đề cương khí cụ điện

Giáo trình này trang bị những lý luận cơ bản, để hiểunguyên lý làm việc, đặc điểm cấu tạo các loại khí cụ điện thường dùng trong tự độngtruyền động, trong hệ thống điện và trong lĩnh vực

§Ò c¬ng m«n: KhÝ cô ®iÖn

Chương 1: Khái niệm chung về khí cụ điện

- Khí cụ điện đề cập ở đây là loại khí cụ điện làm nhiệm vụ: đóng cắt, điều khiển, điềuchỉnh, bảo vệ, chuyển đổi, khống chế và kiểm tra mọi hoạt động của hệ thống lưới điện

và máy điện

- Khí cụ điện là một loại thiết bị đang được sử dụng rất phổ biến, nó có mặt trong hầuhết các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế, từ các nhà máy điện, trạm biến áp, các nhàmáy nông công nghiệp…

- Khí cụ điện ở nước ta hiện nay được nhập ở rất nhiều nước, rất nhiều hãng khácnhau và có đủ mọi thế hệ Có cả các thiết bị đã được sử dụng 40 đến 50 năm nay, rất lạchậu và các thiết bị rất hiện đại mới nhập Chính vì vậy các qui cách không thống nhất,gây khó khăn cho vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa Do quá nhiều chủng loại khí cụđiện với các tiêu chuẩn khác nhau, nên trong sử dụng hiện nay nhiều khi không sử dụnghết tính năng và công suất của thiết bị hoặc sử dụng không đúng gây hư hỏng thiết bị,làm thiệt hại không nhỏ cho nên kinh tế Chính vì vậy việc đào tạo nâng cao kiến thức

về khí cụ điện, đặc biệt là các thiết bị mới cho các cán bộ kỹ thuật quản lý và vận hànhthiết bị là một đòi hỏi rất cấp thiết Giáo trình này trang bị những lý luận cơ bản, để hiểunguyên lý làm việc, đặc điểm cấu tạo các loại khí cụ điện thường dùng trong tự độngtruyền động, trong hệ thống điện và trong lĩnh vực điều khiển máy điện… nhằm giúpsinh viên các ngành điện khi ra trường có thể lựa chọn, vận hành, sửa chữa cải tiến khí

cụ điện hoặc một số bộ phận của khí cụ điện

1.1 PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN:

1 Theo công dụng:

 Khí cụ điện khống chế: Dùng để đóng cắt, điều chỉnh tốc độ chiều quay của máyphát điện, động cơ điện (như cầu dao, áptômát, công tắc tơ…)

 Khí cụ điện bảo vệ: Làm nhiệm vụ bảo vệ các động cơ, máy phát, lưới điện khi

có sự cố quá tải, ngắn mạch, sụt áp…(như rơle, cầu chì, máy cắt…)

 Khí cụ điện điều khiển từ xa: Làm nhiệm vụ thu nhận phân tích và khống chế sựhoạt động của các mạch điện như khởi động từ…

 Khí cụ điện hạn chế dòng ngắn mạch như điện trở phụ, cuộn kháng…

 Khí cụ điện duy trì sự ổn định của các tham số điện (như ổn áp, bộ tự động điềuchỉnh điện áp máy phát)

2 Theo tính chất dòng điện:

 Khí cụ điện dùng trong mạch điện một chiều

 Khí cụ điện dùng trong mạch điện xoay chiều

3 Theo nguyên lý làm việc:

 Khí cụ điện điện từ, điện động, cảm ứng, có tiếp điểm, không có tiếp điểm…

4 Theo điện áp:

 Khí cụ điện hạ áp U < 1000V.

 Khí cụ điện cao áp U > 1000V

1.2 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI KHÍ CỤ ĐIỆN:

 Phải đảm bảo sử dụng được lâu dài, đúng tuổi thọ thiết kế khi làm việc với cácthông số kỹ thuật định mức

 Phải đảm bảo ổn định lực điện động và ổn định nhiệt độ khi làm việc bìnhthường, đặc biệt khi sự cố trong giới hạn cho phép của dòng điện và điện áp

 Vật liệu cách điện chịu được điện áp cho phép

 Làm việc chính xác, an toàn, gọn nhẹ, dễ lắp đặt, dễ kiểm tra, sửa chữa

 Làm việc ổn định ở điều kiện khí hậu môi trường mà khi thiết kế cho phép

1.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI KHÍ CỤ ĐIỆN:

1.3.1 Sự phát nóng của khí cụ điện:

Ở trạng thái làm việc, trong các bộ phận của KCĐ như: mạch vòng dẫn điện,mạch từ, các chi tiết bằng kim loại và cách điện đều có tổn hao năng lượng tác dụng vàbiến thành nhiệt năng

Một phần của nhiệt năng này làm tăng nhiệt độ của KCĐ, còn 1 phần khác tỏa ramôi trường xung quanh

Ở chế độ xác lập nhiệt, nhiệt độ của thiết bị không tăng lên nữa mà đạt trị số ổnđịnh, còn toàn bộ nhiệt năng tỏa ra môi trường xung quanh

Nếu nhiệt độ của KCĐ tăng cao thì cách điện bị già hóa và độ bền cơ của các chitiết bị suy giảm

Khi tăng nhiệt độ của vật liệu cách điện lên 8oC so với nhiệt độ cho phép ở chế

độ dài hạn thì tuổi thọ của cách điện giảm 50%

Với vật liệu dẫn điện thông dụng nhất là Cu, nếu tăng nhiệt độ từ 100oC đến250oC thì độ bền cơ giảm 40%, khi độ bền cơ của chúng giảm nên lực điện động trongtrường hợp ngắn mạch sẽ làm hư hỏng thiết bị

Do vậy độ tin cậy của thiết bị phụ thuộc vào nhiệt độ phát nóng của chúng

Trong tính toán phát nóng KCĐ thường dùng một số khái niệm như sau :

qo : nhiệt độ phát nóng ban đầu, thường lấy bằng nhiệt độ môi trường

q : nhiệt độ phát nóng

t = q - qo : là độ chênh nhiệt so với nhiệt độ môi trường, ở vùng ôn đới chophép t = 350C, vùng nhiệt đới t = 500C Sự phát nóng thiết bị điện còn tùy thuộc vàochế độ làm việc tôđ = qôđ - qo : độ chênh nhiệt độ ổn định

* Tuỳ theo chế độ làm việc mà khí cụ điện phát nóng khác nhau: có ba chế độ làmviệc: Làm việc dài hạn, làm việc ngắn hạn, làm việc ngắn hạn lặp lại

a Làm việc dài hạn: là khí cụ điện làm việc với thời gian lâu bao nhiêu cũng được,

nhưng nhỏ hơn thời gian cần thiết để phát nóng đến nhiệt độ ổn định

- Quá trình phát nóng: Khi có dòng điện I chạy trong vật dẫn sẽ gây ra tổn hao mộtcông suất P và trong thời gian dt sẽ gây ra một nhiệt lượng: Q = P.dt = RI2dt

Nhiệt lượng hao tổn này bao gồm hai phần:

 Đốt nóng vật dẫn Q1= G.C.dt

 Tỏa ra môi trường xung quanh Q2= S a.t.dt

Ta có phương trình cân bằng nhiệt của quá trình phát nóng:

d C G

P





t GC S t

GC

S

e e

S

t a

.

S

C G

T t T

b Làm việc ngắn hạn: Chế độ làm việc ngắn hạn là chế độ làm việc của thiết bị điện

với thời gian đủ ngắn để nhiệt độ phát nóng của nó chưa đạt tới giá trị ổn định, sau đó

0

T t

od e



 t

t

ngưng lăm việc trong thời gian đủ lớn để nhiệt độ của nó hạ xuống tới nhiệt độ môitrường.

Giả sử lăm việc dăi hạn đường cong phât nóng lă đường 1

Từ câc biểu thức trín vă gọi Kp= Pn/Pf lă hệ số quâ tải công suất ta có :

Vì công suất tỉ lệ với bình phương dòng điện nín :

KI : hệ số quâ tải về dòng điện

Hình: Phát nóng khi ngắn hạn

t

) 1



 t t

T

t f

f

n

e P

P K

t t

T t p

I K

c Làm việc ngắn hạn lặp lại: Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại là chế độ làm việc

của thiết bị điện trong một thời gian tlv mà nhiệt độ phát nóng chưa đạt tới bão hòa vàsau đó nghỉ một thời gian tng mà nhiệt độ chưa giảm về nhiệt độ ban đầu rồi tiếp tụclàm việc và nghỉ xen kẽ

Quá trình làm việc và nghỉ cứ lặp lại tuần hoàn như vậy theo chu kỳ với thời giantck = tlv + tng Sau thời gian đủ lớn, thiết bị đạt được chế độ tựa xác lập, ở đó trong thờigian làm việc nhiệt độ đạt tới giá trị qmax= const và trong thời gian nghỉ, nhiệt độ hạxuống giá trị qmin = const

- Quá trình phát nóng: Ta giả thiết tại thời điểm ban đầu độ chênh nhiệt độ của vật dẫn

là t0 sau thời gian làm việc tlv vật dẫn được đốt nóng đến độ chênh nhiệt là:

Sau thời gian nghỉ tng vật dẫn nguội xuống nhiệt tmax độ:

Chu kì tiếp theo vật dẫn lại bị đốt nóng tới chênh nhiệt độ:

T

t T

t od

lv lv

e e

t od

lv lv

e e

Sau một số chu kì nhiệt độ chênh lệch nhiệt độ đạt đến độ chênh nhiệt cực đạitmax và độ chênh lệch nhiệt độ cực tiểu tmin không thay đổi, ta gọi là thời kì ổn định.Tương tự như trên, ta viết:

Hệ số quá tải dòng điện:

* Sự phát nóng do tổn hao quyết định Đối với khí cụ điện là tổn hao đồng, tổn haosắt từ, tổn hao phụ

* Nhiệt độ cho phép của các bộ phận khí cụ điện làm việc dài hạn, có thể tham khảotrong bảng sau:

1 Vật dẫn không bọc cách điện hay để xa vật cách điện 1100C

3 Tiếp điểm đồng và hợp kim đồng 750C

4 Tiếp điểm trượt bằng đồng và hợp kim đồng

Trong tính toán phát nóng khí cụ điện thường dùng khái niệm độ chênh lệch nhiệt.

Độ chênh lệch nhiệt t là hiệu số giữa nhiệt độ phát nóng q và nhiệt độ môi trường xungquanh q0 ở vùng ôn đới lấy bằng 350C còn ở vùng nhiệt đới lấy bằng 500C

1.3.2 Tiếp xúc điện:

1.3.2.1 Khái quát: Tiếp xúc điện là chỗ gặp nhau của hai hay nhiều vật dẫn để dòngđiện đi từ vật dẫn này qua vật dẫn kia Bề mặt tiếp xúc giữa các vật dẫn gọi là bề mặttiếp xúc điện

* Tiếp xúc điện được chia làm 3 dạng chính:

T

t e

t od

T t t

T t od

ng lv lv

1

max

tt

T t T t

T t T t

f

nl

lv cx

e

e Kp

1

- Tiếp xúc cố định: là hai vật dẫn tiếp xúc chặt cứng với nhau bằng bu lông, đinhvít

- Tiếp xúc đóng mở có thể làm cho dòng điện chảy hoặc ngừng chảy từ vật dẫn nàysang vật dẫn kia

- Tiếp xúc trượt: là vật dẫn này có thể trượt trên bề mặt vật dẫn kia

* Các kiểu tiếp xúc trên đều tiến hành dưới các hình thức tiếp xúc sau:

- Tiếp xúc điểm: là hai vật dẫn chỉ tiếp xúc với nhau chỉ ở một điểm hoặc trên một

bề mặt với đường kính rất hẹp VD tiếp xúc hình cầu - hình cầu, hình cầu - mặt phẳng

- Tiếp xúc đường: là hai vật dẫn tiếp xúc với nhau theo một đường thẳng hoặc trênmột bề mặt rất hẹp VD tiếp xúc hình trụ - mặt phẳng

- Tiếp xúc mặt: là hai vật dẫn tiếp xúc với nhau theo một bề mặt rộng VD tiếp xúcmặt phẳng - mặt phẳng

Vật liệu tiếp điểm k.10-3(.kg) Tình trạng bề mặt tiếp điểm

Đồng mạ thiếc - Đồng mạ thiếc 0,07 Bôi dầu

Đồng - Đồng (tiếp điểm kiểu kẹp) 0,38 Không bị ôxuýt

Đồng - Đồng (tiếp điểm kiểu chổi) 0,1 nt

Ngoài công thức kinh nghiệm, ta còn dùng phương pháp giải tích để diễn giải rút

ra công thức tính điện trở tiếp xúc của tiếp điểm

Với giả thiết điện trở tiếp xúc như một đĩa tròn mỏng, điện trở tiếp xúc phân bốtrong không gian theo êlípxôít và sử dụng lý thuyết tương tự giữa việc xác định điệndung và điện trở, nhiều tác giả đã chứng minh công thức tính điện trở tiếp xúc của tiếp

điểm:







1.3.2.3 Những yếu tố ảnh h ư ởng tới đ iện trở tiếp xúc :

Điện trở tiếp xúc bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau:

a Vật liệu làm tiếp điểm: Từ công thức (1-2) trên ta thấy rằng hệ số chống dập nát 

của vật liệu làm tiếp điểm càng bé thì điện trở tiếp xúc bé Vì vậy để điện trở tiếp xúcnhỏ, ta nên chọn vật liệu mềm để làm tiếp điểm, nhưng thực tế cần phải kết hợp các yếu

tố khác như: độ bền cơ, khả năng chịu hồ quang vì vậy phải kết hợp một số vật liệukhác để tăng các khả năng trên VD đồng thau mạ thiếc hoặc mạ bạc

b Lực ép tiếp điểm: Từ công thức (1-1) và (1-2) ta thấy răng lực ép tiếp điểm càng

lớn thì điện trở tiếp xúc càng nhỏ

Đường 1 biểu diễn điện trở tiếp xúc giảm theo chiều lực tăng, nếu giảm lực nén lêntiếp điểm điện trở tiếp xúc thay đổi theo đường 2

Ta có thể giải thích như sau: Khi tăng lực nén lên bề mặt tiếp xúc thì không những

bề mặt bị biến dạng đàn hồi mà còn bị phá huỷ cục bộ Khi ta giảm lực ép thì một sốđiểm tiếp xúc vẫn còn giữ nguyên như khi lực nén lớn tác động Tăng lực ép chỉ có tácdụng giảm điện trở tiếp xúc Rtx ở giai đoạn đầu điện trở lớn và trung bình Khi lực ép đủlớn thì dù có tăng lực ép lên nữa thì điện trở tiếp xúc vẫn không thay đổi

c Hình dạng tiếp điểm: Cùng một lực ép nhưng kiểu tiếp xúc khác nhau thì Rtx khácnhau Từ công thức trên ta thấy tiếp xúc mặt có Rtx nhỏ nhất vì có hệ số m lớn nhất

d Nhiệt độ của tiếp điểm: Nhiệt độ của tiếp điểm thay đổi sẽ làm Rtx thay đổi theokết quả thí nghiệm với nhiệt độ nhỏ hơn 2000C có thể tính Rtx qua công thức:

)

3

2 1 ( ) 0 (  a q

q - nhiệt độ tiếp điểm (0C)

e Tình trạng bề mặt tiếp xúc: Bề mặt tiếp xúc bị bẩn bị oxy hoá có Rtx lớn hơn nhiều

Rtx của tiếp điểm sạch Khi bị oxy hoá càng nhiều thì nhiệt độ phát nóng trên bề mặt tiếpxúc càng cao

1.3.2.4 Vật liệu làm tiếp đ iểm :

Để thoả mãn tốt các điều kiện khác nhau của tiếp điểm khí cụ điện thì vật liệulàm tiếp điểm phải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Có độ dẫn điện cao (giảm Rtx)

F[kg]

100200300400

- Dẫn nhiệt tốt (giảm phát nóng cục bộ của những điểm tiếp xúc).

- Không bị oxy hoá (giảm Rtx để tăng độ ổn định của tiếp điểm)

- Đồng thau: hợp kim của đồng và kẽm sử dụng làm tiếp điểm dập hồ quang

- Các hợp kim đồng khác: hợp kim đồng với nhôm, đồng với Mangan, đồng vớiNiken và các hợp kim đồng khác sử dụng làm tiếp điểm

- Nhôm: có độ dẫn điện cao, rẻ nhưng dễ bị oxy hoá làm tăng điện trở suất, hànkhó khăn và độ bền cơ kém

- Vonfram và hợp kim vonfram: có độ mài mòn về điện tốt và chịu được hồquang, nhưng có điện trở tiếp xúc rất lớn

- Vàng và platin: không bị oxy hoá do có điện trở tiếp xúc nhỏ và ổn định, được

sử dụng làm tiếp điểm hạ áp có dòng điện bé và quan trọng

- Than và graphit: có điện trở tiếp xúc và điện trở suất lơn nhưng lại chịu được hồquang tốt Thường dùng làm các tiếp điểm mà khi làm việc phải chịu tia lửa điện, đôikhi làm tiếp điểm dập hồ quang

1.3.2.5 Nguyên nhân h ư hỏng tiếp đ iểm và biện pháp khắc phục:

a Nguyên nhân hư hỏng:

- Ăn mòn kim loại: Trong thực tế chế tạo dù gia công như thế nào thì bề mặt tiếp

xúc tiếp điểm vẫn còn những chỗ nhỏ li ti Khi vận hành hơi nước và các chất hoá học

có hoạt tính cao thấm vào và đọng lại trong những lỗ nhỏ này sẽ gây ra các phản ứnghoá học tạo ra một lớp màng mỏng rất giòn Khi va chạm trong quá trình đóng mở tiếpđiểm lớp màng mỏng này dễ bị bong ra, do đó bề mặt tiếp xúc bị mòn dần

- Oxy hoá: Môi trường xung quanh làm bề mặt tiếp điểm bị oxy hoá tạo thành lớp

oxit mỏng trên bề mặt tiếp xúc, điện trở suất của lớp oxit này rất lớn nên làm tăng Rtx

dẫn đến gây phá hỏng tiếp điểm Mức độ gia tăng Rtx do bề mặt tiếp xúc bị oxy hoá còntuỳ thuộc vào nhiệt độ Ở nhiệt độ 20-300C có lớp oxit dày khoảng 2,5.10-6mm Theo thínghiệm tiếp điểm đồng để ra ngoài trời sau một tháng Rtx tăng 10%, ở nhiệt độ lớn hơn

700C sự oxy hoá rất nhanh

- Điện thế hoá học của vật liệu tiếp điểm: Hai kim loại có điện thế hoá học khác

nhau khi tiếp xúc sẽ tạo nên một cặp hiệu điện thế Nếu bề mặt tiếp xúc có nước xâmnhập và có dòng điện chạy qua, kim loại có điện thế hoá học âm hơn sẽ bị ăn mòn trước

- Hư hỏng do điện: Trong quâ trình vận hănh lđu ngăy hoặc không được bảo quản

tốt lò xo tiếp điểm bị hoen rỉ yếu đi sẽ không đủ lực ĩp văo tiếp điểm Khi có dòng điệnchạy qua, tiếp điểm sẽ bị phât nóng gđy nóng chảy, thậm chí bị hăn dính văo nhau

b Câc biện phâp khắc phục:

- Đối với những tiếp xúc cố định nín bôi một lớp mỡ chống rỉ hoặc quĩt lớp sơnchống ẩm

- Khi thiết kế chọn những vật liệu có điện thế hoâ học gần giống nhau

- Nín sử dụng câc vật liệu không bị oxy hoâ học gần giống nhau

- Mạ điện câc tiếp điểm

- Thay lò xo tiếp điểm

- Kiểm tra sửa chữa cải tiến thiết bị dập hồ quang, để rút ngắn thời gian dập hồ quangnếu điều kiện cho phĩp

1.4 CƠ CẤU ĐIỆN TỪ VĂ NAM CHĐM ĐIỆN.

1.4.1 Cơ cấu điện từ:

1.4.1.1 Khâi niệm:

Các thiết bị như rơle, công tắc tơ, khởi động từ,áptômát đều có bộ phận làm nhiệm vụ biến đổi từ điệnnăng ra cơ năng Bộ phận này gồm có: cuộn dây và mạch từgọi chung là cơ cấu điện từ

Mạch từ chia làm các phần chính sau đây :

 Thân mạch từ

 Nắp mạch từ

 Khe hở không khí chính d

Khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây thì trong cuộn dây có từthông f đi qua, từ thông này cũng chia làm 3 thành phần :

Từ thông chính fd : là từ thông đi qua khe hở không khíchính, đó cũng là từ thông làm việc của cơ cấu điện từ

Từ thông tản ft : là từ thông đi ra ngoài khe hở không khíchính

Từ thông rò fr : là từ thông khép vòng qua cuộn dây làthành phần không đi qua khe hở không khí chính mà khép kíntrong không gian giữa lõi và thân mạch từ.

1.4.2.2 Phđn loại:

- Phân theo tính chất của nguồn điện

 Cơ cấu điện một chiều

 Cơ cấu điện từ xoay chiều

- Theo cách nối cuộn dây vào nguồn điện

 Nối nối tiếp

 Nối song song

- Theo hình dạng mạch từ:

 Mạch từ hút chập (thẳng)

 Mạch từ hút xoay (quanh một trục hay một cạnh),mạch từ hút kiểu pittông

1.4.2.3 Câc định luật cơ bản của mạch từ:

1 Định luật Ôm: Trong một phân đoạn của mạch từ, từ

áp rơi trên nó bằng tích giữa từ thông và từ trở hoặcthương giữa từ thông và từ dẫn:

2 Định luật Kiếckhốp I: Trên mọi điểm của mạch từ,

tổng từ thông vào bằng tổng từ thông ra:

3 Định luật Kiếckhốp II: Trong một mạch từ khép kín,

tổng từ áp của các đoạn mạch bằng tổng sức từđộng:

4 Định luật bảo toàn dòng điện: Tích phân đường của

cường độ từ trường theo vòng từ khép kín bằng tổngs.t.đ của vòng từ đó:

Định luật toàn dòng điện có thể biến đổi như sau:

hoặc:

và đây cũng chính là định luật Kiếckhốp II với mạch từkhép kín

1.4.2 Nam chđm điện.

1.4.2.1 Đại cương về nam chđm điện:

Dòng điện chạy trong cuộn dây sẽ sinh ra từ trường.Vật liệu sắt từ đặt trong từ trường này sẽ bị từ hóa và có

G R

U  f  f

0 1





n i

f



n i i

n

i R F

1

1

 f

l

i

F dl

F dR

S

dl dl

S

S B dl

.

l

i l

F dR

dl

cực tính ngược lại với cực tính của cuộn dây, cho nên sẽ bịhút về phía cuộn dây

Nếu đổi chiều dòng điện trong cuộn dây thì từtrường trong cuộn dây cũng đổi chiều và vật liệu sắt từ bịtừ hóa có cực tính ngược với cực tính cuộn dây, cho nênchiều lực hút không đổi

Trong quá trình làm việc nắp mạch từ chuyển động,khe hở không khí giữa nắp và lõi thay đổi nên lực hút điệntừ cũng thay đổi

1.4.2.2 Tính lực hút điện từ nam chđm điện:

Lực hút điện từ cuả nam châm điện một chiềuthường được tính theo 2 phương pháp :

1 Tính theo công thức maxwell :

Theo Maxell thì khi có một vật dẫn từ trường thì vậtdẫn từ sẽ chịu một lực tác dụng:

Trong đó:

: Véc tơ từ cảm ở khe hở KK bề mặt cực từ : Véc tơ pháp tuyến đơn vị ở bề mặt cựctừ

Nam châm điện

Khi khe hở không khí bé, từ trường có thể xem như phân bốđều trên bề mặt cực từ B = const, bên coi thì ta co ï:

Khi khe hở không khí từ thông rò nhiều :

Với Kđc= 3 ¸ 5 là hệ số điều chỉnh

2.Tính theo phương pháp cân bằng năng lượng :

Khi đóng điện vào cuộn dây NCĐ, ta có phương trình cânbằng điện áp :

Nhân 2 vế của phương trình cho idt, ta có :

Lấy tích phân hai vế phương trình trên ta có:

Trong đó ta có:

: là năng lượng nguồn cung cấp

: là năng lượng tiêu hao trên điện trở cuộn dây w

: là năng lượng tích lũy trong từ trường

Từ đồ thị ta thấy quan hệ giữa từ thông móc vòng vàdòng điện i, có tính phi tuyến

Tính lực hút điện: Khi cung cấp năng lượng cho cơ cấu

điện từ thì nắp của mạch từ được hút về phía lõi, khe hởkhông khí ở giữa nắp và lõi giảm dần

2 d





 

2 2

id W

Ứng với vị trí ban đầu của nắp mạch từ có: d = d1; I = I1;

 = 1

Ứng với vị trí cuối có: d = d2; I = I2;  = 2

Năng lượng từ trường khi ở vị trí đầu sẽ là:

:= diện tích oabVậy năng lượng lấy thêm từ ngoài vào để nắp mạch từchuyển động là:

: = diện tích hình thang abcd

Theo định luật cân bằng năng lượng có: Wt1 + Wt = Wt2 + A Trong đó là năng lượng làm nắp chuyển động từ vị trí 1đến vị trí 2

A = Wt1 + W - Wt2 = diện tích tam giác cong oad

Nếu giả thiết mạch từ chưa bão hòa đường đặc tính chỉxét ở đoạn tuyến

Ta có:

Vì có:

Đặt:

Dạng vi phân :

Vậy lực hút điện từ sẽ là:

Ta xét hai trường hợp sau:

a Trường hợp khi I = const thì

Ta có :

Có : L = W2G

Trong đó : G là từ dẫn của mạch từ

W là số vòng của cuộn dây

0

d d



d 

Ta có :

nên

1.4.2.3 Nam chđm điện xoay chiều vă vòng chống rung:

Khi cung cấp dòng điện xoay chiều i = Imsin(wt) thì trong machsẽ xuất hiện :

m

2 2





2 1 cos 2 sin

2

4 2

t S

B S B

2

:là thành phần lực thay đổi theo thời gian.

Ta có: Fdt = Fkd + Fbd

Vậy lực hút điện từ biến đổi theo tần số gấp đôi tần sốcủa nguồn điện (2w)

Ở thời điểm B = 0 thì Fdt = 0 lực lò xo Flx > Fdt thì nắp

bị kéo nhả ra Ở những thời điểm Flx < Fdt thì nắp được hútvề phía lõi

Như vậy trong một chu kỳ nắp bị hút nhả ra hai lầnnghĩa là nắp bị rung với tần số 100Hz nếu tần số nguồnđiện là 50Hz

Để chống hiện tượng rung này, ta phải làm sao cho lực hútđiện từ Fdt ở mọi thời điểm phải lớn hơn lực Flx

Muốn Fdt> Flx người ta tạo ra 2 từ thông lệch pha trongmạch từ, bằng cách đặt vòng chống rung thường bằngđồng và có một vòng

Nguyên lí làm việc của vòng chống rung :

Nam châm điện xoay

Khi từ thông f đi qua cực từ sẽ chia làm hai thành phầnf1 và f2.

f1 là thành phần không đi qua phần cực từ có vòngchống rung, f2 đi qua phần có vòng chống rung Khi có từthông f2 biến thiên đi qua, trong vòng chống rung sẽ xuất hiệndòng điện cảm ứng icứ chạy khép mạch trong vòng

Dòng icứ sẽ sinh ra một từ trường có tác dụng chốnglại sự biến thiên của f2 nên làm f2 chậm pha so với f1 mộtgóc a (thực tế góc a = 500 - 800)

1.4 HỒ QUANG ĐIỆN.

1.4.1 Kh¸i niÖm chung vÒ hơ quang ®iÖn:

+ B¶n chÍt cña hơ quang ®iÖn lµ hiÖn tîng phêng ®iÖn víi mỊt ®ĩ dßng ®iÖn rÍt lín

(tíi 102 ®Õn 103 A/cm2), cê nhiÖt ®ĩ rÍt cao (tíi kho¶ng 5000 ®Õn 60000C) vµ ®iÖn ¸p r¬itrªn cùc ©m rÍt bÐ (chØ kho¶ng 10 ®Õn 20V) vµ kÌm theo hiÖn tîng ph¸t s¸ng

+ Hơ quang ®iÖn thùc sù cê Ých khi sö dông trong c¸c lÜnh vùc nh hµn ®iÖn, luyÖnthÐp… nh÷ng lóc nµy cÌn duy tr× ch¸y ưn ®Þnh

+ Trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn nh: cÌu ch×, cÌu dao, ¸p t« m¸t…th× cÌn ph¶i nhanh chêngdỊp t¾t



2

 1

1.4.2 Quá trình phát sinh và dập tắt hồ quang.

1.4.2.1 Quá trình phát sinh hồ quang:

+ Hồ quang phát sinh là do môi trờng ở giữa các điện cực (các tiếp điểm) bị ionhoá Ion hoá có thể xảy ra bằng những con đờng khác nhau: dới tác dụng của ánh sáng,nhiệt độ, điện trờng…

a Phát xạ electron do nhiệt:

Trong kim loại các điện cực bao giờ cũng tồn tại các điện tử tự do chuyển động

về mọi hớng ở giữa các mạng tinh thể, khi tiếp điểm bắt đầu mở, lực nén vào tiếp điểmgiảm dần, điện trở tiếp xúc tăng, dẫn đến mật độ dòng điện rất lớn làm nóng các điệncực nhất là điện cực âm Do đó động năng của các điện tử trên cực âm tăng, đến khicông của điện tử vợt quá công thoát khỏi bề mặt kim loại cực âm

b Tự phát xạ electron:

Cũng có những trờng hợp nhiệt độ trên cực âm không đủ lớn để phát sinh phát xạeletron nhiệt nhng vẫn thấy vùng cực âm xuất hiện các điện tử Hiện tợng này có thể giảithích nh sau: khi tiếp điểm vừa mở khoảng cách giữa các tiếp điểm rất bé, đặc biệtkhoảng cách vùng cực âm lại càng bé hơn nữa nên cờng độ điện trờng rất lớn khoảnghàng triệu vôn Với các điện trờng lớn nh vậy sẽ làm bật các điện tử ra khỏi bề mặtcatốt

tử tự do mới Các điện tử này lại làm ion hoá các phần tử khí trung hoà khác Do vậy mà

số lợng các phần tử mang điện tăng lên không ngừng, làm mật độ điện tích trong khoảngkhông gian giữa các tiếp điểm rất lớn, đó là quá trình ion hoá do va chạm

d Ion hoá do nhiệt:

Nhiệt độ khí càng tăng thì tốc độ chuyển động của các phần tử khí càng tăng, sốlần va chạm càng tăng Do va chạm của các nguyên tử và phân tử chuyển động nhanh

mà tạo thành những hạt trung hoà thì gọi là phân ly, còn tạo thành những hạt tích điệnthì gọi là ion hoá do nhiệt

Tóm lại: hồ quang điện phát sinh là do tác dụng của nhiệt độ cao và cờng độ điện

trờng lớn sinh ra hiện tợng phát xạ điện tử nhiệt và tự phát xạ điện tử và tiếp theo là haiquá trình ion hoá do va chạm và ion hoá do nhiệt

( ) n2

dt

dn

th   aTrong đó th

dt

dn

) ( - tốc độ tái hợp các ion

a - hệ số tái hợp;

n - mật độ ion và điện tử trong 1cm3 thân hồ quang điện

Dấu (-) có nghĩa là số ion và điện tử giảm dần theo thời gian trong quá trình tái hợp

b Khuyếch tán:

Chuyển động của các hạt điện tử từ chỗ có mật độ dòng điện cao đến chỗ mật độthấp gọi là khuyếch tán Các điện tử và ion dơng không khuyếch tán theo dọc thân hồquang Điện tử khuyếch tán nhanh hơn ion dơng Quá trình khuyếch tán cũng đợc đặc tr-

ng bằng tốc độ Các hạt khuyếch tán càng nhanh, hồ quang điện càng chóng tắt

1.4.3 Các biện pháp và trang bị dập tắt hồ quang:

Các biện pháp và trang bị dập tắt hồ quang cần phải thoả mãn các yêu cầu: nhanhchóng dập tắt hồ quang, hạn chế phạm vi cháy hồ quang đến nhỏ nhất có thể, tránh hiệntợng quá điện áp khi hồ quang tắt

Trong khí cụ điện thờng có các biện pháp và trang bị dập tắt hồ quang sau:

1.4.3.1 Các nguyên tắc dập tắt hồ quang:

+ Dùng năng lợng hồ quang sinh ra để tự dập

+ Kéo dài hồ quang

+ Chia hồ quang thành nhiều đoạn ngắn

+ Mắc thêm điện trở song

1.4.3.2 Các biện pháp và trang bị dập tắt hồ quang:

a Kéo dài hồ quang bằng cơ khí:

Là biện pháp dập tắt hồ quang đơn giản nhất Biện pháp này thờng áp dụng ở cầudao, rơle công suất nhỏ Khi hồ quang bị kéo dài thì đờng kính thân hồ quang giảm, điệntrở hồ quang tăng, điều kiện phản ion mạnh mẽ, do đó hồ quang dễ tắt

b Dùng cuộn dây thổi từ kết hợp với buồng dập hồ quang:

Cuộn dây thổi từ là cuộn đồng có lõi thép mạch từ hở, cuộn dây này thờng mắcnối tiếp với tiếp điểm chính của khí cụ điện Dòng điện chạy trong dây tạo ra một từ tr-ờng, tác dụng lên hồ quang để sinh ra một lực điện từ kéo dài hồ quang

c Dùng buồng dập hồ quang có khe hở quanh co:

Buồng đợc dùng bằng amiăng có hai nửa lồi lõm và ghép lại hợp thành những khe

hở quanh co khi đờng kính hồ quang lớn hơn bề rộng khe thì gọi là khe hẹp ngợc lại nếu

bề rộng khe lớn hơn đờng kính hồ quang thì gọi là khe rộng

Trong lúc ngắt, dới tác dụng của lực điện động, hồ quang bị đẩy vào đờng khequanh co của buồng dập hồ quang Nh vậy, hồ quang vừa tiếp giáp sát vào thành buồngdập hồ quang vừa bị kéo dài trong khe quanh co, nên dễ bị dập tắt

d Phân chia hồ quang ra nhiều đoạn ngắn:

Trong buồng dập hồ quang ở phía trên ngời ta đặt thêm nhiều tấm thép non Khi

hồ quang xuất hiện, do lực điện động hồ quang bị đẩy vào giữa các tấm thép và bị chia

ra làm nhiều đoạn ngắn Loại này thờng đợc dùng ở điện áp 220V một chiều và 500Vxoay chiều

e Tăng tốc độ chuyển động của cặp tiếp điểm:

Ngời ta bố trí các lá dao động, có một lá chính và một lá phụ hai lá này đợc nốivới nhau bằng một lò xo, lá dao phụ cắt nhanh do lò xo đàn hồi (lò xo sẽ làm tăng tốc độcắt dao phụ) khi kéo dao chính ra trớc

f Kết cấu tiếp điểm bắc cầu:

Một điểm cắt đợc chia ra làm hai tiếp điểm song song nhau, khi cắt mạch hồquang đợc phân chia làm hai đoạn và đồng thời do lực điện động ngọn lửa hồ quang sẽ

bị kéo dài ra làm tăng hiệu quả dập

Chương 2: KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ VÀ PHÂN PHỐI

2.1 Cầu chỡ:

2.1.1 Khỏi quỏt và cụng dụng: Là loại khớ cụ điện dựng để bảo vệ thiết bị điện và

lưới điện khi bị sự cố ngắn mạch Nú thường được dựng để bảo vệ đường dõy dẫn, mỏybiến ỏp, động cơ điện, thiết bị điện, mạch điện điều khiển, mạch điện thắp sỏng v.v…

Cầu chì có đặc điểm là đơn giản, kích thứớc nhỏ, khảnăng cắt lớn và giá thành hạ nên ngày nay nó vẫn được sửdụng rộng rải.

Các phần tử cơ bản của cầu chì là dây chảy dùng đểcắt mạch điện cần bảo vệ và thiết bị dập hồ quang sau khidây chảy đứt Yêu cầu đối với cầu chì như sau :

 Đặc tuyến ampe - giây của cầu chì cần phải thấphơn đặc tính của thiết bị bảo vệ

 Khi có ngắn mạch cầu chì phải làm việc có chọnlọc theo trình tự

 Đặc tính cầu chì phải ổn định

 Công suất của thiết bị bảo vệ càng tăng, cầu chìphải có khả năng cắt cao hơn

 Việc thay thế dây chảy phải dễ dàng và tốn ít thờigian

2.1.2 Cấu tạo:

Gồm đế câch điện (vỏ), dđy chảy, cực tiếp điện vă thiết bị dập hồ quang vv…

Idm

1t

BA

Hình: Đặc tính ampe - giây của cầu chì

(1,5 – 2) Idm, sự phát nóng của cầu chì diễn ra chậm và phần lớn nhiệt lượng toả ra môitrường xung quanh Do đó cầu chì không bảo vệ đư ợc quá tải nhỏ Trị số dòng điện mà

dây chảy cầu chì bị chảy đứt khi đạt tới nhiệt độ tới hạn, được gọi là dòng điện giới hạn Igh

2.1.4 Các loại cầu chì:

1 Loại hở: Loại này không có vỏ bọc kín, thường chỉ gồm dây chảy, dập tắt hồquang bằng không khí nên không an toàn Loại này đi liền với cầu dao dùng cho mạchđiện có công suất nhỏ Có các cỡ định mức sau: 5A, 10A, 15A, 30A

2 Loại vặn: Dây chảy nối với nắp Nắp có dạng răng vít để vặn chặn vào đế Cócác cỡ định mức sau: 5A, 10A, 15A, 20A, 25A, 30A, 60A, 100A ở điện áp 500V

3 Loại hộp (cầu chì hộp): Hộp và nắp đều làm bằng sứ cách điện và bắt chặt cáctiếp xúc bằng đồng Tiếp xúc có kết cấu đơn hoặc kép Có các cỡ định mức sau: 5A,10A, 15A, 20A, 30A, 60A, 80A, 100A ở điện áp 500V

4 Loại kín trong ống không có cát thạch anh: Vỏ làm bằng chất hữu cơ (một loạixenlulô) có dạng hình ống mà ta thường gọi là cầu chì ống phíp Dây chảy được đặttrong ống kín bằng phíp, hai đầu có nắp bằng đồng, có răng vít để vặn chặt kín, dâychảy được nối chặt với các cực tiếp xúc bằng các vòng đệm đồng Quá trình dập hồquang như sau: Khi xẩy ra ngắn mạch, dây chảy đứt và phát sinh hồ quang Dưới tácdụng của nhiệt độ cao của hồ quang, vỏ xenlulô của ống bị đốt nóng sẽ bốc hơi (40%

H2, 50% CO2, 10% hơi nước), làm áp lực khí trong ống tăng lên rất lớn (40 ¸ 80 at) sẽdập tắt hồ quang

5 Loại kín trong ống có cát thạch anh: Vỏ của cầu chì làm bằng sứ hoặc steatit, códạng là hình hộp chữ nhật Trong vỏ có trụ tròn rỗng để đặt dây chảy, sau đó đổ đầy cátthạch anh, dây chảy được hàn vào vòng đệm đồng và được bắt chặt vào phiến có cựctiếp xúc

2.1.5 Ký hiệu và cách tính chọn cầu chì:

1 Ký hiệu của cầu chì trên bản vẽ kỹ thuật:

Cầu chì thông thường Cầu chì tự rơi ba pha

2 Cách tính chọn cầu chì:

- Theo điều kiện làm việc bình thường: Idm.cc  Itt

- Theo điều kiện mở máy:

I I

Trong đó Imm – dòng điện mở máy cực đại của động cơ

Nếu một đường dây cung cấp cho nhiều động cơ thì điều kiện chọn dòng điện định

dm m I I

1 ..

mm dci lv cc

dm

I I

m

.

Trong đó: m - hệ số đồng thời; n - số động cơ được cung cấp từ một đường dây;

Imm - dòng điện mở máy của động cơ có hiệu số (Imm - Ilv.dc) lớn nhất α: Hệ số mở máy(mở máy nặng α = 1,6 ÷ 2,0, mở máy nhẹ α = 2,5)

VD: Một mạch điện như hình vẽ, ở dưới cầu chì 1 đấu một động cơ KĐB có P1=

30Kw, U = 380V, I = 76A, n = 740 v/p Động cơ này luôn khởi động trong trạng thái đủtải và số lần khởi động cũng nhiều Dưới cầu chì 2 đấu một động cơ kiểu dây quấn cóP2 = 100Kw, U = 380V, I = 240A, n = 960 v/p, nó cũng khởi động thường xuyên, điềukiện mở máy nặng nề, nhưng dòng khởi động chỉ khống chế dưới 2.I Dưới cầu chì 2đấu một động cơ KĐB có P3 = 20Kw, U = 380V, I = 51A, n = 960 v/p, nó cũng khởiđộng thường xuyên, khi khởi động trong trạng thái mang tải nhẹ Tính chọn các cầu chìcủa mạng điện trên

Giải: Ở nhánh 1 nếu dòng điện khởi động lớn gấp 6 lần thì: Ikđ = 76 * 6 = 456 (A)Căn cứ vào tình hình khởi động của động cơ này chọn

Ở nhánh 2: dòng khởi động Ikđ = 2.I = 480A Căn cứ vào tình hình khởi động,tuydòng điện chỉ khống chế bằng 2.I nhưng thời gian khởi động tương đối dài, công suấtlớn nên chọn: A

480 6

, 1

306 5

, 2

mm n

i dci lv cc

6 , 1

76 51 480 1

cố thì chỉ làm đứt cầu chì mạch nhánh.Tóm lại dòng định mức của dây chảy của cầu chìtổng phải lớn hơn dòng định mức của dây chảy của cầu chì mạch nhánh 2cấp

2.2 Áp tô mát:

2.2.1 Khái niệm chung và yêu cầu:

- Áptômát là KCĐ tự động cắt mạch điện khi có sự cố, dùng để bảo vệ cho mạchđiện khi có sự cố quá tải, ngắn mạch, sụt áp, truyền công suất ngược

- Ngoài ra còn còn dùng để đóng mở cho mạch điện không thường xuyên đóng mở

- Yêu cầu:

 Chế độ làm việc ở định mức của Áptômát phải là chế độ làm việc dài hạn, nghĩa

là trị số dòng điện định mức chạy qua Áptômát lâu bao lâu cũng được Mặt khác,mạch dòng điện của Áptômát phải chịu được dòng điện lớn (khi có ngắn mạch)lúc các tiếp điểm của nó đã đóng hay đang đóng

 Áptômát phải ngắt được trị số dòng điện ngắn mạch lớn, có thể đến vài chụckilôampe Sau khi ngắt dòng điện ngắn mạch, Áptômát phải đảm bảo vẫn làmviệc tốt ở trị số dòng điện định mức

 Để nâng cao tính ổn định nhiệt và điện động của các thiết bị điện, hạn chế sự pháhoại do dòng điện ngắn mạch gây ra, Áptômát phải có thời gian cắt bé Để thểhiện yêu cầu thao tác bảo vệ có chọn lọc, Áptômát cần phải có khả năng điềuchỉnh trị số dòng điện tác động và thời gian tác động

 Tác động không tức thời.

 Tác động tức thời

 Phân loại theo công dụng bảo vệ

 Dòng cực đại

 Dòng cực tiểu

 Áp cực tiểu

 Áptômát bảo vệ công suất điện ngược

 Áptômát vạn năng (chế tạo cho mạch có dòng điệnlớn các thông số bảo vệ có thể chỉnh định được)loại này không có vỏ và lắp đặt trong các trạmbiến áp lớn

 Áptômát định hình: bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt,bảo vệ quá điện áp bằng rơle điện từ, đặt trong vỏnhựa

2.2.3 Câch lựa chọn âptômât:

Việc lựa chọn áptômát, chủ yếu dựa vào : Dòng điệntính toán đi trong mạch; Dòng điện quá tải; Tính thao tác cóchọn lọc

Ngoài ra lựa chọn áptômát còn phải căn cứ vào đặctính làm việc của phụ tải và áptômát không được phép cắtkhi có quá tải ngắn hạn (thường xảy ra trong điều kiện làmviệc bình thường như dòng điện khởi động, dòng điện đỉnhtrong phụ tải công nghệ)

Yêu cầu chung là dòng điện định mức của móc bảo vệIaptô không được bé hơn dòng điện tính toán (Itt) của mạch :

Iaptô >= Itt Tùy theo đặc tính và điều kiện làm việc cụ thể củaphụ tải, người ta hướng dẫn lựa chọn dòng điện định mứccủa móc bảo vệ bằng 125%, 150% hay lớn hơn nữa so vớidòng điện tính toán của mạch: Iqt >= (1,25 - 1,5).Itt

U cpA  U lv lđ

Sau cùng ta chọn áptômát theo các số liệu kĩ thuật đãcho của nhà chế tạo

2.2.4 Cấu tạo vă nguyín lý lăm việc của âptômât:

1 Cấu tạo chung:

1 Hệ thống tiếp điểm :

Gồm các tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh

Yêu cầu các tiếp điểm này ở trạng thái đóng, điện trởtiếp xúc phải nhỏ để giảm tổn hao do tiếp xúc Khi ngắtdòng điện rất lớn, các tiếp điểm phả có đủ độ bền nhiệt,độ bền điện động để không bị hư hỏng do dòng điện ngắtgây nên

3 Cơ cấu truyền động đóng cắt aptomat:

Cơ cấu truyền động đóng cắt của aptomat gồm có cơcấu đóng cắt và khâu truyền động trung gian

Cơ cấu đóng cắt aptomat thường có 2 dạng: bằng tay vàbằng cơ điện

Cơ cấu truyền động trung gian phổ biến nhất trongaptomat là cơ cấu tự do trượt khớp

2 Nguyín lý lăm việc của câc loai âptômât:

a, Nguyín lý lăm việc của âptômât dòng đ iện cực đ ại vă đ iện âp thấp : Khi đóngâptômât bằng tay thì câc tiếp điểm (2) của âptômât đóng lại để cấp điện cho phụ tải lămviệc Khi mạch điện bị quâ tải, dòng điện quâ tải chạy qua phần tử đốt nóng (8) lớn hơnbình thường Nó sẽ đốt nóng thanh lưỡng kim lăm cho thanh lưỡng kim bị cong lín tâcđộng văo đòn bẩy số (4) Đòn bẩy số (4) sẽ đập văo lẫy (7), mở ngăm (3), lò xo (1) kĩotiếp điểm (2) mở ra mạch điện bị cắt Thời gian mở tiếp điểm (2) phụ thuộc văo dòngđiện quâ tải, dòng điện căng lớn thời gian cắt căng nhanh

Trường hợp phụ tải bị ngắn mạch, dòng điện rất lớn đi qua cuộn dđy số 5 (tiếtdiện dđy lớn, ít vòng) lập tức hút đòn bẩy 4 tâc động lăm cho ngăm 3 mở, lò xo (1) kĩotiếp điểm (2) mở ra mạch điện bị cắt tức thời nhờ lực của cuộn dđy 5

Trường hợp mất điện nguồn hoặc điện âp thấp thì lực hút của cuộn dđy điện âp

9 (tiết diện dđy nhỏ, nhiều vòng) sẽ không thắng được lực cản lò xo lăm đòn 6 bật lín,tâc động văo lẫy 7 mở ngăm 3 tự động ngắt điện khi điện âp thấp hoặc khi mất điện

30

(1) - lò xo (2) - câc tiếp điểm (3) - ngăm

(4) - đòn bẩy (5) - cuộn dđy (6) - giâ đỡ (7) - lẫy (8) - phần tử đốt nóng (9) - cuộn dđy điện âp

b, Nguyín lý lăm việc của âptômât dòng đ iện cực tiểu:

c, Nguyín lý lăm việc của âptômât công suất ng ư ợc:

Hình: Nguyên lý làm việc áptômát dòng

6,7 Cơ cấu tự do tuột khớp

8 Rơle dòng điện cực đại

9,10 Rơle điện âp

11 Cuộn dđy cắt từ xa

12 Cần đóng cắt

e, Cấu tạo và nguyên lý làm việc của áptômát chống giật một pha:

- Cấu tạo: như hình vẽ

- Nguyên lý làm việc: Khi không có dòng dò từ dây pha, ta nhận thấy trị số dòng điệntức thời chạy qua dây pha và dây trung tính luôn bằng nhau (iL = iN) nhưng luôn ngượcchiều nhau Tương ứng, từ thông do hai dòng điện này sinh ra có cùng độ lớn và ngượcchiều nhau nên từ thông tổng chạy trong lõi thép hình xuyến bị triệt tiêu:

1 Lò xo 2 Ngàm 3 Lẫy 4 Lò xo

5 Lõi thép 6 Cuộn dây 7 Lõi thép 8 Cuộn dây thứ cấp

+ ΦN > 0) Cuộn thứ cấp 8 có điện áp cảm ứng cấp cho cuộn dây 6 Cuộn dây 6 sẽ hútlõi thép 5, tác động vào lẫy 3, mở ngàm 2, mạch điện tự động cắt điện.

Tuy nhiên, nếu có hiện tượng dò điện ở mạch điện phía trên áptômát thì dòng IL vàdòng IN vẫn luôn bằng nhau, áptômát sẽ không tự ngắt

Đối với áptômát chống giật, dây trung tính của phụ tải phải được đấu vào cực dướicủa áptômát Còn nếu dây trung tính được đấu ở vị trí khác (cực phía trên hoặc nối đất)thì áptômát sẽ ngắt ngay sau khi ta đóng mạch điện

f, Cấu tạo và nguyên lý làm việc của áp tô mát chống giật ba pha:

2.3.2 Cấu tạo: