TỔNG QUAN VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN
Định nghĩa, các định luật cơ bản, vật liệu dẫn từ
Khí cụ điện là những thiết bị điện dùng để đóng, cắt, điều khiển, điều chỉnh, kiểm tra và bảo vệ mạch điện Định luật Ohm trong mạch từ: φ M
F 2 2 Định luật Kiếc Khốp 1 cho mạch từ: ∑φ i =0 Định luật Kiếc Khốp 2 cho mạch từ: ∑φiR Mi =∑F i
Tổng đại số độ sụt từ áp trên một mạch từ kín bằng tổng đại số các sức từ động tác dụng trong mạch từ đó
Các định luật cơ bản mạch từ:
Khi dòng điện đi qua môi trường vật chất, cảm ứng từ trong môi trường đó sẽ khác với cảm ứng từ trong chân không, do sự xuất hiện của từ trường phụ Môi trường bị nhiễm từ được gọi là chất từ hay vật liệu từ Ampe là người đầu tiên đưa ra giả thuyết về các dòng điện kín trong nam châm, gọi là dòng điện phân tử, và cho rằng từ trường của nam châm là do các dòng điện này tạo ra Hiện nay, chúng ta hiểu rằng dòng điện phân tử là kết quả của sự chuyển động của các electron trong nguyên tử và phân tử.
Sự nhiễm từ của các chất thuận từ và nghịch từ được giải thích qua dòng điện phân tử, trong khi nhiễm từ của chất sắt từ cần lý thuyết khác Tuy nhiên, giả thuyết Ampe khẳng định rằng dòng điện sinh ra từ trường vẫn giữ nguyên giá trị Các đặc tính của vật liệu dẫn từ đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu rõ hiện tượng này.
Tại mỗi điểm trong từ trường, hệ số từ thẩm được xác định bằng tỷ số giữa cường độ từ cảm B và cường độ từ trường H Trong môi trường chân không, các giá trị cường độ từ cảm B0 và từ trường H0 cho phép tính toán hệ số từ thẩm là: μ0 =.
0 -hệ số từ thẩm tuyệt đối của chân không, về trị số 0 = 4.10 -7 s/m Đơn vị
s/m còn gọi là Henry/mét (H/m)
Trong môi trường khác chân không: 0 H
Hệ số từ thẩm tương đối của môi trường từ trường khác chân không cho biết mức độ từ thẩm tuyệt đối của môi trường so với hệ số từ thẩm của chân không, ký hiệu là μ0 Dựa vào hệ số từ thẩm và tính chất từ tính của vật chất, các chất được phân loại thành ba nhóm: chất thuận từ, chất nghịch từ và chất dẫn từ.
Chất thuận từ là những chất có độ từ thẩm lớn hơn 1 (μ > 1) và không bị ảnh hưởng bởi cường độ của từ trường bên ngoài Các chất này bao gồm oxy, nitơ, oxyt, muối sắt, muối côban, muối niken, kim loại kiềm, nhôm và bạch kim.
Chất nghịch từ là những chất có độ từ thẩm (μ) nhỏ hơn 1 và không bị ảnh hưởng bởi cường độ của từ trường bên ngoài Các chất này bao gồm hydro, các khí hiếm, hầu hết các hợp chất hữu cơ, cũng như các kim loại như đồng, kẽm, bạc, vàng, thủy ngân, antimon và gali.
Các chất thuận từ và nghịch từ đều có đặc điểm chung là từ yếu, với độ từ thẩm gần bằng 1 Chẳng hạn, nhôm là chất thuận từ với = 1,000023, trong khi đồng là chất nghịch từ với = 0,999995.
Chất dẫn từ là những vật liệu có độ từ thẩm lớn hơn 1 và tính chất của chúng phụ thuộc vào cường độ của từ trường bên ngoài Các chất dẫn từ phổ biến bao gồm sắt, niken, côban, cùng với các hợp kim của chúng, cũng như hợp kim crôm - mangan, gađôlonit và ferit với các thành phần đa dạng.
14 Đường cong từ hóa : Tính từ dư thể hiện ở chỗ khi đã cắt bỏ từ trường ngoài (cho
H = 0, khi cắt bỏ dòng điện từ hoá trong các cuộn dây) thì chất sắt từ vẫn còn giữ từ tính (duy trì một từ trường có từ cảm B)
Tính chất từ dư của vật liệu sắt từ được nghiên cứu thông qua việc điều chỉnh chiều và cường độ của từ trường H tác động lên môi trường sắt từ.
Hình1.1 vẽ đường cong biểu diễn quan hệ B = f(H) trong vật liệu sắt từ
Khi dòng điện từ hóa trong cuộn dây tăng lên, từ trường H và từ cảm B đều tăng theo hướng OA Tuy nhiên, khi H giảm, B sẽ giảm theo đường ACA’.
Khi tiếp tục tăng H tại điểm A’, cảm B cũng sẽ tăng theo đường A’C’A Đường cong ACA’C’A phản ánh quá trình từ hoá này được gọi là chu trình từ trễ, thường được biết đến như đường cong từ trễ.
Khi từ hóa vật liệu sắt từ, sự thay đổi về cường độ từ trường cả về trị số lẫn chiều sẽ dẫn đến hiện tượng từ cảm B trong vật liệu sắt từ biến thiên chậm trễ hơn.
Khái niệm về khí cụ điện
Khí cụ điện là thiết bị quan trọng trong việc đóng, cắt, điều khiển và bảo vệ lưới điện, máy điện và các máy móc sản xuất Ngoài ra, chúng còn được sử dụng để kiểm tra và điều chỉnh các quá trình không điện Khí cụ điện có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như dân dụng, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải và quốc phòng, đặc biệt tại các nhà máy phát điện và trạm biến áp.
Lực hút điện từ trong nam châm điện
E là véc-tơ cường độ điện trường tại vị trí của hạt
15 q là điện tích của hạt v là véc-tơ vận tốc chuyển động của hạt
B là véc-tơ cảm ứng từ tại vị trí của hạt
"×" là phép nhân véc-tơ
Tính toán mạch từ trong nam châm điện thực chất là giải hai bài toán:
- Bài toán thuận: Biết từ thông tính sức từ động = I , loại này gặp khi thiết kế một cơ cấu điện từ mới
Để giải quyết bài toán nghịch, cần xác định sức từ động bằng cách tính từ thông , điều này thường xảy ra khi kiểm nghiệm các cơ cấu điện từ có số lượng dây quấn Hai bài toán này được giải quyết dựa trên các cơ sở lý thuyết vững chắc.
- Biết đường cong từ hóa của vật liệu sắt từ
- Nắm vững các định luật cơ bản về mạch từ
- Biết được từ dẫn khe hở
Các thiết bị điện như rơle, công tắc tơ, khởi động từ và áp tô mát đều có bộ phận chuyển đổi điện năng thành cơ năng, bao gồm cuộn dây và mạch từ, được gọi là cơ cấu điện từ Cơ cấu này được chia thành hai loại: xoay chiều và một chiều Để hiểu rõ về các quy luật điện từ, cần nắm vững cách xác định mạch từ và phương pháp tính toán liên quan.
Hình 1.2 Kết cấu mạch từ:1) Thân mạch từ ; 2) Nắp mạch từ ; 3) Cuộn dây
Mạch từ được chia làm các phần: Thân mạch từ Nắp mạch từ Khe hở không khí phụ p và khe hở không khí chính c
Khi cho dòng điện chạy vào cuộn dây thì đi qua, từ thông này cũng chia làm ba phần trong cuộn dây có từ thông:
- Từ thông chính qua khe hở không khí gọi là từ thông làm việc lv
- Từ thông tản t gọi là thành phần đi ra ngoài không khí xung quanh.
- Từ thông rò là thành phần không đi qua khe hở không khí chính mà kh p kín trong không gian giữa l i và thân mạch từ.
Mạch từ xoay chiều khác mạch từ một chiều vì những đặc điểm sau:
Trong mạch từ xoay chiều, dòng điện i = I m Sin t biến thiên có hiện tượng từ trễ và dòng xoáy Dòng điện chạy trong cuộn dây phụ thuộc vào điện kháng, mà điện kháng lại phụ thuộc vào từ dẫn của mạch từ Khi từ trở toàn mạch từ càng lớn, tức là khe hở không khí càng lớn, thì điện kháng càng cao và dòng điện trong cuộn dây cũng sẽ lớn hơn Khi nắp mạch từ mở, dòng điện dao động trong khoảng I = (415 Iđm).
Chú ý: khi đóng điện cơ cấu điện từ, phải kiểm tra nắp xem đóng chưa, nếu nắp mở có thể làm cuộn dây bị cháy
Lực hút điện từ biến thiên tại thời điểm t=0 và t= max dẫn đến hiện tượng rung lắc trong mạch từ Để giảm thiểu rung, người ta sử dụng vòng ngắn mạch Khi từ thông biến thiên, nó tạo ra sức điện động trong vòng ngắn mạch, dẫn đến dòng điện trong mạch kín, làm cho vòng ngắn mạch nóng lên Số vòng ngắn mạch thường được ký hiệu là nm, với nm thường bằng 1 Theo định luật toàn dòng điện, có thể biểu diễn quan hệ giữa dòng điện I, số vòng ngắn mạch nm, và từ thông W nm như sau: I I nm W nm = .
Trong mạch từ xoay chiều, tổn hao dòng xoáy từ trễ gây ra sự nóng lên của mạch từ, có thể được coi như tổn hao trong vòng ngắn mạch Công suất hao tổn do dòng xoáy và từ trễ, ký hiệu là Pxt, có thể được biểu diễn tương đương với một vòng ngắn mạch: nm nm xt I r.
Sức từ động tổng = I sức từ động đoạn là l
Từ thông mắc vòng đoạn x là y rx =W x f rx
Cuối cùng có G r 3 ql là từ dẫn rò trong mạch xoay chiều
Phương pháp tính toán cho mạch từ xoay chiều tương tự như mạch từ một chiều, nhưng cần chú ý đến bốn đặc điểm quan trọng Ví dụ về mạch từ xoay chiều được minh họa qua hình ảnh.
Hình 1.3 Mạch từ xoay chiều:1) Thân mạch từ ; 2) Nắp mạch từ ; 3) Cuộn dây; 4) Vòng ngắn mạch
Khi vẽ mạch từ đẳng trị phải x t đến tác dụng của vòng ngắn mạch, tổn hao dòng xoáy và từ trễ
Khi nắp đóng, bỏ qua từ thông rò nhưng phải kể đến từ trễ và từ kháng mạch từ nên dạng như hình minh họa a
Khi nắp mạch từ mở, có thể bỏ qua từ trở và từ kháng, nhưng cần chú ý đến từ thông rò Do đó, mạch từ đẳng trị sẽ có dạng như hình minh họa b.
Hình 1.4 Mạch từ đẳng trị:a) Khi đóng nắp ; b) Khi mở nắp
Mạch từ một chiều hoạt động với từ thông = const, do đó không xảy ra tổn hao dòng xoáy Trong mạch này, dòng điện I là dòng không đổi, và từ thông l i được chế tạo từ vật liệu sắt từ khối để thuận tiện cho quá trình gia công cơ khí.
Trình tự tính toán mạch từ:
- Vẽ mạch từ đẳng trị
- Tính từ dẫn G của khe hở không khí và toàn mạch
- Giải mạch từ, tìm các tham số chưa biết
Hình 1.5 Nguyên lý hoạt động của nam châm điện
Khi có dòng điện chạy trong cuộn dây sẽ sinh lực hút điện từ và hút nắp về phía l i
Khi cắt dòng điện trong cuộn dây thì lực hút điện từ cũng không còn, nắp bị nhả ra
* Quá trình xuất hiện lực hút NCĐ
Khi dòng điện đi qua cuộn dây, nó tạo ra một từ trường, và khi vật liệu sắt từ được đặt trong từ trường này, nó sẽ bị từ trường hóa và xác định cực tính Từ thông xuyên qua vật liệu theo đường khép kín, trong đó từ thông đi ra được gọi là cực bắc (N) và từ thông đi vào được gọi là cực nam (S) Do cực tính của vật liệu sắt từ khác với cực tính của cuộn dây, nên vật liệu sắt từ sẽ bị hút về phía cuộn dây bởi lực hút điện từ.
Nếu đổi chiều dòng điện trong cuộn dây thì từ trường sẽ đổi chiều,vật liệu sắt từ sau khi từ hoá vẫn bị hút về phía cuộn dây
Khi lõi từ của cuộn dây có dòng điện, từ trường sẽ khiến nắp bị từ hóa và hút về phía lõi Hiện tượng này được ứng dụng trong các cơ cấu tác động của khí cụ điện, cơ cấu nâng chuyển hàng và phanh điện.
Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng
Nam châm điện không còn lực hút nguyên nhân có thể do không có dòng điện chạy qua cuộn dây (hở mạch cuộn dây nam châm điện)
Nam châm điện có lực hút yếu hơn so với định mức có thể do dòng điện chạy qua cuộn dây thấp hơn mức quy định hoặc do mạch từ bị lão hóa.
Sửa chữa nam châm điện:
Kiểm tra thông mạch cuộn dây nam châm (dây dẫn, cầu chì, thiết bị đóng – cắt… , kiểm tra nguồn điện cung cấp cho nam châm
Kiểm tra mật độ từ thông trong lõi thép và thay thế.
Lực điện động
Lực điện động xuất hiện khi một dây dẫn mang dòng điện được đặt trong từ trường, tạo ra lực tác động lên thanh dẫn Lực này có xu hướng làm biến đổi hình dạng của vật dẫn điện, nhằm tối đa hóa từ thông xuyên qua mạch vòng của nó.
Trong hệ thống các vật dẫn mang dòng điện, mỗi vật dẫn đều chịu tác động của từ trường do các dòng điện trong các vật dẫn khác tạo ra Điều này dẫn đến sự tồn tại của từ thông tổng tương hỗ giữa các vật dẫn, gây ra các lực cơ học được gọi là lực điện động Tương tự, lực điện động cũng xuất hiện giữa vật dẫn mang dòng điện và các khối sắt từ.
Chiều của lực điện động được xác định theo quy tắc bàn tay trái hoặc theo nguyên tắc chung: “lực tác dụng lên vật dẫn mang dòng điện làm biến đổi hình dáng mạch điện để tăng từ thông qua nó.” Có hai phương pháp để xác định lực điện động: tác dụng tương hỗ giữa dây dẫn mang dòng điện và từ trường, và phương pháp cân bằng năng lượng.
Phương pháp tính lực điện động dựa vào định luật tác dụng tương hỗ giữa dây dẫn mang dòng điện và từ trường Khi một dây dẫn thẳng có chiều dài l và dòng điện i được đặt trong từ trường B, sẽ có một lực điện từ tác dụng lên dây dẫn Lực này được tính theo công thức: F = i l B Sin(β), trong đó F là lực điện từ (N), i là cường độ dòng điện (A), l là chiều dài dây dẫn (m), và β là góc giữa dây dẫn và từ trường.
: góc hợp bởi chiều dòng điện i và từ trường B
Hình 1.6 Xác định lực điện từ F
Hệ thống gồm hai dây dẫn 1 và 2 có dòng điện i1 và i2 chạy qua, trong đó dây dẫn 1 chịu tác động của từ trường do dòng điện i2 trong dây dẫn 2 tạo ra, và ngược lại Lực điện động giữa hai dây dẫn được xác định theo công thức cụ thể.
F 1 2 o i 1 : giá trị dòng điện chạy trên thanh dẫn 1, (A i 2 : giá trị dòng điện chạy trên thanh dẫn 2, (A
0 = 4 10 -7 (H/m : độ từ thẩm của không khí
C: hằng số phụ thuộc vào kích thước hình học của hai thanh dẫn (còn gọi là hệ số mạch vòng
Phương pháp cân bằng năng lượng được sử dụng để tính toán lực điện động trong một dây dẫn hoặc mạch vòng mang dòng điện i Năng lượng từ trường của mạch được xác định thông qua công thức cụ thể, giúp hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa dòng điện và năng lượng từ trường.
2 i: cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn, (A
: năng lượng từ trường trong cuộn dây
Sự biến dạng liên tục và thay đổi vị trí của mạch vòng sẽ dẫn đến sự thay đổi trong năng lượng dự trữ Khi đó, công của lực trong bất kỳ hệ thống nào sẽ tương ứng với sự biến thiên của năng lượng dự trữ trong hệ thống đó.
F.dx = dW; dx 2 dl i dx
Hai mạch vòng mang các dòng điện i 1 , i 2 có năng lượng từ được tính theo công thức sau: 1 1 2 2 2 2 i 1 i 2
L 1 , L 2 : tự cảm của các mạch vòng, (H
: hỗ cảm của hai mạch vòng i 1 , i 2 : dòng điện chạy qua cuộn dây 1 và cuộn dây 2, (A
Lực điện động giữa hai mạch vòng mang dòng điện i1 và i 2 tác dụng tương hỗ theo hướng x: dx i d dx i 2 dl i dx 2 dL
Tính lực điện động tác dụng lên dây dẫn thẳng mang dòng điện I
Một dây dẫn thẳng mang dòng điện 15A và dài 2m được đặt trong từ trường 1T, với góc lệch 45 độ giữa dây dẫn và từ trường Lực điện động tác dụng lên thanh dẫn được tính theo công thức F = ilBsinβ Áp dụng công thức, ta có F = 15 x 2 x 1 x Sin 45° = 21,2 N.
Tính lực điện động giữa hai dây dẫn song song có tiết diện tròn mang dòng điện i 1 , i 2 Lực điện động được xác định theo công thức sau: F = 2.10 -7 i 1 i 2 L/a
L: chiều dài dây dẫn, (m a: khoảng cách giữa hai dây dẫn, (m i 1 : dòng điện chạy trên thanh dẫn 1, (A i 2 : dòng điện chạy trên thanh dẫn 2, (A Ổn định lực điện động của khí cụ điện là khả năng chịu đựng tác động cơ khí do lực điện động khi ngắn mạch nguy hiểm nhất gây ra, và phải tính toán trên cơ sở ngắn mạch ba pha đối với dòng điện xoay chiều ba pha Để đảm bảo làm việc an toàn, khí cụ điện khi lắp đặt phải có điều kiện sau: Im > i xk
I m dòng điện cho ph p lớn nhất của khí cụ điện, (A
I xk dòng điện xung kích tính toán khi ngắn mạch ba pha nguy hiểm nhất
Ngoài ra cũng có thể dùng hệ số km là bội số dòng điện cho ph p lớn nhất để kiểm tra ổn định lực điện động: 2 Iđm k m i xk
Sự phát nóng của khí cụ điện
Khi khí cụ điện hoạt động trong thời gian dài, nhiệt độ của nó tăng lên, dẫn đến tổn thất điện năng dưới dạng nhiệt và làm nóng các bộ phận dẫn điện cũng như cách điện Do đó, để đảm bảo an toàn và hiệu suất lâu dài, nhiệt độ của các bộ phận khí cụ điện không được vượt quá giới hạn cho phép.
Bảng1.1 Nhiệt độ cho phép của một số vật liệu
Vật liệu làm khí cụ điện Nhiệt độ cho phép
- Vật liệu không bọc cách điện hoặc để xa chất cách điện
- Dây nối ở dạng tiếp xúc cố định
- Vật liệu có tiếp xúc dạng hình ngón
- Tiếp xúc trượt của Cu và hợp kim Cu
- Vật không dẫn điện và không bọc cách điện
Vật liệu cách điện Cấp cách nhiệt Nhiệt độ cho phép
- Vải sợi, giấy không tẩm cách điện
- Vải sợi, giấy có tẩm cách điện
- Mica, sợi thủy tinh có tẩm cách điện
Tổn thất điện năng trong khí cụ điện được tính theo: Q i R t t
Q : điện năng tổn thất i : dòng điện trong mạch
R : điện trở của khí cụ t : thời gian có dòng điện chạy qua
23 Đối với dây dẫn đồng chất: s
o : điện trở suất của vật liệu ở 0 o C l : chiều dài dây dẫn
: hệ số nhiệt độ của điện trở
đm : nhiệt độ cho ph p ở chế độ định mức s : tiết diện có dòng điện chạy qua
Tùy theo khí cụ điện tạo nên từ các vật liệu khác nhau, kích thước khác nhau, hình dạng khác nhau sẽ phát sinh tổn thất khác nhau
Tùy theo chế độ làm việc khác nhau, mỗi khí cụ điện sẽ có sự phát nóng khác nhau
Khi thiết bị điện hoạt động trong thời gian dài, nhiệt độ bên trong sẽ tăng lên và đạt đến mức ổn định, sau đó không còn tăng nữa Vào thời điểm này, thiết bị sẽ bắt đầu tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh.
Hình 1.7 Chế độ làm việc lâu dài của khí cụ điện
Hình 1.8 Chế độ làm việc ngắn hạn của khí cụ điện
Chế độ làm việc ngắn hạn của khí cụ xảy ra khi thiết bị được đóng điện nhưng chưa đạt đến nhiệt độ ổn định Sau một thời gian ngắn phát nóng, khí cụ sẽ được ngắt, khiến nhiệt độ của nó giảm xuống mức không đáng kể so với môi trường xung quanh.
Trong quá trình hoạt động, nhiệt độ của khí cụ điện sẽ tăng lên, và khi khí cụ nghỉ, nhiệt độ sẽ giảm xuống Nếu nhiệt độ giảm chưa đạt đến giá trị ban đầu, khí cụ điện sẽ tiếp tục hoạt động Sau một thời gian, khi nhiệt độ tăng lên gần bằng nhiệt độ giảm nhỏ nhất, khí cụ điện sẽ đạt chế độ dừng.
Hình 1.9 Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại của khí cụ điện
Tiếp xúc điện
Chỗ tiếp giáp giữa hai vật dẫn điện để cho dòng điện chạy từ vật dẫn này sang vật dẫn kia gọi là tiếp xúc điện
Bề mặt chỗ tiếp giáp của các vật dẫn điện gọi là bề mặt tiếp xúc điện
Các yêu cầu cơ bản của tiếp xúc điện:
- Nơi tiếp xúc điện phải chắc chắn, đảm bảo
- Mối nối tiếp xúc phải có độ bền cơ khí cao
- Mối nối không được phát nóng quá giá trị cho phép
- Ổn định nhiệt và ổn định động khi có dòng điện cực đại đi qua
- Chịu được tác động của mội trường (nhiệt độ, chất hóa học… Để đảm bảo các yêu cầu trên, vật liệu dùng làm tiếp điểm có các yêu cầu:
- Điện dẫn và nhiệt dẫn cao
- Độ bền chống rỉ trong không khí và trong các khí khác
- Độ bền chống tạo lớp màng có điện trở suất cao
- Độ cứng b để giảm lực nén
- Độ cứng cao để giảm hao mòn ở các bộ phận đóng ngắt
- Độ bền chịu hồ quang cao ( nhiệt độ nóng chảy)
- Đơn giản gia công, giá thành hạ
Một số vật liệu thường được dùng làm tiếp điểm là đồng, bạc, nhôm, Von-fram…
Phân loại tiếp xúc điện:
Tiếp xúc cố định là các tiếp điểm được kết nối chắc chắn với các thành phần dẫn điện như thanh cái, cáp điện và các điểm nối thiết bị vào mạch Trong quá trình sử dụng, hai tiếp điểm này được gắn chặt với nhau thông qua các phương pháp như bu-lông, hàn nóng hoặc hàn nguội.
Hình 1.10 Tiếp xúc cố định
Tiếp xúc đóng mở là một loại tiếp xúc dùng để ngắt mạch điện Khi hoạt động, hiện tượng hồ quang điện có thể xảy ra, do đó cần xác định khoảng cách giữa tiếp điểm tĩnh và động dựa trên dòng điện định mức, điện áp định mức và chế độ làm việc của thiết bị điện.
Hình 1.11 Tiếp xúc đóng mở
Tiếp xúc trượt: Là tiếp xúc ở cổ góp và vành trượt, tiếp xúc này cũng dễ sinh ra hồ quang điện
Tiếp xúc điểm là hiện tượng khi các vật dẫn chạm nhau tại một diện tích rất nhỏ, được coi như một điểm Ví dụ điển hình bao gồm sự tiếp xúc giữa hai mặt cầu hoặc giữa mặt cầu và mặt phẳng.
Tiếp xúc đường: Là hình thức các vật dẫn tiếp xúc nhau trên đường thẳng hoặc đường cong
Tiếp xúc mặt là hiện tượng khi các vật dẫn tiếp xúc nhau tại nhiều điểm trên bề mặt phẳng hoặc cong Ví dụ điển hình bao gồm sự tiếp xúc giữa tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh trong các thiết bị như máy cắt, cầu dao và aptomat Điện trở tiếp xúc của các tiếp điểm này có thể được tính toán theo công thức cụ thể.
K: hệ số phụ thuộc vật liệu và tình trạng bề mặt tiếp điểm
F: lực ép vào tiếp điểm (kg) m: hệ số phụ thuộc số điểm tiếp xúc và kiểu tiếp xúc với :
Ngoài ra công thức sau được xác định theo kinh nghiệm:
: điện trở suất của vật dẫn (.cm) n: số điểm tiếp xúc
Ứng suất chống dập của vật liệu làm tiếp điểm, ký hiệu là d (kg/cm²), đóng vai trò quan trọng trong chất lượng thiết bị điện Khi điện trở tiếp xúc của tiếp điểm lớn, nó có thể dẫn đến hiện tượng tiếp điểm phát nóng, ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của thiết bị.
Nếu phát nóng quá mức cho phép thì tiếp điểm sẽ bị nóng chảy, thậm chí bị hàn dính
Trong các tiếp điểm thiết bị điện, việc giảm điện trở tiếp xúc (R tx) xuống mức tối thiểu là rất quan trọng Tuy nhiên, nhiều yếu tố thực tế tác động đến giá trị của R tx, khiến việc đạt được mức điện trở này trở nên khó khăn hơn.
Các yếu tố ảnh hưởng điện trở tiếp xúc:
- Vật liệu làm tiếp điểm
- Hình dạng của tiếp điểm
- Nhiệt độ của tiếp điểm
- Tình trạng bề mặt tiếp xúc
Yêu cầu của vật liệu dùng làm tiếp điểm:
- Có độ dẫn điện cao (giảm R tx và chính là điện trở của tiếp điểm)
- Dẫn nhiệt tốt (giảm phát nóng cục bộ của những điểm tiếp xúc)
- Không bị oxy hóa (giảm R tx để tăng độ ổn định của tiếp điểm)
Vật liệu có độ kết tinh và nóng chảy cao giúp giảm mài mòn điện, hạn chế hiện tượng nóng chảy hàn dính tại tiếp điểm đồng, đồng thời tăng cường tuổi thọ của tiếp điểm.
- Có độ bền cơ cao (giảm độ mài mòn cơ khí giữ nguyên dạng bề mặt tiếp xúc và tăng tuổi thọ của tiếp điểm)
- Có đủ độ dẻo (để giảm điện trở tiếp xúc)
- Dễ gia công khi chế tạo, giá thành rẻ.
Hồ quang và các phương pháp dập tắt hồ quang
Hình 1.13 Sơ đồ nguyên lý phóng hồ quang của khí cụ điện
Trong các thiết bị điện như cầu dao, contactor và rơle, hiện tượng phóng điện xảy ra khi chuyển mạch Nếu dòng điện ngắt dưới 0,1A và điện áp tại các tiếp điểm khoảng 250V-300V, các tiếp điểm sẽ phóng điện âm ỉ Tuy nhiên, khi dòng điện và điện áp vượt quá các giá trị quy định, sẽ hình thành hồ quang điện.
Bảng 1.2 Trị số dòng điện của một số vật liệu gây hồ quang điện
Vật liệu làm tiếp điểm U (V) I(A)
Platin Vàng Bạc Von-fram Đồng Than
Tính chất cơ bản của phóng điện hồ quang:
Phóng điện hồ quang chỉ xảy ra khi các dòng điện có trị số lớn
Nhiệt độ trung tâm hồ quang rất lớn và trong các khí cụ có thể đến 6000- 18000 o K Mật độ dòng điện tại catốt lớn (10 4 – 10 5 )A/cm 2
Sụt áp ở catôt bằng 10-20V và thực tế không phụ thuộc vào dòng điện
Quá trình phát sinh hồ quang điện bắt đầu khi khoảng cách giữa các tiếp điểm có dòng điện b nhỏ và điện áp đặt có trị số nhất định, tạo ra điện trường mạnh (3.10^7 V/cm) dẫn đến phát xạ tự động điện tử từ catốt Số lượng điện tử gia tăng làm ion hóa không khí, gây ra hồ quang điện Đối với tiếp điểm có dòng điện lớn, quá trình này phức tạp hơn; khi mở tiếp điểm, lực ép nhỏ khiến số tiếp điểm tiếp xúc ít, nhưng mật độ dòng điện tăng cao (hàng chục nghìn A/cm^2), dẫn đến sự phát nóng mạnh mẽ Nhiệt độ tăng cao làm cho giọt kim loại giữa hai tiếp điểm biến thành cầu chất lỏng, và khi cầu này bốc hơi, hồ quang điện xuất hiện giữa hai tiếp điểm.
Khi cầu chất lỏng bị cắt, sự mài mòn tại các tiếp điểm trở nên quan trọng, đặc biệt trong các trường hợp ngắt dòng điện quá lớn hoặc khi quá trình đóng mở diễn ra thường xuyên.
Quá trình dập tắt hồ quang điện:
* Điều kiện dập tắt hồ quang là quá trình ngược lại với quá trình phát sinh hồ quang
- Hạ nhiệt độ hồ quang
- Chia hồ quang thành nhiều đoạn nhỏ
- Dùng năng lượng bên ngòai hoặc chính nó để thổi tắt hồ quang
- Mắc điện trở Shunt để tiêu thụ năng lượng hồ quang
* Thiết bị để dập tắt hồ quang
- Hạ nhiệt độ hồ quang bằng cách dùng hơi khí hoặc dầu làm nguội, dùng vách ngăn để hồ quang cọ xát
- Chia hồ quang thành nhiều cột nhỏ và kéo dài hồ quang bằng cách dùng vách ngăn chia thành nhiều phần nhỏ và thổi khí dập tắt
- Dùng năng lượng bên ngoài hoặc chính nó để thổi tắt hồ quang, năng lượng của nó tạo áp suất để thổi tắt hồ quang
- Mắc điện trở Shunt để tiêu thụ năng lượng hồ quang (dùng điện trở mắc song song với hai tiếp điểm sinh hồ quang).
Công dụng và phân loại khí cụ điện
Công dụng của khí cụ điện:
Khí cụ điện dùng để đóng cắt lưới điện, mạch điện như cầu dao, áptômát (CB), máy cắt…
Khí cụ điện được sử dụng để khởi động, điều chỉnh tốc độ, điện áp và dòng điện, bao gồm các thiết bị như công tắc tơ, khởi động từ, bộ khống chế, điện trở và biến trở.
Khí cụ điện dùng để bảo vệ lưới điện, thiết bị điện như cầu chì, CB, rơ le dòng điện, rơ le điện áp, rơ le nhiệt…
Khí cụ điện dùng trong đo lường như máy biến dòng điện, máy biến điện áp…
Phân loại khí cụ điện:
Phân loại theo công dụng:
- Khí cụ điện đóng cắt
- Khí cụ điện điều khiển
- Khí cụ điện bảo vệ
- Khí cụ điện đo lường
Phân loại theo điện áp và nguồn điện:
- Khí cụ điện cao thế là thiết bị khí cụ điện được chế tạo, sử dụng ở mạng điện có điện áp > 1000 V
- Khí cụ điện hạ thế là thiết bị khí cụ điện được chế tạo và sử dụng ở mạng điện có điện áp < 1000 V
- Theo nguồn điện sử dụng có thiết bị khí cụ điện được chế tạo để sử dụng trong mạng điện một chiều và trong mạng điện xoay chiều
Phân loại theo nguyên lý làm việc của khí cụ điện:
- Khí cụ điện làm việc theo kiểu điện từ
- Khí cụ điện làm việc theo kiểu cảm ứng nhiệt lượng
Các yêu cầu cơ bản về khí cụ điện:
Khí cụ điện được chế tạo với mục tiêu sử dụng lâu dài, do đó, khi sử dụng, cần chú ý đến các thông số kỹ thuật của khí cụ điện để đảm bảo hiệu suất và độ bền.
- Điện áp định mức của khí cụ điện phải lớn hơn điện áp của lưới điện (Uđmkcđ >
- Dòng điện định mức của khí cụ điện phải lớn hơn dòng điện cung cấp cho phụ tải hay thiết bị ( Idmkcđ > I pt )
Khí cụ điện cần đảm bảo ổn định về nhiệt độ và lực điện động Vật liệu chế tạo khí cụ điện phải có đặc tính cơ học tốt, khả năng chịu nhiệt cao, và phải hoạt động hiệu quả mà không bị hư hỏng hay biến dạng khi gặp sự cố quá tải hoặc ngắn mạch.
Vật liệu cách điện chất lượng cao đảm bảo an toàn và hiệu quả cho các thiết bị điện, giúp chúng hoạt động chính xác và ổn định Những khí cụ điện này không chỉ gọn nhẹ mà còn dễ gia công, lắp đặt và kiểm tra Hơn nữa, chúng có chi phí hợp lý, thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa, mang lại sự tiện lợi tối đa cho người sử dụng.
1 1 Trình bày một số yêu cầu cơ bản về khí cụ điện? Tại sao phải đảm bảo những yêu cầu đó?
1.2 Hãy cho biết tác hại của lực điện động xuất hiện trong khí cụ điện và cách xác định lực điện động?
1.3 Sự phát nóng bên trong khí cụ điện gây tác hại gì? Cho biết giải pháp khắc phục? 1.4 Khi đóng hay cắt mạch điện trên một số tiếp điểm của khí cụ điện xảy ra hiện tượng? Hiện tượng đó có gây tác hại gì không? Tại sao?
1.5 Các tác nhân nào gây ra mài mòn tiếp điểm? Giải pháp khắc phục?
KHÍ CỤ ĐIỆN ĐÓNG CẮT VÀ BẢO VỆ
Cầu dao
Cầu dao là thiết bị điện quan trọng, cho phép đóng cắt dòng điện và chuyển mạch một cách đơn giản Nó được sử dụng phổ biến trong các mạch điện với nguồn điện áp cung cấp.
Điện một chiều 220 V và điện xoay chiều 380 V là hai loại điện phổ biến Cầu dao được sử dụng để đóng cắt mạch điện có công suất nhỏ, và thường không cần thao tác đóng cắt nhiều lần trong quá trình làm việc.
Cầu dao trên mạch điện cao áp hoặc mạch điện có công suất trung bình và lớn chỉ được phép đóng cắt khi không tải, đóng vai trò cách ly Trong mạng điện gia dụng, văn phòng, phân xưởng và công ty, cầu dao không chỉ thực hiện chức năng đóng cắt mạch điện mà còn kết hợp với cầu chì để bảo vệ mạch điện khỏi sự cố ngắn mạch.
Cấu tạo của cầu dao gồm có lưỡi dao1 và 3, hàm dao 2, lò xo 4, đế nắm, vỏ bên ngoài
Lưỡi dao được chế tạo từ vật liệu dẫn điện tốt, có khả năng chống oxy hóa và mài mòn, chịu nhiệt độ cao, thường là đồng hoặc hợp kim đồng Đối với cầu dao có công suất trung bình và lớn, ngoài lưỡi dao chính, còn có lưỡi dao phụ để đảm bảo quá trình đóng cắt diễn ra nhanh chóng và dứt khoát, giúp hạn chế hiện tượng hồ quang.
Hàm dao 2 là hàm dao cũng chế tạo từ đồng và hợp kim của đồng nhưng phải có đặc tính cơ và độ đàn hồi tốt
Đế cầu dao là bộ phận quan trọng giúp định vị hàm dao và lưỡi dao, thường được làm từ sành, sứ hoặc nhựa tổng hợp Tay nắm, liên kết với một đầu của lưỡi dao, có chức năng đóng mở và thường được chế tạo từ gỗ, nhựa, sành hoặc sứ Vỏ bên ngoài cầu dao có nhiệm vụ bảo vệ, ngăn chặn tác động từ các yếu tố bên ngoài Đặc biệt, để bảo vệ ngắn mạch, cầu dao có thể được lắp đặt qua cầu chì trước khi cung cấp điện cho phụ tải.
Cầu dao hai ngã, hay còn gọi là cầu dao đảo, được sử dụng để đóng ngắt hai mạch điện khác nhau Điểm khác biệt của cầu dao đảo so với cầu dao thông thường là nó có hai hệ thống tiếp điểm tĩnh, 1 và 2, được kết nối với hai mạch điện riêng biệt Việc chuyển đổi giữa các mạch điện được thực hiện bằng cách thay đổi trạng thái tiếp xúc giữa lưỡi dao 3 và các tiếp điểm tĩnh thông qua việc quay tay cần 4 quanh trục.
Hình 2.2: Cấu tạo cầu dao hai ngã (đảo)
Hình 2.3: Hình dạng cầu dao một pha, cầu dao ba pha
Cầu dao được phân loại theo cấu trúc với các loại như cầu dao 1 cực, 2 cực, 3 cực và 4 cực Ngoài ra, cầu dao còn có tay nắm ở giữa hoặc bên cạnh, cùng với các loại cầu dao một ngã và cầu dao 2 ngã.
Theo điện áp định mức có loại 250 V và 500 V
Theo dòng điện định mức có các loại 15 A, 20 A, 25 A, 30 A, 40 A, 60 A, 75A,
Theo vật liệu của đế cách điện có loại bằng sứ, nhựa, bakelit, đế đá
Theo điều kiện bảo vệ có loại không có hộp và có hộp bảo vệ
Theo yêu cầu sử dụng có loại có cầu chì và loại không có cầu chì bảo vệ
Hình 2.4 : Cầu dao đảo ba pha
Hình 2.5: Cầu dao có tay nắm ở bên
Cầu dao là thiết bị dùng để đóng cắt mạch điện một cách thủ công, phù hợp cho các mạch điện có điện áp nguồn lên đến 220V một chiều và 380V xoay chiều.
Cầu dao thường dùng để đóng cắt mạch điện có công suất nhỏ, khi làm việc cầu dao không phải thao tác đóng cắt điện nhiều lần
Cầu dao trên mạch điện cao áp hoặc mạch điện có công suất trung bình và lớn chỉ được phép đóng cắt khi không có tải, nhằm đảm bảo chức năng cách ly an toàn.
Trong hệ thống điện gia dụng, văn phòng, và nhà máy, cầu dao không chỉ có chức năng đóng cắt mạch điện mà còn được kết hợp với cầu chì để bảo vệ mạch điện khỏi sự cố ngắn mạch.
- Điện áp mà nhà sản xuất ghi trên cầu dao khi sử dụng phải chọn Uđmcd > U đmn
- U đmcd : điện áp định mức của cầu dao, (V
- U đmn: điện áp định mức của nguồn, (V
- Dòng điện định mức do nhà chế tạo ghi trên cầu dao khi chọn cầu dao thì Iđmcd
- I đmcd : dòng điện định mức của cầu dao, (A
- I pt : dòng điện định mức của phụ tải, (A
2.1.4 Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng
Những hư hỏng thường gặp ở cầu dao bao gồm lưỡi dao tiếp xúc không tốt với ngàm tĩnh, ốc bắt bị lỏng, lưỡi dao không bình thường và lò xo của lưỡi dao gặp sự cố.
Các phụ kiện bị tuột hoặc không đủ lực căng có thể dẫn đến việc lưỡi dao không tiếp xúc tốt với ngàm dao Nguyên nhân chính có thể là do ngàm tĩnh 2 quá rộng, khiến lực tác động lên lưỡi dao không đủ mạnh, dẫn đến diện tích tiếp xúc nhỏ và điện áp tiếp xúc lớn.
Mặt tiếp xúc bẩn làm tăng điện trở tiếp xúc do sự hình thành hồ quang khi đóng cắt, dẫn đến lớp gỉ hoặc bề mặt sần sùi Khi lưỡi dao không tiếp xúc tốt với hàm dao, điện trở tiếp xúc cao sẽ gây ra hiện tượng đốt nóng, có thể làm cháy bề mặt tiếp xúc Vì vậy, việc giữ gìn lưỡi dao và hàm dao sạch sẽ, đảm bảo tiếp xúc tốt giữa chúng là rất quan trọng.
Khi lắp đặt cầu dao cho mạng điện hoặc thiết bị điện, cần chú ý đến hai thông số quan trọng là dòng điện và điện áp định mức của cầu dao.
Khi sử dụng cầu dao trong mạng điện có công suất trung bình và lớn, cần hạn chế việc đóng cắt Cầu dao chỉ nên được đóng cắt khi không có tải để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành.
Công tắc
2.2.1 Khái quát và công dụng
Công tắc là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện một cách thủ công, thường được thiết kế theo kiểu hộp Thiết bị này cho phép điều khiển mạch điện có công suất b, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong việc quản lý dòng điện.
Hệ thống điện sinh hoạt sử dụng các công tắc để đóng cắt mạch điện cho các thiết bị như đèn, quạt, và động cơ công suất nhỏ Các công tắc này có thể hoạt động với điện áp một chiều lên đến 440 V và điện áp xoay chiều 500 V.
Trong ngành công nghiệp, công tắc đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện chiếu sáng và các mạch điện của máy công cụ như máy tiện, máy phay, máy bào và máy mài Chúng được sử dụng trong mạch điều khiển để đóng cắt cuộn dây của công tắc tơ, cũng như để điều khiển các mạch điện tác động như công tắc hành trình.
Công tắc hộp là thiết bị thường được sử dụng làm cầu dao tổng cho máy công cụ, cho phép đóng mở trực tiếp các động cơ có công suất nhỏ Ngoài ra, nó còn được dùng để điều khiển và thay đổi kết nối trong các mạch điện tự động, bao gồm việc đảo chiều quay của động cơ và thực hiện đấu nối Y/Δ.
Công tắc hộp làm việc chắc chắn hơn cầu dao, dập tắt hồ quang nhanh hơn vì thao tác nhanh và dứt khoát hơn cầu dao
2.2.2 Phân loại và cấu tạo
Có nhiều loại công tắc điện khác nhau dựa trên hình dạng bên ngoài như công tắc loại hở, loại bảo vệ và loại kín Ngoài ra, công tắc cũng được phân loại theo kiểu tác động, bao gồm các loại bật, bấm, giật và xoay Đặc biệt, công tắc tác động trực tiếp thường được sử dụng trong mạng điện gia đình, bao gồm các loại công tắc 2 chấu, 3 chấu và 4 chấu.
Công tắc được phân loại theo chức năng, bao gồm công tắc dùng để đóng ngắt mạch điện trực tiếp, công tắc vạn năng cho phép chuyển mạch giữa các mạch điều khiển và đo lường, cùng với công tắc hành trình và công tắc cuối hành trình.
Bộ phận làm tiếp điểm được chế tạo từ các vật liệu dẫn điện chất lượng cao như đồng và hợp kim đồng thau, nhằm đảm bảo tính bền bỉ, ít bị oxy hóa và mài mòn, đồng thời chịu nhiệt tốt Trong hệ thống này, có hai loại tiếp điểm: tiếp điểm tĩnh gắn trên đế công tắc và tiếp điểm động liên kết với bộ phận tác động.
Bộ phận tác động, được làm từ sứ, nhựa tổng hợp hoặc kim loại, kết nối với lò xo phản để có khả năng đóng hoặc cắt mạch điện khi có tác động.
Vỏ hay đế của công tắc bằng sứ, nhựa tổng hợp hoặc bằng kim loại
Hình 2.6: Hình dạng của các loại công tắc thường (dân dụng)
Hình 2.7: Hình dạng công tắc hộp; a) hình dạng chung, b) mặt cắt vị trí đóng, c) mặt cắt vị trí ngắt, d) kiểu bảo vệ, e) kiểu kín
Các tiếp điểm tĩnh 3 được gắn trên các vành nhựa bakêlit cách điện 2, với đầu vặn vít nhô ra khỏi hộp Các tiếp điểm động 4 nằm trên cùng trục, cách điện với trục và bố trí trong các mặt phẳng khác nhau tương ứng với các vành 2 Khi trục quay đến vị trí thích hợp, một số tiếp điểm động sẽ tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh, trong khi số khác sẽ tách rời.
Tiếp điểm tĩnh được khởi động với sự chuyển dịch của tiếp điểm động nhờ vào cơ cấu cơ khí có núm vặn Bên cạnh đó, lò xo phản kháng được đặt trong vỏ giúp tạo ra sức bật nhanh, góp phần dập tắt hồ quang một cách hiệu quả.
Công tắc hộp thường được sử dụng làm cầu dao tổng cho máy công cụ, cho phép đóng mở trực tiếp động cơ công suất nhỏ và điều khiển các mạch điều khiển cùng tín hiệu Ngoài ra, công tắc còn có chức năng đảo chiều quay động cơ điện và thay đổi cách đấu nối bộ dây quấn stator từ hình Y sang hình Δ So với cầu dao, công tắc hộp hoạt động an toàn hơn và có khả năng dập tắt hồ quang nhanh chóng nhờ thao tác ngắt nhanh và dứt khoát.
Công tắc vạn năng (công tắc chuyển mạch):
Hình 2.8 : Hình dạng công tắc vạn năng (công tắc chuyển đổi mạch) a) hình dạng chung, b) hình mặt cắt ngang
1: là tiếp điểm tĩnh 2: là tiếp điểm động 3: là vành cách điện; 4: trục nhỏ
Công tắc vạn năng bao gồm các đoạn cách điện riêng biệt lắp trên một trục vuông, với các tiếp điểm 1 và 2 được điều khiển thông qua việc xoay vành cách điện 3 trên trục 4 khi vặn công tắc Tay gạt công tắc có nhiều vị trí chuyển đổi, cho phép đóng hoặc ngắt các tiếp điểm theo yêu cầu Thiết kế công tắc vạn năng có thể là tay gạt với các vị trí cố định hoặc có lò xo để trở về vị trí ban đầu (vị trí không).
Công tắc vạn năng là thiết bị quan trọng dùng để đóng, ngắt và chuyển đổi mạch điện cho các cuộn dây của công-tắc-tơ, khởi động từ, rơle, cũng như chuyển đổi mạch điện ở các dụng cụ đo lường Thiết bị này hoạt động hiệu quả trên mạch điện điều khiển với điện áp lên đến 440 V một chiều và 500 V xoay chiều.
Rơle bảo vệ thấp áp, quá áp, mất pha
Rơle bảo vệ thấp áp – quá áp (UV-OV) là thiết bị điện quan trọng, giúp bảo vệ mạch điện khỏi sự cố như quá áp, sụt áp, mất pha và lỗi pha Nó cũng đảm bảo bảo vệ thứ tự pha cho mạch điện 3 pha với điện áp AC Thiết bị này có dải tùy chỉnh điện áp lưới từ 208 đến 440V, mang lại sự an toàn và ổn định cho hệ thống điện.
Hình 2.9 Rơ le bảo vệ UV/OV
Hình 2.10 Một số loại rơ le bảo vệ UV/OV
Rơle bảo vệ model MG21DF:
RV: Dải điện áp hoạt động của lưới điện, mức tùy chỉnh 208, 220, 380 ,400 ,415 ,
UV: Cài đặt mức điện áp khi xảy ra sự cố điện áp thấp từ 5~25 % so với RV
OV: Cài đặt bảo vệ trước sự cố điện áp vượt quá 5~25 % so với RV
AS: Cài đặt bảo vệ trước sự cố điện áp giữa các pha bất cân bằng
- Nguồn: 3 Pha (50Hz/60hz) 380VAC
- Bảo vệ quá áp: 208~480VAC, (219~600VAC) 5~25 %
- Bảo vệ thấp áp: 5~25 % điện áp chọn
- Công suất tiếp điểm: AC240V, 5A
- Độ bền điện: 10⁵ (không lớn hơn tải định mức)
- Dải Nhiệt độ hoạt động: -5°C~+40°
Hình 2.11 Sơ đồ đấu dây dùng rơ le bảo vệ UV/OV
Máy cắt hạ áp
CB (Circuit Breaker) là thiết bị điện có chức năng đóng ngắt mạch điện một pha hoặc ba pha Nó có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ mạch điện khỏi quá tải, ngắn mạch và sụt áp.
CB thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang), hoặc ba cấp tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang)
Khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang sẽ đóng trước, sau đó là tiếp điểm phụ và cuối cùng là tiếp điểm chính Ngược lại, khi cắt mạch, tiếp điểm chính mở trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ và cuối cùng là tiếp điểm hồ quang Điều này giúp hồ quang chỉ xảy ra trên tiếp điểm hồ quang, bảo vệ tiếp điểm chính khỏi hư hại Việc sử dụng thêm tiếp điểm phụ giúp ngăn ngừa hồ quang lan rộng, bảo vệ an toàn cho tiếp điểm chính.
Hình 2.12 Cấu tạo của CB: 1- Cần gạt; 2- Bộ truyền động cơ khí; 3- Các tiếp điểm; 4 – Các đầu nối; 5- Thanh lưỡng kim nhiệt; 6 - Vít điều chỉnh; 7- Cuộn dây điện từ; 8 –
Hộp dập hồ quang là thiết bị quan trọng giúp cắt đứt hồ quang trong mọi chế độ hoạt động của lưới điện Hiện nay, có hai loại thiết bị dập hồ quang phổ biến là kiểu nửa kín và kiểu hở.
Kiểu nửa kín của CB được thiết kế với vỏ kín và có lỗ thoát khí, giới hạn dòng điện cắt không vượt quá 50KA Trong khi đó, kiểu hở được sử dụng khi yêu cầu dòng điện cắt lớn hơn 50KA hoặc điện áp cao hơn 1000V.
Trong buồng dập hồ quang thông dụng, các tấm thép được sắp xếp thành lưới ngăn, giúp chia nhỏ hồ quang thành nhiều đoạn ngắn, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc dập tắt hồ quang hiệu quả.
Cơ cấu truyền động cắt CB:
Truyền động cắt CB có hai phương pháp chính: điều khiển bằng tay và điều khiển bằng cơ điện Phương pháp điều khiển bằng tay thường áp dụng cho các CB có dòng điện định mức không vượt quá 600A, trong khi điều khiển bằng điện từ được sử dụng cho các CB có dòng điện lớn hơn, lên đến 1000A Để tăng cường lực điều khiển bằng tay, người ta sử dụng tay dài theo nguyên lý đòn bẩy Ngoài ra, còn có các phương pháp điều khiển khác như động cơ điện hoặc khí nén.
CB tự động ngắt mạch nhờ vào các móc bảo vệ, hoạt động khi có sự cố quá dòng điện như quá tải hoặc ngắn mạch, cũng như khi xảy ra sụt áp.
Móc bảo vệ quá dòng điện, hay còn gọi là bảo vệ dòng điện cực đại, được thiết kế để bảo vệ thiết bị điện khỏi tình trạng quá tải và ngắn mạch Để đảm bảo hiệu quả, đường thời gian – dòng điện của móc bảo vệ phải nằm dưới đường đặc tính của thiết bị cần bảo vệ Hệ thống điện từ và rơle nhiệt thường được sử dụng làm móc bảo vệ, và chúng thường được lắp đặt bên trong cầu dao (CB).
Móc kiểu điện từ hoạt động dựa trên cuộn dây mắc nối tiếp với mạch chính, với thiết kế cuộn dây có tiết diện lớn và ít vòng để chịu dòng tải Khi dòng điện vượt quá mức cho phép, phần ứng sẽ bị hút, khiến móc dập vào khớp rơi tự do và mở tiếp điểm của cầu dao (CB) Để điều chỉnh trị số dòng điện tác động, người dùng có thể thay đổi lực kháng của lò xo thông qua vít điều chỉnh Để đảm bảo thời gian bảo vệ quá tải, người ta thường bổ sung cơ cấu giữ thời gian, như bánh xe răng trong cơ cấu đồng hồ.
Móc kiểu rơle nhiệt đơn giản có cấu trúc tương tự như rơle nhiệt với phần tử phát nóng nối tiếp mạch điện chính Tấm kim loại kép dãn nở giúp mở tiếp điểm của CB khi có quá tải, nhưng kiểu này có nhược điểm là quán tính nhiệt lớn.
44 không ngắt nhanh được dòng điện tăng vọt khi có ngắn mạch, do đó chỉ bảo vệ được dòng điện quá tải
Trong các cầu dao (CB) có dòng điện định mức lên đến 600A, người ta thường kết hợp cả móc kiểu điện từ và móc kiểu rơle nhiệt Việc sử dụng hai loại móc này giúp tăng cường hiệu quả bảo vệ và đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.
Móc bảo vệ sụt áp, hay còn gọi là bảo vệ điện áp thấp, thường sử dụng kiểu điện từ Cuộn dây của thiết bị này được mắc song song với mạch điện chính và được quấn ít vòng bằng dây có tiết diện nhỏ, có khả năng chịu điện áp nguồn.
Sơ đồ nguyên lý của CB dòng điện cực đại và CB điện áp thấp được trình bày trên hình dưới
CB bảo vệ quá dòng hoạt động ổn định trong trạng thái đóng khi được kết nối với móc 2 và móc 3, giữ cho tiếp điểm động luôn ở trạng thái tiếp xúc.
Bật CB ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút
Khi xảy ra hiện tượng quá tải hoặc ngắn mạch trong mạch điện, lực hút từ của nam châm điện vượt trội hơn lực của lò xo, dẫn đến việc nam châm điện kéo phần ứng xuống, làm bật nhả các móc và thả tự do lò xo Kết quả là các tiếp điểm của cầu chì (CB) được mở ra, ngắt mạch điện.
Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý của CB dòng điện cực đại
CB bảo vệ thấp áp:
Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 hút lại với nhau
Khi xảy ra sụt áp quá mức, nam châm điện 5 sẽ thả phần ứng 4, khiến lò xo 6 kéo móc 3 bật lên Đồng thời, móc 2 sẽ thả tự do và lò xo 1 được thả lỏng Kết quả là các tiếp điểm của CB sẽ mở ra, làm ngắt mạch điện.
Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý của CB điện áp cực tiểu
Theo kết cấu, người ta chia CB ra ba loại: một cực, hai cực và ba cực
Theo thời gian thao tác, người ta chia CB ra loại tác động không tức thời và loại tác động tức thời (nhanh)
Tùy theo công dụng bảo vệ, người ta chia CB ra các loại: CB cực đại theo dòng điện, CB cực tiểu theo điện áp, CB dòng điện ngược v.v…
Khi chọn CB phải thỏa ba yêu cầu sau:
Cầu chì
Hình 2.17 Cầu chì của hãng SIEMENS
Cầu chì bao gồm các thành phần sau :
Phần tử ngắt mạch là thành phần chính của cầu chì, có khả năng cảm nhận giá trị hiệu dụng của dòng điện Nó được chế tạo từ các vật liệu dẫn điện như bạc hoặc đồng, với điện trở suất rất thấp Hình dạng của phần tử này có thể là dây tròn hoặc băng mỏng.
Thân cầu chì thường được làm từ thủy tinh, gốm sứ hoặc các vật liệu tương đương, với yêu cầu phải có độ bền cơ khí cao và khả năng dẫn nhiệt tốt Vật liệu này cần chịu đựng được sự thay đổi nhiệt độ đột ngột mà không bị hư hỏng, đảm bảo hiệu quả hoạt động của cầu chì trong các điều kiện khác nhau.
Vật liệu lấp đầy trong thân cầu chì, thường là silicat dạng hạt, có khả năng hấp thu năng lượng từ hồ quang và đảm bảo tính cách điện trong quá trình ngắt mạch.
Trạng thái ON Trạng thái OFF Trạng thái thay thế
Hình 2.18 Mô tả cấu tạo dạng cầu chì dùng kèm theo contact đóng (ON) mở (OFF)
Các đầu nối là các thành phần quan trọng giúp cố định cầu chì trên thiết bị đóng ngắt mạch, đồng thời đảm bảo tính tiếp xúc điện ổn định và hiệu quả.
2.5.2 Nguyên lý hoạt động và phân loại Đặc tính cơ bản của cầu chì là sự phụ thuộc của thời gian chảy đứt với dòng điện chạy qua (đặc tính ampe – giây Để có tác dụng bảo vệ, đường ampe – giây của cầu chì tại mọi điểm phải thấp hơn đặc tính của đối tượng cần bảo vệ Đối với dòng điện định mức của cầu chì : năng lượng sinh ra do hiệu ứng Joule khi có dòng điện định mức chạy qua sẽ tỏa ra môi trường và không gây nên sự nóng chảy, sự cân bằng nhiệt sẽ được thiết lập ở một giá trị mà không gây sự già hóa hay phá hỏng bất cứ phần tử nào của cầu chì
Khi dòng điện ngắn mạch xảy ra, sự cân bằng của cầu chì bị phá vỡ, dẫn đến việc nhiệt năng trên cầu chì tăng cao, cuối cùng gây ra sự hỏng hóc của cầu chì.
Người ta phân thành hai giai đọan khi xảy ra sự phá hủy cầu chì :
Quá trình tiền hồ quang (t p) bắt đầu khi xảy ra sự quá dòng tại thời điểm t 0, dẫn đến việc cầu chì bị nóng chảy và tạo ra hồ quang điện Thời gian này phụ thuộc vào giá trị dòng điện do sự cố gây ra và khả năng cảm biến của cầu chì.
Quá trình hình thành hồ quang bắt đầu từ thời điểm t p cho đến khi t t, khi hồ quang được dập tắt hoàn toàn Trong suốt thời gian này, năng lượng từ hồ quang làm nóng chảy các chất làm đầy, tạo ra điện áp ở hai đầu cầu chì, giúp phục hồi mạch điện đã bị ngắt.
Cầu chì được sử dụng trong lưới điện hạ thế có nhiều hình dạng khác nhau, và trong sơ đồ nguyên lý, cầu chì thường được ký hiệu theo các dạng cụ thể.
Hình 2.19 : Hình dạng của đế dùng lắp đặt cầu chì (dạng xoay)
Cầu chì có thể được chia thành hai dạng cơ bản, tùy thuộc vào nhiệm vụ :
Cầu chì lọai g : cầu chì dạng này có khả năng ngắt mạch, khi có sự cố quá tải hay ngắn mạch xảy ra trên phụ tải
Cầu chì lọai a : cầu chì dạng này chỉ có khả năng bảo vệ duy nhất trạng thái ngắn mạch trên tải
Muốn phân biệt nhiệm vụ làm việc của cầu chì, ta cần căn cứ vào đặc tuyến Ampe
- giây (là đường biểu diển mô tả mối quan hệ giửa dòng điện qua cầu chì và thời gian ngắt mạch của cầu chì)
Gọi I cc : giá trị dòng điện ngắn mạch (cc : court – circuit); I s : giá trị dòng điện quá tải (s : surchage)
Cầu chì loại G hoạt động bằng cách ngắt mạch ngay lập tức khi có dòng điện I cc đi qua, trong khi đó, khi dòng điện I s xuất hiện, cầu chì không ngắt mạch ngay lập tức mà giữ lại một khoảng thời gian trước khi ngắt Thời gian ngắt mạch và giá trị dòng điện I s có mối quan hệ tỉ lệ nghịch với nhau.
Cầu chì loại A cho phép dòng điện I s hoạt động trong mạch trong thời gian dài Khi có dòng ngắn mạch I cc, cầu chì không ngắt ngay lập tức mà giữ lại một khoảng thời gian trước khi ngắt mạch Thời gian ngắt mạch và giá trị dòng I cc có mối quan hệ tỉ lệ nghịch với nhau.
Khi so sánh đặc tính Ampe-giây của hai loại cầu chì a và g, ta nhận thấy rằng đặc tính của cầu chì loại a nằm xa trục thời gian và có giá trị cao hơn so với đặc tính Ampe-giây của cầu chì loại g.
Hình 2.20 Đặc tính ampe-giây của các loại cầu chì
Một lò nung điện 3 pha có công suất 18KW cần được bảo vệ khỏi tình trạng quá tải và ngắn mạch bằng cách sử dụng cầu chì Nguồn điện 3 pha cung cấp cho lò nung là 230V/400V, với dòng điện ngắn mạch cho phép đối với máy biến áp nguồn là 10KA, theo sơ đồ đơn tuyến của hệ thống.
1/ Chọn theo bảng sau cầu chì F1 dùng bảo vệ các sự cố nêu trên
2/ Gán các giá trị dòng điện vào giản đồ dòng điện
1/ Dòng điện định mức qua mỗi dây dẩn đến lò nung là :
Khi lựa chọn cầu chì 1, cần xem xét các yếu tố như giá trị dòng điện định mức, điện áp nguồn, chức năng bảo vệ, tính chất phụ tải và kích thước của hộp chứa cầu chì.
Dòng định mức là 26A Điện áp nguồn (điện áp dây) 400V
Bảo vệ quá tải và ngắn mạch
Phụ tải thuần trở (lò nung)
Tra bảng tiêu chuẩn, ta chọn lọai cầu chì sau cho F1: Kích thước(Taille) (14 x51) , Code : gl 1432 mã số P 93393 dòng định mức 32A
2.5.4 Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng
Hình 2.21 Đặc tính làm việc của cầu chì và dòng điện
Cầu chì tác động (đứt) do ngắn mạch
Cầu chì thường xuyên bị đứt dù dòng điện chưa đạt mức cắt cực tiểu, nguyên nhân là do việc lựa chọn cầu chì có thông số dòng cắt nhỏ hơn dòng điện cắt cực tiểu.
Rơle nhiệt
Rơ-le nhiệt là thiết bị bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi sự cố quá tải Với quán tính nhiệt lớn, rơ-le nhiệt không phản ứng ngay lập tức theo giá trị dòng điện mà cần thời gian để phát nóng, thường từ vài giây đến vài phút để hoạt động hiệu quả.
Hình 2.22 Cấu tạo rơ-le nhiệt
Phần tử phát nóng 1 được kết nối với mạch động lực thông qua vít 2 và phiến lưỡng kim 3 Vít 6 trên giá nhựa cách điện 5 giúp điều chỉnh độ uốn cong của phiến 3 Giá 5 xoay quanh trục 4, và mức độ cong của phiến lưỡng kim phụ thuộc vào dòng điện chạy qua phần tử phát nóng Khi phiến cong, nó đẩy vít 6, làm xoay giá 5 và mở ngàm đòn bẩy 9 Lò xo 8 tác động lên đòn bẩy 9, giúp mở tiếp điểm động 11 khỏi tiếp điểm tĩnh 12 Nút nhấn 10 được sử dụng để reset rơ-le nhiệt về vị trí ban đầu sau khi phiến lưỡng kim nguội lại.
2.5.2 Nguyên lý hoạt động và phân loại
Nguyên lý hoạt động của rơ-le nhiệt dựa vào tác động nhiệt của dòng điện, gây ra sự giãn nở của phiến kim loại kép Phiến kim loại kép được tạo thành từ hai lá kim loại có hệ số giãn nở khác nhau, với sự chênh lệch lên đến 20 lần, được kết nối bằng phương pháp cán nóng hoặc hàn Khi dòng điện quá tải đi qua, phiến lưỡng kim sẽ nóng lên, cong về phía kim loại có hệ số giãn nở thấp hơn, từ đó đẩy cần gạt, làm lò xo co lại và chuyển đổi hệ thống tiếp điểm phụ.
53 Để rơ-le nhiệt làm việc trở lại, phải đợi phiến kim loại nguội và kéo cần reset của rơ-le nhiệt
Phân loại rơ-le nhiệt:
Theo kết cấu: rơ-le nhiệt chia thành hai loại: kiểu hở và kiểu kín
Theo yêu cầu sử dụng: loại một cực và hai cực
Có ba phương thức đốt nóng chính: Đốt nóng trực tiếp, trong đó dòng điện đi qua trực tiếp tấm kim loại kép, tuy cấu tạo đơn giản nhưng không tiện dụng khi cần thay đổi dòng điện định mức Đốt nóng gián tiếp sử dụng phần tử đốt nóng độc lập, giúp dễ dàng thay đổi dòng điện định mức, nhưng có nguy cơ làm hỏng phần tử đốt nóng do nhiệt độ cao mà không kịp truyền tới tấm kim loại Cuối cùng, đốt nóng hỗn hợp kết hợp cả hai phương pháp, mang lại tính ổn định nhiệt cao và khả năng làm việc ở mức quá tải lớn.
2.6.3 Chọn lựa rơ-le nhiệt Đặc tính cơ bản của rơ-le nhiệt là quan hệ giữa dòng điện phụ tải chạy qua và thời gian tác động của nó (gọi là đặc tính thời gian – dòng điện, A-s) Mặt khác, để đảm bảo yêu cầu giữ được tuổi thọ lâu dài của thiết bị theo đúng số liệu kỹ thuật đã cho của nhà sản xuất, các đối tượng bảo vệ cũng cần đặc tính thời gian - dòng điện
Lựa chọn rơ-le nhiệt phù hợp là rất quan trọng, vì đường đặc tính A-s của rơ-le cần gần sát với đường đặc tính A-s của thiết bị bảo vệ Nếu chọn rơ-le có thông số quá thấp, sẽ không khai thác hết công suất của động cơ điện; ngược lại, nếu chọn quá cao, sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến tuổi thọ của thiết bị.
Để bảo vệ động cơ điện, cần chọn dòng điện định mức của rơ-le nhiệt tương ứng với dòng điện định mức của động cơ Rơ-le sẽ hoạt động khi đạt giá trị từ (1,2 đến 1,3)I đm Ngoài ra, cần xem xét chế độ làm việc của phụ tải và nhiệt độ môi trường xung quanh.
Hình 2.23 Đặc tính A-s của rơle nhiệt
Hình 2.24 Rơle nhiệt của hãng Merlin gerin
NO : Normal Open, tiếp điểm phụ thường hở
NC : Normal Close, tiếp điểm phụ thường đóng
2.6.4 Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng
Cháy phần tử đốt nóng do quá tải mà rơ le nhiệt ngắt không kịp
Rơ le nhiệt tác động không đúng dòng chỉnh định do hỏng nút điều chỉnh (vặn không đúng cách
Rơ le nhiệt không tác động khi phụ tải quá tải do đặt sai chế độ làm viêc
Các tiếp điểm điều khiển không tiếp xúc
Chỉnh đúng chế độ làm việc của rơ le
Chỉnh đúng dòng tác động cho chế độ làm việc của động cơ
Vệ sinh tiếp điểm điều khiển
Xiết chặt các đầu nối dây ra của rơ le nhiệt.
Thiết bị chống rò
Cơ thể con người rất nhạy cảm với dòng điện; khi tiếp xúc với dòng điện dưới 10mA, người ta chỉ cảm thấy như bị kim châm, nhưng khi dòng điện vượt quá 10mA, cơ bắp sẽ co thắt, và ở mức 30mA có thể dẫn đến ngạt thở và tử vong Khi thiết bị điện bị hỏng và rò rỉ điện, người dùng có thể tiếp xúc với dòng điện từ nguồn, gây nguy hiểm nghiêm trọng, vì CB và cầu chì không ngắt được nguồn điện trong trường hợp này.
Sử dụng thiết bị chống dòng điện rò trong mạch điện giúp người sử dụng ngăn chặn tai nạn điện, vì thiết bị này sẽ tự động ngắt nguồn điện ngay khi phát hiện dòng điện rò xuất hiện.
Hình 2.25 Thiết bị chống dòng điện rò 1 pha
Hình 2.26 Thiết bị chống dòng điện rò 3 pha
2.7.2 Nguyên lý hoạt động và phân loại
Thiết bị chống dòng điện rò hoạt động dựa trên nguyên lý bảo vệ so lệch, bằng cách cân bằng tổng dòng điện vào và tổng dòng điện ra của thiết bị tiêu thụ điện.
Khi thiết bị tiêu thụ điện xảy ra hiện tượng rò điện, một phần dòng điện sẽ chảy xuống đất, tạo thành dòng điện rò Sự mất cân bằng này khiến dòng điện trở về qua dây trung tính rất nhỏ, và rơle so lệch sẽ phát hiện điều này để cắt mạch điện thông qua thiết bị bảo vệ so lệch.
Thiết bị bảo vệ so lệch gồm hai phần tử chính:
Mạch điện từ hình xuyến được quấn các cuộn dây của phần công suất, với dây có tiết diện lớn, nhằm cung cấp dòng điện cho thiết bị tiêu thụ.
Rơle mở mạch được điều khiển bởi cuộn dây đo lường, với dây có tiết diện b đặt trên hình xuyến, giúp ngắt các cực Điều này rất quan trọng trong hệ thống điện một pha, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong việc kiểm soát dòng điện.
Trường hợp thiết bị điện không có sự cố: I 1 I 2
Trường hợp sự cố : I 1 I 2 I sc
Mất cân bằng trong hình xuyến từ gây ra cảm ứng dòng điện trong cuộn dây dò tìm, dẫn đến tác động rơle và mở mạch điện Điều này đặc biệt quan trọng trong hệ thống điện ba pha.
Hình 2.27 Sơ đồ nguyên lý hoạt động thiết bị chống dòng điện rò 3 pha
Trường hợp thiết bị điện không có sự cố: I 1 I 2 I 3 I o 0
Từ thông tổng trong mạch từ hình xuyến bằng 0, do đó sẽ không có dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dò tìm
Trường hợp thiết bị điện không có sự cố: I 1 I 2 I 3 I o 0
Khi từ thông tổng trong mạch từ hình xuyến không bằng 0, sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dò tìm Điều này dẫn đến việc cuộn dây dò tìm tác động mở các cực điện.
2.7.3 Chọn thiết bị chống rò
Sự tác động nhạy và tin cậy:
Dòng điện tác động rò thực tế thường thấp hơn khoảng 25% đến 40% so với dòng tác động rò danh định được ghi trên nhãn hiệu của RCD, đặc biệt khi dòng điện rò xuất hiện tăng dần hoặc đột ngột.
Thời gian tác động thực tế của RCD thường thấp hơn khoảng 20-80% so với thời gian được nhà sản xuất ghi trên nhãn hiệu Cụ thể, thời gian cắt mạch được ghi là 0,1 giây, trong khi thời gian cắt mạch thực tế dao động trong khoảng 0,02 đến 0,008 giây.
Sự tác động có tính chọn lọc:
Khi có dòng điện rò lớn xuất hiện ở dây điện hoặc thiết bị tiêu thụ, RCD gần nhất sẽ tự động ngắt mạch, tách biệt đoạn dây hoặc thiết bị bị rò điện khỏi hệ thống.
58 thếng cung cấp điện Như vậy đảm bảo tính chọn lọc, việc cung cấp điện không ảnh hưởng đến phần còn lại
Nếu RCD được lắp đặt không đúng kỹ thuật, nó sẽ không ngắt mạch khi có dòng điện rò xuất hiện trên đường dây hoặc phụ tải tương ứng, hoặc có thể hoạt động không đúng theo yêu cầu đã đề ra.
Khả năng chọn lọc tổng hợp:
Khả năng chọn lọc tổng hợp là nhắm loại trừ duy nhất thiết bị có sự cố Để đạt được khả năng này phải thoả hai điều kiện:
Dòng điện so lệch dư định mức của RCD ở phía trên phải có giá trị lớn hơn dòng điện so lệch dư định mức của RCD ở phía dưới
Thời gian tối thiểu không làm việc của RCD ở phía trên phải có giá trị lớn hơn thời gian tối thiểu không làm việc của RCD ở phía dưới
Hình 2.28 Sơ đồ nguyên lý các thiết bị chống dòng điện rò theo 2 cấp
Khả năng chọn lọc từng phần:
Hình 2.29 Sơ đồ nguyên lý các thiết bị chống dòng điện rò theo 3 cấp
Tính chọn lọc từng phần là khả năng không bị ảnh hưởng bởi một số giá trị dòng điện sự cố, cho phép hệ thống hoạt động mà không cần ngắt điện toàn bộ Điều này có nghĩa là các sự cố có thể được xử lý mà không làm gián đoạn toàn bộ hệ thống cung cấp điện Ví dụ về tính chọn lọc từng phần minh chứng cho sự hiệu quả trong việc duy trì hoạt động của hệ thống điện ngay cả khi có sự cố xảy ra.
Hệ thống cung cấp điện công nghiệp với khả năng chọn lọc tổng ở ba mức chậm (trễ mức 1: chậm 200ms mức 2: chậm 50ms mức 3: không có thời gian trễ
Hình 2.30 Thiết bị chống dòng rò hãng Merlin Gerin
2.7.4 Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng
Thiết bị chống rò tác động không có chọn lọc khi có sự cố rò điện do cài đặt thông số không phù hợp
Thiết bị chống rò không tác động khi có sự cố rò điện do cơ cấu nhả bị hỏng
Thiết bị chống rò 3 pha 4 cực không tác động khi có sự cố rò điện do lắp đặt thiếu dây trung tính
Hình 2.31 Cài đặt thông số cho thiết bị chống dòng điện rò
2.7.5 Giới thiệu một số thiết bị chống rò thường sử dụng
Hình 2.32 Phân loại RCD theo số cực
*RCCB (Residual Current Circuit Breaker): Thiết bị đóng ngắt dòng rò Dựa trên nguyên tắc so lệch giữa dòng đi và dòng về trên dây dẫn
ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker) là thiết bị chống rò dòng điện đất, là thế hệ trước của RCCB Nguyên tắc hoạt động của ELCB dựa trên mức điện áp, tuy nhiên, các loại RCD này chỉ có khả năng ngắt dòng rò Để đáp ứng nhu cầu hiện nay, ELCB đã được cải tiến với bộ phận ngắt mạch tích hợp trong cùng một cơ cấu.
* RCBO (Residual Circuit Breaker Over): Cầu dao chóng dòng rò và bảo vệ quá tải
2.1 Cho biết công dụng, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các lọai cầu dao?
2.2 Nêu công dụng, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của rơ le nhiệt?
2.3 Nêu công dụng của cầu chì? Cho biết cấu tạo của cầu chì gồm các thành phần nào? Cầu chì có mấy lọai? Chức năng của từng lọai cầu chì?
