy: ( bao bọc quanh phần tử ngắt mạch thân cầu chì ) thường vật liệu silicat dạng hạt, phải có khả hấp thu lượng sinh hồ quang phải đảm bảo tính cách điện xảy tượng ngắt mạch - Các đầu nối : Các thành phần dùng định vị cố định cầu chì thiết bị đóng ngắt mạch; đồng thời phải đảm bảo tính tiếp xúc điện tốt 2.3 Nguyên lý hoạt động Khi có dịng điện ngắn mạch lớn q mức cho phép đạt tới dòng tác động dây chảy, dây chảy đứt làm hở mạch điện Đặc tính cầu chì phụ thuộc thời gian chảy đứt với dòng điện 57 chạy qua (đặc tính ampe - giây) Để có tác dụng bảo vệ, đường ampe - giây cầu chì điểm phải thấp đặc tính đối tượng cần bảo vệ - Đối với dòng điện định mức cầu chì: lượng sinh hiệu ứng Joule Lenx có dịng điện định mức chạy qua tỏa mơi trường khơng gây nên nóng chảy, cân nhiệt thiết lập giá trị mà khơng gây già hóa hay phá hỏng phần tử cầu chì - Đối với dịng điện ngắn mạch cầu chì: cân cầu chì bị phá hủy, nhiệt cầu chì tăng cao dẫn đến phá hủy cầu chì Đặc tính cầu chì phụ thuộc thời gian chảy đứt với dịng điện chạy qua ( Đặc tính Ampe – giây, hình 10.5) 8.5 Đặc tính Ampe-giây cầu chì Để có tác dụng bảo vệ đường đặc tính Ampe - giây cầu chì (đường 2) điểm phải thấp đường đặc tính đối tượng bảo vệ (đường 1) Đường đặc tính thực tế cầu chì (đường 3) Trong miền tải lớn (vùng B) cầu chì bảo vệ đối tượng Trong miền q tải nhỏ (vùng A) cầu chì khơng bảo vệ đối tượng Trong thực tế tải (1,5 2) Iđm phát nóng cầu chì xảy chậm phần lớn nhiệt lượng toả mơi trường xung quanh Do cầu chì không bảo vệ tải nhỏ Thông số kỹ thuật cầu chì Bảng thơng số kỹ thuật số cầu chì Dịng chảy khơng chảy cầu chì Dịng định mức Idm Dịng qui ước Loại (A) không chảy Inf Idm 4A 1.50 Idm 4