(NB) Giáo trình Đấu nối dây (Nghề: Sửa chữa thiết bị tự động hóa - Cao đẳng) được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Đấu nối dây; nối đất và bọc chống nhiễu cho hệ thống đo lường tự động hóa. Mời các bạn cùng tham khảo!
TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: ĐẤU NỐI DÂY NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HĨA TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số:216/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Đấu nối dây dịch biên soạn dành cho sinh viên hệ cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa (SCTBTĐH) Trường Cao Đẳng Dầu Khí thuộc mơn học chuyên ngành Các sinh viên nghề SCTBTĐH trước học mơn học cần hồn thành mơn học sở ngành Nội dung giáo trình gồm 02 bài: Bài 1: Đấu nối dây Bài 2: Nối đất bọc chống nhiễu cho hệ thống đo lường tự động hóa Tác giả chân thành gửi lời cám ơn đến đồng nghiệp khoa Giáo Dục Nghề Nghiệp giúp tác giả hồn thiện giáo trình Tuy nỗ lực nhiều, chắn khơng thể tránh khỏi sai sót, mong nhận ý kiến đóng góp để lần ban hành hoàn thiện Trân trọng cảm ơn./ Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 03 năm 2022 Tham gia biên soạn Chủ biên: Th.S Phan Đúng ThS Nguyễn Thị Lan ThS Nguyễn Xuân Thịnh LỜI MỞ ĐẦU Đấu nối dây số cơng việc người thợ đo lường tự động hóa Các thiết bị đo lường phải lắp đặt, dây nối đất kĩ thuật đảm bảo vận hành hệ thống đo lường tự động hóa an tồn hiệu Chính lý mà giáo trình đấu nối dây dịch biên soạn Bài giáo trình giới thiệu phương pháp đấu nối dây, đặc biệt dây dẫn cáp sử dụng cho hệ thống đo lường tự động hóa (hệ thống điện thấp áp) Các vấn đề lỗi phát sinh thường lỗi bấm đầu cốt không qui cách, nối đầu cáp không lắp đặt thiết bị không đúng…Người kĩ thuật viên phải xác định loại cáp đấu nối với loại thiết bị, loại đầu nối để nối với cáp, kích cỡ đầu cốt với loại dây điện…Ngoài loại thiết bị đo kiểm thông dụng giới thiệu để phục vụ kiểm tra chất lượng cáp sau đấu nối Sau hoàn thành việc dây đấu nối cáp cho hệ thống thiết bị người học giới thiệu nội dung nối đất bọc chống nhiễu cho hệ thống đo lường tự động hóa Kĩ thuật viên phải tuân thủ qui định chung nối đất cho hệ thống cho thiết bị để hệ thống vận hành an toàn hiệu hoạt động bình thường gặp cố khơng mong muốn Bên cạnh để nâng cao hiệu hoạt động thiết bị cáp bọc chống nhiễu cách bọc chống nhiễu cho cáp đồng trục cáp đôi xoắn trình bày MỤC LỤC BÀI 1: ĐẤU NỐI DÂY 1.1 Các loại cáp điện áp phụ kiện kèm 1.1.1 Các loại cáp điện áp 1.1.2 Các loại đầu nối terminal 11 1.2 Quy trình đấu nối đầu cuối dây dẫn/cáp điện áp 26 1.2.1 Đấu nối dây/cáp đến đầu nối không hàn 26 1.2.2 Đấu nối cáp đồng trục 38 1.2.3 Những lưu ý định tuyến kiểm tra cáp .43 1.2.4 Nhiễu điện từ .45 1.3 Kiểm tra khắc phục cố 53 1.3.1 Các thiết bị đo kiểm 54 1.3.2 Các thông số kiểm tra 58 1.3.3 Lỗi cáp .60 1.3.4 Phân tích lỗi .62 BÀI 2: NỐI ĐẤT VÀ BỌC CHỐNG NHIỄU CHO HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG TỰ ĐỘNG HÓA 66 2.1 Nối đất hàn nối 67 2.1.1 Tổng quan nối đất hệ thống điện 67 2.1.2 Các thành phần nối đất kỹ thuật nối đất .70 2.1.3 Hàn nối 81 2.2 Nhiễm điện từ 82 2.2.1 Nhiễu điện dung 84 2.2.2 Nhiễu cảm ứng 86 2.2.3 Nhiễu ghép nối trực tiếp 87 2.3.4 Các kĩ thuật bọc chống nhiễu nối đất để giảm thiểu nhiễu điện từ 89 PHỤ LỤC 1: BẢNG KÍCH CỠ DÂY AWG 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1 Cáp PLTC, cáp báo cháy cáp loại 2/3 Hình 1-2 Cáp xoắn đơi khơng có vỏ bọc chống nhiễu (cáp UTP) Hình 1-3 Cáp UTC dẹt Hình 1-4 Cáp STP Hình 1-5 Cáp đồng trục 10 Hình 1-6 Cấu trúc đầu cốt 12 Hình 1-7 Một số loại đầu cốt chuẩn 13 Hình 1-8 Các loại đầu nối thơng dụng cho cáp đồng trục, cáp hình ảnh âm 15 Hình 1-9 Các ghép mặt nạ đạt Cat 5e 17 Hình 1-10 Các mơ-đun dạng compact đạt Cat 5e .18 Hình 1-11 Các loại mặt nạ điển hình .18 Hình 1-12 Các hộp nối dây 19 Hình 1-13 Phiến đấu nối dây kiểu 66 phụ kiện kèm 21 Hình 1-14 Các phiến đấu nối dây kiểu 110 phụ kiện kèm 23 Hình 1-15 Các đầu nối mạng thơng dụng 24 Hình 1-16 Các loại cáp đầu nối làm sẵn 24 Hình 1-17 Các thiết bị đỡ cáp 25 Hình 1-18 Điểm tòe dây dẫn .26 Hình 1-19 Chiều dài tuốt dây .27 Hình 1-20 Đặc tính so với đặc tính điện đầu cốt 28 Hình 1-21 Kìm bấm cốt 29 Hình 1-22 Kìm bấm cốt cộng lực 29 Hình 1-23 Các hình dạng phổ biến đầu cốt sau bấm cốt 30 Hình 1-24 Vị trí bấm đầu cốt 32 Hình 1-25 Vị trí đường rãnh ép cốt .33 Hình 1-26 Định tâm đầu cốt 33 Hình 1-27 Vị trí đặt dây dẫn vào thân đầu cốt chuông 34 Hình 1-28 Vị trí đặt dây dẫn vào đầu cốt hình trụ 35 Hình 1-29 Các kiểu cầu nối thơng dụng 36 Hình 1-30 Hai đầu cốt xếp đấu lưng (back-to-back) để nối điểm nối .36 Hình 1-31 Vịng đấu nối cáp nhiều lõi 37 Hình 1-32 Đấu nối cáp đến cầu nối thông thường 37 Hình 1-33 Các dụng cụ đấu nối cáp đồng trục 38 Hình 1-34 Bấm cốt kim ghim sau kim ghim luồn vào lõi cáp .39 Hình 1-35 Đưa thân đầu nối BNC vào cáp đồng trục 40 Hình 1-36 Đưa ống nối đến phần cuối thân đầu nối BNC kìm .40 Hình 1-37 Thân đầu nối BNC cố định cáp sau ống nối bấm đầu cốt 41 Hình 1-38 Đầu nối loại F (nhìn từ phía sau) đầu nối LRC Snap-N-Seal 41 Hình 1-39 Đấu nối đầu nối loại F vào cáp đồng trục (loại bấm cốt) .42 Hình 1-40 Đấu nối đầu nối Snap-N-seal vào cáp đồng trục 43 Hình 1-41 Bán kính uốn đầu cốt .44 Hình 1-42 Hồn thiện dây/cáp cho tủ điều khiển .46 Hình 1-43 Định tuyến cáp hồn thiện dây 46 Hình 1-44 Định tuyến dây dây xung quanh thiết bị tỏa nhiệt chuyển động 47 Hình 1-45 Định tuyến cáp –ở lỗ, cạnh rãnh cắt 47 Hình 1-46 Định tuyến dây dẫn/cáp – bán kính uốn tối thiểu 48 Hình 1-47 Định tuyến bó dây –bán kính uốn tối thiểu 49 Hình 1-48 Tách cáp khỏi bó cáp kẹp bó cáp 49 Hình 1-49 Buộc/kẹp cáp/bó cáp 50 Hình 1-50 Nối đất cho lớp bọc chống nhiễu kiểu băng kim loại 52 Hình 1-51 Nối đất cho lớp bọc chống nhiễu kiểu lưới kim loại 53 Hình 1-52 Đồng hồ vạn (Multimeter) 54 Hình 1-53 Các thiết bị kiểm tra cáp điển hình .55 Hình 1-54 Thiết bị kiểm tra cáp trường .57 Hình 1-55 Máy kiểm tra cáp kiểu phản xạ (TDR) .57 Hình 1-56 Cách đo NEXT FEXT .57 Hình 2-1 Các máy biến áp treo 71 Hình 2-2 Kiểu nối Y-Y Δ-Y có dây trung tính điện áp tạo 120/208V 277/480V .72 Hình 2-3 Kiểu nối tam giác – tam giác (Δ-Δ), điện áp tạo 240/480V .73 Hình 2-4 Các điện cực nối đất theo tiêu chuẩn NEC® 74 Hình 2-5 Sơ đồ mặt hệ thống nối đất cho tịa nhà cơng nghiệp 75 Hình 2-6 Các u cầu nối đất 76 Hình 2-7 Kết nối điện cực nối đất vào hệ thống nối đất 77 Hình 2-8 Nối dây nối đất phương pháp hàn tỏa nhiệt theo NEC® 78 Hình 2-9 Các dây nối tắt phê duyệt NEC® bắt buộc sử dụng số trường hợp để đảm bảo thông mạch .79 Hình 2-10 Trong trường hợp có cố chạm đất, dịng điện chạy qua dây dẫn thiết bị truyền ngược lại xuống đất 80 Hình 2-11 Ngắn mạch sử dụng sai thiết bị đo 80 Hình 2-12 Lỗi chạm đất 80 Hình 2-13 Nhiễu pha nhiễu dây 83 Hình 2-14 Ghép nối điện dung nhiễu pha .85 Hình 2-15 Ghép nối điện dung nhiễu dây .85 Hình 2-16 Mạch ghép nối điện dung tương đương .86 Hình 2-17 Qui tắc bàn tay trái xác định chiều lực từ tác dụng lên dòng điện 87 Hình 2-18 Nối đất tiêu chuẩn với nối đất điểm 92 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Bảng mã màu thông dụng cho cặp dây tổ hợp liên kết màu Bảng 1.2 Bảng mã màu dây nhảy (Patch cord) Bảng 1.3 Mã màu kích cỡ dây điện cơng ty AMP Special Industries 14 Bảng 1.4 Độ suy hao cáp UTP nối cáp xương sống nối nhánh 58 Bảng 1.5 Độ suy hao cáp UTP nối cáp với phần cứng .58 Bảng 1.6 Độ suy hao dây nhảy .59 Bảng 1.7 Độ suy hao cáp STP nối cáp xương sống nối nhánh 59 Bảng 1.8 Độ suy hao cáp STP kết nối với phần cứng 59 Bảng 1.9 Tổn thất NEXT cáp STP 60 Bảng 1.10 Tổn thất NEXT cáp UTP .60 Bảng 2.1 So sánh loại bọc chống nhiễu cáp .90 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: ĐẤU NỐI DÂY Tên mô-đun: Đấu nối dây Mã mô-đun: AUTM62112 Thời gian thực mô-đun: 45 giờ; (Lý thuyết: 14 giờ; Thực hành: 29 giờ; Kiểm tra: 02 giờ) Số tín chỉ: 02 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ-đun: 3.1 Vị trí: Là mô đun thuộc mô đun chuyên ngành chương trình đào tạo 3.2 Tính chất: Mơ đun trang bị kiến thức loại cáp điện áp thấp, cáp sợi quang phương pháp lắp đặt đấu nối Ngồi ra, mơ đun trang bị kiến hệ thống nối đất phương pháp nối đất chống nhiễu cho hệ thống đo lường tự động hóa 3.3 Ý nghĩa vai trị mơ-đun: mơ đun mang tính thực tế ứng dụng thực tiễn dành cho đối tượng người học chun ngành đo lường tự động hóa (Instrumentation) Mơ-đun đưa vào giảng dạy trường Cao Đẳng Dầu Khí từ năm 2018 đến Nội dung chủ yếu mô-đun nhằm cung cấp kiến thức kỹ thuộc lĩnh vực đo lường tự động hóa: (1) Nhận biết loại cáp điện phụ kiện kèm; (2) Quy trình đấu nối cáp dây dẫn, tiêu chuẩn kèm theo thực việc đấu nối; (3) Các quy tắc nối đất tiêu chuẩn thực nối đất Mục tiêu mô-đun: - Về kiến thức: + A1 Định nghĩa nối đất cho hệ thống điện liệt kê lý phải nối đất hệ thống điện; + A2 Mô tả phương pháp nối đất hệ thống điện ; + A3 Định nghĩa nhiễu mô tả loại nhiễu hệ thống đo lường tự động hóa; + A4 Nhận dạng nguồn gây nhiễu phương pháp chống nhiễu; + A5 Nhận dạng loại cáp điện áp thấp, cáp sợi quang phương pháp lắp đặt đấu nối - Về kỹ năng: + B1 Thực việc bọc chống nhiễu phương pháp khác nhau; + B2 Lắp đặt đấu nối loại đầu nối kẹp; Trong nhiều trường hợp, tụ điện thiết bị thật diện mạch điện Chúng tụ điện “ngẫu nhiên” hình thành dây dẫn điện chạy song song ngăn cách chất cách điện Đôi tụ gọi điện dung rò hay điện dung ký sinh Hình 2-16 Mạch ghép nối điện dung tương đương 2.2.2 Nhiễu cảm ứng Ghép nối điện cảm xảy đường tín hiệu chạy song song với dây dẫn điện AC dây dẫn tín hiệu qua khu vực gần với động điện máy phát điện Để hiểu chế ghép nối điện cảm, bạn phải làm quen với số nguyên tắc từ tính máy phát điện Hãy nhớ lại dòng điện qua dây dẫn, từ trường hình thành xung quanh dây dẫn Nếu dùng tay trái để cầm dây dẫn, minh họa hình 2-17, cho chiều ngón tay theo hướng chiều dịng điện, bốn ngón tay cịn lại hướng lực từ tác dụng lên dòng điện Nếu dòng điện liên tục tăng, giảm đảo chiều, giống dịng điện xoay chiều từ thơng liên tục tăng bị triệt tiêu chiều sau lại tăng bị triệt tiêu ngược lại Một từ trường biến thiên sử dụng để tạo điện Để tạo điện áp điện phải có dây dẫn, từ trường chuyển động tương đối dây dẫn từ trường Khi dây dẫn chuyển động từ trường cố định, sức điện động (EMF) sinh dây dẫn Năng lượng từ trường làm cho electron chuyển động Nếu đầu dây dẫn kết nối bên từ trường để tạo thành mạch kín có dịng điện mạch Bài 2: : Nối đất bọc chống nhiễu cho hệ thống thiết bị đo lường tự động hóa Trang 86 Hình 2-17 Qui tắc bàn tay trái xác định chiều lực từ tác dụng lên dịng điện Một sức điện động (EMF) sinh dây dẫn gần từ trường biến thiên Trong trường hợp này, từ trường chuyển động tương dây dẫn Đây chế ghép nối nhiễu cảm ứng Dòng điện chảy qua đường dây AC tạo từ trường biến thiên xung quanh đường dây AC Khi dây tín hiệu chạy song song với dây dẫn AC có chuyển động tương động tương đối dây dẫn tín hiệu từ trường; sức điện động sinh dây dẫn tín hiệu Ngồi ra, dịng điện khơng mong muốn dịng xoay chiều có tần số với dịng điện sinh (dịng điện đường dây AC) Ln ln tồn từ trường mạnh quanh động xoay chiều Kết đường dây tín hiệu chạy ngang qua thiết bị sinh nhiễu dây tín hiệu 2.2.3 Nhiễu ghép nối trực tiếp Vịng nối đất có khả nguồn gây nhiễu khó xác định Các vịng nối đất đất tồn thiết bị không cách ly kết nối với nối đất nhiều vị trí Khơng cách ly đơn giản có nghĩa khơng có cách ly mạch đầu vào thiết bị mạch đầu thiết bị Mạch đầu vào thiết bị kết nối với mạch đầu thơng qua điện trở đo Nếu điện nhiễu tồn điểm tiếp đất mạch đầu vào mạch đầu hình thành dịng điện khơng mong muốn Điện nhiễu làm cho dịng điện chạy qua vịng nối đất lỗi thiết bị điện gây rò rỉ dòng điện qua mặt đất Điện trở diện mặt phẳng mặt đất lòng đất gây điện theo định luật Ohm (E = IR) Điện tiếp xúc tạo theo cách tương tự điện pin Điện này, gọi điện điện hóa, hình thành hai kim loại khác tiếp xúc với dung dịch điện phân Các điện nhiễu kết điện nhiệt điện hình thành cách nối kim loại khác gradient nhiệt Bài 2: : Nối đất bọc chống nhiễu cho hệ thống thiết bị đo lường tự động hóa Trang 87 Một nguồn nhiễu ghép nối trực tiếp khác dòng điện rò Dòng điện rò kết việc cách điện nên dịng điện truyền từ dây dẫn sang dây dẫn khác từ dây dẫn tín hiệu xuống đất Khi có rị rỉ dây nguồn dây tín hiệu, tín hiệu nhiễu đưa vào mạch tín hiệu tương tự tín hiệu đưa vào qua ghép nối điện dung ghép nối điện cảm Một nguồn khác dòng rò khoảng cách thành phần thiết bị khơng phù hợp Trong q trình bảo trì, kỹ thuật viên làm cho điện trở, tụ điện thành phần mạch khác chạm vào vỏ thiết bị phận lân cận, đường dẫn dịng rị đưa vào mạch đo Nhiễu khơng thể tính hồn tồn nhà sản xuất Thiết bị thiết kế có mạch lọc để giảm nhiễu phát từ bên thiết bị, mạch lọc nhà sản xuất thêm vào để giảm nhiễu tính dựa lượng nhiễu loại nhiễu giả định Điều nhà sản xuất thường xác vị trí mà thiết bị lắp đặt Do đó, người sử dụng thiết bị phải đánh giá phạm vi nhiễu (a) xác định nhiễu tồn tác động không đáng kể, (b) loại bỏ nguyên nhân gây nhiễu không phép (c) ngăn nhiễu không phép Nhiễu nguồn khơng xác kênh đo lường Việc loại bỏ điện áp dịng điện khơng mong muốn này, giảm đến mức cho phép cần thiết để kiểm sốt q trình Rõ ràng, cách tốt để giảm tín hiệu khơng mong muốn vịng điều khiển loại bỏ nguồn gây nhiễu Ví dụ, dây dẫn tín hiệu lắp đặt cách xa dây dẫn điện loại máy móc hoạt động điện Các phương pháp khác bên mạch điện tử thiết bị sử dụng để giảm cường độ nhiễu gây dây dẫn tín hiệu Các phương pháp khác sử dụng công nghiệp để giảm nhiễu bao gồm: • Sử dụng lọc (thông thường tụ điện) để ngăn nhiễu vào khuếch đại tín hiệu thiết bị • Kiểm tra định kỳ lớp cách điện cáp tín hiệu để phát đường dẫn dịng điện rị • Phát tháo bỏ vịng nối đất • Nối đất xác cho vịng thiết bị đo lường tự động hóa Vì thế, vấn đề loại bỏ nhiễu thực từ cấp độ Cấp độ loại bỏ nhiễu, nghĩa ngăn không cho nhiễu dây dẫn ngõ vào vào khuếch đại tín hiệu Cấp độ thứ hai giảm nhiễu, nghĩa giảm thiểu lượng nhiễu xuất dây dẫn ngõ vào Bài 2: : Nối đất bọc chống nhiễu cho hệ thống thiết bị đo lường tự động hóa Trang 88 2.3.4 Các kĩ thuật bọc chống nhiễu nối đất để giảm thiểu nhiễu điện từ Một phương pháp sử dụng rộng rãi để ngăn chặn xâm nhập EMI vào thiết bị nhạy cảm bọc thiết bị kết nối cáp môi trường bảo vệ Một lớp bọc chống nhiễu thích hợp làm kim loại vật liệu dẫn điện làm kín Dẫn điện EMI xảy tín hiệu sinh dịng điện vào nguồn điện tiếp xúc, tiếp đất, cáp điều khiển cáp tín hiệu vào tổ hợp điện tử bọc chống nhiễu Trong trường hợp này, tín hiệu EMI tiếp tục phát bên vỏ thiết bị thiết bị điện tử bên vỏ máy tiếp nhận Một phương pháp phổ biến để chống lại EMI bọc chống nhiễu cáp nguồn,cáp điều điều khiển cáp tín hiệu vào tổ hợp thiết bị a Vỏ bọc chống nhiễu cáp Vỏ bọc chống nhiễu cáp lớp phủ kim loại bao quanh dây dẫn cách điện, lõi cáp, nhóm dây dẫn lõi Vỏ bọc chống nhiễu làm dạng lá, dạng sợi, dạng lưới kim loại Chúng thường làm đồng mạ thiếc, đồng, nhôm loại vật liệu dẫn điện khác Vỏ bọc chống nhiễu cáp phục vụ cho mục đích sau: • Làm giảm tín hiệu xạ từ cáp xuống mức cho phép • Làm giảm ảnh hưởng mối nguy điện nối đất liên kết xác • Giảm thiểu ảnh hưởng tín hiệu điện từ bên ngồi lên mạch bên cáp bọc chống nhiễu Các ống luồn dây điện lớp bọc chống nhiễu tốt chúng có đặc tính chống nhiễu tất tần số Các ống luồn dây điện sử dụng làm bọc chống nhiễu số ứng dụng đặc biệt, nhiên chất thơ cứng ống nên chúng khơng thích hợp sử dụng bọc chống nhiễu cho cáp ứng dụng thông thường Lựa chọn bọc chống nhiễu cho cáp phụ thuộc vào yếu tố sau đây: • Bản chất loại tín hiệu truyền (phạm vi tần số ảnh hưởng đến hiệu vỏ bọc chống nhiễu) • Các trường nhiễu điện từ mà cáp qua • Các qui định quốc gia (bất kỳ cáp hoạt động hệ thống xác định phải thiết kế để đáp ứng giới hạn phát xạ nhiễu điện từ hệ thống đó) • Mơi trường vật lý u cầu học đặc biệt Bảng 2-1 đưa thông tin so sánh vài loại vỏ bọc chống nhiễu cáp Bài 2: : Nối đất bọc chống nhiễu cho hệ thống thiết bị đo lường tự động hóa Trang 89 Đặc tính Lớp lưới Lưới nhiều đơn (2) lớp (2) Lá nhôm Ống luồn Ống luồn dây điện loại cứng dây điện loại mềm (3) Hiệu bọc chống nhiễu (1) – Tốt Tốt Tốt Rất tốt Tốt Tốt Rất tốt Rất tốt Rất tốt Kém Độ bao phủ cáp bình thường 60÷95% 95÷97% 100% 100% 95÷97% Tuổi thọ cáp Tốt Tốt TB Kém TB Độ bền uốn kéo Rất tốt Rất tốt Kém Rất tốt TB Tần số âm Hiệu bọc chống nhiễu (1) – tần số radio Bảng 2.1 So sánh loại bọc chống nhiễu cáp Ghi chú: (1) Phân loại hiệu chống nhiễu: Kém = nhỏ 20 dB Tốt = từ 40 dB đến 60 dB TB = từ 20 dB đến 40 dB Rất tốt = 60 dB (2) Hiệu bọc chống nhiễu lưới đơn lưới nhiều lớp chống lại nhiễu điện từ (3) Đối với bọc chống nhiễu dạng kim loại dạng ống luồn dây điện phải làm vật liệu có độ thẩm từ cao để chống lại nhiễu điện từ b Ngăn chặn vòng nối đất Nhiễu xung hồ quang điện, sét đánh, động điện thiết bị khác cản trở hoạt động thơng tin liên lạc, máy tính thiết bị điện tử nhạy cảm khác Bọc Bài 2: : Nối đất bọc chống nhiễu cho hệ thống thiết bị đo lường tự động hóa Trang 90 chống nhiễu cho đường tín hiệu liệu giúp ích phần nào, khơng hồn toàn loại bỏ hết nhiễu Thực bọc chống nhiễu cho cáp khơng cách gây vấn đề nhiễu Nếu sử dụng nhiều nối đất dẫn đến việc hình thành vịng nối đất Hình 2-18 (A) cho thấy cách nối đất tiêu chuẩn gây vịng nối đất Trong ví dụ này, nguồn bọc chống nhiễu, dây đầu vào bọc chống nhiễu, mạch điện tử nguồn cấp DC nối đất đến điểm khác mặt đất Nguồn cấp DC chạy từ nguồn cấp điểm A đến mạch điện tử điểm E Do mặt phẳng đất có đường điện trở thấp, dòng điện mặt phẳng mặt đất gây sụt áp (E1 đến E4) xảy điểm mặt đất, giống mạng phân chia điện áp mạch điện trở Các điện áp mạch điện tử xem tín hiệu hợp lệ trở nên đặc biệt rắc rối Giải pháp cho vấn đề sử dụng nối đất điểm hình 2-18 (B) Nối đất bọc chống nhiễu cho cáp chủ đề gây tranh cãi Đối với việc nối đất cho bọc chống nhiễu cáp tuân theo hướng dẫn nhà sản xuất thiết bị Một số nhà sản xuất yêu cầu nối đất bên vỏ thiết bị, số khác yêu cầu nối đất bên thiết bị số khác yêu cầu nối đất với thiết bị điều khiển thiết bị Nói chung, lớp bọc chống nhiễu cáp dùng cho thiết bị đo lường tự động hóa nên nối đất đầu Để hoạt động lâu bền hệ thống, vỏ bọc chống nhiễu cáp thường nối đất hai đầu Vỏ bọc chống nhiễu cáp phải dẫn điện liên tục c Bọc đầu đấu nối Chất lượng bọc chống chống nhiễu thường bị tổn hại điểm đấu nối Nếu dòng điện chạy bề mặt bên vỏ bọc chống nhiễu ghim xuống dây kết nối, từ trường liên quan đến dịng điện dễ dàng vào bên cáp Tại điểm đấu nối chất lượng, điện áp pha tạo Khi đấu nối vỏ bọc chống nhiễu, đặc biệt đấu nối đến thành thiết bị, cách tốt để giảm thiểu nhiễu sử dụng đầu nối backshell Các đầu nối backshell cung cấp vỏ bọc chống nhiễu liên tục xung quanh tồn cáp Trong trường hợp khơng có sẵn đầu nối backshell, việc kết nối trực tiếp từ lưới kim loại đến thành thiết bị có khả chống nhiễu tốt Một cân nhắc khác đấu nối tình trạng bề mặt đấu nối Việc đấu nối không gắn bề mặt phủ sơn Bề mặt gắn lý tưởng bề mặt mạ kim loại Đảm bảo bề mặt mạ kim loại bảo vệ chống oxy hóa Bài 2: : Nối đất bọc chống nhiễu cho hệ thống thiết bị đo lường tự động hóa Trang 91 Hình 2-18 Nối đất tiêu chuẩn với nối đất điểm d Sử dụng bọc chống nhiễu nhiều lớp Vỏ bọc bảo vệ thiết bị đo lường tự động hóa dạng tương tự khơng chống nhiễu cao tần Để bảo vệ thiết bị tương tự chống lại nhiễu cao tần, phải sử dụng thêm lớp bọc chống nhiễu bên Trong lớp bọc chống nhiễu tần số thấp nối đất tín hiệu, lớp bọc chống nhiễu cao tần nối đất với nối đất nguồn vách ngăn đấu nối Lớp bọc chống nhiễu cao tần nối đất nhiều điểm Việc nối đất lớp bọc chống nhiễu cao tần giúp làm giảm diện tích mạch vịng ghép với từ trường bên Bài 2: : Nối đất bọc chống nhiễu cho hệ thống thiết bị đo lường tự động hóa Trang 92 e Các loại cáp tín hiệu Hai loại vật liệu thơng dụng sử dụng làm lớp bọc chống nhiễu cho cáp bọc dạng kim loại lưới kim loại Phần giới thiệu hai loại bọc chống nhiễu với hệ thống cáp đồng trục Sở dĩ giới thiệu hệ thống cáp đồng trục loại cáp sử dụng phổ biến hệ thống điều khiển q trình Lá nhơm thường sử dụng làm vật liệu bọc chống nhiễu cho cáp có vỏ bọc lớp bọc tĩnh điện tốt nhiễu tần số thấp Lá nhôm bọc cáp không dùng để truyền lượng cao tần nhơm có đặc tính suy hao tần số cao Khó khăn sử dụng bọc chống nhiễu dạng nhôm chúng dễ bị rách hàn Để đảm bảo việc đấu nối xác bọc chống nhiễu dạng nhơm dây dẫn gọi dây chảy (drain wire) sử dụng với lớp bọc chống nhiễu Để giảm thiểu nhiễu ghép nối với dây dẫn bên vỏ bọc, dây chảy cần phải bố trí bên lớp bọc chống nhiễu Lớp lưới đồng thường sử dụng làm giáp cho cáp có vỏ bọc Lớp lưới cung cấp độ linh hoạt giá thành tương đối hợp lý Lớp lưới hiệu làm thành dạng dây bện lớp (lưới đơn) Mặc dù dạng lưới đôi vượt trội dạng lưới đơn lưới đơn hiệu hầu hết ứng dụng cao tần Nhược điểm cáp bọc chống nhiễu dạng lưới khoảng trống lớp bọc hình thành độ sụt áp Các khoảng trống vỏ bọc thúc đẩy ghép nối tĩnh điện từ trường bên với dây dẫn bên lớp lưới Khi cáp bọc chống nhiễu dạng lưới nối đất hai đầu, tín hiệu tần số thấp tạo độ sụt áp dòng điện chạy qua lớp vỏ bọc Để ngăn gia tăng độ sụt áp, đầu lớp lưới bọc chống nhiễu phải thả Cáp đồng trục (coax) thường sử dụng để vận chuyển tín hiệu tần số cao Các loại từ trường truyền tín hiệu diện đầy đủ bên cáp Điều không liên quan đến việc đấu nối nối đất hai đầu cáp Nếu cáp khơng đấu nối xác lượng phản xạ cáp Một số dây cáp có nhiều lớp bọc chống nhiễu giúp cải thiện hiệu chống nhiễu tổng thể Ví dụ, cáp đồng trục sử dụng để truyền liệu tốc độ cao bọc chống nhiễu loại lớp, có nghĩa chúng có bốn lớp bọc chống nhiễu bao gồm lớp nhôm, lớp lưới, lớp nhôm lớp lưới Sự kết hợp hiệu việc ngăn chặn lọc lượng điện từ Tương tự vậy, cáp đôi xoắn sử dụng để truyền liệu tốc độ cao có lớp lưới bọc ngồi bọc tất đôi cáp lớp bọc dạng riêng lẻ dành cho đôi Bài 2: : Nối đất bọc chống nhiễu cho hệ thống thiết bị đo lường tự động hóa Trang 93 Các lớp bọc chống nhiễu đấu nối đầu đầu khơng mang dịng tín hiệu sử dụng làm lớp bọc tĩnh điện (còn gọi lớp bọc bảo vệ) Những lớp bọc bảo vệ kết nối với điểm tham chiếu khơng Nếu đường tín hiệu nối đất điểm mặt đất Các lớp bọc chống nhiễu thường kết nối với nối đất đến điểm Giải pháp với giả định chênh lệch nối đất hệ thống Nối đất bọc chống nhiễu đơn điểm cho đường tín hiệu phổ biến lĩnh vực đo lường tự động hóa dạng tương tự Cáp đồng trục nối đất đa điểm sử dụng để vận chuyển lượng tần số cao Ở tần số thấp, vỏ bọc chống nhiễu nối đất hai đầu với giả định độ sụt áp mặt mặt lớp bọc chống nhiễu TÓM TẮT NỘI DUNG BÀI 2: 2.1 Nối đất hàn nối 2.2 Nhiễu điện từ CÂU HỎI CỦNG CỐ BÀI 2: Lý thuyết: Câu 1: Nối đất kết nối có chủ ý Câu 2: Hai loại nối đất đề hệ thống điện với? cập đến nối đất hệ thống và: A B C D Mặt đất Một mặt phảng Một có điện áp khơng Tất đáp án cịn lại A B C D Nối đất có chủ ý Nối đất thiết bị Nối đất điện tử Nối đất cách điện Câu 3: Nối (bonding) là? A B C D Câu 4: Nhiễu cảm ứng xảy Nối vĩnh viễn phận kim loại để đường tín nguồn xoay chiều lắp đặt? tạo đường dẫn điện Là liên kết tạm thời A Theo đường chéo phận kim loại với mặt đất B Theo chiều ngang Kết nối dây dẫn với tải C Theo chiều dọc Kết nối từ tủ điều khiển đến thiết bị D Song song Thực hành: Câu 1: Thực hành gắn dây điện bấm đầu cốt lên terminal theo sơ đồ Câu 2: Đấu nối cable clan theo quy trình, tiêu chuẩn Bài 2: : Nối đất bọc chống nhiễu cho hệ thống thiết bị đo lường tự động hóa Trang 94 PHỤ LỤC 1: BẢNG KÍCH CỠ DÂY AWG Bảng cho thấy liệu khác bao gồm điện trở đồng hồ đo dây khác dòng điện cho phép (Ampacity) dựa dây dẫn đồng có lớp cách điện nhựa Thơng tin đường kính bảng áp dụng cho dây rắn Dây dẫn nhiều sợi tính cách tính tiết diện tương đương Dịng điện nóng chảy (dây nóng chảy) ước tính dựa nhiệt độ mơi trường xung quanh 25°C (77°F) Bảng giả sử tần số dịngDC AC ≤ 60 Hz khơng tính đến hiệu ứng da "Số vịng dây đơn vị chiều dài" đối ứng đường kính dây dẫn; đó, giới hạn cuộn dây dạng xoắn (helical), dựa dây không cách điện Dây dẫn đồng Đường kính AWG Số vịng dây khơng có lớp cách điện Tiết diện Điện trở/đơn vị chiều dài Dòng điện cho phép 20 C, cho vật liệu cách điện cho dây dẫn đơn thiết bị có AWG ≤16 60°C (in) (mm) (/in) (/cm) (kcmil) (mm2) (mΩ/m) 0000 (4/0) 0.4600 11.684 2.17 0.856 212 000 (3/0) 0.4096 10.405 2.44 0.961 168 107 85.0 (mΩ/ft) 75°C 90°C (A) Dịng nóng chảy Preece Onderdonk ~10 s 1s 32 ms 0.1608 0.04901 195 230 260 3.2 kA 33 kA 182 kA 0.2028 0.06180 165 200 225 2.7 kA 26 kA 144 kA Phụ lục 1: Bảng kích cỡ dây dẫn theo tiêu chuẩn AWG Trang 95 00 (2/0) 0.3648 9.266 2.74 1.08 133 67.4 0.2557 0.07793 145 175 195 2.3 kA 21 kA 115 kA (1/0) 0.3249 8.251 3.08 1.21 106 53.5 0.3224 0.09827 125 150 170 1.9 kA 16 kA 91 kA 0.2893 7.348 3.46 1.36 83.7 42.4 0.4066 0.1239 110 130 145 1.6 kA 13 kA 72 kA 0.2576 6.544 3.88 1.53 66.4 33.6 0.5127 0.1563 95 115 130 1.3 kA 10.2 kA 57 kA 0.2294 5.827 4.36 1.72 52.6 26.7 0.6465 0.1970 85 100 115 1.1 kA 8.1 kA 45 kA 0.2043 5.189 4.89 1.93 41.7 21.2 0.8152 0.2485 70 85 95 946 A 6.4 kA 36 kA 0.1819 4.621 5.50 2.16 33.1 16.8 1.028 0.3133 795 A 5.1 kA 28 kA 0.1620 4.115 6.17 2.43 26.3 13.3 1.296 0.3951 668 A 4.0 kA 23 kA 0.1443 3.665 6.93 2.73 20.8 10.5 1.634 0.4982 561 A 3.2 kA 18 kA 0.1285 3.264 7.78 3.06 16.5 8.37 2.061 0.6282 472 A 2.5 kA 14 kA 0.1144 2.906 8.74 3.44 13.1 6.63 2.599 0.7921 396 A 2.0 kA 11 kA Phụ lục 1: Bảng kích cỡ dây dẫn theo tiêu chuẩn AWG 55 40 65 50 75 55 Trang 96 10 0.1019 2.588 9.81 3.86 10.4 5.26 3.277 0.9989 11 0.0907 2.305 11.0 4.34 8.23 4.17 4.132 1.260 12 0.0808 2.053 12.4 4.87 6.53 3.31 5.211 1.588 13 0.0720 1.828 13.9 5.47 5.18 2.62 6.571 2.003 14 0.0641 1.628 15.6 6.14 4.11 2.08 8.286 2.525 15 0.0571 1.450 17.5 6.90 3.26 1.65 10.45 3.184 16 0.0508 1.291 19.7 7.75 2.58 1.31 13.17 4.016 17 0.0453 1.150 22.1 8.70 2.05 1.04 16.61 5.064 18 0.0403 1.024 24.8 9.77 1.62 0.823 20.95 6.385 10 14 19 0.0359 0.912 27.9 11.0 1.29 0.653 26.42 8.051 — 20 0.0320 0.812 31.3 12.3 1.02 0.518 33.31 10.15 Phụ lục 1: Bảng kích cỡ dây dẫn theo tiêu chuẩn AWG 30 20 15 35 333 A 1.6 kA 8.9 kA 280 A 1.3 kA 7.1 kA 235 A 1.0 kA 5.6 kA 198 A 798 A 4.5 kA 166 A 633 A 3.5 kA 140 A 502 A 2.8 kA 117 A 398 A 2.2 kA 99 A 316 A 1.8 kA 16 83 A 250 A 1.4 kA — — 70 A 198 A 1.1 kA 11 — 58.5 A 158 A 882 A 25 20 40 30 25 18 Trang 97 21 0.0285 0.723 35.1 13.8 0.810 0.410 42.00 12.80 — — — 49 A 125 A 700 A 22 0.0253 0.644 39.5 15.5 0.642 0.326 52.96 16.14 — 41 A 99 A 551 A 23 0.0226 0.573 44.3 17.4 0.509 0.258 66.79 20.36 — — — 35 A 79 A 440 A 24 0.0201 0.511 49.7 19.6 0.404 0.205 84.22 25.67 2.1 3.5 — 29 A 62 A 348 A 25 0.0179 0.455 55.9 22.0 0.320 0.162 106.2 32.37 — — — 24 A 49 A 276 A 26 0.0159 0.405 62.7 24.7 0.254 0.129 133.9 40.81 1.3 2.2 — 20 A 39 A 218 A 27 0.0142 0.361 70.4 27.7 0.202 0.102 168.9 51.47 — — — 17 A 31 A 174 A 28 0.0126 0.321 79.1 31.1 0.160 0.0810 212.9 64.90 0.83 1.4 — 14 A 24 A 137 A 29 0.0113 0.286 88.8 35.0 0.127 0.0642 268.5 81.84 — — — 12 A 20 A 110 A 30 0.0100 0.255 99.7 39.3 0.101 0.0509 338.6 103.2 0.52 0.86 — 10 A 15 A 86 A 31 0.00893 0.227 112 44.1 0.0797 0.0404 426.9 130.1 — — — 9A 12 A 69 A Phụ lục 1: Bảng kích cỡ dây dẫn theo tiêu chuẩn AWG Trang 98 32 0.00795 0.202 126 49.5 0.0632 0.0320 538.3 164.1 0.32 0.53 — 7A 10 A 54 A 33 0.00708 0.180 141 55.6 0.0501 0.0254 678.8 206.9 — — — 6A 7.7 A 43 A 34 0.00630 0.160 159 62.4 0.0398 0.0201 856.0 260.9 0.18 0.3 — 5A 6.1 A 34 A 35 0.00561 0.143 178 70.1 0.0315 0.0160 1079 329.0 — — — 4A 4.8 A 27 A 36 0.00500[c] 0.127[c] 200 78.7 0.0250 0.0127 1361 414.8 — — — 4A 3.9 A 22 A 37 0.00445 0.113 225 88.4 0.0198 0.0100 1716 523.1 — — — 3A 3.1 A 17 A 38 0.00397 0.101 252 99.3 0.0157 0.00797 2164 659.6 — — — 3A 2.4 A 14 A 39 0.00353 0.0897 283 111 0.0125 0.00632 2729 831.8 — — — 2A 1.9 A 11 A 40 0.00314 0.0799 318 125 0.00989 0.00501 3441 1049 — — — 1A 1.5 A 8.5 A Phụ lục 1: Bảng kích cỡ dây dẫn theo tiêu chuẩn AWG Trang 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu nước ngoài: Instrumentation Level 3, third edition, NCCER, 2016 Tài liệu tham khảo Trang 100 ... bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Đấu nối dây dịch biên soạn dành cho sinh viên hệ cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa (SCTBTĐH) Trường Cao Đẳng Dầu Khí thuộc mơn học chun ngành... Hình 1-1 1 Các loại mặt nạ điển hình Bài 1: Đấu nối dây Trang 18 Điểm nối cứng phiến đấu dây: Ngoài thiết bị nối dây kiểu rãnh nhà sản xuất chế tạo thiết bị nối dây kiểu phiến gọi phiến đấu dây. .. (hình 1-1 7) Bài 1: Đấu nối dây Trang 23 Hình 1-1 5 Các đầu nối mạng thơng dụng Hình 1-1 6 Các loại cáp đầu nối làm sẵn Bài 1: Đấu nối dây Trang 24 Hình 1-1 7 Các thiết bị đỡ cáp Bài 1: Đấu nối dây