http //www ebook edu vn 1 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH MÔN HỌC LẮP ĐẶT, SỬA CHỮA KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ THẾ THÔNG DỤNG NGÀNH/NGHỀ CƠ ĐIỆN NÔNG THÔN (Áp dụng cho Trình độ Tru[.]
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: LẮP ĐẶT, SỬA CHỮA KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ THẾ THƠNG DỤNG NGÀNH/NGHỀ: CƠ ĐIỆN NƠNG THƠN (Áp dụng cho Trình độ Trung Cấp) LƯU HÀNH NỘI BỘ NĂM 2013 http://www.ebook.edu.vn LỜI NÓI ĐẦU Mơn học Lắp đặt, sửa chữa khí cụ điện hạ thông dụng môn học bắt buộc chương trình đào tạo Trung cấp nghề Cơ điện nơng thơn Tài liệu “Lắp đặt, sửa chữa khí cụ điện hạ thông dụng” biên soạn theo nội dung chương trình chi tiết mơn “Lắp đặt, sửa chữa khí cụ điện hạ thơng dụng” đào tạo trình độ Trung cấp nghề Cơ điện nông thôn Trường Cao đẳng Lào Cai, tài liệu nhằm cung cấp kiến thức khái niệm, cấu tạo, nguyên lý, cách lựa chọn cách sửa chữa, bảo dưỡng sai hỏng thường gặp khí cụ điện thường dùng hệ thống điện điều khiển máy điện Nội dung tài liệu gồm : Bài 1: Lý thuyết chung khí cụ điện hạ Bài 2: Các khí cụ đóng cắt tay Bài 3: Các khí cụ bảo vệ mạch điện Bài 4: Công tắc tơ, khởi động từ Bài 5: Rơ le điều khiển bảo vệ Bài 6: Các mạch điều khiển ứng dụng khí cụ điện hạ Các tập ứng dụng khí cụ điện hệ thống Mặc dù cố gắng trình biên soạn, chắn tài liệu không tránh khỏi khiếm khuyết Tác giả mong nhận góp ý trân thành bạn đọc để tài liệu hoàn thiện Lào Cai, ngày….tháng….năm… Tác giả: Nghiêm Trọng Khánh http://www.ebook.edu.vn MỤC LỤC Bài 1: Lý thuyết chung khí cụ điện hạ 12 Các trạng thái làm việc bình thường 12 Các chế độ làm việc khí cụ điện 12 Hồ quang .13 Tiếp xúc điện .16 Bài 2: Các khí cụ đóng cắt tay 19 Công tắc .19 Cầu dao 22 Nút ấn 26 Nguyên nhân hư hỏng biện pháp khắc phục 26 Bài 3: Các khí cụ bảo vệ mạch điện 32 Cầu chì 32 Áp tô mát .36 Bài 4: Công tắc tơ, khởi động từ 42 Công tắc tơ 45 Khởi động từ 49 Bài 5: Rơ le điều khiển bảo vệ 42 Rơ le điện từ 51 Rơ le điện động 55 Rơ le rơ le cảm ứng .59 Rơ le nhiệt 62 Rơ le điện tử bán dẫn 63 Bài 6: Các mạch điều khiển ứng dụng khí cụ điện hạ thế………………………………………64 Mạch điều khiển động KĐB ba pha quay chiều………………………………….65 Mạch điều khiển động KĐB ba pha quay chiều…………………………………….67 Một số mạch điện điều khiển tự động……………………………………………………69 http://www.ebook.edu.vn Bài 1: Lý thuyết chung khí cụ điện hạ Các trạng thái làm việc khí cụ điện 1.1 Trạng thái bình thường (định mức) Các khí cụ điện thiết bị điện làm việc với đại lượng thông số không vượt trị số định mức đại lượng dịng điện, điện áp, cơng suất vv Đại lượng định mức trị số thông số mà thiết bị điện sử dụng hết khả chúng, đồng thời đảm bảo làm việc lâu dài 1.1.1 Trạng thái tải Dòng điện vượt trị số định mức như: tải, ngắn mạch, tổn hao dây quấn lõi thép vượt mức bình thường làm nhiệt độ tăng cao gây hư hỏng KCĐ 1.1.2 Trạng thái điện áp Điện áp vượt trị số định mức trường hợp điện áp sét Khi đó, điện trường vật liệu cách điện tăng cao xảy phóng điện, gây hư hỏng cách điện 1.1.3 Trạng thái ngắn mạch Ngắn mạch pha, ngắn mạch pha, ngắn mạch pha, ngắn mạch pha chạm đất Khi có ngắn mạch dịng điện lớn, trường hợp cố mạch điện nên cần thiết phải có thiết bị bảo vệ Các chế độ làm việc khí cụ điện 2.1 Chế độ làm việc dài hạn 2.2 Chế độ làm việc ngắn hạn http://www.ebook.edu.vn 2.3 Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại Hồ quang 3.1.Ảnh hưởng hồ quang thiết bị dùng điện 3.1.1 Q trình phát sinh hồ quang điện Khi đóng cắt dịng điện chỗ tiếp xúc xuất phóng điện hồ quang, ta gọi hồ quang điện Xét mạch điện sau: http://www.ebook.edu.vn Lúc cầu dao đóng, mạch có dịng điện I, cịn điện áp nguồn đặt vào tải U, điện áp đặt vào hai cực AB cầu dao (bỏ qua điện trở tiếp xúc tiếp điểm) Khi cắt điện, hai đầu tiếp xúc A’, B’ rời Lúc dòng điện mạch giảm nhanh, điện trở chỗ tiếp xúc trở thành lớn toàn điện áp U coi đặt vào hai cực AB Điện trường khe hở hai U tiếp điểm là: E = d I A’ B’ A d B U Lúc vừa mở tiếp điểm, khoảng cách d nhỏ, nên điện trường E lớn Đồng thời dòng điện I lúc tiếp điểm chưa rời hẳn, nên nhiệt độ chỗ tiếp xúc tăng lên, kết khơng khí khe hở vị ion hóa mạnh làm cho khối khí trở thành dẫn điện tốt xuất hiện tượng phóng điện hồ quang hai đầu tiếp xúc A’ B’ Như điện áp U cao dòng điện I lớn, hồ quang dễ phát sinh mạnh, đóng cắt điện áp cao dịng điện lớn, hồ quang sinh mạnh 3.1.2 Tác hại hồ quang điện thiết bị dùng điện - Kéo dài thời gian đóng cắt: có hồ quang nên sau tiếp điểm rời dòng điện tồn Chỉ hồ quang dập tắt hẳn mạch điện cắt - Làm hỏng mặt tiếp xúc: nhiệt độ hồ quang cao nên làm cháy, làm rỗ bề mặt tiếp xúc Làm tăng điện trở tiếp xúc - Gây ngắn mạch pha: hồ quang xuất nên vùng khí tiếp điểm trở thành dẫn điện, vùng khí lan rộng làm phóng điện pha - Hồ quang gây cháy gây tai nạn khác: Hồ quang mạnh môi trường có chất dễ cháy dễ dàng gây hỏa hoạn Nhiều trường hợp hồ quang phóng vào người thao tác, gây bỏng nặng - Khi hồ quang phóng chập chờn, dễ xảy tượng cảm ứng, làm điện áp cục thiết bị tăng cao, dẫn tới điện áp 3.1.3 Một số phương pháp dập tắt hồ quang điện Yêu cầu hồ quang cần phải dập tắt khu vực hạn chế với thời gian ngắn nhất, tốc độ mở tiếp điểm phải lớn mà không làm hư hỏng phận khí cụ Đồng thời lượng hồ quang phải đạt đến giá trị bé nhất, điện trở hồ quang phải tăng nhanh việc dập tắt hồ quang không kéo theo điện áp nguy hiểm, tiếng kêu phải nhỏ ánh sáng không mạnh Để dập tắt hồ quang ta dùng biện pháp sau: Phương pháp tăng nhanh khoảng cách để kéo I dài hồ quang http://www.ebook.edu.vn I A’ I B’ I F1F2 A B 14 Khoảng cách đầu tiếp xúc tăng nhanh, giảm nhanh chóng làm giảm mật độ ion hai đầu tiếp xúc, giảm điện trường khe hở, hồ quang bị kéo dài, dễ bị dập tắt Đồng thời, khơng khí bị hồ quang đốt nóng bốc lên, làm hồ quang đốt nóng bốc lên, làm hồ quang bị thổi lên phía cong Lúc hai phần hồ quang xuất tác dụng tương hỗ hai dịng điện ngược chiều Lúc có xu hướng đẩy hồ quang tách hai bên, dễ làm đứt hồ quang Ví dụ 1: Để tăng tốc độ tách khỏi đầu tiếp xúc, người ta dùng lực lị xo (Cầu dao có lưỡi dao phụ, để tăng nhanh khoảng cách.) Ví dụ 2: Tăng khoảng cách người ta dùng tiếp điểm kiểu cầu Tiếp điểm kiểu cầu • Khi cắt mạch lưỡi dao A rời trước, mạch điện liền, nhờ lưỡi dao phụ tiếp Khi lò xo đủ găng, lươox dao bật khỏi tiếp xúc tĩnh nhanh, nên hồ quang sinh yếu, dễ bị dập tắt • Khi cắt mạch, xuất hai khe hở, nên điện trường khe hở giảm nhiều, hồ quang sinh yếu dễ dập tắt Phương pháp thổi từ trường: F F + I+ + + Người ta đặt cuộn dây thổi từ cạnh khe hở hai đầu tiếp xúc nối tiếp với dòng điện mạch Từ trường cuộn dây rõ hình vẽ dấu chấm lịng cuộn dây chiều từ trường http://www.ebook.edu.vn 15 từ lên, dấu + từ trường từ xuống Khi xuất hồ quang, lực điện từ thổi hồ quang lên phía trên, nên bị kéo dài thổi tắt Phương pháp thổi cách sinh khí Khe hở sinh hồ quang đặt hộp kín có khe hở để khí Hộp làm vật liệu dễ sinh khí, phíp, dầu cách điện Khi hồ quang phát sinh, thành hộp bị đốt cháy dầu bị phân tích sinh khí có áp suất lớn ngồi tạo thành luồng khí thổi tắt hồ quang Phương pháp chia nhỏ tia hồ quang vách ngăn hẹp Cách t? Người ta đặt khe hở sinh hồ quang hộp amiang, phía hộp có đặt thép song song, tạo thành cách tử chia nhỏ hồ quang Khi hồ quang sinh ra, thép tạo lực hút điện từ, với lực thổi khơng khí lực điện động, đẩy hồ quang vào sau thép, nên hồ quang bị làm nguội chia thành đoạn nhỏ ngắt quãng, nên dễ bị dập tắt Phương pháp dập hồ quang khí nén dầu cách điện - Dập tắt hồ quang môi trường dầu (máy cắt điện dầu) Dập tắt hồ quang luồng khơng khí (máy cắt khơng khí) Tiếp xúc điện 4.1 Khái niệm tiếp xúc điện 4.1.1 Ý nghĩa Theo cách hiểu thông thường, chỗ tiếp xúc điện nơi gặp gỡ chung hai hay nhiều vật dẫn để dòng điện từ vật dẫn sang vật dẫn khác Bề mặt tiếp xúc vật dẫn gọi bề mặt tiếp xúc điện Tiếp xúc điện phần quan trọng khí cụ điện Trong thời gian hoạt động đóng mở, chỗ tiếp xúc phát nóng cao, mài mịn lớn va đập ma sát, đặc biệt hoạt động có tính chất hủy hoại hồ quang 4.1.2 Yêu cầu tiếp xúc điện Tiếp xúc điện phải thỏa mãn yêu cầu sau: http://www.ebook.edu.vn 16 Thực tiếp xúc chắn, đảm bảo Sức bền khí cao Khơng phát nóng q giá trị cho phép dòng điện định mức Ổn định nhiệt điện động có dịng ngắn mạch qua Chịu tác dụng môi trường xung quanh, nhiệt độ cao bị oxy hoá 4.1.3 Phân phối tiếp xúc điện Có ba loại tiếp xúc: Tiếp xúc cố định: hai vật tiếp xúc không rời bu lông, đinh tán Tiếp xúc đóng mở: tiếp điểm khí cụ điện đóng mở mạch điện Tiếp xúc trượt: Chổi than trượt cổ góp, vành trượt máy điện Lực ép lên mặt tiếp xúc bu lơng hay lị xo Theo bề mặt tiếp xúc có ba dạng: Tiếp xúc điểm (giữa hai mặt cầu, mặt cầu - mặt phẳng, hình nón - mặt phẳng) Tiếp xúc đường (giữa hình trụ - mặt phẳng) Tiếp xúc mặt (mặt phẳng - mặt phẳng) Bề mặt tiếp xúc theo dạng có mặt phẳng lồi lõm nhỏ mà mắt thường thấy Tiếp xúc hai vật dẫn khơng thực tồn bề mặt mà có vài điểm tiếp xúc thơi Đó đỉnh có bề mặt cực bé để dẫn dòng điện qua Muốn tiếp xúc tốt phải làm mối tiếp xúc Sau thời gian định, bề mặt làm khơng khí bị phủ lớp oxy Ở mối tiếp xúc vàng hay bạc, lớp oxy chậm phát triển Thông thường, bề mặt tiếp xúc làm giấy nhám mịn sau lau lại vải Nếu bề mặt tiếp điểm có dính mỡ dầu phải làm axêtơn 4.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc a, Vật liệu làm tiếp điểm: Nếu vật liệu mềm dù áp suất có bé điện trở tiếp xúc bé Nói cách khác, khả chống dập nát đặc trưng S bé Rtx bé Do thường dùng vật liệu mềm để làm tiếp điểm dùng kim loại cứng mạ kim loại mềm như: đồng thau mạ thiếc, thép mạ thiếc Từ phát triển tiếp điểm lưỡng kim loại: tiếp điểm loại cứng tiếp xúc với kim loại lỏng thủy ngân b, Lực ép lên tiếp điểm F: Lực F tiếp điểm lớn điện trở tiếp xúc bé, xem đường cong (hình 1-2, b) Tuy nhiên lực ép tăng đến giá trị định điện trở tiếp xúc khơng giảm c, Hình dạng tiếp điểm: Rtx = R − R1 = k Fm http://www.ebook.edu.vn 17 Vì: m khác nên khác (Bảng 1-4) d, Diện tích tiếp xúc: Có ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc, diện tích tiếp xúc lớn thi Rtx nhỏ e, Mật độ dịng điện: Diện tích tiếp xúc xác định tuỳ theo mật độ dòng điện cho phép Đối với dẫn đồng tiếp xúc tần số 50Hz mật độ dịng điện cho phép là: Trong đó: + I - giá trị dịng điện hiệu dụng, A + S - diện tích mặt tiếp xúc, mm2 Biểu thức tính tốn với dịng điện từ Nếu I ngồi giá trị đó: I < 200A Jcp = 0,31A/mm2 I > 2000A Jcp = 0,12A/mm2 Khi vật liệu tiếp xúc khơng phải đồng (Cu) mật độ dịng điện cho phép chất tính theo cơng thức sau: Jcp.vat.lieu.x = JcpCu Rtx( p)Cu R( p ).vat.lieu.x Đối với mật độ dòng điện cho trước, muốn giảm phát nóng tiếp điểm vật liệu phải có điện trở suất nhỏ, đồng thời phải có khả tỏa nhiệt cao qua mặt ngồi Do vật dẫn có bề mặt xù xì (vật đúc) hay vật dẫn quét sơn tỏa nhiệt có hiệu Có thể kiểm tra nhiệt độ tiếp xúc biến màu sơn Như muốn giảm điện trở tiếp xúc tăng lực F, tăng số điểm tiếp xúc, chọn vật dẫn có điện trở suất bé hệ số truyền nhiệt lớn, tăng diện tích truyền nhiệt chọn tiếp điểm có dạng toả nhiệt dễ 4.3.Các nguyên nhân hư hỏng tiếp điểm cách khắc phục a, Nguyên nhân gây hư hỏng tiếp điểm - Ăn mòn kim loại: bề mặt tiếp điểm có lỗ nhỏ Trong vận hành nước chất đọng lại gây phản ứng hóa học, bề mặt tiếp xúc bị ăn mịn làm hư hỏng tiếp điểm - Ơ xy hóa: mơi trường tác dụng lên bề mặt tiếp xúc tạo thành lớp xýt mỏng có điện trở suất lớn dẫn tới điện trở tiếp xúc lớn, phát nóng hỏng tiếp điểm - Điện hóa học vật liệu làm tiếp điểm - Hư hỏng tiếp điểm điện: Khi vận hành khí cụ điện khơng bảo quản tốt tiếp điểm bị rỉ, lị xo bị han rỉ khơng trì đủ lực làm điện trở tiếp xúc tăng có dịng điện tiếp điểm phát nóng nóng chảy tiếp điểm http://www.ebook.edu.vn 18 b, Các biện pháp khắc phục - Với mối tiếp xúc cố định nên bôi lớp bảo vệ - Khi thiết kế nên chọn vật liệu có điện hóa học giống - Sử dụng vật liệu không bị xy hóa làm tiếp điểm mạ tiếp điểm - Thường xuyên kiểm tra, thay lò xo hư hỏng, lau tiếp điểm Bài 2: Các khí cụ đóng cắt tay Cơng tắc 1.1.Cơng dụng Cơng tắc loại khí cụ điện dùng để đóng cắt dịng điện đổi nối mạch điện tay, mạng điện có cơng suất bé, có điện áp chiều đến 440V điện áp xoay chiều đến 500V Công tắc hộp thường dùng làm cầu dao tổng cho máy công cụ, dùng đóng mở trực tiếp cho động điện cơng suất bé Hoặc dùng để đổi nối, khống chế mạch điện tự động Có dùng để thay đổi chiều quay động điện, đổi cách đấu điện cuộn dây Stato từ Y→ 1.2.Phân loại, ký hiệu a Phân loại: Theo hình dạng bên ngồi, người ta chia công tắc làm ba loại: - Kiểu hở - Kiểu bảo vệ - Kiểu kín Theo cơng dụng người ta chia công tắc loại: - Cơng tắc đóng ngắt trực tiếp - Cơng tắc chuyển mạch (hay công tắc vạn năng) - Công tắc hành trình - Cơng tắc pha dùng điện sinh hoạt b Ký hiệu: Công tắc cực Công tắc đảo chiều Cơng tắc hành trình • Một Cột Một Nối Kết (single pole single throw - SPST Công Tắc Đóng Mở đơn giản) • Một Cột Hai Nối Kết (single pole double throw - SPDT' , Cơng Tắc Đóng Mở hai mạch điện) http://www.ebook.edu.vn 19 • Hai Cột Một Kết Nối (double pole single throw – DPST) • Hai Cột Hai Nối Kết (double pole double throw – DPDT) 1.3.Cấu tạo nguyên lý làm việc Nhìn chung dạng tiếp xúc đóng mở, tiếp xúc điểm vật dẫn thường làm đồng a, Công tắc hộp: (hình 4-2 a, b, c, d, e) b c Hình 4-2 Cơng tắc hộp Hình dạng chung; Mặt cắt (vị trí đóng); Mặt cắt (vị trí ngắt) Phần tiếp điểm tĩnh gắn vành nhựa bakêlit cách điện có đầu vặn vít chìa khỏi hộp Các tiếp điểm động gắn trục cách điện với trục, nằm mạch khác tương ứng với vành Khi trục quay đến vị trí thích hợp, có số tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh, số khác rời khỏi tiếp điểm tĩnh Chuyển dịch tiếp điểm động nhờ cấu khí có núm vặn Ngồi cịn có lị xo phản kháng đặt vỏ hộp để tạo nên sức bật nhanh làm cho hồ quang dập tắt nhanh chóng Hình dạng cấu tạo cơng tắc hộp Việt Nam, Liên Xơ, Đức, Pháp điều giống hình trên, khác nhiều hình dạng kết cấu d Kiểu bảo vệ http://www.ebook.edu.vn e Kiểu kín 20 b, Cơng tắc vạn (hình 4-3 a, b) Gồm đoạn riêng lẽ cách điện với lắp trục Các tiếp điểm sẻ đóng mở nhờ xoay vành cách điện lồng trục Khi ta vặn công tắc, tay gạt công tắc vạn có số vị trí chuyển đổi, tiếp điểm đoạn đóng ngắt theo yêu cầu Công tắc vạn chế tạo theo kiểu tay gạt có vị trí cố định có lị xo phản hồi vị trí ban đầu (vị trí 0) Hình 4-3: Cơng tắc vạn a Hình dạng chung b Mặt cắt ngang Tiếp điểm tĩnh Tiếp điểm động Vành cách điện trục nhỏ • Hình dáng ngồi số cơng tắc dùng dân dụng cơng nghiệp: • Hình dạng ngồi sơ đồ đấu dây loại cơng tắc đơn dân dụng 10 14 13 16 12 11 • Hình dạng ngồi sơ đồ đấu dây công tắc chuyển đổi động từ kép qua tam giác nối tiếp (dùng công nghiệp) • Công dụng: http://www.ebook.edu.vn 21 Công tắc hộp thường dùng làm cầu dao tổng cho máy công cụ, dùng đóng mở trực tiếp động điện cơng suất bé, dùng để khống chế mạch điện tự động Có dùng thay đổi chiều quay động đổi cách đấu cuộn dây sta to động từ kép tam giác Công tắc vạn dùng để đóng ngắt, chuyển đổi mạch điện cuộn dây hút công tăc tơ, khởi động từ Nó dùng mạch điện điều khiển có điện áp đến 440V (một chiều) đến 500V (xoay chiều tần số 50Hz) Công tắc pha dùng lưới điện sinh hoạt để đóng mở đèn Thường chôn tường hay để bảng điện 1.4.Tính tốn lựa chọn thơng số kỹ thuật a, Một số thông số kỹ thuật + Công tắc xoay Việt Nam Ký hiệu CX-10 (dòng điện định mức 10A) Ký hiệu CX-25 (dịng điện định mức 25A) + Cơng tắc xoay pha Trung Quốc Ký hiệu HZ1-25/E16TH Điện áp (V) 250 500 HZ1-100/3TH 250 500 + Công tắc xoay cộng hòa dân chủ Đức Ký hiệu Elgero 6305, 203, 67, 9TGL 15A 500VAC 16A 500VAC + Công tắc hành trình cộng hịa dân chủ Đức Ký hiệu M689 6A 250VAC Có tiếp điểm thường đóng tiếp điểm thường mở +Điều kiện chọn ICTItt phụ tải UCTUmạng Dòng điện định mức (A) 25 15 100 60 1.5.Lắp đặt mạch điện đơn giản có sử dụng công tắc CT Đ N Cầu Dao 2.1.Công dụng Cầu dao loại khí cụ điện dùng để đóng cắt dịng điện tay đơn giản sử dụng mạch điện có điện áp đến 220VDC 380VAC Cầu dao cho phép thực hai chức sau: http://www.ebook.edu.vn 22 - An tồn cho người: để điều đó, cầu dao thực nhiệm vụ ngăn cách phần phía (thượng lưu) có điện áp phần phía (hạ lưu) mạng điện mà phần người ta tiến hành sửa chửa điện - An toàn cho thiết bị: mà cầu dao bố trí vị trí hay làm trụ cột để lắp thêm cầu chì, cầu chì sử dụng để bảo vệ trang thiết bị tượng ngắn mạch Trạng thái dao cách ly đóng hay mở dễ dàng nhận thấy ta đứng nhìn từ phía ngồi Khả cắt điện cầu dao: - Các cực cầu dao có cơng suất cắt hạn chế Cầu dao thường dùng để đóng ngắt đổi nối mạch điện, với công suất nhỏ thiết bị làm việc không cần thao tác đóng cắt nhiều lần Nếu điện áp cao mạch điện có cơng suất trung bình lớn cầu dao thường làm nhiệm vụ đóng cắt khơng tải Vì trường hợp ngắt mạch hồ quang sinh lớn, tiếp xúc bị phá hỏng thời gian ngắn khơi mào cho việc phát sinh hồ quang pha, từ vật liệu cách điện bị phá hỏng, gây nguy hiểm cho thiết bị người thao tác 2.2.Phân loại, ký hiệu a, Phân loại: Tùy theo đặc tính kết cấu nhu cầu sử dụng cầu dao mà người ta phân cầu dao theo loại sau: - Theo kết cấu: chia cầu dao làm loại cực, cực, cực, cực, người ta chia cầu dao loại có tay nắm hay tay nắm bên Ngồi cịn có cầu dao ngả cầu dao ngả - Theo điện áp định mức: 250V 500V - Theo dòng điện định mức: loại 15, 25, 60, 75, 100, 200, 300, 600, 1000A - Theo vật liệu cách điện: có loại đế sứ, đế nhựa ba kê lít, đế đá - Theo điều kiện bảo vệ: có loại khơng có hộp, loại có hộp che chắn (nắp nhựa, nắp gang, nắp sắt ) - Theo yêu cầu sử dụng: người ta chế tạo cầu dao có cầu chì (dây chảy) bảo vệ loại khơng có cầu chì bảo vệ Ở nước ta thường sản xuất cầu dao đá loại cực, cực khơng có nắp che chắn, có dịng điện định mức tới 600 A có lưỡi dao phụ Một số nhà máy sản xuất cầu dao nắp nhựa, đế sứ hay đế nhựa, có dòng điện định mức 60A, cầu dao có chỗ bắt dây chảy để bảo vệ ngắn mạch 2.2.1 Ký hiệu: LN Cầu dao ngã pha http://www.ebook.edu.vn Cầu dao ngã pha 23 2.3.Cấu tạo nguyên lý làm việc Thông thường gồm: - Lưỡi dao (1) a Cấu tạo - Lưỡi dao phụ (3) - Tiếp xúc tĩnh (ngàm)(2) - Đế cách điện.(5) - Lò xo bật nhanh (4) - Cực đấu dây (6) Cầu dao pha Cầu dao có lưỡi dao phụ Hình 1: Các phận cầu dao Trong cầu dao phận tiếp xúc quan trọng Theo cách hiểu thông thường, chỗ tiếp xúc điện nơi gặp gỡ chung hai hay nhiều vật dẫn để dòng điện từ vật dẫn sang vật dẫn khác Mặt tiếp xúc vật gọi bề mặt tiếp xúc Tiếp xúc cầu dao dạng tiếp xúc đóng mở, tiếp điểm tiếp điểm kẹp (cắm) Lưỡi dao gắn cố định đầu, đầu gắn vào tay nắm cầu dao Vật liệu chế tạo cho vật dẫn, điểm tiếp xúc thường làm bạc, đồng, platin, vonfram, niken hữu hạn dùng vàng Bạc có tính dẫn điện truyền nhiệt tốt, platin (bạch kim) khơng có lớp ơxyt, điện trở tiếp xúc bé, vofram có nhiệt độ nóng chảy cao chống mịn tốt đồng thời có độ cứng lớn Trong đồng đồng thau với kim loại hợp kim có nhiệt độ nóng chảy cao sử dụng rộng rãi Bu lơng, vít làm thép, dùng để ghép vật tiếp xúc cố định với Mỗi cực cầu dao có bu lơng lỗ để đấu nối dây vào Tay nắm làm vật liệu cách điện tốt sứ, phíp mi ca Nắp che chắn làm nhựa hay phíp Đế làm sứ, nhựa phíp Có số cầu dao công dụng thiết bị mà người ta gắn thêm dây chảy (cầu chì) để bảo vệ ngắn mạch b, Nguyên lý hoạt động: Cầu dao đóng mở nhờ ngoại lực bên ngồi (bằng tay) tác động Khi đóng cầu dao, lưỡi dao tiếp xúc với ngàm dao, mạch điện nối Lưỡi dao rời khỏi ngàm dao mạch điện bị ngắt Cầu dao cần đảm bảo ngắt điện tin cậy cho thiết bị dùng điện khỏi nguồn điện áp Do khoảng cách tiếp xúc điện đến đi, tức chiều dài lưỡi dao cần phải lớn 50mm Ta sử dụng lưỡi dao phụ lò xo để làm tăng tốc độ ngắt mạch Như dập hồ quang cách nhanh chóng, khơng làm cho ngàm dao lưỡi dao bị cháy xém Để tiếp xúc lưỡi dao ngàm dao tốt cần phải giải hai vấn đề: - Bề mặt tiếp xúc phải nhẵn xác http://www.ebook.edu.vn 24 - Lực ép tiếp điểm phải đủ mạnh Nếu lưỡi dao ngàm dao tiếp xúc tốt đảm bảo dẫn điện tốt, nhiệt sinh chỗ tiếp xúc Nếu mặt tiếp xúc xấu, điện trở tiếp xúc lớn, dòng điện qua đốt nóng mối tiếp xúc, nhiệt độ mối tiếp xúc tăng dễ bị hỏng Để giảm bớt điện trở tiếp xúc, người ta thường mạ phủ Lớp kim loại bao phủ có tác dụng bảo vệ kim loại Thường mạ với vật liệu sau: - Tiếp điểm đồng đồng thau thường mạ bạc, mạ thiếc không tốt mạ bạc có dịng điện qua (lúc ngắn mạch) thiếc chảy bắn xung quanh dẫn đến chạm chập (do nhiệt độ nóng chảy thiếc nhỏ nhiệt độ nóng chảy bạc) - Nhơm thường mạ kẽm - Kẽm mạ niken nhằm giảm oxy hố, khơng chảy hẳn ngồi Mặt khác, để bảo vệ tốt bề mặt kim loại, kim loại mạ phải có điện hóa học gần điện hóa học kim loại làm tiếp điểm, tăng lực ép F giảm bớt khe hở, giảm bớt độ ăn mịn Tay nắm bố trí bên hay có tay nắm điều khiển nối dài phía trước để thao tác có khoảng cách Hoạt động cầu dao ngắn mạch: - Khi tải đặc biệt ngắn mạch, nhiệt độ chỗ tiếp xúc tiếp điểm cao làm giảm tính đàn hồi cường độ khí tiếp điểm Nhiệt độ cho phép ngắn mạch đồng, đồng thau (200 300)0C, nhơm (150 200)0C Ta phân biệt trường hợp sau: - Tiếp điểm vị trí đóng bị ngắn mạch: tiếp điểm bị nóng chảy hàn dính lại Kinh nghiệm cho thấy lực ép lên tiếp điểm lớn dịng điện để làm tiếp điểm nóng chảy hàn dính lớn Thường lực ép F vào khoảng (200 500)N Do tiếp điểm cần phải có lực giữ tốt - Tiếp điểm qúa trình đóng bị ngắn mạch: lúc sinh lực điện động kéo rời tiếp điểm xa, song chấn động nên dễ bị sinh tượng hàn dính - Tiếp điểm trình mở bị ngắn mạch: trường hợp sinh hồ quang làm nóng chảy tiếp điểm mài mịn mặt tiếp xúc 2.4.Tính tốn lựa chọn thông số kỹ thuật Chọn cầu dao theo dòng điện định mức điện áp định mức: IđmCD= Itt UđmCD= U nguồn 2.5.Lắp đặt mạch điện đơn giản có sử dụng cầu dao http://www.ebook.edu.vn 25 Nút ấn 3.1.Cơng dụng Nút nhấn cịn gọi nút điều khiển, loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa thiết bị điện từ khác nhau, dụng cụ báo hiệu Nút nhấn dùng để phát tín hiệu cho phận chấp hành khí cụ điện Nút nhấn dùng để thay đổi chế độ làm việc hệ thống điện Nút nhấn dùng để thơng báo tin tức Nút nhấn có chế độ làm việc mạch điện: trì khơng trì + Duy trì: thiết bị tự động làm việc ta tác động ngắn vào nút nhấn (tác động xong bỏ tay khỏi nút nhấn) Phải phối hợp với rơ le trung gian hay cơng tăc tơ + Khơng trì: thiết bị làm việc có tay ta tác động vào giữ nút nhấn Khi ta bỏ tay khỏi nút nhấn thiết bị dừng Nút nhấn gắn liền bảng điều khiển, với máy để cách biệt cần điều khiển từ xa Nút nhấn chế tạo làm việc nơi khơng ẩm ướt, khơng có khí ăn mịn hóa học, khơng có bụi 3.2.Phân loại, ký hiệu a, Phân loại: Phân loại theo kiểu dáng người ta chia loại sau: Kiểu hở: thường đặt bảng nút nhấn, hộp hay mặt tủ điện Kiểu bảo vệ: đặt vỏ nhựa vỏ sắt hình hộp chủ yếu chống va đập Kiểu bảo vệ chống bụi: chế tạo với vỏ đúc liền nhựa kim loại nhẹ Kiểu chống nước: đặt vỏ kín nhựa không cho nước vào Kiểu chống nổ: chế tạo với vỏ đặt biệt kín khí cháy, khí nổ tiếp xúc Theo yêu cầu điều khiển chia làm loại: Loại nút: đơn (một cặp thường đóng thường mở, giống nút nhấn chng nhà dân) Loại nút: liên động, cặp thường mở cặp thường đóng b, Ký hiệu: 3.3.Cấu tạo nguyên lý làm việc a, Cấu tạo: Gồm: - Tiếp điểm tĩnh 3.3.1 Tiếp điểm động http://www.ebook.edu.vn 26 3.3.2 Hệ thống lò xo b, Nguyên lý làm việc: Đối với nút nhấn thường mở: có lực tác động vào nút nhấn, tiếp điểm động thay đổi trạng thái từ mở sang đóng (tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh) tạo thành mạch kín để phát tín hiệu điều khiển tới thiết bị điện Khi khơng cịn lực tác động trở lại trạng thái ban đầu Đối với nút nhấn thường đóng: có lực tác động vào nút nhấn, tiếp điểm động thay đổi trạng thái từ đóng sang mở (rời khỏi tiếp điểm tĩnh) tạo thành mạch hở để ngắt tín hiệu điều khiển thiết bị điện Khi khơng cịn lực tác động trở lại trạng thái ban đầu Đối với nút nhấn liên động: có lực tác động vào nút nhấn, tiếp điểm thường đóng thay đổi trạng thái từ đóng sang mở, sau tiếp điểm thường mở thay đổi trạng thái từ mở sang đóng (tiếp điểm thường đóng mở trước, sau tiếp điểm thường mở đóng lại) Khi khơng cịn lực tác động trở lại trạng thái ban đầu 3.4.Tính tốn lựa chọn thơng số kỹ thuật Thơng số kỹ thuật: Đối với nút nhấn kiểu hở kiểu bảo vệ, dòng điện qua tiếp điểm 5A, điện áp lên đến 600V, thao tác đóng cắt khoảng 100.000 lần Theo qui định màu nhà sản xuất: - Màu đỏ: màu để dừng hệ thống - Màu xanh: màu để khởi động hệ thống INA≥Itt UNA≥Uđm Nguyên nhân, hư hỏng biện pháp khắc phục 4.1.Ngun nhân Trong máy móc cơng nghiệp người ta sử dụng rộng rãi không chế để làm khí cụ điều khiển thiết bị điện Bộ khống chế chia làm khống chế động lực (còn gọi tay trang) để điều khiển trực tiếp khống chế huy để điều khiển gián tiếp http://www.ebook.edu.vn 27 Bộ khống chế loại thiết bị chuyển đổi mạch điện tay gạt hay vô lăng quay Điều khiển trực tiếp gián tiếp từ xa thực chuyển đổi mạch phức tạp để điều khiển khởi động, điều chỉnh tốc độ, đảo chiều, hãm điện máy điện thiết bị điện Bộ khống chế động lực (còn gọi tay trang) dùng để điều khiển trực tiếp đồ dùng điện có cơng suất bé trung bình chế độ làm việc khác nhằm đơn giản hoá thao tác cho người vận hành Bộ khống chế huy dùng để điều khiển gián tiếp động điện có cơng suất lớn, chuyển đổi mạch điện điều khiển cuộn dây công tắc tơ, khởi động từ Đơi dùng đóng cắt trực tiếp động điện có công suất bé, nam châm điện thiết bị điện khác Bộ khống chế huy truyền động tay động chấp hành Bộ khống chế động lực dùng để thay đổi trị số điện trở đấu mạch điện Về nguyên lý khống chế huy không khác khống chế động lực Chỉ có hệ thống tiếp điểm bé, nhẹ, nhỏ sử dụng mạch điều khiển 4.2.Phân loại, ký hiệu a Phân loại 4.2.1 Theo kết cấu người ta chia khống chế làm khống chế hình trống khống chế hình cam 4.2.2 Theo nguyên lý sử dụng người ta chia khống chế làm khống chế điện xoay chiều khống chế điện chiều b, Ký hiệu KC 201 4.3.Cấu tạo nguyên lý làm việc a) Bộ khống chế hình trống Trên trục bọc cách điện người ta bắt chặt đoạn vành trượt đồng có cung dài làm việc khác Các đoạn dùng làm vành tiếp xúc động xếp góc độ khác Một vài đoạn vành nối điện với sẵn bên Các tiếp xúc tĩnh có lị xo đàn hồi (cịn gọi chổi tiếp xúc) kẹp chặt cán cố định bọc cách điện chổi tiếp xúc tương ứng với đoạn vành trượt phận quay Các chổi tiếp xúc có vành cách điện với nối trực tiếp với mạch điện bên Khi quay trục 1các đoạn vành trượt tiếp xúc mặt với chổi tiếp xúc thực chuyển đổi mạch cần thiết mạch điều khiển (hình 7.1) http://www.ebook.edu.vn 28 ... NĨI ĐẦU Mơn học Lắp đặt, sửa chữa khí cụ điện hạ thông dụng môn học bắt buộc chương trình đào tạo Trung cấp nghề Cơ điện nơng thơn Tài liệu ? ?Lắp đặt, sửa chữa khí cụ điện hạ thông dụng? ?? biên soạn... biên soạn theo nội dung chương trình chi tiết mơn ? ?Lắp đặt, sửa chữa khí cụ điện hạ thơng dụng? ?? đào tạo trình độ Trung cấp nghề Cơ điện nơng thơn Trường Cao đẳng Lào Cai, tài liệu nhằm cung cấp... chọn cách sửa chữa, bảo dưỡng sai hỏng thường gặp khí cụ điện thường dùng hệ thống điện điều khiển máy điện Nội dung tài liệu gồm : Bài 1: Lý thuyết chung khí cụ điện hạ Bài 2: Các khí cụ đóng