621: FAT “yp s6ad TRAN THE SAN - NGUYEN TRONG THANG
Khoa Điên Công Nghiệp - Điên Tử
TRUONG DAI HOC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
Hướng Dấn
Thiêt Kê - Lắp Đặt
MANG BIEN KAU DAN cl
TRUQNG CAO by ƯỜNG CAO DANG KTKT PHÚ ANG KTKT PHO LAM
THU CHU VIEN
M4424
NHÀ XUÂT BẢN KHOA HOC VA KY THUAT
Trang 2THIET KẾ LẮP ĐẶT MẠNG ĐIỆN KHU DÂN CƯ
TRẤN THẾ SAN - NGUYỄN TRỌNG THẮNG
Chịu trách nhiệm xuốt bản; ĐỒNG KHẮC SỦNG +
Biên tập: TRƯƠNG QUANG HÙNG th
Trinh bay: KHANH THANH
Lién két xudt ban
CTY TNHH VĂN HĨA TRÍ DÂN
9ó/15 Duy Tôn - Phú Nhuộn - Tp.HCM
BT : 08 39901846 - Fax : 08 39971765
NHÀ XUẤT BAN KHOA HỌC Và KỸ THUẬT
70 Trần Hung Bao - Hờ Nội
In1800 cuốn khổ (ló X 24 Cm) tại xưởng in Cty cổ phản van
hóa Vạn Xuđn.Theo số đỡng ký 149 - 2011/ CXB/466 -11/KHKT ngòy 14/02/201 ].Số 150/@ĐÐXB -NXBKHKT.Cốp ngày 22/09/2010
Trang 3ah Ol nol diệu
ôi dung cuốn sách sẽ cung cấp cho bạn đọc kiến thức cơ bẩn uễ
các ngưj/ên lý 0à các phương pháp thực hiện hệ thống điện dân dụng, cùng oới các yêu cầu tiêu chuẩn Trên cơ sở kiến thức đó bạn có thể tham sia thiết kế à lắp đặt hệ thống điện dân dụng
hiện đại oầ an toàn, đáp ứng các nhu cầu tiêu thụ điện trơng các tồa nhà hiện nay
Bạn đọc không chỉ biết phương pháp mà còn hiểu nguyên nhân khi
thực hiện hệ thống mạng điện bảo đẩm an toàn, tiết kiệm, va có tính
thấm mỹ Mặc dù nội dung đề cập chủ yếu oễ các hệ thống điện dân dụng, nhưng nhiều nguyên lý oà phương pháp cũng có thể áp dụng cho
các hệ thống điện thương mại 0à hệ thống điện cong nghiép Cac chuong
được sắp xếp theo thí tự logic, thứ tự các hướng dẫn theo từng bước phù hợp qui trình lắp đặt mới, mở rộng 0à nâng cấp hệ thống điện hiện himu
Mỗi chương bao quát nội dưng cho phép bạn đọc có thể nhiên cứu tột cách độc lập thích hợp uới yêu cầu cụ thé
Cuốn sách là tài liệu tham khảo, đáp ứng yêu cầu rộng rãi của đông
dao ban doc Pham vi phuc vu bao gém các bạn đọc là học oiên các trung
tâm dạu nghề, các trường đào tạo công nhân, các trường trung cấp kỹ thuật, sinh oiên các trường cao đẳng va đại học muốn bổ sưng thêm kiến thức uề thực tiễn Cuốn sách cũng có thể được đùng làm tài liệu tham khảo cho các bạn công nhân muốn nâng cao tay nghề, chuẩn bị kiến thực để tham gia các kỳ thi nâng bậc Bạn đọc là các thầu cô giáo ở các
trường hoặc trung tâm đạu nghề có thể sử dụng nội dung cuốn sách để
bổ sung cho nội dung bai giẳng, đun ra các bài thực hành, nhằm cập nhật kiến thức theo sự phát triển chung
Cuốn sách cũng rất hữu ích đối uới các bạn tham gia thiết kế 0à thị
Trang 4
GIỚI THIỆU SÁCH VỀ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ NHÀ SÁCH NGUYÊN TRÁI
Fr 1 ' 1 ' 1 ' 1 ' 1 1 1 1 1 ' 1
i 01/ THIET KE LAP DAT MANG BIEN KHU DAN CU i
! 02/ THIET KE LAP DAT MANG BIEN Xi NGHIEP - CÔNG NGHIỆP ' ' 03/ THIET KE LAP DAT MẠNG ĐIỆN TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI '
5 04/ THIET KE LAP ĐẶT ĐIỆN CÔNG NGHIỆP '
1: 05/ THIET KE LAP DAT BIEN NHA '
: 08/ KY THUAT QUAN DAY :
' 07/ THIET KE LAP DAT MANG BIEN DAN DUNG H
ï 08/ THIET KE KY THUAT MY THUAT ONG LUGN DAY BIEN :
4 09⁄ BACH KHOA MẠCH ĐIỆN T1 !
' 10⁄ MÁY ĐIỆN VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN '
' 1⁄ GẨM NANG XỬ LÍ SỰ CƠ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ '
' đà ^ i > ~% £ 2 2 1
' 12⁄ XỬ LÍ SỰ CƠ ĐIỆN TỬ TỔNG HOP CAC HONG HOC '
' 13⁄ THỰC HÀNH KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN LẠNH '
: 14⁄ THỰC HÀNH KỸ NGHỆ LẠNH !
: 15/⁄ HUONG DAN TU LAP RAP 100 MACH BIEN - ĐIỆN TỬ '
: 16/ HUONG DẤN ĐỌC SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN '
: 17⁄ D0 ĐIỆN TỬ LẮP RÁP 23 MẠCH ĐIỆN THÔNG MINH 1
1 > = 1
h 18/ CO BIEN TU LAP RAP 25 MACH BIEN THONG MINH !
' 18/ CƠ ĐIỆN TỬ LẮP RÁP 57 MẠCH ĐIỆN THÔNG MINH 4 h 20/ CAM BIEN DIEN TU LAP RAP 5D MẠCH ĐIỆN THÔNG MINH
' 21/ CO BIEN TU LAP RAP 48 MẠCH ĐIỆN THONG MINH '
i Ø2/ CƠ ĐIỆN TỬ LẮP RÁP 49 MẠCH DIEN THONG MINH '
+ + = a a ~ ee 1
' 23/ THIET KE LAP DAT BIEN CONG NGHIEP TOAN TAP 1
1 ae 7 % = bi rl ae aha 1
! 24/ CHAN DOAN SUA CHUA HT BIEN TREN XE MG TO '
' 25/ KT ĐIỆN ĐIỆN TỬ TRONG HT ĐIỀU HỊA-SƯỞLTHƠNG GIĨ 1
' a L & 3 1
‘ 26/ XÂY DUNG MACH BIEN DIEN TU GUANH TA T1,2,3 ' 4 27/ TINH TOAN THIET KE HE THONG PHAN PHO! DIEN :
i 28/ THIET KE DAY QUAN - QUAN DAY MAY DIEN 4
' ' 1 I ' ' 1 1 " " ' 1 1 ' 1 ' 1 ' 1 H " " ` = Yar Theta),
CTY TNHH VAN HOA TRI DAN
NHA SACH NGUYEN TRAI
Trang 5Chuwng 7
CÁC CƠ SƠ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN
Nội dung
Sau khi hoàn tất chương này, bạn sẽ có khả năng:
s_ Giải thích lý thuyết điện tử về dòng
điện
¢ Giải thích vật liệu dẫn điện và cách điện
s Định nghĩa và giải thích sự khác biệt
giữa điện một chiều và xoay chiều s_ Biết các bộ phận của mạch điện s Biết sự khác biệt giữa mạch nối tiếp
Và song song
s Giải thích sự cảm ứng điện từ s_ Biết sự vận hành của động cơ điện
s Biết sự truyền dẫn điện năng
s Giải thích sự vận hành của máy biến áp
s Biết các thuật ngữ điện cơ bản
s Giải thích nhu cầu về các tiêu chuẩn điện
Theo lý thuyết điện tử, mọi vật chất đều gồm các nguyên tử Mỗi nguyên tử có nhân gồm các hạt proton (điện tích dương) và neutron (trung hòa điện), các hạt điện tích âm, được gọi là
điện tử, chuyển động xung quanh nhân (Hình 1.1) Các điện tử bị hút vào pro-
ton, và cân bằng trên các quĩ đạo
Có thể có một hoặc nhiều điện tử chuyển động trong nguyên tử theo những khoảng cách khác nhau giữa
nhân và quĩ đạo điện tử Các điện tử
có bán kính quĩ đạo lớn nhất (điện tử ngoài cùng) có khả năng tách khỏi nguyên tử đó
Điện tử tự to
Trong một số nguyên tố, điện tử liên kết chặt chẽ với nhân, lực cần thiết để điện tử rời khỏi nguyên tử tương đối
lớn Trong các nguyên tố khác, lực liên
kết giữa điện tử ngoài cùng và nhân tương đối nhỏ, các điện tử này có thể dễ dàng tách khỏi nguyên tử, chúng được gọi là điện tử tự do (hoặc hầu như
tự do)
1
Điện tử trên quĩ đạo
Trang 6Chuyển động của điện tử
Các điện tử (điện tích âm) có thể rời
khỏi các nguyên tử của một số chất tương đối dễ dàng, đối với các chất khác điều này đòi hỏi năng lượng lớn Các chất có khả năng giải phóng điện tử dễ dàng khỏi nguyên tử, được gọi là chất dẫn điện Nếu lực cần thiết để giải phóng điện tử tự do tương đối lớn, khả năng dẫn điện sẽ khó khăn, các chất đó được gọi là chất cách điện
im loại nguyên chất, carbon, một số chất lỏng, có tính dẫn điện tốt Các
chất khí khơng chứa hơi nước, thủy tỉnh,
cao su, gỗ, chất dẻo là các chất cách
điện
Theo lý thuyết điện tử, kim loại dẫn điện tốt do chúng có số lượng điện tử tự do tương đối lớn Các chất cách điện có số lượng điện tử tự do rất thấp
Sự cân hằng
Nếu vật thể điện tích âm được nối với vật thể điện tích dương, các điện tử sẽ bị hút về các hạt điện tích dương Trong tự nhiên thường bảo đảm tính cân bằng - số lượng điện tích dương và điện tích
Vật thể
tích điện âm tích điện dương
or 2
Hình 1.2 Dòng điện tử chuyển động trong các vật thể có số lượng điện tử
tự do khác nhau
âm là bằng nhau Do đó, các điện tử sẽ chuyển động từ vật thể điện tích âm đến vật thể điện tích dương (Hình 1.2) Dịng chuyển động này được gọi là dòng điện Nếu hai vật thể điện tích âm được
nối với nhau, các điện tử tự do sẽ
chuyển động từ vật thể có nhiều điện tử tự do hơn đến vật thể có ít điện tử tự do hơn Dòng các hạt điện tử sẽ dừng lại khi đạt được sự cân bằng
Các vật thể với nồng độ điện tử tự do khác nhau được gọi là có điện thế hhác nhau Do đó, điện thế là khả nang cung cấp điện tử tự do, sự chênh lệch về điện thế được gọi là hiệu điện thế, và được đo theo đơn vị volt (V)
CAC LOAI DONG ĐIỆN
Có hai phương pháp để có dòng điện
Phương pháp thứ nhất được gọi là dòng một chiều (dc), thứ hai la dong xoay chiêu (ac) Trong dòng điện một chiều, các điện tử chỉ chuyển động theo một chiều Dòng điện xoay chiều, đảo chiều chuyển động với số lần xác định trong khoảng thời gian cho trước, chẳng hạn
50 lắn/giây Mỗi lần dòng điện đảo
chiều được gọi là một chu kỳ, do đó dịng điện xoay chiều với 50 lần đảo chiều - giây, là dòng điện 50 chu ky, hay điện xoay chiều 50 Hz
Chu kỳ là một sóng điện hồn chỉnh,
sẽ được xem xét ở phần sau Đèn chớp,
xe hơi, đồ chơi điện, thường sử dụng
điện dc, đèn chiếu sáng, dụng cụ điện, các thiết bị máy móc khác, thường sử dụng điện ac với tần số 50 hoặc 60 Hz
NGUỒN ĐIỆN
Để duy trì dịng điện, cần phải có nguồn với điện thế đủ cao Năng lượng này
có thể được tạo ra theo nguyên lý điện
Trang 7nguyén ly co - dién, chang han may
phat dién
Nguồn điện húa
Nguồn điện hóa cơ bản cung cấp điện năng là pin Volta (Hình 1.3) Pin này gồm hai thanh kim loại được nhúng vào dung dịch acid Các điện tử từ bể mặt thanh Cu chuyển động qua dung dịch đến thanh Zn, thanh Cu mang điện tích dương được gọi là anode, thanh Zn mang
điện tích âm được gọi là cathode
Hiệu điện thế của pin điện hóa tương đối thấp, do đó có thể ghép nối tiếp nhiều pin điện hóa để tăng hiệu điện thế (Hình 1.4) Nhóm các pin này
Pin đơn giản
Dung dịch điện phân
Hình 1.3 Mơ hình pin điện hóa
đơn giản
Hình 1.4 Bộ acquy
thường được gọi là acquy Acguy ướt sử
dung dung dich dién ly léng, acquy
“khô” sử dụng dung dịch điện ly có độ
nhớt cao (thường ở dạng sệt) Máy nhát điện
Ẩcquy là một trong những phương pháp
tạo ra dòng điện trên cơ sở năng lượng
hóa học, nguồn năng lượng này tương đối thấp Để tạo nguồn điện công suất cao cân phải sử dụng máy phát điện Được truyền động bằng lực cơ học, máy phát điện tạo ra hiệu điện thế giữa hai điện cực, điều này được thực hiện theo nguyên lý cảm ứng điện từ
MACH DIEN
Dòng điện chỉ xuất hiện khi có đường dẫn cho các điện tử chuyển động Trong mạng điện, đường dẫn các điện tử được gọi là mạch điện (Hình 1.5) Mạch điện cho phép các điện tử đi qua các bộ phận
dẫn điện khi có nguồn cung cấp điện
năng Mạch đơn giản gồm các bộ phận:
1 Nguồn điện Đối với khu dân cư, nguồn điện thường là các trạm biến
áp nối từ đường truyền tải điện đến
khu vực được cung cấp điện, ngoài
Đến nguồn điện
Hình 1.5 Mạch điện đơn giản gồm dây dẫn, nguồn điện, tải, và công tắc
Trang 8ra có thể có nguồn điện dự phòng
là máy phát điện cỡ nhỏ và bộ acquy
2 Các dây dẫn, dẫn dòng điện cung cấp cho thiết bị tiêu thụ điện 3 Tải, các thiết bị tiêu thụ điện năng
để vận hành
4 Thiết bị điều khiển dòng điện, gồm các bộ chuyển mạch, các bộ điều khiển, và các bộ bảo vệ
Các kiểu mạch điện
Hai kiểu mạch điện cơ bản là nối tiếp và song song, trong thực tế thường dùng mạch phức hợp gồm các nhánh nối tiếp
và song song
Mạch nối tiến
Mạch nối tiếp chỉ có một đường dẫn
điện, địng điện ln luôn đi qua từng
linh kiện trong mạch Nếu một linh kiện bị hư hỏng, mạch điện sẽ khơng hoạt
động (Hình 1.6)
"Trừ các công tắc, cầu chì, bộ ngắt mạch được dùng để điều khiển dòng điện, nói chung mạch nối tiếp không được sử dụng trong mạng điện dân dụng Ví dụ, đàn đèn trang trí kiểu cũ thường được mắc theo mạch nối tiếp, dòng điện phải đi qua từng bóng đèn Nếu một bóng bị cháy, toàn bộ dàn đèn
— Đèn
=—
Nguén_
Công tắc
Hình 1.6 Mạch nối tiếp đơn giản
10
sẽ không hoạt động Việc tìm bóng đèn
bị cháy tương đối khó, cần phải kiểm
tra từng bóng đèn trong toàn bộ dàn đèn Các mạng điện dân dụng phải được thiết kế sao cho nếu có một tải khơng hoạt động các tải còn lại vẫn
hoạt động bình thường Mach song song
Tương tự mạch nối tiếp, mạch song song có một đường dẫn điện chung Sự khác biệt cơ bản giữa mạch nối tiếp và mạch
song song là trong mạch song song có
nhiều đường dẫn điện nhánh (Hình 1.7) Mỗi đường đi đến tải có thể vận hành
độc lập với các nhánh và/hoặc các tải
khác trong mạch Nếu một tải không
vận hành, các nhánh khác vẫn tiếp tục vận hành
Trong các điều kiện bình thường, ưu điểm của mạch song song là dòng
điện của mỗi nhánh chỉ hoạt động trong
nhánh đó, chỉ phụ thuộc vào điện trở
của tải Trong mạch nối tiếp tải của mạch là tổng các tải thành phần, do đó mỗi tải đều có thể ảnh hưởng đến các tải cịn lại
Trừ các cơng tắc, cầu chì, bộ ngắt
mạch, mạng điện dân dụng thường được mắc theo kiểu song song (Hình 1.8, 1.9)
——————Trở về nguồn ——————*> Từ nguồn đến
Trang 9Day nóng
(đen)
Dây trung hòa
(trắng)
Bảng điện
Hình 1.8 Mạch dân dụng cấp điện
cho các ổ cắm Mỗi ổ cắm gồm dây nối mát, dây nóng, và dây trung hòa
Bảng điện A, Hình 1.9 Mạch dân dụng 220V, dây
đen và dây đỏ mỗi dây cung cấp điện áp 110V cho ổ cắm
TẢI
Trong mạng điện, tải là bộ phận tiêu thụ và chuyển đổi điện năng thành dạng năng lượng khác Các tải có thể là:
1 Đèn chiếu sáng
2 Điện trở, chẳng hạn các phần tử cấp nhiệt
3 Động cơ điện để truyền động công
cụ hoặc vận hành thiết bị
4 Các thiết bị điện tử
Mỗi tải đều được thiết kế để vận
hành với điện áp xác định Định mức
điện áp luôn luôn được ghi kèm theo thiết bị Điều quan trọng là thiết bị phải vận hành với định mức đó Nếu vận hành với điện áp khác định mức, thiết bị có thể bị hư, trong một số trường hợp toàn bộ mạch điện có thể bị sự cố Đây là lý do quan trọng để không sử dụng mạch nối tiếp trong mạng điện đân dụng Mạng điện dân dụng được thiết kế để vận hành với nhiều tải Mạch nối tiếp có thể gây ra sự sụt điện áp, không bảo đảm cung cấp đúng định
mức điện áp cho các tải
CAM UNG DIEN TỪ
Hai nha khoa hoc, Michael Faraday va Joseph Henry, lam viéc déc lap với nhau, đã phát minh ra hiện tượng cđm
úng điện từ Bằng cách cho dây dẫn đi qua từ trường (Hình 1.10), họ có thể tạo ra dong dién trong dây dẫn đó Đây là nguyên lý của các máy phát điện Về nguyên tắc, dây dẫn phải được uốn thành vòng (tạo thành cuộn dây), và
quay giữa các cực từ để có thể tạo thành
dòng điện trong vịng dây (Hình 1.11)
Dây chuyển động
Hình 1.10 Dịch chuyển dây dẫn giữa
các cực nam châm làm cho các điện
tử chuyển động trong dây dẫn Hiện tượng này được gọi là cảm ứng
điện từ
Trang 10
Hinh 1.11 So dé may phat don gian
Sự quay cuộn dây tạo ra dòng điện
cảm ứng khi cuộn dây cắt qua từ
trường
Lực của dòng điện tử được goi luc
điện động hoặc điện áp Điện áp máy
phát được xác định theo bốn đại lượng: 1 Số lượng vòng dây của cuộn dây đi
qua từ trường
2 Tốc độ quay của cuộn dây trong từ
trường
3 Cường độ từ trường
4 Góc cuộn dây cắt qua từ trường, điện áp sẽ lớn nhất khi cuộn dây chuyển
động vng góc với các đường sức
từ trường (Hình 1.12) on Từ trường —— > 10 Góc quay MÁY PHÁT BIỆN
Máy phát điện là máy quay được truyền động bằng lực cơ học Chúng sử dụng
nguyên lý cảm ứng điện từ để chuyển đổi cơ năng thành điện năng Máy phát điện có thể tạo ra điện xoay chiều và điện một chiều, trong thực tế thường sử dụng máy phát ac
Chiều dùng điện cẩm ứng
Dòng điện trong máy phát luôn luôn
theo chiều được xác định bằng gu tắc
bàn tay trái (Hình 1.13) Qui tắc này xác định: Nếu ngón cái, ngón trỏ, và ngón
giữa của tay trái được giữ vng góc
với nhau, ngón cái hướng theo chiều chuyển động của dây, ngón trỏ hướng
theo chiều từ trường (bắc - nam), ngón giữa sẽ chỉ chiều dòng điện cảm ứng, qui tắc này còn được gọi là qui tắc
Fleming
Máy nhát dién xoay chiéu
Máy phát điện xoay chiều gồm nhiều bộ phận, mỗi bộ phận đều có chức năng
riêng:
1 Cuộn dây phần ứng, đây là bộ phận quay, có dây dẫn cắt qua từ trường
2 Các cực không chuyển động, là các
cực đối nhau của nam châm trường,
Me:
‘360°
Hình 1.12 Máy phát tạo ra điện áp biến thiên theo hàm sine
Trang 11Chiéu chuyén dong
Chiéu
„dòng điện
Hình 1.13 Qui tắc bàn tay trái xác
định chiều dòng điện của máy phát tạo ra từ trường Trong một số máy phát, các cực này được từ hóa bằng một phần dòng điện do máy phát
tạo ra
3 Các vành trượt, là các bộ phận kim loại luôn luôn tiếp xúc với một trong các đầu cuộn dây phần ứng, chuyển dòng điện cho các chổi góp
4 Chổi góp, thường được bố trí theo
cặp, chuyển dòng điện từ vành trượt đến mạch điện bên ngoài
Sự vận hành của máy phát điện xoay chiều
Khi phần ứng quay, sẽ cắt qua từ trường
do các nam châm trường tạo ra Các điện tử chuyển động qua các dây phần
ứng, đi đến vành trượt, qua chổi góp
và đến mạch điện bên ngồi (Hình 1.14 và 1.15) = + Trục St Phần ứng Vành trượt
Hình 1.14 Cấu tạo cơ bản của máy phát
Hình 1.15 Máy phát điện xoay chiều Loại máy này sử dụng một phần
dòng điện cảm ứng để từ hóa
Mỗi nửa vịng quay, dòng điện đảo chiều theo qui tắc Fleming Dòng điện đi đến mạch điện bên ngồi qua vành góp và chổi than, do đó mỗi chu kỳ đòng điện đảo chiều một lần, tạo thành dòng điện xoay chiều
Tốc độ quay của máy phát sẽ xác
định tần số dòng điện Một vòng quay
tạo ra một chu kỳ (Hình 1.16) Ở Hoa
Kỳ và các nước Bắc Mỹ, dòng điện xoay
chiều là 60 Hz (60 chu kỳ/giây), ở Châu
Âu và các nước khác, dòng điện xoay
chiều là 50 Hz Chu kỳ—— Goc quay a, i X\/ Chu kỳ ac „+ c Vv @ Do
Hình 1.16 Chu kỳ của dòng điện xoay chiều tương ứng một vòng quay của
máy phát
Máy phát điện một chiều
Máy phát điện dc có cấu trúc tương tự
máy phát điện ac nhưng hai vành trượt
được thay bằng vành góp Hai nửa của vành góp được nối với hai đầu phần
ứng (Hình 1.17)
Khi phần ứng quay, dòng xoay chiều
xuất hiện trong cuộn đây, tuy nhiên do
Trang 12Hình 1.17 Sơ đồ nguyên ly may phát
điện một chiều
Hình 1.18 Dòng một chiều dạng xung
các nửa của vành góp thay đổi chổi góp theo từng nửa vòng quay, dòng ac được chuyển thành xung de ở mạch ngồi
(Hình 1.18)
Biện một nha và ba nha
Máy phát ac có thể tạo ra điện một
pha hoặc ba pha Máy phát với một cuộn
Nhà máy điện
Xí nghiệp cơng nghiệp
0 0n 34,000 V 600 V Giao thông Biến áp 12,500 25,000 V' Thương mại
dây phần ứng tạo ra điện áp một pha Để có điện áp ba pha, máy phát phải có ba cuộn phần ứng ở stator, là bộ phận không quay của máy phát
Các cuộn của máy phát ba pha được
bế trí cách đều 1209 Khi rotor quay,
điện áp được tạo ra theo ba khoảng cách đều trong mỗi vòng quay rotor, tạo ra ba dòng điện cách nhau 120° điện
Điện dân dụng thường sử dụng điện
một pha, điện ba pha thường dùng
trong công nghiệp Các động cơ ba pha có cấu trúc đơn giản, chi phí thấp, và cơng suất cao hơn nhiều so với động cơ
một pha Các nhà máy điện thường cung
cấp điện ba pha do dễ truyền dẫn trên những khoảng cách lớn
TRUYỀN TẢI ĐIỆN NANG
Điện năng được tạo ra ở các nhà máy
lớn và được truyền tải trên hệ thống
đường dây điện áp cao đến nơi tiêu thụ
(Hình 1.19) Để bảo đảm tính kinh tế và thuận tiện, điện áp ở nhà máy điện
phải tăng đến giá trị cao (110, 220, 500
Truyền tải Trạm phân phối 138,000- 765.000 V Dan dung 120V Bién ap phân phối 120V 12,/500V Chiếu sáng
Hình 1.19 Điện năng tiêu thụ ở khu dân cư được tạo ra ở nhà máy điện và được truyền dẫn trên các đường dây cao áp, khi đến gần nơi tiêu thụ, điện
Trang 13kV), dién năng được đưa đến các trạm biến áp, phân phối, và được giảm áp theo từng bậc để có thể sử dụng dễ dàng Điều này đòi hỏi sử dụng các máy biến áp và các trạm biến áp Điện áp tại trạm biến áp chính được gọi là cao áp, thường được giảm đến giá trị
3B hoặc 15 kV, tại các trạm trung áp
Khi đến nơi tiêu thụ, điện áp thường được giảm đến 110, 220, hoặc 380V
Nguyên lý của máy hiến án
Máy biến áp là thiết bị chuyển đổi năng
lượng điện từ mạch này sang mạch
khác không sử dụng nối kết cơ học, chỉ
áp dụng các nguyên lý cảm ứng điện
từ để tăng hoặc giảm điện áp giữa nguồn điện và tải
Về cơ bản, máy biến áp gồm hai
cuộn dây quấn xung quanh lõi sắt (Hình 1.20), khơng có nối kết giữa hai cuộn dây đó, mỗi cuộn dây được mắc vào dây dẫn hoặc mạch điện khác
Cuộn dây là một phần của mạch nối vào phía nguồn được gọi là cuộn sơ cấp, cuộn nối vào phía tải được gọi là
8 Nguồn Phía áp cao H, Máy biến áp
phân phối điện
dân dụng 120V/240V Xs Phía áp thấp A $ 120V N 240 8 120V
Hình 1.20 Sơ đồ máy biến áp đơn giản Cuộn sơ cấp tạo ra từ trường, dòng điện cảm ứng trong cuộn thứ cấp
cuộn thứ cấp Lõi máy biến áp thường
là các lá thép mỏng ghép chặt với nhau Các cuộn dây được bố trí gần nhau để tạo ra từ trường giữa các cuộn dây đó Từ trường này được cảm ứng do dòng điện đi qua cuộn sơ cấp
Sự vận hành của máy hiến án
Điện áp vào và ra máy biến áp tỷ lệ thuận với số vòng của các cuộn dây
Nếu số vòng dây cuộn thứ cao hơn cuộn
sơ cấp, điện áp ra sẽ lớn hơn điện áp vào, máy biến áp này được gọi là máy tăng áp Nếu số vòng dây cuộn sơ cao hơn so với cuộn thứ cấp, điện áp ra sẽ nhỏ hơn điện áp vào, loại biến áp này được gọi là máy giảm áp
DONG CO BIEN
Động cơ điện (Hình 1.21) có cấu tạo tương tự máy phát điện, nhưng chuyển đổi điện năng thành cơ năng thay vì cơ
năng thành điện năng như máy phát điện
Động cơ dc có cấu tạo tương tự máy phát điện dc Sự quay xảy ra khi cực tính phần ứng ngược với các cực của
nam châm trường Nói cách khác, các
cực từ cùng dấu trong động cơ sẽ đẩy nhau để khởi động quá trình quay Sự
chuyển đổi cực tính sẽ bảo đảm động
cơ quay liên tục Động cơ ac có cấu tạo
<q Phần ứng +, ục
&2
Nam cham
N
Trang 14hơi khác nhưng sự vận hành cũng tương
tự
BO CAC DAI LUONG BIEN
Việc đo các đại lượng điện thường bao
gồm đo điện áp, cường độ dòng điện, điện trở, và công suất
Cường độ tùng điện
Cường độ dòng điện thường được đo theo
đơn vị ampere Về kỹ thuật, số lượng điện tử đi qua điểm cho trước trong dây dẫn tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện
Ampere, đơn vị cường độ dòng điện, tương đương với 6 240 000 000 000 000
000 điện tử đi qua điểm cho trước trong thời gian một giây (Hình 1.22)
6240.000.000.000.000.000/s = tampere
Hinh 1.22 Bo cudng dé dong dién
theo số lượng điện tử
Tuy nhiên, việc xác định cường độ
dòng điện theo số lượng điện tử có nhiều bất tiện, do đó có thể xét cường độ dòng điện theo tỷ suất chuyển động của các điện tử
Điện án
Điện áp được coi là lực điện động
tác dụng lên các điện tử qua dây dẫn Đại lượng này được đo bằng đơn vị volt Hầu hết các mạng điện dân dụng đều
sử dụng điện 110 hoặc 220V Đơn vị điện áp được ký hiệu là V, lực điện động
được viết tắt là emf, và ký hiệu là E
16
Điện trở
Trở lực đối với dòng điện tử trong dây dẫn được gọi là điện trở, thường được đo bằng đơn vị ohm (©) Điện trở thường phát sinh nhiệt và làm tổn thất điện năng Mọi thiết bị điện đều có điện trở, đo đó ln ln có tổn thất điện năng
ở dạng nhiệt Ký hiệu điện trở là R
ông suất
Công suất tiêu thụ là công suất tổng tiêu thụ ở thiết bị hoặc hệ thống điện, thường được đo bằng đơn vị watt và ký
hiệu là W Năng lượng điện tiêu thụ
thường được tính theo thời gian, do đó đơn vị thường dùng là Wh, hoặc kWh Để xác định công suất của thiết bị hoặc hệ thống điện, cần biết điện áp và cường độ dòng điện, do cơng suất được
tính theo công thức: P = E.I, đơn vị thường dùng 1a volt ampere (VA) hoặc
kilovolt ampere (kVA) Trong thực tế, công suất đôi khi được tính bằng mã
lực (HP), một mã lực, tương đương 550
foot - pound/sec, được tính bằng 746W
TIEU CHUAN BIEN VA
TIEU CHUAN AN TOAN
Các tiêu chuẩn này qui định lắp đặt hệ thống và trang thiết bị điện bảo đảm an toàn, hiệu quả, và tiết kiệm Phạm vi tiêu chuẩn bao gồm:
1 Các vị trí nguy hiểm
9 Phương pháp mắc dây, các linh kiện và trang thiết bị
Trang 156 Các hệ thống tiêu thụ điện 7 Định nghĩa các thuật ngữ và các đại
lượng điện
8 Các yêu cầu chung
Câu hủi ôn tận
1 Điện năng là dạng
2 Các chất cho phép dòng điện đi qua một cách dễ dàng được gọi là Các chất cản trở dòng điện hoặc
có trở lực lớn đối với dòng điện được gọi là
3 Hai loại dòng điện thường dùng Tổ
4 Nhóm các pin điện hóa mắc nối
tiếp với nhau được gọi là , chúng thường cung cấp dòng điện
ð Trong mạch , dòng điện phải đi qua lần lượt mọi linh kiện, nếu
có một linh kiện bị hư, mạch điện sẽ không hoạt động
6 Mạch điện dưới đây là mạch
¬ 9 10 1T 12 - *
Faraday va Henry đã khám pha ra hiện tượng gì?
Máy phát điện ac khác với máy phát điện de như thế nào?
Hãy giải thích qui tắc Fleming Máy biến áp ứng dụng nguyên lý gì để tăng hoặc giảm điện áp?
Sự khác biệt giữa động cơ điện và máy phát điện là gì?
Định nghĩa các đại lượng sau và nêu rõ đơn vị đo của từng đại lượng đó
a Cường độ dòng điện b Điện áp
c Điện trở d Công suất,
TRUONG CAO BANG KTKT PHU LAM
THU VIEN
| |
Trang 16
Chusng 2
LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN
Nội dung
Sau khi hoàn tất chương này, bạn sẽ
có khả năng:
e Giải thích định luật Ohm
® Áp dụng định luật này để tính điện
trở, điện áp, và dòng điện
e Biết các kiểu mạch điện gia dụng
thường dùng
Để hiểu lý thuyết mạch, bạn cần
hiểu điện trở George Simon Ohm đã
khám phá ra điện trở vào năm 1827,
ông biểu thị quan hệ giữa dòng điện,
điện áp và điện trở: “đòng điện trong
mạch tỷ lệ thuận uới điện ap cung cấp cho mạch đó uà tỷ lệ nghịch uới điện trở của mạch”, điều này được gọi là
định luật Ohm
BIEN TRO
Biểu thức toán học của định luật Ohm đối với điện một chiều là I = E/R, trong đó I là cường độ dịng điện tính theo
‘ampere, E là điện áp tính theo volt, và
.R là điện trở tính theo ohm
Điện trở của dây dẫn, nói chung phụ thuộc vào bốn yếu tố:
1 Bản chất của vật liệu 2 Chiều dai dây dẫn
3 Tiết diện dây dẫn 4 Nhiệt độ
18
Ban chất của vật liệu day dan
Nói chung, kim loại có tính dẫn điện tốt hơn phi kim loại Các chất dẫn điện tốt nhất thường là kim loại nguyên chat, Ag, Cu, Al Cac hop kim của chúng
thường có điện trở cao hon, chúng tích
tụ nhiệt tương đối nhanh, do đó thường được dùng trong các thiết bị được thiết kế để tạo ra nhiệt
Các chất hữu cơ, chẳng hạn sợi bông, cao su, chất dẻo, thường có điện trở rất cao, do đó chúng thường được dùng làm chất cách điện
Chiéu dai và tiết diện
hi tất cả các yếu tố khác đều như nhau,
dây càng dài, điện trở càng lớn và
ngược lại Mặt khác, tiết diện day dan
càng lớn, điện trở càng thấp (Hình 2.1) Trong hầu hết các ứng dụng điện, tiết diện dây dẫn được đo theo cmIl Cmil là diện tích mặt cắt ngang của dây dẫn trịn có đường kính 0.001 inch Để tính diện tích theo cmil, bạn cần đổi đường kính dây theo đơn vị phần ngàn inch Ví dụ, dây có đường kính 0.250 inch, tương đương 250 mil, sau đó lấy
Trang 17
binh phuong gia tri nay, cmil = (đường
kinh tinh theo mil)? = 250? = 62500 cmil = 62.5 kemil
Nhiệt độ
Do cấu trúc phân tử khác nhau, các vật liệu thường phản ứng khác nhau khi có
sự thay đổi nhiệt độ Nhiệt độ của kim
loại tăng, điện trở sẽ giảm Nhiệt làm tăng sự hoạt động của các nguyên tử hoặc phân tử, do đó làm tăng trở lực
đối với dòng điện Đối với phi kim loại, ảnh hưởng này là ngược lại, nhiệt độ
tăng có thể làm tăng khả năng dẫn
điện, nghĩa là làm giảm điện trở CAC co sd macH BIEN
Mạch điện gồm nguồn điện năng, một hoặc nhiều đường dẫn điện Phần này
sẽ tập trung giới thiệu mạch điện một chiều và mạch điện xoay chiều đơn
giản, phần sau sẽ trình bày các mạch
ac phức tạp hơn
Mạch nối tiến
Khi các linh kiện, chẳng hạn các điện trở, được mắc nối tiếp, chúng được đặt liên tiếp với nhau, sao cho dòng điện
lần lượt đi qua từng linh kiện (Hình 2.2)
Mạch nối tiếp tuân theo một số nguyên tắc, có thể tóm tắt như sau:
1 Địng điện không thay đổi cường độ trong toàn bộ mạch nối tiếp Theo định luật Ohm, có thể tính được
A B e
1 OHM (0) 2 OHMS [n) 3 OHMS (0)
6 VOLTS
Hình 2.2 Mạch nối tiếp đơn giản với ba điện trở
dòng điện trong mạch điện trên Hình 2.2
r=- Tổng điện áp = OMe en R Téngdiéntré 60
Dòng điện 1 A đi qua từng điện trở trong mạch
2 Tổng điện trở, còn gọi là tổng trở, là tổng cúc điện trở riêng rễ trong mạch Do đó, tổng trở của mạch nối
tiếp (Hình 2.9) là 12+ 20+ 3Ó = 6O
3 Điện áp nguồn bằng tống các điện
áp ở từng điện trở Sử dụng định luật Ohm:
s Điện áp điện trở A = dòng điện x
điện trở A =1 A x 1Q = 1V s Điện áp điện trở B = dòng điện x
điện trở B = 1 A x 2Q = 2V s Điện áp điện trở C = dòng điện x
điện trở C=1Ax3Q=3V
s Tổng điện áp =1V+2V+3V=6V 4 Sự ngắt mạch ở uj trí bất kỳ trong mạch sẽ làm dừng dịng điện trong tồn bộ mạch Đây là nhược điểm chính của các mạch nối tiếp ð Định luật Ohm có thể áp dung cho
thành phân bất kỳ của mạch nối tiếp
Ví dụ 1: Sử dụng qui tắc nêu trên, bạn
có thể dễ dàng tính toán các đại lượng
của mạch nối tiếp Hình 2.3 cung cấp các số liệu của mạch nối tiếp, cần tính:
R, =30 OHMS AVA, = 30 VOLTS
R, = 10 OHMS
+ R, = 20 =
Hình 2.3 Mach néi tiép theo vi du1
Trang 18a Tổng trở, R,
b Dòng điện nguồn, I_
c Điện áp của các điện trở
Giải a R,=R, +R + Ry = 20 + 100 + 306 = 6002 b.I= B/R.= lục lạ= lạ I, = 1, = E/R, = 30V/102 = 3A ce V, =1,x R, =3Ax 202 =60V V, = 30V V, =1, x Rj = 8A x 800 = 90V Bạn có thể kiểm tra lại bằng cách
tinh V,
V,=1,x R, = 3A x 602 = 180V
Va V,=V,+V,+ V,=60V + 30V +
90V = 180V
Mach song song
Mạch song song là mạch điện có hai hoặc nhiều đường dẫn khác nhau Mỗi đường dẫn trong mạch song song được
gọi là mạch nhánh Các mạch song song
được dùng nhiều trong mạng điện dân
dụng Hình 2.4 minh họa mạch song
song đơn giản gồm ba điện trở, mũi tên chỉ chiều dòng điện
li
Hình 2.4 Mạch song song đơn giản
Cac qui tac cila mach song song
Tương tự mạch nối tiếp, mạch song song tuân theo một số qui tắc:
20
1 Điện áp qua tốt cả các mạch nhánh
của mạch song song là như nhau
va bang dién úp nguồn Điện áp của
mạch song song trên Hình 2.4 là
120V Về mặt toán học, điện áp nguồn = điện áp nhánh A = điện
áp nhánh B = điện áp nhánh C V, = V, = V,= V; 2 Tổng dòng điện bằng tổng các dòng điện của từng mạch nhánh, do đó cường độ dòng điện tổng = dòng điện nhánh A + dòng điện nhánh B + dòng điện nhánh C l= | + ly + lQ
Sử dụng định luật Ohm, dòng điện
nhánh A là 120V/200 = 6A, dòng điện nhánh B là 4A, nhánh C là
120V/600 = 2A, do đó tổng cường
độ dòng điện là 6A+4A+2A = 12A 3 Tổng trở trong mạch song song là
nghịch đảo của tổng các giá trị đảo
của từng điện trở trong mạch song
song:
1 1 1 pon chee biel ges eee
R, RnhánhA RnhánhB 1 HẠ don R nhánh € 1 1 1 6 1 20Q 302 602 602 100 R,= 102
4 Định luật Ohm có thể dp dung cho toàn bộ mạch hoặc cho mạch nhánh
bất hỳ E=lIxR
5 Sự ngắt hoặc hở nhánh bất hỳ của
mạch song song bhông làm gián
Trang 19Mạch phối hợp nối tiếp - song song
Trong thực tế, các mạch điện phức tạp
hơn so với các mạch nêu trên, các điện
trở thường được thiết kế đồng thời theo
kiểu nối tiếp và song song, tạo thành mạch phối hợp Các mạch đơn giản thường chỉ gồm một nguồn điện (Hình 2.5) Chúng ta sẽ sử dụng mạch này để mình họa các bước được dùng nhằm đơn giản hóa mạch điện bất kỳ
Mạch điện trên Hình 2.5 có điện
áp 12V, giá trị điện trở của từng linh kiện đều được biết trước Trước hết cần
tính tổng trở Để thực hiện điều này
cân rút gọn điện trở song song thành giá trị điện trở tương đương, R„ sau đó cộng giá trị này vào tổng các điện trở mắc nối tiếp Điện trở tương đương
của phần song song:
R„ R, R, 62 122 120 S5 C6- A
Ry, - 2 sacs 3
Tổng trở của mạch này là R, +
R,+R,=1+74+4= 120
Kế tiếp, bạn có thể vẽ mạch tương
đương đơn giản, có điện trở tương đương
mắc nối tiếp với R, va R, (Hinh 2.6)
Khi biết tổng trở và điện áp nguồn, có thể tính tổng dòng điện đi qua mạch
Hình 2.5 Mạch điện phối hợp nối tiếp - song song
Hình 2.6 Mạch điện rút gọn tương đương với mạch trên Hình 2.5
Từ đó, có thể tính điện ap qua từng điện trở V,=1,xR,=1Ax1Q=1V V,=1,xR,=1Ax7Q=7V Veg= I XR = 1Ax 40 =4V Bạn có thể kiểm tra bằng cách cộng các giá trị điện áp 1V+7V+4V = 12V và so sánh với giá trị điện áp nguồn, 12V Phần cuối cùng là tính dịng điện
đi qua điện trở R, và R, mắc song song
V, fete 22 Ry 6Ø 3 V, [ote Mies im Gi
Tương tự điện áp, bạn có thể kiểm
tra bằng cách cộng các giá trị dòng điện
2/3A + 1/3A = 1A, và so với tổng dòng điện đi qua phần mạch song song, 1A
Tóm tắt
Hình 2.7 tóm tắt nội dung về các mạch điện, các đặc tính chính của từng kiểu
mạch Định luật Ohm áp dụng cho phần
bất kỳ hoặc toàn bộ mạch điện, Hình
2.8 là sự hỗ trợ đơn giản để nhớ định
luật này, bạn chỉ cần che phần cần tìm và xác định đại lượng cần nhân hoặc chia Do đó, để tìm E, cần nhân I với R, để tìm R, cần chia E cho I, va để tìm
1 cần chia E cho R
Trang 20
Mach song song Hỗn hợp
1/R,= 1/R,+1/R,+1/R, Tổng điện trở trong mạch hỗn hợp bằng tổng điện trở trong mạch song song cộng tổng điện trở trong mạch nối tiếp Leal the Tổng các dòng điện thành phần
Các quy tắc nối tiếp dùng cho phần nối tiếp Các quy tắc
song song dùng cho
phần song song của
mạch
Mạch nối tiếp Điện trở (R) R= R,+R,+R,
Don vi: Ohm Tổng các điện trở
Ký hiệu: © thành phần
Dịng điện (I) Lal shel,
Bon vi: Ampere Dòng điện là như Ký hiệu: A nhau trong toàn mạch
Điện áp (E) E.=E,+E,+E,
Lực điện động (emf) Tổng các điện áp Đơn vị: Volt thành phần Kỹ hiệu: V, E E, C E, = E, 7 E, Điện áp toàn phần và điện áp mạch nhánh là như nhau Điện áp toàn phần là tổng điện áp của từng
điện trở nối tiếp và
từng nhánh của phần song song Hình 2.7 Tóm tắt các đặc tính mạch điện Hình 2.8 Hình vẽ giúp nhớ định luat Ohm HO NANG LUONG
Điện năng có thể được đo theo đơn vị
joule (J), được đặt theo tên của nhà vật lý người Anh James Prescott Joule, da tìm ra quan hệ giữa điện năng và sự phát sinh nhiệt, được gọi là định luật Joule, dién nang (J) =ExI xt, voiE la dién ap, I 1A dong dién, va t là thời gian, 1J tuong duong 1W/s, hoac 0.7376f
- lb, hoac 0.24 calories
22
Cony suat
Công suất là tỷ suất thực hiện công Trong điện năng, tỷ suất này được đo
theo đơn vị watt hoặc volt - ampere
Để xác định công suất điện đối với mạch
đơn giản, bạn chỉ cần nhân điện áp với dòng điện P = E xĨ
Công suất và công suất cơ học có
quan hệ chặt chẽ với nhau Watt là đơn
' P=Exi rw Tz Taste) P=fR i? Sure P-Ệ 1 bbe
THP = 746 W free 'EX (Hệ số công suất) P
Công ~_———=~ ất _———— E= 1xZ (Tổng trở) R:£ ExƑ Ẹ E-vRE 2 " ST E= P * (Hệ số cơng suất) Hình 2.9 Quan hệ toán học giữa công
Trang 21cố c6
Thiết bị Công suất (W) Điều hịa khơng khí 1200
Đồng hồ 3 Máy rửa chén 2000 Tủ lạnh 500 Bếp chiên 1200 Bàn ủi 1000 Máy chiếu 500 Lò điện 15.000 Chao chién 1600 May may 100 Tivi 350 Máy hút bụi 600 Máy giặt 700 Máy nước nóng 4000 Bàn ủi nhỏ 800
Hình 2.10 u cầu cơng suất của
các thiết bị điện gia dụng
vị tương đối nhỏ, do đó cơng suất
thường được tính theo kilowatt hoặc megawatt Để xác định công suất tiêu
thụ, có thể sử dụng đơn vị kWh Quan
hệ giữa cơng suất, dịng điện, điện trở, và điện áp có thể được xác định theo công thức được nêu trên Hình 2.9 Hình 2.10 trình bày định mức cơng suất của một số thiết bị điện gia dụng
Cau hoi ôn tận
1 Hãy phát biểu và ghi rõ công thức
định luật Ohm
2 Mạch nối tiếp có dịng điện 2A,
tổng trở 6O, điện áp nguồn là bao
nhiêu?
Điện
trổ
as
—>
3 Trong hai đồ thị dưới đây đồ thị nào biểu thị quan hệ chính xác giữa điện trở và các đặc tính dây dẫn Điện trở Ị t | —
Đường kính dây dẫn Nhiệt độ dây dẫn
(A) (B)
4 Tổng cường độ dòng điện của mạch
song song có điện trở 12 và điện
áp nguồn 24V là bao nhiêu?
5 Nang lượng điện được đo theo đơn VỊ:
a Joule
b Watt c Mã lực
d.KWh
6 Kilowatt tương đương với: a 10W b 100W c 1000W d 10000W
7 Trong các thiết bị sau đây, thiết bị nào đòi hỏi tiêu thụ công suất điện lớn nhất:
a Đồnghồ b May thuhinh
c Máy may d Máy nước nóng
Trang 22Chwong 3
CAC LINH KIEN MACH DIEN
Noi dung
Sau khi hoàn tất chương này, bạn sẽ
có khả năng:
e Liệt kê và mô tả các linh kiện mạch
điện cơ bản
e_ Hiểu hệ thống kích cỡ dây dẫn điện
e_ Tính tốn độ sụt điện áp trong dây
dẫn với giá trị dịng điện và kích
cỡ dây dẫn cho trước
Trong thực tế, hầu như chỉ sử dụng dây đồng và dây nhôm cho mạng điện
Các loại dây này có điện trở thấp đối với dòng điện Đồng là loại vật liệu làm dây dẫn phổ biến nhất, tương đối bền, có khả năng chống oxide hóa Nhơm cũng có tính dẫn điện tốt nhưng có thể gặp các vấn đề về sự oxide hóa và giãn
nở do nhiệt Trước khi sử dụng dây
nhôm cần lưu ý xem kỹ các tiêu chuẩn về loại dây này
Kich CO DAY
Kích cỡ và kiểu dây được sử dụng thường thay đổi trong khoảng rộng, phụ thuộc
vào cường độ dòng điện, khoảng cách
đến điện nguồn, vị trí lắp đặt Việc sử dụng dây trần hay dây có bọc lớp cách điện, tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể Trừ một số trường hợp đặc biệt, dây
dẫn điện xoay chiểu luôn luôn có lớp
cách điện Phần này chỉ tập trung trình bày kích cỡ đây đồng, đối với dây nhôm
24
với cùng ứng dụng phải có kích cỡ lớn hơn dây đồng ít nhất là hai bậc
Hình 3.1 minh họa đường kính các dây đồng thông dụng Các kích cỡ được ký hiệu theo số (Hình 3.2) Chỉ số day càng lớn, đường kính dây càng nhỏ Dây No.8 trở lên là dây đơn hoặc nhiều tao Dây No.6, 4, 2, luôn luôn là dây nhiều nhánh Tiêu chuẩn cỡ dây được dùng ở
Hoa Ky la American Wire Gauge (AWG- cỡ dây Mỹ) Cỡ dây rất quan trong do: 1 Định mức dòng điện: đây là dịng
điện an tồn, dây điện có thể chuyển tải và bảo đảm khả năng
tiêu tán nhiệt 9 Độ sụt điện áp: sự tổn thất điện 8 Dây dùng cho mạch nhánh Dây dùng cho
đEh Cadẩh mạch điện áp thấp
Hình 3.1 Kích cỡ dây đồng với lớp
Trang 23
Hình 3.2 Kích cỡ dây có thể được xác định bằng cách dùng cỡ dây chuẩn
áp do điện trở khi dẫn điện qua khoảng cách lớn hoặc tiết điện dây
nhỏ Tính tốn độ sụt điện ap Để tính độ sụt điện áp, bạn cần sử dụng phương trình sau: IxKxL P= CMT trong đó VD: độ sụt điện áp tính theo V I: dong dién tinh theo A K: hé số, thường chọn là 10.8 L: chiéu dai day dong, tinh theo feet Cmil: tiét dién day dén (circular mil)
Ví dụ, độ sụt điện áp của dây đồng No.10 dai 100ft dẫn điện 30A sẽ là:
alk KL
~~ CMil
_ 80x 10.8100
~ 10880
= 3.12 volt
tương đương 2.6% điện áp 120V Do đó, điện áp thực của dây này là
120V - 3.12V = 116.88V Từ đây có thể
thấy, tiết diện cỡ dây và chiều dài là rất quan trọng
Trừ các dây điện cung cấp từ biến áp nguồn, hầu hết các dây mạch nhánh thường dùng với kích cỡ No.14 đến
No.10
Lop cach dién
Dây trần hoặc không có lớp cách điện hầu như không được sử dụng do tính an tồn thấp Các dây điện thường có
lớp cách điện kiểu THWN, THHN, TW
bên trong cáp hoặc ống luồn dây thường được dùng cho mạng điện dân dụng (Hình 3.3) Các lớp cách điện này thích hợp cho nơi khơ và nơi ướt Lớp cách điện được dùng phổ biến là chất déo (nhựa) va cao su, chúng có tính cách
điện cao Ngoài ra, các dây có lớp bọc cách điện còn được bọc hoặc bảo vệ
bằng cách chất tráng phủ, giấy, chất
đẻo, kim loại, (Hình 3.4 và 3.5) Hình 8.6 liệt kê các loại vật liệu
dây dẫn, kiểu dây được sử dụng tùy
thuộc vào điểu kiện cụ thể và mơi
trường Hình 3.7 liệt kê các kiểu dây
dẫn có lớp cách điện và các điều kiện sử dụng loại dây đó
Chất dẻo cách điện
Hình 3.3 Kiểu dây TW thường dùng
trong mạng điện gia dụng
Cách điện
L6p boc ngồi
Hình 3.4 Kiểu dây TW được boc lớp
bảo vệ chống ẩm
Trang 24
LỚP BỌC CÁCH BIEN DAY DAN
el SG cóc chớ Si n Go Kiểu lớp bọc Ký hiệu bằng chữ
Cao su RH, RHH, RHW
Nhựa nhiệt dẻo TWN, THW, TBS, THHN
Nhựa nhiệt dẻo và amiant_ TA Silicone và amiant SA
Amiant A
Verni Vv
Amiant va verni AVA, AVL, AVB
Hình 3.6 Các loại hợp chất cách điện
trên dây dẫn và ký hiệu của chúng
Hình 3.5 Các kiểu dây dẫn điện : Lg SIG isla ane li
thường dùng trí trong nhà thường có độ ẩm (tầng hầm, khu vực có sử dụng nước, .) t Tiéu chuẩn os Ky NEC dua ra 8 Vị trí ướt thường ở trong đất hoặc định nghĩa về môi trường: trong bêtơng bị bão hịa nước
1 Vị trí khơ là nơi thường không bị
ẩm hoặc ướt KÝ HIỆU DÂY DẪN
2 Vị trí ẩm gồm các vị trí được bảo Tiêu chuẩn NEC yêu cầu mọi dây dẫn
vệ một phần dưới nắp che, các vị phải được ký hiệu rõ ràng Điều này SỬ DỤNG DÂY DẪN
Kiểu dây Điều kiện môi trường Nhiệt độ cực đại °C (°F) RH Khô /ẩm 75 (187) RHH Khô /ẩm 90 (194) RHW Khô / ướt 75 (167) TW Khô / ướt 60 (140) THHN Khô / ẩm 90 (194)
THW Khô / ướt 90 (194) trong các điều kiện đặc biệt
THWN Khô / ướt 75 (167)
THHW Khô /ẩm 90 (194)
Ướt 75 (167)
MI Khô 90 (194) trong các điều kiện đặc biệt
Ướt 250 (482) trong các điều kiện đặc biệt
SA Khô /ẩm 90 (194) các ứng dụng đặc biệt
125 (257) các ứng dụng đặc biệt
FEP Khô /ẩm 90 (194)
Vv Khô 85 (185)
AVA Khô 110 (230)
AVL Khô / ướt 110 (230)
AVB Khô 90 (194)
Hình 3.7 Dây dẫn có lớp cách điện và điều kiện môi trường
Trang 25Số lượng
dây Có nối mát op boc pngoal
CHG TEN UD Kế CG day dan Phê chuẩn
Hình 3.8 Loại cáp được ký hiệu trên
lớp cách điện
được thực hiện bằng cách ghi ký hiệu
trên lớp cách điện Ký hiệu trên Hình
3.8 cho biết:
Đối véi moi dây dẫn
1 Cỡ dây AWG
2 Kiểu cách điện
3 Định mức điện áp (cực đại)
4 Cơ quan phê chuẩn Đối uới dây cáp
5 Số lượng dây trong dây cáp 6 Lớp bọc ngoài cùng
MAU CACH ĐIỆN
Mã màu của lớp cách điện trên dây dẫn được sử dụng để nhận biết công dụng của dây (Hình 3.9) Sơ đồ màu tổng quát:
Vàng
Dây nóng Xinh Đỏ BÍ ies ;
Den H E4 Ky b
Trung hòa hoặc Trắng [| (| [|
được nối mát < cam) abet ea
Xanh lá, | | |
Nối mái xem ad EH EqÓ(3h
soc vàng + 22 aa
S day 4 đây 3 đÂY 5 Gay, Hình 3.9 Mã màu của lớp cách điện
xác định công dụng dây dẫn
1 Đối với các dây dẫn điện, thường sử dụng theo thứ tự màu đen, đỏ, xanh lam, vàng
2 Đối với dây trung hòa, thường dùng màu trắng hoặc xám tự nhiên 3 Dây nối mát có thể là dây trần,
xanh lục, hoặc xanh lục với các vệt
vàng
LINH KIEN BAO VE
Mọi mạch điện đều phải có linh kiện
an tồn Cơng dụng của linh kiện này là tránh hư hại mạch điện đo quá nhiệt hoặc quá tải Hình 3.10 minh họa cường CƯỜNG ĐỘ DÒNG BIỆN CỰC ĐẠI ĐƯỢC PHÉP ĐỐI VỚI DÂY ĐỒNG CÓ LỚP CÁCH ĐIỆN
Cỡ dây 60°C (140°F) 75°C (167°F)
(AWG) Kiéu TW, UF Kiéu FEPW, RH, RHW, THHW,
THW, THWN, XHHW, USE, ZW 14 15 15 12 20 20 10 30 30 8 40 50 6 55 65 *4 70 85 0 95 115 #1 110 130 *1/0 125 150 * 2/0 145 175 3/0 165 200 4/0 195 230
Hình 3.10 Định mức dịng điện là cường độ dòng điện mà dây được phép dẫn
Trang 26
Hình 3.11 Các loại cầu chì và bộ ngắt
mạch dùng để bảo vệ quá dòng
độ dòng điện cực đại cho phép đối với các cỡ dây từ No.14 đến No.4/0
Sự quá dòng trong dây dẫn có thể gây ra hư hại nghiêm trọng đối với lớp cách điện, dây dẫn trở nên nguy hiểm đối với vật và người ở gần
Các linh kiện bảo vệ quá dịng
thường là cầu chì và bộ ngắt mạch (Hình
3.11), cả hai loại này đều được sản xuất
với nhiều hình dạng và kích cỡ, nhưng
đều có cơng dụng ngắt dòng điện khi vượt quá giới hạn cho phép
Mọi cầu chì và bộ ngắt mạch đều
có ghi định mức theo ampere Định mức này phải không lớn hơn định mức toàn phần của mạch điện được bảo vệ
SỰ BẢ0 UỆ MẠCH ĐIỆN
Các mạch điện có thể bị hư hỏng do
dòng điện, xảy ra khi bi qua tdi hoac bi
ngdn mach
Sự qua tai và ngắn mạch
Sự quá đòng ở dạng quá tải và/hoặc
ngắn mạch được coi là dòng điện có
cường độ vượt q dịng điện trong
mạch đó Sự guó tới thường là dòng
điện cao hơn từ hai đến mười lần dòng
điện bình thường, nhưng trong phạm
vi đường dẫn điện bình thường Sự ngắn mạch tạo ra dòng điện tương đối lớn, gấp hàng trăm lần dòng
điện bình thường, có thể trong các dây 28
dẫn mạch và đến các đối tượng khác bên ngoài mạch Sự quá dịng ln ln là nguy cơ gây hư hại thiết bị
Định mức linh kiện hảo vệ
Các linh kiện bảo vệ - cầu chì hoặc bộ
ngắt mạch - phải chịu được sự quá dòng
đặc biệt là dòng điện phát sinh do ngắn mạch Mỗi linh kiện đều có giới hạn để ngắt dòng điện, được gọi là định mức ngắt mạch Định mức ngắt mạch của hầu hết các bộ ngắt mạch là 10000- 20000 AIC Định mức cầu chì trong khoảng 200000 AIC AIC là viết tắt của khả năng ngắt mạch tính theo ampere
(amperage interrupting capacity)
Nói chung, giá tri này lớn hơn nhiều so với định mức dịng điện bình thường của câu chì hoặc bộ ngắt mạch Định
mức bình thường là dòng điện linh kiện
bảo vệ có thể dẫn trong điều kiện vận
hành bình thường (15, 20, 30, 60 A, .)
Mọi linh kiện bảo vệ quá dòng đều có
ghi định mức dịng điện bình thường và
định mức ngắt mạch cực đại Các hướng dẫn để xác định kích cỡ cầu chì một
cách hợp lý được nêu trên Hình 3.12
hi câu chì cháy hoặc bộ ngắt mạch ngắt dòng điện, cần phải xác định nguyên nhân trước khi thay cầu chì mới hoặc chỉnh lại bộ ngắt mạch Không được phép thay cầu chì hoặc bộ ngắt
mạch bằng loại khác có định mức dịng
điện cao hơn so với giá trị yêu cầu để bảo vệ mạch đó Nếu thực hiện điều
này, mạch điện có thể không được bảo
vệ hợp lý
Các hộ điều khiển mạch điện
Mặc dù cầu chì và bộ ngắt mạch bảo
vệ mạch điện và có khả năng đóng hoặc
ngắt dịng điện, nhưng chúng khơng
phải là linh kiện điều khiển thuận tiện
Trang 27
Hướng dẫn về kích cỡ cầu chì
Cầu chỉ trễ, 2 - phần tử
1 Nguồn, xem phần 4
2 Mạch cấp điện khơng có động cơ Cầu chỉ phải gồm 125% tải liên tục + 100% tải không liên tục, nhưng không lớn hơn định mức dây dẫn
3 Mạch cấp điện động cơ 150% dòng tải toàn phần của động cơ lớn nhất + dòng điện tải toàn phần của tất cả các
ule Khơng có, Có tải tải động cơ 1 Ị | I I i I b | Động cơ i lớn Ï 1 1 t
Tải liên tục Tải không
liên tục >600 A với tải mà a L ] | I T 1 I 1 BỊ)
tà Cầu dao 601 - 6000A
: C&u chi 1/10 - 600 A
Phối hợp động cơ
Tải liên tục
động cơ còn lại
4 Mạch cấp điện các tải hỗn hợp Tổng dòng điện gồm a 150% dịng tải tồn phần của đông cơ lớn nhất b 100% dịng tải tồn phần của tất cả các động cơ còn lại
e 125% tải liên tục không có tải động cơ
d 100% tải không liên tục không tính động cơ
S Mạch nhánh khơng có tải động cơ 125% tải liên tục + 100% tải không liên tục, nhưng không quá định mức dây dẫn 6 Mach nhánh động cơ với rơ le quá tải Cần có thêm bảo
vệ dự phòng, chạm mát, và ngắn mạch:
a Động cơ có hệ số làm việc 1.15 hoặc sự tăng nhiệt độ
40°C: cầu chì có 125% dịng tải tồn phần động cơ hoặc cỡ
chuẩn cao hơn một bậc
b Động cơ có hệ số làm việc dưới 1.15 hoặc tăng nhiệt độ trên 40°C: cầu chỉ có 115% dịng tải tồn phần động cơ hoặc cỡ chuẩn cao hơn một bậc
7 Mạch nhánh động cơ chỉ có cầu chỉ bảo vệ Cần dùng các cầu chì sau đây để bảo vệ quá tải động cơ và bảo vệ ngắn mạch:
a Động cơ có hệ số làm việc 1.15 hoặc sự tăng nhiệt độ 40°C: cầu chỉ với 110-125% dịng tải tồn phần của đơng cơ b Động cơ có hệ số làm việc dưới 1.15 hoặc tăng nhiệt độ trén 40°C: cầu chỉ với 100-115% dịng tải tồn phần của động cơ
8 Mạch nhánh động cơ lớn Cầu chỉ trên 800 A Đối với các động cơ lớn, cần dùng 150-225% dịng tải tồn phần động cơ, tùy theo mạch khởi đơng
ì th
p điện khơng có động cơ 125% tải liên tục + 100% tải không liên tục, không quá định mức dây dẫn 3 Mạch có động cơ 300% dịng tải tồn phần của động cơ lớn nhất + dịng tải tồn phần của các đơng cơ cịn lại,
4 Mạch cấp điện các tải hỗn hợp Tổng dòng điện gồm:
a, 300% dòng tải toàn phần của động cơ lớn nhất
b 100% dịng tải tồn phần của các động cơ cịn lại © 126% tải liên tục, trừ động cơ
d 100% tải không liên tục, trừ động cơ
5 Mạch nhánh khơng có tải động cơ 125% tải liễn tục +
100% tải không liên tục, không quá định mức dây dẫn 6 Mạch nhánh động cơ có rơle quá tải Không quá 300% dịng tải tồn phần của động cơ, chỉ bảo vé chạm mát và ngắn mạch
7 Mạch nhánh động cơ chỉ có cầu chì Khơng dùng cầu chỉ tức thời, phải dùng cầu chỉ trễ, 2-phần tử để bảo vệ
Hình 3.12 Các nhà sản xuất cung cấp thông tin về quan hệ giữa cầu chì và tải vận hành toàn bộ hoặc các nhánh của
mạch điện bất kỳ Có nhiều loại cơng
tắc khác nhau, nhưng công dụng của chúng là như nhau
Tương tự cầu chì và bộ ngắt mạch,
công tắc luôn luôn được ghi rõ định mức
điện áp và dòng điện cực đại Bạn không được thay công tắc trong mạch bằng cơng tắc khác có định mức cao
hơn so với giá trị cực đại cho phép
Ngồi ra, các cơng tắc được lắp với dây dẫn nóng, không được phép lắp vào dây dẫn trung hịa Hình 3.14 liệt kê các
kiểu công tắc và ứng dụng của chúng
Trang 28
Céng tac Céng dung
Công tắc một chiều, đơn cực Điều khiển đèn hoặc ổ cắm từ một vị trí
Cơng tắc ba chiều Điều khiển đèn hoặc ổ cắm từ hai vị trí
Gơng tắc bốn chiều Điều khiển đèn hoặc ổ cắm từ các vị trí khác giữa
một cặp công tắc ba chiều
Công tắc điều chỉnh độ sáng Tương tự công tắc một chiều, đơn cực, nhưng có
thêm biến trở hoặc thiết bị điều chỉnh điện áp, cho phép một phần hoặc toàn bộ điện năng đền ổ cắm hoặc đèn
Công tắc mở đèn báo Được sử dụng để điều khiển đèn hoặc ổ cắm ở ngoài tầm nhìn Đèn báo cho biết có công suất đền thiết bị hay không
Công tắc trễ Được sử dụng ở các vị trí cần ngắt mạch trễ
Hình 3.14 Các loại công tắc và ứng dụng của chúng
TIEU THU BIEN NANG
Công dụng của mạch điện là phân phối điện năng đến một hoặc nhiều bộ phận tiêu thụ trong phạm vi mạch đó Mọi bộ phận tiêu thụ điện năng, được gọi là tải, về cơ bản đều là kiểu điện trở
"Trừ khi cần sử dụng nhiệt, điện trở phải được giảm đến mức thấp nhất có thể Trong các thiết bị sử dụng nhiệt, chẳng hạn lò nướng, bàn ủi, bộ cấp nhiệt, cần phải sử dụng điện trở cao
Tuy nhiên, bạn cần nhớ mọi tải đều có điện trở để có khả năng vận hành
Ví dụ, dây tóc bóng đèn phải có điện
trở đủ để làm nóng dây và phát sáng Đèn huỳnh quang, đồng hồ điện, thường có điện trở thấp hơn Điện trở luôn luôn
hiện diện trong các linh kiện của mạch
điện: nguồn, dây dẫn, bộ điều khiển,
bộ bảo vệ
Nhu da đề cập, điện trở trong mạch
điện được đo theo đơn vị ohm (©), là
điện trở cho phép có dịng điện 1A từ nguồn 1V
30
Cau hoi ôn tap
1 Hai loại vật liệu thường dùng làm dây dẫn điện là gì?
2 Khả năng dẫn dòng điện an toàn của dây dẫn là
a Độ sụt điện áp
b Điện áp
c Định mức dòng điện d Điện trở
3 Điện áp của mạch điện là: a Độ sụt điện áp
b Điện áp
c Định mức dòng điện d Điện trở
4 Cỡ dây tăng hay giảm khi chỉ số AWG giảm?
5 BO phan tiêu thụ điện năng thường
được gọi là
6 Điện trở là gì, đơn vị đo điện trở là gì?
7 Hãy phân biệt sự quá tải và sự ngắn
Trang 29Chuong 4
DUNG CU DIEN Noi dung
Sau khi hoan tat chuong nay, ban sé có khả năng:
e Lua chon các dụng cụ điện dùng cho mạng điện dân dụng
» Biết các nguyên lý cơ bản, công dụng và bảo quản dụng cụ điện Mọi công nhân đều phải có dụng
cụ thích hợp cho cơng việc, dụng cụ đó
phải ở tình trạng hồn hảo tối đa Nếu
khơng có dụng cụ, hoặc dụng cụ bị hư,
bạn sẽ lãng phí thời gian và không thể
đạt được kết quả cao Hình 4.1 liệt kê các dụng cụ cơ bản
Cac dung cu co han
Có nhiều dụng cụ cơ bản trong nghề
điện, thiếu chúng sẽ không thể thực hiện được công việc Các dụng cụ cơ bản bao gồm:
e Dung cụ cắt dây: Đây có thể là kềm của thợ đường dây, kêm cắt kiểu
mũi nhọn, dùng cho dây cỡ nhỏ s Dụng cụ tuốt dây: Loại tự động và
loại vận hành bằng tay, được dùng
để loại bỏ lớp cách điện bảo vệ đây
dẫn Bạn cũng có thể dùng dao nếu
có kinh nghiệm và khéo tay
s Dụng cụ cắt cáp: Chuyên dùng để cắt các cáp, loại SE, SEC, SEU, kích cỡ No.6 đến No.4/0 Bạn cũng có
thể dùng cưa tay thay cho dụng cụ
cắt cáp
¢ Den kiém tra: Day là thiết bị được
dùng để kiểm tra xem dây dẫn có
điện khơng, nói chung thường sử
dụng volt kế, VOM, hoặc ampere kế kiểu kẹp thay cho đèn này s Cây uặn t: Cần phải có bộ cây văn
vít thích hợp đủ kích cỡ, lưỡi vít có
đầu thẳng và có đầu chữ thập s Bộ cié: Chuyên dùng để tháo hoặc
siết chặt các loại ốc vít
s_ Kêm có ngàm hẹp di động: Thường
dùng để tháo hoặc siết các đầu nối
chịu được thời tiết
s Búa: Cần có bộ búa thích hợp * Dụng cụ cốt ống: Chuyên dùng để
cắt các ống luồn dây
s_ Bộ uốn ống luôn dây: Cần dùng để
uốn các ống luồn dây trong mạng điện dân dụng
° Ống thủy: một số thiết bị điện khi lắp đặt đòi hỏi sự cân bằng cao, khi đó bạn cần có ống thủy
s Dao cắt uữa xây: được dùng để cắt
vữa xây khi cần sửa chữa hoặc nâng
cấp dây điện đi âm trong tường
Ngoài các dụng cụ nêu trên bạn cần
có mũi khoan, dao cắt, đục, lưỡi cưa và các dụng cụ khác Mọi dụng cụ cắt phải bảo đảm lưỡi cắt luôn luôn sắc Các
dụng cụ kẹp hoặc xoay, chẳng hạn kêm
và cây vặn vít phải được kiểm tra thường xuyên Các cán của dụng cụ gõ
đập (búa, .) phải bảo đảm không bị
Trang 30thé gay tai nan khi lam viéc Viéc st dụng và bảo quản tốt các dụng cụ là yêu cầu cơ bản khi làm việc
CAC DUNG CU GO
Búa được dùng để đóng định, để ghép
các móc treo, các hộp điện, và dùng chung với đục Ngoài búa tay, hiện nay còn sử dụng loại búa chuyên ngành
Dụng cụ đóng Búa móc Búa thợ điện Dụng cụ khoan
Khoan điện, ngàm kẹp 1/2 in Khoan điện, ngàm kẹp 3/8 in Khoan điện, ngàm kẹp 1/4 in
Bộ mũi khoan, đủ kích cỡ Khoan mồi Gỗ Kim loại Bê tông Dãn nở
Thanh nối mũi khoan
Dụng cụ hàn và nối dây điện
Mỏ hàn
Súng hàn Mo han propane Hợp kim hàn lõi rosin Thuốc hàn
Bộ thổi gió Dụng cụ uốn Dụng cụ siết
Cây văn vít chuẩn
Cây vặn vít Phillip Cay van vit cong
Cay van vit vdi luc siét cao
Mỏ lết
Cay van vit Allen Clé véi dau kep Clé vòng Dụng cụ đo Dụng cụ cắt và cưa Các lưỡi giũa Cưa cắt Cưa lỗ Cưa tay Cua dia, 7 in
Cua thang Dao nhip Dụng cụ cắt cáp Đục gỗ Dụng cụ kẹp dây Dụng cụ kẹp cáp Các loại kềm Kềm khớp di động Kém diện Kềm cắt cạnh Kềm chéo Kém mii dai Kềm cắt đầu dây Km mũi cong
Dụng cụ chuyên dùng và đa năng
Dụng cụ kéo và móc dây
Chất bơi trơn dây điện
Bộ cắt ống luồn dây Dụng cụ doa ống
Dụng cụ uốn ống luồn dây Dụng cụ tháo cầu chì
Băng keo và bộ cắt ren
Đèn pin
Chì ống
Đèn kiểm tra, dụng cụ kiểm tra tính liên tục
Ống thủy
Dụng cụ cắt ren ống luồn dây Đèn chẩn đoán sự cố
Thước xếp Bộ tạo khí
Thước thợ mộc Dụng cụ nung xách tay
Thước dây Thang gỗ hoặc sợi thủy tỉnh
Thước 12 inch Kẹp dây
Cð dây Dây bật phấn
VOM Túi dụng cụ
Trang 31
Hình 4.2 Búa là công cụ cơ bản để
lắp các hộp điện
điện, có phần cổ tương đối dài để đóng
định qua các đáy hộp điện (Hình 4.9)
Nguyên tắc chung khi sử dụng búa bao gồm:
1 Cần phải chọn búa có trọng lượng
và kích cỡ phù hợp với công việc
2 Không được gõ các búa với nhau 3 Chỉ gõ búa trên các bể mặt phẳng,
không được gõ theo góc
4 Ln ln mang kính bảo hộ khi sử dụng búa
CAC DUNG CU CUA VA CAT
Cua tay được dùng cắt hoặc tạo rãnh cho các chốt Đối với các đường cắt lớn
hơn, có thể sử dụng cưa được truyền
động bằng động cơ nhỏ Khi cắt các góc hẹp, cần sử dụng loại cưa lưỡi nhỏ (Hình 4.3) Loại cưa này có thể cưa theo đường
trịn hoặc hình dạng khơng đều, có thể
Hình 4.3 Cưa lưỡi nhỏ dùng để
cưa ở vị trí hẹp
bắt đầu bằng cách khoan một lỗ nhỏ được gọi là lỗ khoan môi
Các đục gỗ được dùng để xén bớt các thanh khung, để dễ lắp các bộ định vị hoặc các hộp điện Các dụng cụ cắt đòi hỏi phải sử dụng cẩn thận và bảo
dưỡng thường xuyên Việc sử dụng và
bảo dưỡng bao gồm:
1 Mang găng khi dùng dụng cụ cắt
2 Dùng dụng cụ cắt với kích cỡ và
chúng loại thích hợp cho công việc
3 Không ép dụng cụ cắt quá mức
4 Châm dầu cho các chốt xoay cua
dụng cụ cắt, nếu có
ð Giữ các lưỡi cắt luôn luôn sắc
6 Biết chặt các đai ốc và các bulong trên dụng cụ cắt
Cưa tay thường dùng để cưa ống
luồn dây và cáp
DUNG CU CAT DAY VA CAP
Nhiều dụng cụ có thể được dùng để kẹp
và cắt các dây dẫn điện (Hình 4.4) Dụng
cụ đa năng có thể dùng để cắt, tuốt
dây với các kích cỡ khác nhau (Hình
4.5) Dụng cụ tuốt dây có thể cắt bỏ
nhanh lớp cách điện mà không làm hư hỏng dây điện
Các bộ cắt cáp được thiết kế để cắt
các cáp nhơm và đồng đường kính lớn
Hình 4.4 Dụng cụ tuốt lớp cách điện của dây cáp Dụng cụ cắt cáp, phải
có cán gỗ cách điện Dao nhỏ được
thiết kế để cắt lớp cách điện
Trang 32
Hình 4.5 Kém vdi các lỗ được dùng
để cắt dây, tuốt dây, cắt các vít nhỏ
Hình 4.6 Các dây dẫn lớn được cắt
bằng dụng cụ cắt cáp
Chúng có cán dài 15 - 17 in để cắt cáp đến 350 Memil (đường kính đây 0.35 in) Các ngàm kẹp có thể thay mới khi
bị mịn hoặc hư (Hình 4.6)
Bộ tuốt cáp được dùng cho các dây
dẫn lớn đường kính 9/16 - 1 7/16 in, dụng
cụ này được kẹp trên cáp và xoay tròn, lưỡi cắt sẽ loại bỏ lớp cách điện và không làm hư hại dây dẫn (Hình 4.7)
KEM
Các kém (Hinh 4.8) có thể được dùng để kẹp giữ, vặn xoắn, hoặc cắt dây Các dụng cụ cơ bản là kểm có khớp nối đi trượt, kềm của thợ đường dây Cả hai có thể được dùng để giữ các chỉ
tiết, kẹp các dây, kểm của thợ đường dây cịn có thể được dùng để cắt dây
Các kềm chéo có lực kẹp cao được dùng để cắt các dây ở nơi khó hoặc không thể dùng kêm cắt dây
Các kêm đôi khi được dùng để tạo các vòng dây cho các đầu vít, nhưng điều này thường dùng với kểm mỏ
Hình 4.7 Dụng cụ tuốt cáp
34
Trang 33Một số nguyên tắc cần tuân thủ khi
sử dung kém bao gém:
1 Không được dùng kém dé gõ lên
vật thể khác
2 Không dùng để cắt, trừ khi kểm
được thiết kế để cắt
3 Thuong xuyên châm dầu cho khớp
nối
4 Đối với sửa chữa điện, cần dùng các loại dụng cụ có cán với lớp cách
điện an toàn
CAC DUNG CU DINH VI
Dung cụ định vị thường dùng là cây vặn vít tiêu chuẩn Cây vặn vít được dùng
chủ yếu để siết chặt các vít đầu dây,
lắp các công tắc và các ổ cắm vào các hộp điện, lắp các nắp hộp Cây vặn vít đầu chữ thập cũng được sử dụng rộng
rãi Có nhiều kích cỡ vít khác nhau, do
đó bạn cần có bộ cây vặn vít thích hợp
(Hình 4.9) Ngồi ra, bạn cần có các bộ
clé tiêu chuẩn (Hình 4.10) Các qui tắc cần tuân thủ khi sử dụng loại dụng cụ này bao gồm:
1 Không được dùng chúng để gõ lên
dụng cụ khác
a} Hinh 4.9 Cac loai cay van vit
thường dùng
Hình 4.10 Các loại clé thông dụng
2 Không sử dụng các cán nối dài để làm tăng lực
3 Tránh siết quá chặt khi sử dụng các dụng cụ siết chặt
4 Sử dụng đúng chủng loại và kích
cỡ dụng cụ cho công việc
CAC LOAI DUNG CU KHOAN
Khi sử dụng dụng cụ khoan bất kỳ, lỗ
khoan được tạo ra phải đáp ứng yêu
cầu Để thực hiện điều này, dụng cụ phải ở trạng thái làm việc tốt, mũi khoan phải sắc, có kích cỡ thích hợp với lỗ và vật liệu được khoan (Hình 4 11 4,12)
a
Hinh 4.11 Dung cu khoan
CAc DUNG CU HAN
Su phat triển nhiều kiểu đầu nối dây
hiện nay dần dần loại bỏ việc nối dây
bằng phương pháp hàn, tuy nhiên đôi khi bạn cũng cần phải hàn Trong vài trường hợp, bạn có thể sử dụng mỏ hàn
điện cỡ nhỏ hoặc mỏ hàn khí (Hình
Trang 34
Hình 4.12 Các loại mũi khoan thường dùng Hình 4.13 Các dụng cụ hàn
4.18) để hàn Các loại dụng cụ này hầu như khơng cần bảo trì, chỉ cần làm sạch
đâu hàn Các hướng dẫn của nhà sản
xuất là đủ để bảo quản và sử dụng các dụng cụ hàn
DUNG CU BO
Hai dụng cụ đo chiều dài thường dùng
là thước xếp và thước cuộn (Hình 4.14)
Thước xếp hầu như không cần bảo
dưỡng, ngoại trừ vài giọt đầu bôi trơn
ở các khớp xếp, thước này có chiều dài 6ft, 8ft, 10ft, với các khớp xếp cách nhau 6in, có thể có các vạch chia đồng thời
theo hệ inch và hệ mét
36
Hình 4.14 Các loại thước đo
CAC DUNG CU KHAC
Còn nhiều dụng cụ khác được dùng để sửa chữa và lắp đặt mạng điện dân
dụng, dưới đây là một số loại phổ biến:
Bộ kiểm tra mạch được dùng để xác định dòng điện trong mạch và sự nối mát của mạch điện Bộ kiểm tra tính liên tục có nguồn điện riêng được dùng
để kiểm tra sự hở mạch Các đèn xử lý
sự có có hai công dụng, cung cấp ánh sáng cho nơi tối, đồng thời cung cấp
điện năng cho máy khoan, cưa, và các dụng cụ điện khác
Dụng cụ cắt ống được dùng để cắt
ống luôn đây, tuy cưa tay cũng dùng để
cắt ống, nhưng chất lượng vết cắt không
bằng dụng cụ cắt ống (Hình 4.15)
Trang 35
Hình 4.19 Móc uốn ống luồn dây,
Hình 4.16 Đầu mắc dây được dùng thường dùng để uốn ống cỡ lớn
để kéo dây qua ống luồn dây
Câu hủi ôn tập
1 Bạn hãy liệt kê các dụng cụ cầm tay cơ bản
2 Búa thợ điện khác với búa thợ mộc
như thế nào?
3 Các câu sau đây câu nào là đúng
khi sử dụng dụng cụ cắt, chẳng hạn
dụng cụ cắt cáp và kểm cắt a Không sử dụng lực quá mức
b Sử dụng phần cán nối dài nếu khó cắt
c Sử dụng búa để hỗ trợ cho dụng cụ cắt
Hình 4.18 Bộ uốn ống thủy lực
4 Dụng cụ nào được dùng để kẹp giữ, Fos ot ao
Cac Hinh 4.16 dén 4.19 minh hoa aonpendica tidy)
một số dụng cụ cắt cơ bản ð Hãy nêu công dụng của cây vặn vít 6 Tại sao các dụng cụ thợ điện phải có cán với lớp cách điện thích hợp?
Trang 36Chuong 5
CÁC CƠ SỞ VỀ AN TOÀN VÀ NỐI MÁT
Nội dung
Sau khi hoàn tất chương này, bạn sẽ có khả năng:
e Biết các qui tắc an toàn cơ bản áp
dụng cho mạng điện
s Đưara các yêu cầu an toàn về lắp
đặt mạng điện tạm thời
s Hiểu các điều kiện ảnh hưởng
nghiêm trọng đến khả năng bị điện giật
e Biết các bước sơ cứu nạn nhân bị điện giật
e Hiểu các nguyên lý làm việc về nối
mát
e Giải thích sự nối mát thiết bị và hệ
thống
e Hiểu sự nối kết và phương pháp
thực hiện
e Giải thích sự vận hành của linh kiện ngắt mạch do sự cố chạm mát Các thói quen làm việc an toàn là rất quan trọng khi làm việc với hệ thống và thiết bị điện Bạn cần phát
triển các thói quen làm việc an tồn,
các thói quen làm việc ngăn nắp và cẩn
thận
Sự an toàn mạng điện thường được áp dụng theo hệ thống nối mát Hệ
thống này phải tuân thủ tiêu chuẩn an
toàn để bảo đảm mạng điện an toàn và làm việc ổn định trong thời gian dài
38
AN TOAN TRONG KHI LAP ĐẶT
Để tránh các tai nạn hoặc chấn thương bạn cân hiểu rõ và tuân thủ các qui tắc
an toàn Các qui tắc cơ bản bao gồm:
1 Luôn luôn chú ý, cần suy nghĩ trước
khi thực hiện công việc
9 Tránh các thao tác vội vã, lập kế hoạch cho từng bước công việc
3 Tránh làm việc với dây nóng, trừ
khi thực sự cần thiết, cần phải ngắt nguồn điện cung cấp cho mạch khi
làm việc
4 Bảo đảm mạch khơng có điện, kiểm
tra bằng đèn trước khi bắt đầu công
viéc
5 Sử dụng cơng cụ chính xác và đúng Khoảng không gian làm việc
phải đủ rộng theo tiêu chuẩn
Tường không
nối mát
Hình 5.1 An toàn trong mạng điện là
nguyên tắc thứ nhất khi làm việc với
Trang 37công dụng, chỉ sử dụng các cơng cụ có cán cách điện khi phải làm việc
với mạch có điện, sắp xếp các công
cụ theo thứ tự công việc
6 Tháo đồ trang sức, nhẫn, đồng hồ,
điện thoại di động, trước khi làm việc với mạch điện
7 Bảo đảm mọi thiết bị điện đều được nối mát an toàn
8 Giữ khu vực làm việc khô và sạch
Nếu cần, hãy làm sạch khu vực làm
việc, lót ván gỗ trên sàn ướt, mang ủng cao su
9 Mang găng tay khi cần thiết 10 Đặt tấm cao su hoặc vật liệu cách
điện khác xung quanh các dây hoặc
thiết bị điện gần nơi làm việc
11 Nâng các vật thể một cách cẩn
thận, sử dụng các cơ chân, giữ lưng
thẳng khi nâng vật nặng
12 Mặc quần áo bảo hộ lao động không
quá rộng hoặc quá chật
13 Mang kính bảo hộ khi sử dụng búa
hoặc mài
An toàn khi làm việc với thang
Các thang chuyên dùng trong nghề điện
thường được làm bằng gỗ hoặc sợi thủy
tỉnh, phải được đặt theo góc an tồn
tránh bị trượt hoặc bị đổ Tránh đặt thang ở góc quá hẹp, khoảng cách ngang
từ chân thang đến kết cấu tựa phải bằng một phần tư chiều dài thang (Hình 5.2), bảo đảm chân thang được tựa chắc chắn trên sàn hoặc nên phẳng, cần rất cẩn
thận khi sàn hoặc nền ẩm ướt Các thang xếp phải được đặt an toàn, mở đủ rộng theo khớp bản lễ phía trên Rhi làm việc trên thang, phải bảo đảm các chân tựa chắc chắn
Thi làm việc với loại thang di động,
Tựa thang chắc chắn J XÊNH 1⁄4 chiều cao thang
Hình 5.2 Chỉ sử dụng thang gỗ hoặc sợi thủy tinh để làm việc với phần
mạch điện trên cao
cần chọn thang gỗ, nếu dùng thang kim loại phải có sự nối mát an toàn Tay
vịn và chân thang phải được định vị
chắc chắn Nếu thang di động có các
bánh xe, cần phải kê chặt các bánh xe
này khi làm việc Khi làm việc trên các
thang đó cần rất cẩn thận, tránh tiếp
xúc với các dây điện phía trên
MANG BIEN TẠM THO!
Mang điện tạm thời được thực hiện để
cung cấp điện trong quá trình xây dựng, sửa chữa, nâng cấp tòa nhà, nghĩa là chỉ sử dụng trong thời gian ngắn
Mặc dù các yêu cầu an toàn đối với mạng điện tạm thời có thể không nghiêm ngặt bằng mạng điện cố định, nhưng hầu hết các qui tắc an toàn của mạng điện cố định đều có thể áp dụng
cho mạng điện tạm thời Tuy nhiên, có
một số khác biệt quan trọng
Mạng điện tạm thời có thể được dùng tại công trường xây dựng, cho tồn bộ cơng trình, bất kể kiểu loại xây dựng Ngoài ra, mạng điện tạm thời
có thể được cung cấp trong các trường
hợp khẩn cấp hoặc dự phòng, để kiểm
tra, kiểm nghiệm hệ thống điện chính, hoặc để vận hành thử
Trang 38Các giới hạn thời gian được xác lập
theo nhu cầu sử dụng Ví dụ, hệ thống đèn chiếu sáng cho đêm Noel, chiếu
sáng sân khấu ngoài trời, có thời hạn sử dụng không quá 7 ngày
Các yếu tố chính khi lắp đặt mạng điện tạm thời bao gồm:
1 Toàn bộ mạng điện tạm thời, trang
thiết bị, linh kiện phải được đặt ở
nơi an toàn và hợp lý Các dây điện
phải ở phía trên cao (Hình 5.3) 2 Bảo vệ mạng điện tạm thời đối với
các ảnh hưởng về cơ học
3 Đặt các ổ cắm có bảo vệ nối mát trong các hộp có thể bảo vệ con người (Hình 5.4)
4 Sự nối mát phải tuân thủ tiêu chuẩn
an toàn điện
5 Mọi đèn chiếu sáng phải có nắp
hoặc chụp bảo vệ, độ cao của đèn
phải không dưới 2.2 m
6 Mọi mạch điện phải nối từ các bảng hoặc tủ điện theo tiêu chuẩn và phải có sự bảo vệ quá dòng
10 feet
Hình 5.3 Tuyến đường dây cung cấp điện cho mạng tạm thời phải được bảo vệ với sứ cách điện và được đưa
đến bảng hoặc tủ điện tạm thời
40
Hình 5.4 Để bảo vệ người trên công trường xây dựng, các thiết bị được sử dụng phải có sự bảo vệ để tránh điện
giật
7 Các mạch với ổ cắm và các mạch
chiếu sáng phải riêng rẽ j 8 Các linh kiện chịu được thời tiết và
các hộp bảo vệ phải được sử dụng
khi mạng điện ở ngoài trời hoặc thường xuyên tiếp xúc với thời tiết
9, Các đầu nối và các chốt khóa phải
được dùng ở phía nguồn
10 Mạng điện tạm thời phải được kiểm tra thường xuyên trong thời gian sử
dụng
CAC ANH HUONG CUA ĐIỆN BIẬT
Điện giật do điện xoay chiều là rất nghiêm trọng, đôi khi đưa đến tử vong
Mức độ nghiêm trọng của điện giật tùy
thuộc vào nhiều yếu tố:
Trang 39ss
Cường độ dòng điện Ảnh hưởng (A)
ch,
0.001 (1 mA) Có cảm giác nhẹ 0.001 - 0.01 (1 mA - 10 mA)_ Gây co giật các
cơ
0.01 - 0.1 (10 mA - 100 mA) _ Gây chết người
nếu kéo dài vài
giây
20.1 (= 100 mA) Chết người hầu l như tức thời Hình 5.5 Ảnh hưởng của cường độ
dòng điện đối với cơ thể khi bị
điện giật
hoặc nạn nhân bị đổ nhiều mồ hôi,
mức độ nghiêm trọng của điện giật
sẽ cao hơn so với các điều kiện khô 2 Vật liệu sàn Vật liệu sàn có tính dẫn điện cao sẽ làm tăng nguy cơ
điện giật Sàn gỗ và bêtơng có tính
cách điện, sàn kim loại có tính dẫn
điện
3 Sự nối mát mạch điện
Điện áp và cường độ dòng điện là hai
yếu tố chính, nhưng cường độ dịng điện có ảnh hưởng lớn hơn Điện giật với cường độ dòng điện 10 mA, sẽ gây đau đớn (Hình 5.5) Các giá trị được liệt kê trên Hình 5.5 và các ảnh hưởng đến cơ
thể khi bị điện giật chỉ có tính trung
bình, điều này cịn tùy thuộc vào độ
ẩm ở bề mặt da, thể trọng, thức ăn và chất lỏng trong cơ thể, độ ẩm môi trường, loại y phục,
$0 COU NẠN NHÂN BỊ ĐIỆN BIẬT
Ngay khi nạn nhân bị điện giật cần phải tiến hành sơ cứu, đặc biệt khi nạn nhân vẫn còn tiếp xúc với nguồn điện Nếu bạn không thể ngắt điện nguồn một cách tức thời, hãy tìm cách đưa nạn nhân ra khỏi nguồn điện nhưng bạn không được phép chạm vào nạn nhân
Bạn hãy sử dụng cây gỗ hoặc vật liệu cách điện để nâng dây dẫn ra khỏi
người nạn nhân Gọi ngay nhân viên y
tế và/hoặc người có trách nhiệm, nếu nạn nhân ngừng thở, cần tiến hành hô hấp nhân tạo, tránh đụng chạm vào các vết thương, có thể cởi bớt các khuy
áo và để nạn nhân ở nơi thoáng
SỰ NỔI MÁT
'Yếu tố quan trọng nhất trong an toàn ngành điện là nối mát, nối mọi bộ phận của hệ thống điện đến mát hoặc
đến hệ thống khác được nối mát an toàn Sự nối mát sẽ bảo vệ:
1 Công nhân lắp đặt và kiểm tra hệ
thống
2 Hệ thống điện
3 Người sử dụng các dụng cụ, trang
thiết bị, hoặc các linh kiện điện khác
LÝ THUYẾT NỐI MÁT
Sự nối mát bảo vệ bằng cách giới hạn khả năng hư hại trang thiết bị điện, các dây dẫn điện, tránh điện giật đối với những người tiếp xúc với thiết bị điện Các hệ thống điện có thể nhận điện
áp rất cao từ nhiều nguồn:
1 Sét đánh vào dây điện (Hình 5.6) 2 Lớp cách điện bị hư hỏng, điện áp
cao có thể đi qua biến áp nguồn
3 Sự tiếp xúc giữa dây điện cung cấp va dây điện truyén tai
Nếu xảy ra một trong các điều trên, điện áp rất cao có thể đi vào hệ thống điện Điện áp này có thể vượt quá vài kV trong hệ thống được thiết kế làm việc với điện áp 110 hoặc 220V Nếu không có sự nối mát hợp lý, đòng điện
cao sẽ gây ra lượng nhiệt lớn, làm nóng
Trang 40Giá đỡ Điện cung cấp không quá 300 V
Hình 5.6 Sét đánh vào dây điện
truyền dẫn, tạo ra điện áp rất cao đi vào hệ thống điện nếu không được
nối mát hợp lý
chảy lớp cách nhiệt dây dẫn, các vật liệu xây dựng xung quanh có thể bị
cháy, gây ra hỏa hoạn
Với hệ thống được nối mát hợp lý, điện áp và dòng điện cao sẽ được đưa xuống đất một cách nhanh chóng Trong thực tế, dịng điện này đi qua dây dẫn nối mát và không ảnh hưởng đến hệ thống điện (Hình 5.7)
Các vấn dé khác cũng có thể xảy
ra trong dây dẫn và thiết bị hệ thống điện Các vấn đề này chủ yếu là ngắn mạch và sự cố chạm mát
Ngắn mạch là các nối kết dẫn điện, vô tình hoặc cố ý, giữa các dây dẫn bất kỳ của hệ thống điện Sự nối kết này
có thể giữa đường dây với đường dây,
hoặc giữa đường dây với dây trung hòa
(được nối mát)
Sự cố chạm mát là nối kết dẫn
điện, vơ tình hoặc cố ý, giữa các dây
dẫn bất kỳ của hệ thống điện và vật liệu bao quanh dây dẫn (chẳng hạn ống luôn dây bằng kim loại, hộp điện, tủ điện, vỏ hoặc hộp thiết bị điện )
'Trong các trường hợp đó, nếu khơng có sự nối mát hợp lý, dòng điện có thể
42
ee trung
LÍ x hòa từ nguồn
Dây trung hòa
Ong) eon day đến nơi tiêu thụ
Đồng hồ-~| G Ống luồn dây Tủ điện chính es Thanh góp] _„
trung hòa (ae Nối tắt Điện cực F———Dây dẫn điện nối đấ—_ Ì_ == Đất cực nối đất
Hình 5.7 Trong nối mát hệ thống,
điện cung cấp được nối xuống đất dẫn điện áp và dòng điện sự cố
xuống đất
xuất hiện trong hệ thống qua các phần phía ngồi Sự nối mát thiết bị hợp lý sẽ đưa dòng điện về bảng điện, ở đây thiết bị bảo vệ quá dịng (cầu chì, bộ ngắt mạch) sẽ ngắt mạch điện (Hình 5.8)
Gó hai loại nối mát dùng cho mạng điện, nối mát hệ thống và nối mát thiết
Dây điện nguồ iện nguồn ầu dao chính
R4) th trung hòa
Dây điện cực-~ ủ
nối đất dian, tant gee nối mát
Hình 5.8 Sơ đồ nối mát hệ thống Mọi
dây dẫn trung hòa của hệ thống đều