Hiện nay ở nước ta hầu hết các hoạt động của xã hội đều gắn với việc sử dụng điện năng. Điện năng không những được sử dụng ở thành phố mà còn được đưa về nông thôn, miền núi hoặc nhờ các trạm phát điện địa phương. Cùng với sự phát triển của điện năng, các khí cụ điện được sử dụng ngày càng tăng lên không ngừng. Chất lượng của các khí cụ điện cũng không ngừng được cải tiến và nâng cao cùng với sự phát triển của công nghệ mới. Vì vậy đòi hỏi người công nhân làm việc trong các ngành, nghề và đặc biệt trong nghề điện phải hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tính kỹ thuật và ứng dụng của từng loại khí cụ điện nắm được các hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng và cách sửa chữa các khí cụ điện, để không ngừng nâng cao hiệu quả kinh tế và tiết kiệm điện năng trong sử dụng. Nhận biết được tầm quan trọng của khí cụ điện trong thi công nghành điện, xuất phát từ yêu cầu thực tế, chương trình đào tạo của bộ giáo dục, tổng cục dạy nghề. Chúng tôi đã biên soạn cuốn giáo trình Khí cụ điện phục vụ cho việc học tập của các học sinh, sinh viên các trường Đại học, Cao đẳng nghề trong cả nước, cho các kỹ thuật viên, công nhân viên đang làm trong các nhà máy xí nghiệp có liên quan đến ngành điện Nội dung giáo trình gồm: Chương 1: Lý thuyết về khí cụ điện hạ thế Chương 2: Khí cụ đóng cắt bằng tay Chương 3: Khí cụ bảo vệ mạch điện Chương 4: Khí cụ điều khiển Giáo trình này nhằm trang bị cho học viên những kiến thức cơ bản và những kỹ năng cần thiết về cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tính kỹ thuật và ứng dụng, nắm được các hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng và cách sửa chữamột số khí cụ điện cơ bản nhằm ứng dụng có hiệu quả trong ngành nghề của mình. Mặc dù đã cố gắng trong quá trình biên soạn, nhưng chắc chắn tài liệu không tránh khỏi những khiếm khuyết. Tác giả rất mong nhận được góp ý trân thành của bạn đọc để tài liệu được hoàn thiện hơn.
LÝ THUYẾT CHUNG VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ THẾ
Khái niệm
Khí cụ điện là thiết bị thiết yếu cho việc đóng, cắt, điều khiển và bảo vệ lưới điện, mạch điện và máy móc sản xuất Bên cạnh đó, chúng còn được sử dụng để kiểm tra và điều chỉnh các quá trình không liên quan đến điện.
Khí cụ điện đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực như phát điện, trạm biến áp, nông nghiệp, lâm nghiệp, và giao thông vận tải tại Việt Nam Tuy nhiên, do phần lớn khí cụ điện được nhập khẩu từ nhiều quốc gia khác nhau, quy cách sử dụng không đồng nhất dẫn đến việc bảo quản và sử dụng kém hiệu quả, gây hư hỏng và thiệt hại kinh tế Vì vậy, việc nâng cao hiệu quả sử dụng và trang bị kiến thức về bảo dưỡng, bảo quản cũng như sửa chữa khí cụ điện phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới là nhiệm vụ thiết yếu cho sinh viên ngành điện hiện nay.
- Các máy điện gồm máy phát điện, động cơ điện
- Các thiết bị truyền tải điện như đường dây, cáp, thanh góp, sứ cách điện, máy biến áp, kháng điện cũng được xem là thiết bị điện ở nhóm này
- Các thiết bị điện còn lại bao gồm thiết bị đóng cắt, chuyển đổi, khống chế, điều khiển, bảo vệ kiểm tra v.v… gọi chung là khí cụ điện.
Phân loại khí cụ điện
2.1 Phân loại theo công dụng
- Khí cụ điện dùng để đóng cắt lưới điện, mạch điện (ví dụ: cầu dao, CB, máy ngắt )
Khí cụ điện là thiết bị quan trọng được sử dụng để mở máy, điều chỉnh tốc độ, điện áp và dòng điện, bao gồm các loại như công tắc tơ, khởi động từ, bộ khống chế, biến trở và điện trở.
Khí cụ điện là thiết bị quan trọng giúp duy trì các tham số điện như điện áp, dòng điện, tần số, tốc độ và nhiệt độ ở mức ổn định Các thiết bị này thường được sử dụng trong hệ thống tự động để đảm bảo hoạt động hiệu quả và chính xác.
- Khí cụ điện dùng để bảo vệ lưới điện, máy điện (ví dụ: rơ le, CB, cầu chì, )
- Khí cụ điện đo lường (ví dụ: máy biến dòng, máy biến áp đo lường)
- Khí cụ điện cao thế: được chế tạo để sử dụng ở điện áp định mức lớn hơn 1000V
- Khí cụ điện hạ thế: được chế tạo để sử dụng ở điện áp định mức nhỏ hơn 1000V
- Khí cụ điện một chiều
- Khí cụ điện xoay chiều
2.4 Theo nguyên lý làm việc
- Điện từ, cảm ứng, nhiệt, có tiếp điểm, không có tiếp điểm
2.5 Theo điều kiện làm việc và dạng bảo vệ
Khí cụ điện được thiết kế để hoạt động hiệu quả trong các vùng nhiệt đới, nơi có nhiều rung động, tại các khu mỏ có khí nổ, và trong môi trường có chất ăn mòn hóa học Các loại khí cụ này bao gồm cả loại để hở và loại bọc kín, đảm bảo an toàn và độ bền trong những điều kiện khắc nghiệt.
Các yêu cầu cơ bản đối với khí cụ điện
Khí cụ điện phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
Khí cụ điện cần được thiết kế để sử dụng lâu dài và phải tuân thủ các thông số kỹ thuật định mức Điều quan trọng là dòng điện qua vật dẫn không được vượt quá giá trị cho phép, vì nếu vượt quá, sẽ gây ra hiện tượng nóng lên và dẫn đến hỏng hóc nhanh chóng của khí cụ điện.
Khí cụ điện cần có khả năng ổn định nhiệt và điện động, với vật liệu chịu nhiệt tốt và cường độ cơ khí cao Điều này là cần thiết để đảm bảo rằng khi xảy ra quá tải hoặc ngắn mạch, dòng điện lớn không gây hư hỏng hoặc biến dạng cho khí cụ điện.
+ Vật liệu cách điện phải tốt để khi xẩy ra quá điện áp trong phạm vi cho phép khí cụ điện không bị chọc thủng
Khí cụ điện cần đảm bảo hoạt động chính xác và an toàn, đồng thời phải gọn nhẹ, tiết kiệm chi phí, dễ gia công, lắp ráp, kiểm tra và sửa chữa.
+ Ngoài ra khí cụ điện phải làm việc ổn định ở các điều kiện và môi trường yêu cầu.
Sự phát nóng của khí cụ điện
Dòng điện trong vật dẫn gây ra hiện tượng nóng lên của khí cụ điện theo định luật Jun-Lenxơ Khi nhiệt độ vượt quá giới hạn cho phép, khí cụ điện sẽ nhanh chóng hỏng hóc, trong khi vật liệu cách điện sẽ bị lão hóa nhanh chóng và giảm độ bền cơ khí Nhiệt độ tối đa cho phép của các bộ phận trong khí cụ điện được liệt kê trong bảng 1.1.
Nhiệt độ cho phép ( 0 C) Các vật liệu cách điện chủ yếu
110 Vật liệu không bọc cách điện hay để xa vật cách điện
75 Dây nối tiếp xúc cố định
75 Tiếp xúc hình ngón của đồng và hợp kim đồng
110 Tiếp xúc trượt của đồng và hợp kim đồng
110 Vật không dẫn điện không bọc cách điện
Y 90 Giấy, vải sợi, lụa, phíp, cao su, gỗ và các vật liệu tương tự, không tẩm nhựa Các loại nhựa như: nhựa polietilen, nhựa polistirol, vinyl clorua, anilin
A 105 Giấy, vải sợi, lụa tẩm dầu, cao su nhân tạo, nhựa polieste, các loại sơn cách điện có dầu làm khô
E 120 là loại nhựa được tráng bằng polivinylphocman, poliamit và eboxi Giấy ép hoặc vải tẩm nhựa phenolfocmandehit, thường được gọi là bakelit giấy, cũng là một phần của sản phẩm này Nhựa melaminfocmandehit chứa chất độn xenlulo, trong khi vải tẩm poliamit và nhựa phênol đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc và tính năng của sản phẩm.
B 130 là loại nhựa polieste có chứa amiăng, mica và thủy tinh với chất độn Sơn cách điện dầu khô được sử dụng cho các bộ phận không tiếp xúc với không khí, trong khi sơn cách điện alkit và sơn cách điện từ nhựa phenol cũng được áp dụng Các sản phẩm từ mica như micanit và mica màng mỏng đều có mặt trong danh mục này Nhựa phênol-phurol với chất độn khoáng cũng là một lựa chọn quan trọng trong lĩnh vực vật liệu cách điện.
7 eboxi, sợi thủy tinh, nhựa melamin focmandehit, amiăng, mica hoặc thủy tinh có chất độn
F 155 Sợi amiăng, sợi thủy tinh không có chất kết dính
H 180 Xilicon, sợi thủy tinh, mica có chất kết dính
C Trên 180 Mica không có chất kết dính, thủy tinh, sứ
Khí cụ điện phát nóng khác nhau tùy thuộc vào chế độ làm việc, bao gồm ba loại: làm việc dài hạn, làm việc ngắn hạn và làm việc ngắn hạn lặp lại.
4.2 Chế độ ngắn hạn lặp lại Ở chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại thường dùng hệ số thông dòng điện ĐL% Theo Khái niệm: Đ % 100 100
- tlv: là thời gian làm việc
- tng: là thời gian nghỉ
- T chu kỳ làm việc Độ chênh nhiệt (còn gọi là độ tăng nhiệt) là hiệu nhiệt độ khí cụ điện và môi trường xung quanh: 0
- : nhiệt độ khí cụ điện
- o: nhiệt độ môi trường xung quanh
Các nước miền ôn đới quy định 350C ở Việt Nam quy định 400C
Sự phát nóng trong các KCĐ (khí cụ điện) chủ yếu do tổn hao nhiệt, bao gồm tổn hao đồng trong KCĐ một chiều và cả tổn hao đồng lẫn sắt trong KCĐ xoay chiều Ngoài ra, còn có tổn hao phụ và nguồn phát nóng chính từ dây dẫn có dòng điện và lõi thép với từ thông biến thiên Các thiết bị như cầu chì và chống sét cũng có thể phát nóng do hồ quang, cùng với tổn thất từ dòng điện xoáy Quá trình phát nóng đi kèm với quá trình tỏa nhiệt qua ba hình thức: truyền nhiệt, bức xạ và đối lưu.
4.3 Phát nóng của vật thể đồng chất ở chế độ làm việc dài hạn
Chế độ làm việc dài hạn là trạng thái hoạt động của khí cụ điện từ khi thời gian làm việc t lớn hơn t1, trong đó t1 là thời gian để khí cụ đạt nhiệt độ ổn định từ nhiệt độ môi trường Trong chế độ này, phụ tải thường không đổi hoặc thay đổi rất ít, dẫn đến độ chênh lệch nhiệt độ đạt giá trị nhất định ôđ.
Một vật dẫn đồng chất với tiết diện đều đặn và nhiệt độ ban đầu bằng nhiệt độ môi trường xung quanh sẽ tiêu tốn năng lượng điện khi dòng điện không đổi bắt đầu chảy qua Năng lượng này chuyển thành nhiệt năng, làm nhiệt độ của vật dẫn tăng dần Ban đầu, nhiệt năng chủ yếu tích lũy trong vật dẫn và chỉ một phần nhỏ tỏa ra môi trường xung quanh Sau một thời gian, nhiệt độ của vật dẫn đạt giá trị ổn định và giữ nguyên ở mức này, cho thấy sự tăng nhiệt độ nhanh chóng ban đầu sẽ chậm dần và cuối cùng ổn định.
Nhiệt lượng tiêu tốn trong khoảng thời gian dt theo định luật Jun-Lenxơ: dt dt I R
I - giá trị dòng điện hiệu dụng, A
* Phương trình cân bằng nhiệt là: dt S CMd
CMd : phần tích lũy đốt nóng vật dẫn aS dt: phần toả ra môi trường xung quanh
M: khối lượng vật dẫn, kg
: độ chênh nhiệt độ ( 0 C) so với môI trường xung quanh
S: diện tích toả nhiệt của vật dẫn, m 2
Hình 1-1: Đường đặc tính phát nóng theo thời gian của khí cụ điện ở chế độ dài hạn
Các trạng thái làm việc của khí cụ điện
5.1 Trạng thái làm việc bình thường
Các khí cụ điện và thiết bị điện hoạt động hiệu quả khi các thông số như dòng điện, điện áp và công suất không vượt quá trị số định mức Trị số định mức đại diện cho khả năng tối đa mà thiết bị có thể đạt được, giúp đảm bảo hoạt động bền bỉ và lâu dài.
5.2 Trạng thái làm việc quá điện áp
Khi một trong các đại lượng vượt quá trị số cho phép gọi là làm việc trong trạng thái không bình thường
Quá dòng điện xảy ra khi dòng điện vượt quá trị số định mức, thường do quá tải hoặc ngắn mạch Tình trạng này dẫn đến tổn hao trong dây quấn và lõi thép gia tăng, làm nhiệt độ tăng cao, gây hư hỏng cho thiết bị điện.
Quá điện áp xảy ra khi điện áp vượt quá giá trị định mức, chẳng hạn như trong trường hợp do sét Hiện tượng này làm tăng cường điện trường trong vật liệu cách điện, dẫn đến khả năng xảy ra phóng điện và gây hư hỏng cho hệ thống cách điện.
Các loại ngắn mạch bao gồm ngắn mạch 3 pha, ngắn mạch 2 pha, ngắn mạch 1 pha và ngắn mạch 2 pha chạm đất Khi xảy ra ngắn mạch, dòng điện có thể tăng lên rất lớn, dẫn đến sự cố nghiêm trọng trong mạch điện Do đó, việc trang bị thiết bị bảo vệ là rất cần thiết để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.
Hồ quang điện
6.1 Nguyên nhân phát sinh hồ quang trong khí cụ điện
Trong khí cụ điện, hồ quang thường xảy ra tại các tiếp điểm khi ngắt dòng điện Khi các tiếp điểm A và B đóng trong mạch có dòng điện, điện áp trên phụ tải là U, trong khi điện áp tại hai tiếp điểm A và B bằng 0 Khi cắt điện, hai tiếp điểm A và B tách rời, dẫn đến dòng điện giảm xuống Toàn bộ điện áp U được đặt lên hai cực A và B, do khoảng cách d giữa hai tiếp điểm rất nhỏ, nên điện trường giữa chúng trở nên rất lớn (Vì điện trường U/d).
H 2 d Hình 1.5: Quá trình hình thành hồ quang
Khi nhiệt độ và điện trường tại các tiếp điểm lớn, không khí giữa hai tiếp điểm bị ion hóa mạnh, tạo ra plasma dẫn điện Hiện tượng này dẫn đến sự xuất hiện của phóng điện hồ quang với mật độ dòng điện cao (104 - 105 A/cm²) và nhiệt độ rất cao (4000 - 5000 °C) Càng cao điện áp và dòng điện, hồ quang càng trở nên mãnh liệt hơn.
6.2 Tác hại của hồ quang
Kéo dài thời gian đóng cắt xảy ra khi hồ quang xuất hiện, khiến dòng điện vẫn tồn tại ngay cả khi các tiếp điểm đã rời nhau Chỉ khi nào hồ quang được dập tắt hoàn toàn, mạch điện mới được cắt.
- Làm hỏng các mặt tiếp xúc: nhiệt độ hồ quang rất cao nên làm cháy, làm rỗ bề mặt tiếp xúc Làm tăng điện trở tiếp xúc
Ngắn mạch giữa các pha xảy ra khi hồ quang xuất hiện, khiến vùng khí giữa các tiếp điểm trở thành dẫn điện Vùng khí này có khả năng lan rộng, dẫn đến hiện tượng phóng điện giữa các pha.
- Hồ quang có thể gây cháy và gây tai nạn khác
6.3 Các phương pháp dập hồ quang điển hình
Để dập tắt hồ quang hiệu quả, yêu cầu là phải thực hiện trong khu vực hạn chế với thời gian ngắn nhất, đảm bảo tốc độ mở tiếp điểm lớn mà không làm hư hỏng các bộ phận của khí cụ Năng lượng hồ quang cần đạt giá trị tối thiểu, điện trở hồ quang phải tăng nhanh, và quá trình dập tắt không được gây ra quá điện áp nguy hiểm Ngoài ra, tiếng kêu phát ra phải nhỏ và ánh sáng không quá mạnh Các biện pháp cụ thể sẽ được áp dụng để đạt được mục tiêu này.
- Dùng từ trường để tạo lực thổi hồ quang chuyển động nhanh
- Dùng dòng khi hay dầu để thổi dập tắt hồ quang
- Dùng khe hở hẹp để hồ quang cọ sát vào vách hẹp này
- Dùng phương pháp thổi bằng cách sinh khí
- Phân chia hồ quang ra nhiều đoạn ngắn nhờ các vách ngăn
- Dập hồ quang trong dầu mỏ.
Tiếp xúc điện
7.1 Khái niệm về tiếp xúc điện
Chỗ tiếp xúc điện được hiểu là điểm giao nhau của hai hoặc nhiều vật dẫn, cho phép dòng điện di chuyển từ vật dẫn này sang vật dẫn khác Bề mặt nơi các vật dẫn tiếp xúc được gọi là bề mặt tiếp xúc điện.
Tiếp xúc điện đóng vai trò quan trọng trong khí cụ điện, vì trong quá trình hoạt động đóng mở, chúng sẽ chịu nhiệt độ cao và mài mòn lớn do va đập và ma sát Sự hoạt động của hồ quang cũng gây ra những tác động hủy hoại đáng kể đến các điểm tiếp xúc này.
Tiếp xúc điện phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Thực hiện tiếp xúc chắc chắn, đảm bảo
- Sức bền cơ khí cao
- Không phát nóng quá giá trị cho phép đối với dòng điện định mức
- ổn định nhiệt và điện động khi có dòng ngắn mạch đi qua
- Chịu được tác dụng của môi trường xung quanh, ở nhiệt độ cao ít bị oxy hoá
Có ba loại tiếp xúc:
- Tiếp xúc cố định: hai vật tiếp xúc không rời nhau bằng bu lông, đinh tán
- Tiếp xúc đóng mở: tiếp điểm của các khí cụ điện đóng mở mạch điện
- Tiếp xúc trượt: Chổi than trượt trên cổ góp, vành trượt của máy điện
Lực ép lên mặt tiếp xúc có thể là bu lông hay lò xo
Theo bề mặt tiếp xúc có ba dạng:
- Tiếp xúc điểm (giữa hai mặt cầu, mặt cầu - mặt phẳng, hình nón - mặt phẳng)
- Tiếp xúc đường (giữa hình trụ - mặt phẳng)
- Tiếp xúc mặt (mặt phẳng - mặt phẳng)
Bề mặt tiếp xúc giữa hai vật dẫn không hoàn toàn bằng phẳng mà có những điểm lồi lõm nhỏ mà mắt thường không nhận thấy Do đó, tiếp xúc chỉ diễn ra tại một số điểm nhất định, cụ thể là các đỉnh với diện tích cực nhỏ, nơi dòng điện có thể dẫn qua.
Để đảm bảo tiếp xúc hiệu quả, việc làm sạch các mối tiếp xúc là rất quan trọng Sau một thời gian, mọi bề mặt sạch sẽ trong không khí sẽ bị phủ một lớp oxy Đặc biệt, đối với các mối tiếp xúc bằng vàng hoặc bạc, lớp oxy này phát triển chậm hơn.
Bề mặt tiếp xúc cần được làm sạch bằng giấy nhám mịn và sau đó lau lại bằng vải Nếu bề mặt có dầu hoặc mỡ, hãy sử dụng axêtôn để làm sạch hiệu quả.
7.2 Những yếu tố chính ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc điện
Điện trở tiếp xúc là yếu tố quan trọng trong các mạch điện, với yêu cầu là điện trở này càng nhỏ càng tốt Nếu điện trở tiếp xúc lớn, nó có thể gây ra hiện tượng phát nóng ở tiếp điểm, dẫn đến hư hỏng các chất cách điện và thậm chí làm nóng chảy tiếp điểm.
Trong hình 1-4, chúng ta có thể thấy nhiều loại tiếp xúc đóng mở khác nhau, bao gồm: a) tiếp điểm ngón, b) tiếp điểm bắc cầu, c) tiếp điểm cắm (kẹp), d) tiếp điểm đối diện, e) tiếp điểm lưỡi và h) tiếp điểm thủy ngân Những loại tiếp xúc này đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng điện và điện tử.
7.3 Nguyên nhân gây hư hỏng tiếp điểm và các biện pháp khắc phục a Nguyên nhân gây hư hỏng tiếp điểm
Ăn mòn kim loại xảy ra khi bề mặt tiếp điểm xuất hiện các lỗ nhỏ, dẫn đến việc hơi nước và các chất lắng đọng gây ra phản ứng hóa học Hiện tượng này làm cho bề mặt tiếp xúc bị ăn mòn, gây hư hỏng cho các tiếp điểm.
Ô xy hóa xảy ra khi môi trường tác động lên bề mặt tiếp xúc, hình thành lớp ô xít mỏng với điện trở suất cao Điều này dẫn đến điện trở tiếp xúc lớn, gây ra hiện tượng phát nóng và làm hỏng tiếp điểm.
- Điện thế hóa học của vật liệu làm tiếp điểm
Hư hỏng tiếp điểm do điện xảy ra khi khí cụ điện không được bảo quản đúng cách, dẫn đến tình trạng rỉ sét ở tiếp điểm và lò xo Khi đó, lực duy trì không đủ, làm tăng điện trở tiếp xúc Sự gia tăng này có thể khiến các tiếp điểm nóng lên, thậm chí nóng chảy Để khắc phục, cần thực hiện bảo trì định kỳ, kiểm tra và thay thế các linh kiện hỏng hóc.
- Với những mối tiếp xúc cố định nên bôi một lớp bảo vệ
- Khi thiết kế nên chọn vật liệu có điện thế hóa học giống nhau
- Sử dụng các vật liệu không bị ô xy hóa làm tiếp điểm hoặc mạ các tiếp điểm
- Thường xuyên kiểm tra, thay thế lò xo hư hỏng, lau sạch các tiếp điểm.
KHÍ CỤ ĐÓNG CẮT ĐIỆN BẰNG TAY
Công tắc
1.1 Khái niệm, ký hiệu a Khái niệm
Công tắc là thiết bị điện thiết yếu, được sử dụng để đóng cắt dòng điện hoặc thay đổi kết nối mạch điện một cách thủ công, đặc biệt trong các hệ thống điện có công suất nhỏ Ký hiệu của công tắc thường được quy định rõ ràng để dễ dàng nhận biết và sử dụng.
Công tắc 1 cực Công tắc đảo chiều Công tắc hành trình
Theo hình dạng bên ngoài, người ta chia công tắc làm ba loại:
Theo công dụng người ta chia công tắc ra các loại:
- Công tắc đóng ngắt trực tiếp
- Công tắc chuyển mạch (hay công tắc vạn năng)
- Công tắc một pha dùng trong điện sinh hoạt
1.3 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động
Nhìn chung là dạng tiếp xúc đóng mở, tiếp xúc điểm và các vật dẫn thường được làm bằng đồng a Công tắc hộp: (hình 2-2 a, b, c, d, e) a b c
Hình 2-2 Công tắc hộp a Hình dạng chung; b Mặt cắt (vị trí đóng); c Mặt cắt (vị trí ngắt)
Các tiếp điểm tĩnh 3 được gắn trên vành nhựa bakêlit cách điện 2, với đầu vặn vít chìa ra khỏi hộp Các tiếp điểm động 4 được lắp trên cùng một trục và cách điện với trục, nằm trong các mạch khác nhau tương ứng với các vành 2 Khi trục quay đến vị trí thích hợp, một số tiếp điểm động sẽ tiếp xúc với các tiếp điểm tĩnh, trong khi số khác sẽ rời khỏi chúng Việc chuyển dịch các tiếp điểm động được thực hiện nhờ cơ cấu cơ khí có núm vặn 5 Ngoài ra, lò xo phản kháng trong vỏ hộp giúp tạo ra sức bật nhanh, góp phần dập tắt hồ quang một cách nhanh chóng.
Hình dạng cấu tạo công tắc hộp của Việt Nam, Liên Xô, Đức, Pháp điều giống như hình trên, chỉ khác ít nhiều về hình dạng kết cấu d e
Hình 2-2 Công tắc hộp d Kiểu bảo vệ e Kiểu kín b Công tắc vạn năng (hình 2-3 a, b)
Công tắc vạn năng bao gồm các đoạn riêng lẽ cách điện, được lắp trên cùng một trục Các tiếp điểm 1 và 2 hoạt động nhờ vào việc xoay vành cách điện 3 lồng trên trục 4 Khi vặn công tắc, tay gạt sẽ chuyển đổi giữa các vị trí, cho phép đóng hoặc ngắt các tiếp điểm của các đoạn theo yêu cầu.
Công tắc vạn năng, được thiết kế với kiểu tay gạt, có thể có các vị trí cố định hoặc sử dụng lò xo để trở về vị trí ban đầu (vị trí 0) Hình dạng chung của công tắc này rất đặc trưng và dễ nhận biết, trong khi mặt cắt ngang của nó cho thấy cấu trúc bên trong, đảm bảo tính năng hoạt động hiệu quả và độ bền cao.
Hình dáng ngoài của một số công tắc dùng trong dân dụng và công nghiệp:
Hình dạng ngoài và sơ đồ đấu dây loại công tắc đơn trong dân dụng
Hình dạng ngoài và sơ đồ đấu dây công tắc chuyển đổi động cơ từ sao kép qua tam giác nối tiếp (dùng trong công nghiệp)
Công tắc hộp thường được sử dụng làm cầu dao tổng cho máy công cụ, cho phép đóng mở trực tiếp các động cơ điện có công suất nhỏ Nó cũng được dùng để kiểm soát các mạch điện tự động, điều chỉnh chiều quay của động cơ hoặc thay đổi cách đấu cuộn dây stato từ sao kép sang tam giác.
Công tắc vạn năng là thiết bị quan trọng trong việc đóng ngắt và chuyển đổi mạch điện cho các cuộn dây hút của công tắc tơ và khởi động từ Nó được sử dụng trong các mạch điện điều khiển với điện áp lên đến 440V cho dòng một chiều và 500V cho dòng xoay chiều với tần số 50Hz.
Công tắc một pha dùng trong lưới điện sinh hoạt để đóng mở đèn Thường được chôn trong tường hay để trên bảng điện
Hình 2-4 a, b, c giới thiệu dạng ngoài và cấu tạo trong của vài loại công tắc hành trình cỡ nhỏ:
+ Cấu tạo trong: giống như nút nhấn liên động, gồm một cặp tiếp điểm thường đóng và một cặp tiếp điểm thường mở, cơ cấu truyền động
Công tắc hành trình là thiết bị quan trọng trong việc đóng ngắt mạch điện điều khiển cho truyền động điện và tự động hóa Nó hoạt động dựa vào vị trí cữ gạt ở các cơ cấu chuyển đổi cơ khí, giúp tự động điều khiển hành trình làm việc và ngắt điện ở cuối hành trình, đảm bảo an toàn trong quá trình hoạt động.
Ví dụ: Giới hạn khẩu độ đóng và mở cửa, giới hạn hướng dịch chuyển của ba lăng điện, giới hạn điểm đến của thang máy
Cầu dao
Cầu dao là thiết bị điện cơ bản được sử dụng để đóng cắt dòng điện một cách thủ công, phù hợp cho các mạch điện có điện áp lên đến 220VDC hoặc 380VAC.
2.2 Cấu tạo và ký hiệu a Ký hiệu:
Cầu dao 2 ngã 3 pha Cầu dao 1 ngã 2 pha b Cấu tạo: (hình 2-1)
Trong cầu dao, các bộ phận tiếp xúc đóng vai trò rất quan trọng, nơi mà dòng điện di chuyển từ vật dẫn này sang vật dẫn khác Bề mặt tiếp xúc giữa các vật dẫn được gọi là mặt tiếp xúc, trong khi tiếp xúc ở cầu dao là dạng tiếp xúc đóng mở, với tiếp điểm kẹp (cắm) Lưỡi dao của cầu dao được gắn cố định ở một đầu, đầu còn lại kết nối với tay nắm Các vật liệu chế tạo cho điểm tiếp xúc thường là bạc, đồng, platin, vonfram, niken và vàng Bạc nổi bật với tính dẫn điện và truyền nhiệt tốt, trong khi platin không có lớp ôxyt và có điện trở tiếp xúc thấp Vonfram, với nhiệt độ nóng chảy cao, khả năng chống mài mòn tốt và độ cứng lớn, cũng là một lựa chọn hiệu quả cho các vật dẫn trong cầu dao.
Trong đó đồng và đồng thau cùng với những kim loại hoặc hợp kim có nhiệt độ nóng chảy cao là được sử dụng rộng rãi nhất
Bu lông, vít được làm bằng thép, dùng để ghép các vật tiếp xúc cố định với nhau
Mỗi một cực của cầu dao có bù long hoặc lỗ để đấu nối dây vào
Tay nắm được làm bằng vật liệu cách điện tốt có thể là bằng sứ, phíp hoặc mi ca
Nắp che chắn được chế tạo từ nhựa hoặc phíp, trong khi đế được làm bằng sứ, nhựa hoặc phíp Một số cầu dao được trang bị thêm dây chảy (cầu chì) nhằm bảo vệ thiết bị khỏi hiện tượng ngắn mạch Nguyên lý hoạt động của các cầu dao này là đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.
Cầu dao hoạt động nhờ vào lực tác động từ bên ngoài, thường là bằng tay Khi cầu dao được đóng, lưỡi dao sẽ tiếp xúc với ngàm dao, làm cho mạch điện được kết nối Ngược lại, khi lưỡi dao rời khỏi ngàm, mạch điện sẽ bị ngắt.
Cầu dao phải đảm bảo ngắt điện tin cậy cho các thiết bị điện, với chiều dài lưỡi dao lớn hơn 50mm để duy trì khoảng cách an toàn giữa tiếp xúc điện Việc sử dụng lưỡi dao phụ và lò xo giúp tăng tốc độ ngắt mạch, từ đó dập hồ quang nhanh chóng và bảo vệ ngàm dao khỏi bị cháy sém Để cải thiện tiếp xúc giữa lưỡi dao và ngàm dao, cần giải quyết hai vấn đề quan trọng.
- Lực ép tiếp điểm phải đủ mạnh
Khi lưỡi dao và ngàm dao tiếp xúc tốt, dẫn điện được tối ưu, giảm thiểu nhiệt sinh ra tại điểm tiếp xúc Ngược lại, nếu mặt tiếp xúc kém, điện trở tăng cao, dòng điện sẽ làm nóng mối tiếp xúc, dẫn đến nguy cơ hỏng hóc Để giảm điện trở tiếp xúc, việc mạ phủ kim loại thường được áp dụng nhằm bảo vệ kim loại chính.
Tiếp điểm đồng hoặc đồng thau thường được mạ bạc, tuy nhiên mạ thiếc không hiệu quả bằng mạ bạc Khi có dòng điện đi qua, đặc biệt trong trường hợp ngắn mạch, thiếc sẽ chảy và bắn ra xung quanh, gây ra hiện tượng chạm chập tiếp theo Điều này xảy ra do nhiệt độ nóng chảy của thiếc thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của bạc.
- Nhôm thì ta mạ kẽm
- Kẽm mạ niken nhằm giảm oxy hoá, không chảy hẳn ra ngoài
Để bảo vệ hiệu quả bề mặt kim loại, kim loại mạ cần có điện thế hóa học gần giống với điện thế hóa học của kim loại làm tiếp điểm Điều này giúp tăng lực ép F, giảm khe hở và hạn chế quá trình ăn mòn.
Tay nắm được bố trí ở một bên hay ở giữa hoặc có tay nắm điều khiển được nối dài ra phía trước để thao tác có khoảng cách
Hoạt động của cầu dao khi ngắn mạch:
Khi xảy ra quá tải và ngắn mạch, nhiệt độ tại điểm tiếp xúc của tiếp điểm có thể tăng cao, dẫn đến giảm tính đàn hồi và cường độ cơ khí của nó Nhiệt độ cho phép khi xảy ra ngắn mạch cho đồng và đồng thau là từ 200 đến 300 độ C, trong khi đối với nhôm, nhiệt độ này cần được xác định cẩn thận để đảm bảo an toàn và hiệu suất.
Ta có thể phân biệt 3 trường hợp sau:
Tiếp điểm ở vị trí đóng bị ngắn mạch sẽ dẫn đến hiện tượng nóng chảy và hàn dính Kinh nghiệm cho thấy, khi lực ép lên tiếp điểm càng lớn, dòng điện cần thiết để làm tiếp điểm nóng chảy và hàn dính cũng sẽ tăng theo Thông thường, lực ép F vào khoảng từ 200 đến một giá trị nhất định.
500)N Do đó tiếp điểm cần phải có lực giữ tốt
Trong quá trình đóng bị ngắn mạch, tiếp điểm sẽ sinh ra lực điện động kéo rời tiếp điểm ra xa Tuy nhiên, do chấn động trong quá trình này, hiện tượng hàn dính dễ xảy ra.
Tiếp điểm đang trong quá trình mở bị ngắn mạch có thể gây ra hồ quang, dẫn đến việc làm nóng chảy và mài mòn bề mặt tiếp xúc Việc phân loại các tình huống này là rất quan trọng để hiểu rõ hơn về sự cố và cách khắc phục.
Tùy theo đặc tính kết cấu và nhu cầu sử dụng của cầu dao mà người ta phân cầu dao theo các loại sau:
Cầu dao được phân loại theo cấu trúc thành các loại 1 cực, 2 cực, 3 cực và 4 cực, trong đó có các loại cầu dao với tay nắm ở giữa hoặc tay nắm bên Bên cạnh đó, cầu dao còn được chia thành cầu dao 1 ngã và cầu dao 2 ngã.
- Theo điện áp định mức: 250V và 500V
- Theo dòng điện định mức: loại 15, 25, 60, 75, 100, 200, 300, 600, 1000A
- Theo vật liệu cách điện: có loại đế sứ, đế nhựa ba kê lít, đế đá
- Theo điều kiện bảo vệ: có loại không có hộp, loại có hộp che chắn (nắp nhựa, nắp gang, nắp sắt )
Cầu dao được chế tạo theo yêu cầu sử dụng, bao gồm loại có cầu chì bảo vệ và loại không có cầu chì Tại Việt Nam, cầu dao đá thường được sản xuất với 2 cực và 3 cực, không có nắp che chắn, có dòng điện định mức lên đến 600 A và được trang bị lưỡi dao phụ.
Một số nhà máy sản xuất cầu dao với nắp nhựa, đế sứ hoặc đế nhựa, có dòng điện định mức 60A Các cầu dao này được trang bị chỗ bắt dây chảy nhằm bảo vệ khỏi tình trạng ngắn mạch.
Cầu dao cho phép thực hiện hai chức năng chính sau:
Nút nhấn
Nút nhấn, hay còn gọi là nút điều khiển, là thiết bị điện được sử dụng để điều khiển việc đóng ngắt từ xa các thiết bị điện và dụng cụ báo hiệu khác nhau.
2.2 Ký hiệu a Nút nhấn đơn b Nút nhấn liên động
2.3 Phân loại, công dụng a Phân loại
Phân loại theo kiểu dáng người ta chia ra các loại sau:
- Kiểu hở: thường đặt trên bảng nút nhấn, hộp hay trên mặt tủ điện
- Kiểu bảo vệ: đặt trong vỏ nhựa hoặc vỏ sắt hình hộp chủ yếu chống va đập
- Kiểu bảo vệ chống bụi: chế tạo với vỏ đúc liền bằng nhựa hoặc kim loại nhẹ
- Kiểu chống nước: đặt trong vỏ kín bằng nhựa không cho nước vào
- Kiểu chống nổ: chế tạo với vỏ đặt biệt kín để cho các khí cháy, khí nổ tiếp xúc Theo yêu cầu điều khiển có thể chia làm 2 loại:
- Loại 1 nút: đơn (một cặp thường đóng hoặc thường mở, giống nút nhấn chuông của nhà dân)
- Loại 2 nút: liên động, một cặp thường mở và một cặp thường đóng b Công dụng
- Nút nhấn dùng để phát tín hiệu cho các bộ phận chấp hành là các khí cụ điện
- Nút nhấn dùng để thay đổi chế độ làm việc của các hệ thống điện
- Nút nhấn dùng để thông báo tin tức
Nút nhấn có 2 chế độ làm việc trên mạch điện: duy trì và không duy trì
Các thiết bị sẽ tự động hoạt động khi người dùng nhấn ngắn vào nút, sau đó bỏ tay ra Để đảm bảo hoạt động hiệu quả, cần phối hợp với rơ le trung gian hoặc công tắc tơ.
Các thiết bị chỉ hoạt động khi có sự tác động trực tiếp từ tay người dùng, và sẽ ngừng hoạt động ngay khi tay người dùng rời khỏi nút nhấn.
Nút nhấn được gắn liền trên các bảng
Nút nhấn được thiết kế để điều khiển máy móc từ xa, hoạt động hiệu quả trong môi trường khô ráo, không có khí ăn mòn hóa học và bụi bẩn.
2.4 Cấu tạo và nguyên lý làm việc a Cấu tạo:
Hệ thống lò xo trong nút nhấn có vai trò quan trọng trong việc điều khiển thiết bị điện Nút nhấn thường mở hoạt động bằng cách thay đổi trạng thái từ mở sang đóng khi có lực tác động, tạo thành mạch kín để phát tín hiệu điều khiển Ngược lại, nút nhấn thường đóng sẽ mở ra khi bị tác động, ngắt tín hiệu điều khiển Đối với nút nhấn liên động, trạng thái của tiếp điểm thường đóng sẽ mở trước, sau đó tiếp điểm thường mở mới đóng lại khi có lực tác động Các nút nhấn này có thể chịu dòng điện lên đến 5A và điện áp lên đến 600V, với khả năng thao tác đóng cắt khoảng 100.000 lần.
Theo qui định về màu của các nhà sản xuất:
- Màu đỏ: màu để dừng hệ thống
- Màu xanh: màu để khởi động hệ thống.
Ap tô mat
3.1 Công dụng và yêu cầu a Công dụng
- áp tô mat (CB: Current Breaker, AB: Air Breaker) là loại khí cụ điện dùng để đóng cắt có tải, điện áp đến 600V dòng điện đến 1000A
- áp tô mát sẽ tự động cắt mạch khi mạch bị sự cố ngắn mạch, quá tải, kém áp
Áp tô mát cho phép thao tác với tần số lớn nhờ vào buồng dập hồ quang, và còn được biết đến với tên gọi máy cắt không khí vì khả năng dập tắt hồ quang trong môi trường không khí.
Các yêu cầu đối với áp tô mat như sau:
Chế độ làm việc của áp tô mát cần duy trì ở mức định mức trong thời gian dài, cho phép dòng điện định mức chạy qua mà không bị ảnh hưởng Đồng thời, mạch điện của áp tô mát phải có khả năng chịu đựng dòng điện lớn trong trường hợp xảy ra ngắn mạch, ngay cả khi các tiếp điểm đã hoặc đang đóng.
+ áp tô mát phải ngắt được trị số dòng điện ngắn mạch lớn có thể tới vài chục
KA Sau khi ngắt dòng điện ngắn mạch áp tô mát phải làm việc tốt ở trị số dòng điện định mức
Hỡnh 2.19: Hình dạng bên ngoài của CB
Để nâng cao tính ổn định nhiệt và điện động của thiết bị điện, việc hạn chế sự phá hoại do dòng điện ngắn mạch là rất quan trọng Điều này đòi hỏi áp tô mát phải có thời gian đóng cắt ngắn Để đạt được điều này, cần kết hợp lực thao tác cơ học với thiết bị dập hồ quang bên trong của áp tô mát Hơn nữa, để đảm bảo thao tác bảo vệ có chọn lọc, áp tô mát cần có khả năng điều chỉnh trị số dòng điện tác động và thời gian tác động.
- Theo kết cấu người ta chia áp tô mát ra 3 loại: một cực, hai cực và ba cực
- Theo thời gian thao tác người ta chia áp tô mát ra làm 2 loại:
+ Loại tác động tức thời (nhanh)
+ Loại tác động không tức thời
Áp tô mát được chia thành các loại dựa trên chức năng bảo vệ, bao gồm áp tô mát cực đại theo dòng điện, áp tô mát cực tiểu theo dòng điện, áp tô mát cực tiểu theo điện áp và áp tô mát dòng điện ngược Mỗi loại áp tô mát đảm nhận vai trò quan trọng trong việc bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố khác nhau.
Trong một số trường hợp cần bảo vệ tổng hợp, như cực đại theo dòng điện và cực tiểu theo điện áp, áp tô mát vạn năng là giải pháp hiệu quả.
3.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc
3.3.1 Cấu tạo 2, 3: các tiếp điểm chính
4: các tiêp điểm phụ 5: tiếp điểm hồ quang 6: buồng dập hồ quang a/ a Tiếp điểm: áp tô mát thường được chế tạo có 2 cấp tiếp điểm (chính và hồ quang), hoặc 3 cấp tiếp điểm (chính, phụ và hồ quang) Khi đóng mạch tiếp điểm hồ quang đóng trước tiếp theo là tiếp điểm phụ và sau cùng là tiếp điểm chính Khi cắt mạch thì ngược lại tiếp điểm chính mở trước rồi tiếp điểm phụ và sau cùng là tiếp điểm hồ quang Như vậy hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang do đó bảo vệ được tiếp điểm chính để dẫn điện Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hỏng tiếp điểm chính
Tiếp điểm thường được làm bằng hợp kim gốm chịu được hồ quang như: Ag -
W, Cu - W, Cu - Ni v.v b Buồng dập hồ quang Để áp tô mat dập được hồ quang trong tất cả các chế độ làm việc của lưới điện người ta thường dùng 2 kiểu thiết bị dập hồ quang là: kiểu nửa kín và kiểu hở
Kiểu nửa kín được thiết kế trong vỏ kín của áp tô mát với lỗ thoát khí, có dòng giới hạn cắt không vượt quá 50 KA.
Buoàng daọp hoà quang Nuựt cõng taộc
Ngaột tửứ tớnh Nguoàn ủeỏn
Hình 2.20: Cấu tạo áp tô mát a: Hệ thống tiếp điểm của một kiểu áp tô mát b: Các bộ phận của một kiểu áp tô mát b/
+ Kiểu hở: được dùng khi dòng điện cắt lớn hơn 50 KA hoặc điện áp lớn hơn 1kV
Trong buồng dập hồ quang, người ta sử dụng các tấm thép xếp thành lưới ngăn để chia nhỏ hồ quang thành nhiều đoạn ngắn, giúp quá trình dập tắt hồ quang hiệu quả hơn Cơ cấu truyền động cắt áp tô mát cũng đóng vai trò quan trọng trong việc này.
Truyền động cắt áp tô mát có hai phương pháp chính: điều khiển bằng tay và điều khiển bằng điện từ Phương pháp điều khiển bằng tay phù hợp cho các áp tô mát có dòng điện định mức không vượt quá 600A, trong khi điều khiển bằng điện từ, sử dụng nam châm điện, được áp dụng cho các áp tô mát có dòng điện lớn hơn, lên đến 1000A.
Hình 2.21 (a) cơ cấu điều khiển áp tô mát cắt bằng nam châm điện có những khớp tự do
Khi hoạt động bình thường, các tay đòn (2) và (3) được kết nối chắc chắn vì tâm xoay O nằm thấp hơn đường nối hai điểm O1 và O2 Giá đỡ (5) giữ cho hai tay đòn không bị gập lại, và chúng ta gọi điểm O là vị trí chết.
Khi xảy ra sự cố, phần ứng của nam châm điện bị hút va chạm vào hệ thống tay đòn, dẫn đến việc điểm O thoát khỏi vị trí chết và nâng cao hơn so với đường nối.
Trong quá trình hoạt động của O1O2, tay đòn (2) và (3) không nên được nối cứng để đảm bảo các tiếp điểm mở ra nhanh chóng nhờ vào lò xo kéo tiếp điểm (hình 2.21 b) Để đóng áp tô mát lại, cần kéo tay đòn (4) xuống phía dưới như thể hiện trong hình 2.21 c, sau đó mới thực hiện thao tác đóng Móc bảo vệ cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.
Hinh 2.21: Cơ cấu truyền động của aptoamt
Móc bảo vệ quá tải, hay còn gọi là bảo vệ quá dòng điện, có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ thiết bị điện khỏi tình trạng quá tải Để đảm bảo hiệu quả, đường thời gian – dòng điện của móc bảo vệ phải nằm dưới đường đặc tính của thiết bị cần bảo vệ Thông thường, hệ thống điện từ và rơ le nhiệt được sử dụng làm móc bảo vệ, và chúng thường được lắp đặt bên trong áp tô mát.
Móc kiểu điện từ hoạt động bằng cách kết nối cuộn dây với mạch điện chính, khi dòng điện vượt quá mức cho phép, phần ứng sẽ bị hút và móc sẽ va vào khớp rơi tự do, dẫn đến việc mở tiếp điểm của áp tô mat Để điều chỉnh giá trị dòng điện tác động, người dùng có thể thay đổi lực kháng của lò xo thông qua vít điều chỉnh Để duy trì thời gian bảo vệ cho móc điện từ, một cơ cấu giữ thời gian, chẳng hạn như bánh xe răng, được bổ sung vào hệ thống.
Máy biến áp đo lường
Máy biến điện áp (BU hay TU: Tranformer U hay Potential Transformer: PT)
Máy biến điện áp có chức năng chuyển đổi điện áp từ mức cao xuống mức thấp, phục vụ cho việc đo lường, bảo vệ rơ le và tự động hóa Điện áp đầu ra ở phía thứ cấp của máy biến điện áp thường khoảng 100V, không phụ thuộc vào điện áp định mức ở phía sơ cấp.
Máy biến điện áp hoạt động theo nguyên lý tương tự như máy biến áp điện lực, nhưng có công suất nhỏ hơn, dao động từ 5VA đến 300VA.
Do tổng trở mạch ngoài của thứ cấp máy biến điện áp (TU) rất nhỏ, máy biến điện áp có thể được xem là thường xuyên hoạt động trong trạng thái không tải.
Máy biến điện áp thường được chế tạo thành loại một pha, ba pha hay ba pha 5 trụ theo các cấp điện áp như 6, 10, 15, 24, 36KV
Máy biến dòng
Máy biến dòng (TI) hay còn gọi là máy biến dòng điện (BI) có chức năng chuyển đổi dòng điện lớn thành dòng điện nhỏ hơn Điều này giúp cung cấp tín hiệu cho các thiết bị đo lường, bảo vệ rơ le và hệ thống tự động.
Hình 2.24 a: Hình dạng bên ngoài của máy biến điện áp loại VZF
Hình 2.24 b : Sơ đồ mắc máy biến điện hóa Thông thường dòng điện phía thứ cấp của TI là 1A hoặc 5A Công suất định mức khoảng 5VA đến 120VA
Máy biến dòng (TI) có nguyên lý cấu tạo tương tự như máy biến áp điện lực, với cuộn dây sơ cấp (hai cực K - L) được mắc nối tiếp với dây dẫn điện áp cao và ngõ ra nối với đồng hồ đo Dòng điện qua hai cực K - L cung cấp cho tải, trong đó cuộn dây sơ cấp có số vòng dây rất nhỏ Khi dòng điện phía sơ cấp nhỏ hơn hoặc bằng 600A, cuộn sơ cấp chỉ cần một vòng dây Phụ tải thứ cấp của TI rất nhỏ, nên có thể coi máy biến dòng luôn hoạt động trong tình trạng ngắn mạch Để đảm bảo an toàn cho người vận hành, cuộn thứ cấp phải được nối đất Máy biến dòng có nhiều loại, phù hợp với nhiều vị trí khác nhau, và có thể phân loại theo số vòng dây của cuộn sơ cấp thành loại một vòng và loại nhiều vòng.
Hình 2.25: Sơ đồ mắc máy biến dòng Hình 2.26: Hình dạng bên ngoài của biến dòng
KHÍ CỤ BẢO VỆ MẠCH ĐIỆN
Khái quát
Rơ le là một loại khí cụ điện tự động đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện
Mức độ tự động hoá cao đòi hỏi số lượng, chất lượng và chủng loại rơ le đa dạng hơn Sự tiến bộ trong khoa học kỹ thuật, đặc biệt là trong ngành điện tử và bán dẫn, đã dẫn đến sự gia tăng hệ thống rơ le không tiếp điểm Điều này mở ra cơ hội tự động hoá thuận lợi hơn nhờ vào việc giảm khối lượng hệ thống, khả năng mở rộng chức năng và độ tin cậy cao hơn.
Phân loại
Rơ le có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau, trong đó phổ biến nhất là phân loại dựa trên nguyên lý hoạt động, đại lượng điện điều khiển, dạng dòng điện, và phạm vi giá trị cùng chiều của đại lượng điều khiển.
Rơ le được phân loại theo nguyên lý làm việc thành nhiều loại khác nhau, bao gồm rơ le điện từ, rơ le điện động, rơ le từ điện, rơ le cảm ứng nhiệt, rơ le điện tử và rơ le bán dẫn Mỗi loại rơ le có cách thức hoạt động và ứng dụng riêng, phục vụ cho các nhu cầu điều khiển và bảo vệ trong hệ thống điện.
Rơ le được phân loại theo đại lượng vào, bao gồm: rơ le dòng điện, rơ le điện áp, rơ le công suất, rơ le tổng trở, rơ le tần số và rơ le góc pha Mỗi loại rơ le có chức năng và ứng dụng riêng, giúp kiểm soát và bảo vệ các hệ thống điện hiệu quả.
- Phân loại theo dạng dòng điện sẽ có: rơ le điện một chiều, rơ le điện xoay chiều
- Phân loại theo giá trị và chiều của đại lượng sẽ có: rơ le cực đại, rơ le cực tiểu, rơ le sai lệch, rơ le hướng,
Nam châm điện
Trong ngành điện công nghiệp, nam châm được ứng dụng rất nhiều trong mọi lĩnh vực
Có 2 loại chính: nam châm vĩnh cửu và nam châm điện:
- Nam châm vĩnh cửu làm bằng vật liệu sắt từ cứng, có từ dư và lực giữ từ lớn
- Nam châm điện có lõi làm bằng vật liệu sắt từ có độ từ thẩm lớn, được từ hóa bởi dòng điện đi qua cuộn dây quấn trên lõi
Vật liệu sắt từ phân làm ba loại:
Sắt từ mềm có lực giữ từ nhỏ và độ từ thẩm tương đối Utđ lớn, với đường cong từ trễ hẹp giúp giảm tổn hao từ trễ Loại sắt này thường được sử dụng làm mạch từ cho các máy điện cũng như thiết bị điện từ xoay chiều và một chiều.
- Loại sắt từ cứng: có từ dư và lực giữ từ lớn, thường được sử dụng làm nam châm vĩnh cửu
Từ điện môi là loại vật liệu có tính chất trung gian giữa vật liệu sắt từ và không sắt từ Chúng được chế tạo từ bột sắt từ, có độ từ thẩm lớn và tương đối ổn định, đồng thời có tổn hao từ trễ thấp Từ điện môi thường được ứng dụng trong các thiết bị điện hoạt động ở tần số rất cao, đặc biệt trong ngành công nghiệp vô tuyến điện.
Trong giáo trình này, chúng ta chỉ nghiên cứu đến nam châm điện
Nam châm điện là một bộ phận rất quan trọng của khí cụ điện Nó hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ
Nam châm điện được dùng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: tự động hóa, các loại rơ le, công tăc tơ,
Trong công nghiệp, nó được dùng ở cần trục để nâng các tấm kim loại
Trong truyền động điện, nó được dùng ở các bộ ly hợp, các van điện từ,
Trong sinh hoạt hàng ngày, nam châm điện được ứng dụng rộng rãi như: chuông điện, loa điện,
1) Cấu tạo nam châm điện:
Gồm hai bộ phận chính:
Trong thực tế, ta thường gặp hai loại sau: a Loại có nắp chuyển động:
- Cấu tạo: gồm có cuộn dây, lõi sắt từ (phần cố định và phần di động) Hình 3-1 b Loại không có nắp:
- Cấu tạo: gồm cuộn dây và lõi sắt từ Đối với loại này, các vật liệu sắt thép bị hút được xem như là nắp
Nam châm điện hoạt động dựa trên nguyên tắc điện từ, khi dòng điện I chạy qua cuộn dây có N vòng dây quấn, nó tạo ra từ trường Vật liệu sắt từ trong từ trường này sẽ bị từ hóa và phân cực tính, dẫn đến sự hình thành lực từ.
Từ thông di chuyển qua vật liệu sắt từ theo một vòng khép kín, với cực bắc (N) là nơi từ thông thoát ra và cực nam (S) là nơi từ thông đi vào.
Vật liệu sắt từ có cực tính khác với cuộn dây, dẫn đến hiện tượng bị hút về phía cuộn dây nhờ vào lực hút điện từ F.
Khi lực F đạt hoặc vượt qua lực phản hồi của lò xo, tức là dòng điện I đạt giá trị dòng điện tác động (I = Itd), nắp từ sẽ bắt đầu di chuyển về phía thân từ Quá trình di chuyển của nắp từ 2 sẽ diễn ra với tốc độ tăng dần do khe hở không khí () bị giảm.
Khi đổi chiều dòng điện trong cuộn dây, từ trường cũng sẽ thay đổi hướng Vật liệu sắt từ, sau khi được từ hóa, vẫn giữ cực tính khác với cuộn dây, dẫn đến việc nó bị hút về phía cuộn dây Do đó, khi lõi từ có dòng điện, từ trường sẽ làm cho nắp từ hóa và kéo nắp về phía lõi.
Khi dòng điện trong cuộn dây giảm xuống mức mà lực F không còn đủ lớn để vượt qua lực phản hồi của lò xo, nắp từ sẽ bị kéo rời và các mặt cực từ sẽ trở về vị trí ban đầu Giá trị dòng điện tại thời điểm nắp từ bắt đầu rời khỏi mặt cực được gọi là dòng điện trở về (Itv) hay dòng điện nhả.
Tỷ số: td tv tv I k I gọi là hệ số trở về
Hình 3-1: Loại có nắp chuyển động
Có nhiều cách phân loại:
Dòng điện được chia thành hai loại chính: một chiều và xoay chiều Trị số dòng điện trong cuộn dây phụ thuộc vào điện kháng của cuộn dây và tỷ lệ với khe hở không khí.
- Loại hút chập hay hút quay, nắp quay quanh một trục
- Loại hút thẳng: nắp hút thẳng về phía lõi
- Loại hút ống (còn gọi là loại piston)
Dựa vào cách dấu cuộn dây vào nguồn điện:
- Đấu nối tiếp (hình 3-3): Phụ tải được mắc nối tiếp với cuộn dây, còn gọi là cuộn dây dòng điện
Dòng điện trong cuộn dây phụ thuộc vào các tham số của cơ cấu điện từ và điện áp nguồn, được gọi là cuộn dây điện áp.
4) ứng dụng nam châm điện:
Nam châm điện đóng vai trò quan trọng trong nhiều thiết bị nâng hạ, hệ thống phanh và cơ cấu truyền lực chuyển động như bộ ly hợp Các ứng dụng này giúp cải thiện hiệu suất và độ an toàn trong quá trình vận hành.
Thường được dùng nhiều trong các cần trục, đặc biệt là trong các nhà máy chế tạo cơ khí và luyện kim
Nam châm điện nâng hạ được cấu tạo từ cuộn dây quấn trên lõi sắt từ, được bảo vệ bằng lớp nhựa và vành không dẫn từ Mặt cực được gắn chặt vào lõi nam châm bằng bu lông, trong khi dây dẫn mềm cung cấp điện áp cho cuộn dây Lực nâng của nam châm điện phụ thuộc vào loại tải trọng cần di chuyển, bao gồm cả nam châm điện phanh hãm.
Thiết bị hãm thường được sử dụng để kiểm soát chuyển động của các bộ phận trên cần trục và trục chính của máy công cụ Trong số nhiều cấu trúc thiết bị hãm, nam châm điện là phổ biến nhất, bao gồm các kiểu guốc phanh, kiểu băng và kiểu đĩa Thiết bị hãm thường được phân thành hai loại chính.
- Nam châm điện hãm có hành trình dài
- Nam châm điện có hành trình ngắn c) Bộ ly hợp điện từ:
Nam châm điện sử dụng dòng điện một chiều kết hợp với các đĩa ma sát để truyền chuyển động quay trong bộ ly hợp hoặc để phanh hãm chính xác trong máy công cụ Có hai loại nam châm điện: loại một phía và loại ly hợp hai phía.
Bộ ly hợp điện từ đã trở thành một giải pháp phổ biến trong những năm gần đây, giúp tự động hóa quá trình điều khiển chạy và dừng các bộ phận cơ khí của máy móc gia công cắt gọt kim loại, đồng thời chỉ sử dụng một động cơ điện duy nhất.
Lưu ý: Khi sử dụng bộ ly hợp cần thực hiện kiểm tra định kỳ ba tháng một lần gồm:
- Kiểm tra độ mòn của chổi than, vành trượt
- Kiểm tra cách điện của cuộn dây
- Kiểm tra khe hở không khí
Rơ le điện từ
Rơ le kiểu điện từ có cấu tạo cơ bản gồm các phần chủ yếu như sau (hình 3-6):
1) Phần mạch từ: (lõi sắt)
- Phần cố định 1 (phần tĩnh) Để chống rung, trên lõi sắt phần tĩnh có vòng ngắn mạch
- Phần nắp từ 2 (phần động)
Cuộn dây nam châm 3 tùy thuộc đại lượng dòng điện đi vào mà kết cấu phù hợp
3) Phần tiếp xúc (hệ thống tiếp điểm):
Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm ở trạng thái kín mạch, có liên lạc điện với nhau khi cuộn dây nam châm trong rơ le không được cung cấp điện.
Tiếp điểm thường mở là loại tiếp điểm ở trạng thái hở mạch, không có liên lạc điện khi cuộn dây nam châm trong rơ le không được cung cấp điện.
4.2 Ký hiệu a Cuộn dây: b Tiếp điểm:
Sự làm việc của rơ le điện từ dựa trên nguyên tắc lực điện từ (lý luận tương tự nguyên lý nam châm điện):
- Khi cuộn dây hút 3 (hình 3-6) có điện sẽ sinh ra từ trường, lực từ sẽ hút nắp từ
2 để khép kín mạch từ Hệ thống tiếp điểm sẽ thay đổi trạng thái, tiếp điểm thường đóng sẽ mở ra và tiếp điểm thường mở sẽ đóng lại
Khi cuộn dây hút 3 ngừng hoạt động, lò xo phản hồi 4 sẽ kéo nắp từ 2 trở về vị trí ban đầu, giúp trả các tiếp xúc về trạng thái chuẩn bị cho lần làm việc tiếp theo.
4.4 Biện pháp chống rung cho rơ le điện từ
Một biện pháp hiệu quả để chống rung phần nắp 2 là bố trí vòng ngắn mạch trên mạch từ phần tĩnh Vòng ngắn mạch được cấu tạo từ dây dẫn đồng, có tiết diện tròn hoặc chữ nhật, bao quanh một phần tiết diện của trụ giữa hoặc hai trụ bìa của phần lõi sắt tĩnh.
Khi dòng điện xoay chiều được cấp vào cuộn dây của rơ le điện từ, quá trình điện từ trong mạch từ sẽ được hình thành, như minh họa trong hình 3-8.
Hình 3-8: Phân bố từ thông bên trong mạch từ khi xét đến ảnh hưởng của vòng chống rung
- Dòng điện qua cuộn dây (N vòng) hình thành sức từ động F
- Sức từ động F tạo ra từ thông khép kín mạch từ
Khi từ thông đến vị trí chứa vòng ngắn mạch, nó được chia thành hai thành phần: một thành phần đi vào khu vực được bao bọc bởi vòng ngắn mạch và một thành phần không đi qua khu vực này Các thành phần từ thông này có đặc tính trùng pha thời gian với nhau và cũng trùng pha với từ thông tổng.
Khi thành phần từ thông biến thiên theo thời gian xuyên qua tiết diện bao bọc bởi vòng ngắn mạch, sức điện động cảm ứng e được hình thành bên trong vòng ngắn mạch Sức điện động này chậm pha thời gian so với một góc 90 độ.
Vì là vòng ngắn mạch nên hình thành dòng điện cảm ứng Inm Dòng cảm ứng Inm sẽ tạo ra từ thông đối kháng lại từ thông
- Chúng ta có thể xem thành phần từ thông này gần trùng pha thời gian với dòng điện Inm
- Tại khoảng khe hở không khí của mạch từ khi xét thêm ảnh hưởng thành phần từ thông móc vòng quanh vòng ngắn mạch
Trong phạm vi bao bọc bởi vòng ngắn mạch, từ thông xuyên qua chính là thành phần từ thông, trong đó thành phần này có tính chất đối kháng nhau.
Trong khu vực không được bao bọc bởi vòng ngắn mạch, từ thông xuyên qua là thành phần chính của từ thông Trong khu vực này, các thành phần từ thông có vai trò quan trọng và mang tính chất trợ từ.
Sau khi hoàn thành vòng ngắn mạch, từ thông trong mạch từ được coi là bảo toàn Lực hút của nam châm tại mặt cực từ được hình thành từ các thành phần từ thông khác nhau, bao gồm từ thông dạng tròn () và từ thông dạng song song (//).
Quá trình điện từ vừa trình bày trên có thể được tóm tắt qua giản đồ vec tơ pha trong hình 3-9
Hình 3-9 Giản đồ vec tơ pha thể hiện các thành phần từ thông hình thành trong mạch từ
Từ hình 3-9 ta thấy, nếu từ thông tổng trong mạch từ có dạng: m.sin(t)
Các thành phần từ thông có pha sớm hơn so với từ thông, trong khi đó, thành phần từ thông lại có pha trễ hơn Biểu thức tức thời của các thành phần từ thông này liên quan đến thời gian có thể được diễn đạt lại như sau:
- Ta gọi Fnc1 là lực hút nam châm do hình thành
- Ta gọi Fnc2 là lực hút nam châm do // hình thành
Lực hút nam châm tổng tạo tại khe hở không khí là tổng của hai lực hút Fnc1 và
Fnc2 Các thành phần lực hút này được trình bày trong hình 3-10
Hình 3-10: Lực hút nam châm sinh ra có sử dụng vòng ngắn mạch
Trong hình 3-10, phương pháp tính toán vòng ngắn mạch thích hợp cho thấy rằng giá trị nhỏ nhất của lực hút nam châm tổng lớn hơn phản lực của lò xo, từ đó hiện tượng rung nắp của nam châm sẽ được triệt tiêu hoàn toàn.
Khi nắp của nam châm được hút sát vào thân nam châm và điện áp cung cấp cho cuộn dây giảm, dòng điện qua cuộn dây cũng giảm, dẫn đến giá trị từ thông trong mạch giảm theo Sự giảm này làm giảm lực hút của nam châm Nếu điện áp tiếp tục giảm đến mức lực hút nhỏ hơn phản lực của lò xo, hiện tượng rung của nắp nam châm sẽ xuất hiện trở lại.
Rơ le dòng điện và rơ le điện áp
5.1 Rơ le dòng điện a) Khái niệm:
Rơ le dòng điện thường gặp các loại: dòng điện một chiều hay dòng điện xoay chiều, có dòng điện cực đại hay dòng điện cực tiểu
Rơ le dòng điện cực đại là thiết bị quan trọng trong mạch bảo vệ, giúp ngăn ngừa tình trạng quá dòng và quá tải cho hệ thống điện Thiết bị này có thể được áp dụng trong mọi hệ thống cung cấp điện, trang bị điện và các hệ thống tự động, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hoạt động của chúng.
Rơ le dòng điện cực tiểu là thiết bị quan trọng trong các hệ thống bảo vệ, giúp ngăn chặn tình trạng làm việc non tải Nó thường được ứng dụng trong hệ thống cung cấp điện và trong các hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ cho động cơ điện, đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định và an toàn Nguyên lý làm việc của rơ le này dựa trên việc phát hiện và điều chỉnh dòng điện, từ đó bảo vệ thiết bị khỏi những sự cố không mong muốn.
Nguyên lý làm việc của rơ le dòng điện là phụ thuộc vào cường độ dòng điện đi qua cuôn dây:
Rơ le dòng điện cực đại hoạt động theo nguyên tắc rằng nếu dòng điện I đi qua cuộn dây nhỏ hơn hoặc bằng dòng định mức, hệ thống tiếp điểm sẽ không thay đổi trạng thái Tuy nhiên, khi dòng điện I vượt quá dòng định mức, hệ thống tiếp điểm sẽ thay đổi trạng thái.
Rơ le dòng điện cực tiểu hoạt động dựa trên dòng điện I đi qua cuộn dây của nó Khi dòng điện I lớn hơn hoặc bằng dòng định mức, hệ thống tiếp điểm không thay đổi trạng thái Tuy nhiên, nếu dòng điện I nhỏ hơn dòng định mức, hệ thống tiếp điểm sẽ thay đổi trạng thái.
Trị số tác động của rơ le được điều chỉnh theo yêu cầu sử dụng trong một giới hạn nhất định, phù hợp với từng cấp và loại rơ le cụ thể.
Cuộn dây hút của rơ le dòng điện có tiết diện lớn, cho phép chịu được dòng điện cao và thường có số vòng ít Trong các mạch công suất nhỏ, cuộn dây thường được nối tiếp trong mạch cần bảo vệ Đối với các mạch có dòng làm việc lớn, cuộn dây thường được kết nối trong mạch thứ cấp của máy biến dòng.
Hình 3-11 mô tả cấu tạo cơ bản của rơ le dòng điện
Hình 3-11: Cấu tạo cơ bản của rơ le dòng điện
Tương tự rơ le dòng điện, cũng có 2 loại:
- Rơ le bảo vệ quá áp
- Rơ le bảo vệ thiếu áp
Nguyên lý hoạt động của thiết bị này tương tự như rơ le dòng điện, nhưng điểm khác biệt chính là đại lượng tác động phụ thuộc vào sự biến đổi của điện áp được áp dụng vào cuộn dây.
Cấu tạo tương tự hình 3-11 tuy nhiên cuộn dây có số vòng nhiều hơn và tiết diện nhỏ hơn
Trong mạng hạ áp, rơ le điện áp thường mắc trực tiếp với mạch.
Rơ le nhiệt
6.1 Khái niệm và công dụng
Rơ le nhiệt là thiết bị điện quan trọng, giúp bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi tình trạng quá tải, thường được sử dụng kết hợp với công tắc tơ Thiết bị này hoạt động hiệu quả ở điện áp xoay chiều lên đến 500V và tần số 50Hz Một số mẫu rơ le nhiệt mới có dòng điện định mức đạt tới 150A, cho phép sử dụng trong lưới điện một chiều với điện áp tối đa 440V.
Rơ le nhiệt được lắp đặt trong tủ điện hoặc trên bảng điện, thường nằm trước hoặc sau bộ phận bắt dây dẫn Với quán tính nhiệt lớn, rơ le nhiệt không phản ứng ngay lập tức theo trị số dòng điện mà cần thời gian để phát nóng, do đó chỉ tác động sau vài giây đến vài phút khi có sự cố Vì lý do này, rơ le nhiệt không phù hợp để bảo vệ ngắn mạch.
Thường khi dùng rơ le nhiệt bảo vệ quá tải, ta phải dùng kèm cầu chì loại "aM" để bảo vệ ngắn mạch
Hình 3.12: Hình dạng ngoài của rơ le nhiệt
Bộ phận điều chỉnh dòng điện tác động
2 cực đấu dây của cặp tiếp điểm thường đóng Đầu vào của phần tử đốt nóng
2 cực đấu dây của cặp tiếp điểm thường mở Đầu ra của phần tử đốt nóng
Hình 3.12: Cấu tạo của Rơ le nhiệt a Cấu tạo mặt ngoài b Cấu tạo phía trong
Thanh truyền động mở tiêp điểm
Bản lưỡng kim Phần tử đốt nóng
Rơ le nhiệt hoạt động dựa trên nguyên lý tác dụng nhiệt của dòng điện Hiện nay, rơ le nhiệt với phiến kim loại kép được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
Rơ le này hoạt động dựa trên sự khác biệt về hệ số giãn nở dài của hai loại kim loại khi được đốt nóng Phần tử cơ bản của rơ le là phiến kim loại kép, được cấu tạo từ hai tấm kim loại: một tấm làm từ invar (H36 với 36% Ni và 64% Fe) có hệ số giãn nở dài thấp, và tấm còn lại thường là đồng thau hoặc thép Crôm.
Niken có hệ số giãn nở dài lớn, thường lớn hơn 20 lần, và được ghép chặt với các tấm kim loại khác bằng phương pháp cán nóng hoặc hàn Kết quả là tạo thành một phiến được gọi là phần tử đốt nóng hay lưỡng kim nhiệt.
Khi dòng điện phụ tải tăng lên do quá tải, nhiệt độ của phần tử đốt nóng sẽ làm nóng phiến kim loại kép Sự khác biệt về độ giản nở nhiệt giữa hai loại kim loại, cùng với việc hai đầu bị gắn chặt, sẽ khiến thanh kim loại kép bị uốn cong về phía kim loại có độ giản nở nhỏ hơn.
Sự phát nóng có thể do dòng điện trực tiếp đi qua phiến kim loại hoặc gián tiếp qua điện trở đốt nóng đặt bao quanh phiến kim loại
Hình 3.13: Các hình thức đốt nóng của rơ le nhiệt
Cách tác động của rơ le nhiệt có thể minh hoạ bằng hình 3-14
Hình 3-14: Nguyên lý cấu tạo của rơ le nhiệt
Rơ le nhiệt bao gồm hai mạch độc lập: mạch động lực với dòng điện phụ tải và mạch điều khiển để đóng ngắt cuộn dây công tắc tơ Lưỡng kim nhiệt được kết nối với mạch động lực thông qua vít và ôm lấy phiến kim loại kép Vít được gắn trên giá nhựa cách điện để điều chỉnh mức độ uốn cong của phiến kim Giá có thể xoay, và tùy thuộc vào trị số dòng điện, lưỡng kim sẽ cong nhiều hoặc ít, tác động lên vít để mở ngàm đòn bẩy.
Dưới tác động của lò xo 8, đòn bẩy 9 xoay quanh trục 7 theo hướng ngược chiều kim đồng hồ, làm cho cầu tiếp điểm động 11 tách rời khỏi tiếp điểm tĩnh 12 Để khôi phục rơ le về vị trí ban đầu, cần nhấn nút ấn 10 sau khi miếng kim loại kép nguội lại.
6.4 Phân loại và ký hiệu
Theo phương thức đốt nóng, người ta chia làm 3 loại:
- Đốt nóng trực tiếp: dòng điện đi trực tiếp qua phiến kim loại kép
- Đốt nóng gián tiếp:đòng điện đi qua điện trở đặt bao quanh phiến kim loại
Đốt nóng hỗn hợp là phương pháp hiệu quả, kết hợp giữa đốt trực tiếp và đốt gián tiếp, mang lại tính ổn định nhiệt cao Phương pháp này có khả năng hoạt động ở mức quá tải lớn, đạt tới 12-15 Iđm.
Theo yêu cầu sử dụng, người ta chia làm 2 loại:
- Một cực: bảo vệ ở mạng một pha
- Hai hoặc ba cực: bảo vệ ở mạng xoay chiều ba pha
Khi lựa chọn rơ le nhiệt, cần chú ý đến đặc tính cơ bản của nó, đó là mối quan hệ giữa thời gian tác động và dòng điện phụ tải, được biểu thị qua đặc tính Ampe - Giây.
Để đảm bảo thiết bị hoạt động lâu dài theo đúng thông số kỹ thuật của nhà sản xuất, cần chú ý đến các đặc tính Ampe của các đối tượng cần bảo vệ.
Việc chọn rơ le nhiệt phù hợp rất quan trọng, vì đường đặc tính Ampe-Giây của nó cần phải thấp hơn một chút và gần sát với đường đặc tính Ampe-Giây của thiết bị cần bảo vệ Nếu chọn rơ le quá thấp, sẽ không tận dụng được công suất của thiết bị, trong khi nếu chọn quá cao, sẽ dẫn đến giảm tuổi thọ của thiết bị.
Hình 3-15: Các đường đặc tính Ampe-Giây của rơ le nhiệt
Khi lựa chọn rơ le nhiệt, cần chọn dòng điện định mức phù hợp với dòng định mức của thiết bị cần bảo vệ Rơ le nhiệt sẽ hoạt động hiệu quả khi giá trị Itđ nằm trong khoảng từ 1,2 đến 1,3 lần dòng định mức (I đm).
Khi nhiệt độ môi trường thay đổi, dòng điện tác động vào rơ le cũng bị ảnh hưởng, dẫn đến việc bảo vệ không chính xác Thông thường, khi nhiệt độ tăng, dòng điện tác động sẽ giảm, do đó cần điều chỉnh lại vít (núm) để đảm bảo hiệu suất hoạt động.
- Dòng điện định mức của rơ le là 10A (hình 3-16)
- Dòng quá tải Ilv là 20A
Bội số dòng điện chỉnh định rơ le: 20/10 = 2
- Kiểm tra xem khi thời gian quá tải là 20 giây và 4 phút, rơ le sẽ tác động ở thời điểm nào?
Dựa vào hình 3-16 ta thấy:
- Với thời gian quá tải 20 giây (điểm A) rơ le không tác động (không ngắt mạch)
- Với thời gian quá tải 4 phút (điểm B) rơ le tác động (ngắt mạch).
Rơ le xung
Rơ le xung là một trong những ứng dụng của rơ le điện từ Nó hoạt động dựa trên nguyên tắc cấp xung dòng điện vào cuộn dây
8 Lò xo phản lực hệ thống tiếp điểm
10 Lò xo phản lực của nam châm điện
Hình 3-17: Cấu tạo rơ le xung
Khi kích hoạt nút nhấn đầu tiên, nam châm điện sẽ hút cần gạt 4, khiến bánh răng 5 và bánh xe 6 xoay một góc 45 độ.
7 không còn lực ép của bánh xe 6 nên trở về trạng thái thẳng làm hệ thống tiếp điểm tiếp xúc với nhau, kín mạch, đèn sáng Hình 3-18
Khi tác động lần thứ hai vào nút nhấn, nam châm điện sẽ hoạt động trở lại, hút cần gạt 4 và làm xoay bánh răng 5 cùng bánh xe 6 một góc 45 độ.
Hệ thống lại trở về trạng thái giống hình 3-17 Hở mạch, đèn tắt
Hỡnh 3-18: R ơ le xung ở trạng thái chưa tác động
Cầu chì
8.1 Khái quát và công dụng
Cầu chì là thiết bị bảo vệ điện (KCĐ) quan trọng, giúp bảo vệ các thiết bị điện và lưới điện khỏi sự cố dòng điện ngắn mạch Đây là loại KCĐ phổ biến và đơn giản nhất, thường được sử dụng để bảo vệ đường dây, máy biến áp, động cơ điện và mạng điện gia đình.
Trong trường hợp mạch điện bị quá tải lớn và kéo dài, cầu chì sẽ bị tác động, nhưng không nên dựa vào tính năng này của cầu chì, vì điều này có thể làm giảm tuổi thọ của thiết bị và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đường dây.
Cầu chì là thiết bị bảo vệ điện (KCĐ) quan trọng, giúp ngăn chặn hư hỏng cho thiết bị điện và lưới điện khi xảy ra hiện tượng ngắn mạch Đây là loại KCĐ phổ biến và dễ sử dụng, thường được áp dụng để bảo vệ đường dây, máy biến áp, động cơ điện và hệ thống điện trong hộ gia đình.
Khi mạch điện bị quá tải lớn và kéo dài, cầu chì có thể hoạt động, nhưng không nên dựa vào tính năng này, vì nó có thể làm giảm tuổi thọ của thiết bị và ảnh hưởng nghiêm trọng đến đường dây điện.
8.3 Nguyên lý hoạt động a Nguyên lý
Dòng điện trong mạch khi đi qua dây dẫn sẽ làm dây nóng lên theo định luật Joule-Lenz Khi dòng điện trong mạch ở mức bình thường và nhiệt lượng sinh ra vẫn trong giới hạn chịu đựng của dây, mạch sẽ hoạt động ổn định.
Khi xảy ra ngắn mạch hoặc quá tải lớn, dòng điện tăng cao đáng kể, dẫn đến việc sinh ra nhiệt lượng lớn, khiến dây chảy bị đứt và mạch điện bị cắt, từ đó bảo vệ thiết bị Đặc tính Ampe-giây của cầu chì đóng vai trò quan trọng trong việc này.
Hình 3.21: Đường đặc tính Ampe - giây của cầu chì
Cầu chì có đặc tính cơ bản là sự phụ thuộc của thời gian chảy đứt vào dòng điện chạy qua, được thể hiện qua đặc tính Ampe-giây Để đảm bảo bảo vệ, đặc tính Ampe-giây của cầu chì phải luôn thấp hơn đặc tính của đối tượng được bảo vệ Trong miền quá tải lớn (vùng B), cầu chì có khả năng bảo vệ hiệu quả, trong khi ở miền quá tải nhỏ (vùng A), cầu chì không thể bảo vệ Khi xảy ra quá tải từ 1,5 đến 2 lần dòng định mức, cầu chì sẽ nóng lên chậm và phần lớn nhiệt sẽ tỏa ra môi trường xung quanh, dẫn đến việc không bảo vệ được trong trường hợp quá tải nhỏ.
Trong mạng điện hạ thế và trung thế thường sử dụng các loại cầu chì sau:
Cầu chì loại này cung cấp bảo vệ hiệu quả chống quá tải và ngắn mạch Các dòng tiêu chuẩn được phân loại thành dòng không nóng chảy và dòng nóng chảy Dòng qui ước không nóng chảy Inf là giá trị dòng mà cầu chì có thể chịu đựng mà không bị nóng chảy trong một khoảng thời gian nhất định.
Dòng qui ước nóng chảy If là giá trị dòng gây ra hiên tượng nóng chảy trước khi kết thúc khoảng thời gian qui định
Bảng 8: Dòng chảy và không chảy của cầu chì
Dòng qui ước không chảy Inf
Dòng qui ước chảy If
Thời gian qui ước (giờ) gG gM
Cầu chì này chỉ đảm bảo bảo vệ chống ngắn mạch và thường được sử dụng kết hợp với các thiết bị khác như công tắc tơ và máy cắt để bảo vệ chống quá tải nhỏ hơn 4 Idm, do đó không nên sử dụng độc lập Nó không được thiết kế để bảo vệ chống quá tải thấp Sản phẩm cầu chì hạ áp do hãng ABB chế tạo có các mức điện áp xoay chiều (V) là 230, 400, 500, 690, 750, 1000 và điện áp một chiều (V) là 220, 440, 500, 600, 750, 1200, 1500, 2400, 3000.
3) Cầu chì rơi (FCO: Fuse Cut Out) kiểu CC-15 Và CC-24:
Cầu chì rơi (FCO) kiểu CC-15 và CC-24 được thiết kế để bảo vệ hệ thống điện tại các trạm biến thế với điện áp 6-15 kV và 22-27 kV khỏi tình trạng quá tải và ngắn mạch Khi xảy ra sự cố, dây chì sẽ bị đứt, dẫn đến việc bộ ống cầu chì rơi xuống, tạo ra khoảng cách cách điện rõ ràng, giúp cách ly mạch cần bảo vệ khỏi đường dây mang điện áp.
Cầu chì rơi kiểu CC-15 và CC-24 là thiết bị bảo vệ đáng tin cậy, đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế như IEC265-1, IEC60282-2, GOST 2213-79, ANSI C37.41, C37.42, TCVN5767, TCVN 5768 Sản phẩm được sản xuất trên dây chuyền công nghệ hiện đại, đảm bảo chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001.
Hình 3.22: Hình dáng ngoài của FCO
Trước khi lắp đặt, cần kiểm tra trị số dòng điện danh định của dây chì và so sánh với yêu cầu dòng điện cần bảo vệ thiết bị để đảm bảo tính phù hợp.
Khi lắp đặt cầu chì rơi kiểu CC-15 và CC-24 trong hệ thống 3 pha, vị trí lắp đặt cần đảm bảo cầu chì rơi cao tới 4,5m so với mặt đất và khoảng cách giữa các pha phải nằm trong khoảng 450 600mm.
Gá lắp cần có kết cấu cứng vững để đảm bảo hiệu quả Bộ gá đỡ cầu chì rơi trong hệ thống 3 pha phải nằm trên cùng một mặt phẳng Các loại cầu chì rơi CC-15 và CC-24 có thể được lắp đặt một cách phù hợp.
Kiểu CC-15 và CC-24 Điện áp danh định
Dung lượng cắt 8,10,12kA Asym
Dòng điện định mức lớn nhất
Dòng điện định danh (In)
Khối lượng 6,5 kg và 7 kg cần được lắp đặt tại bất kỳ kết cấu phân phối ngoài trời nào bằng 3 bu lông M12, được kẹp chặt với ke bắt của cầu chì rơi Vui lòng tham khảo hình vẽ kết cấu và kích thước lắp đặt để đảm bảo đúng quy trình.
- Đấu dây: đầu nối với nguồn ở phía trên được nối với dây nguồn và đầu nối với phụ tải ở phía dưới được nối với phụ tải bằng bulông M10
Lắp dây chì (xem hình bên):
Thiết bị chống dòng điện rò
Khi thiết bị điện gặp sự cố hư hỏng cách điện, dẫn đến dây điện có điện áp tiếp xúc với phần kim loại của vỏ, thiết bị đó được gọi là bị chạm mát Người sử dụng có thể gặp nguy cơ điện giật rất cao khi chạm vào thiết bị này Để ngăn ngừa tai nạn, việc sử dụng aptomat và cầu dao có bảo vệ so lệch là cần thiết, vì chúng sẽ tự động cắt điện ngay khi phát hiện dòng điện rò.
9.2 Ap tô mat so lệch: loại DDR
1) Công dụng: là loại áp tô mat có cuộn dây để phát hiện dòng so lệch, người ta còn gọi là áp tô mát bảo vệ so lệch hay áptômátdòng điện so lệch dư hoặc DDR (disjoncteur à courant differentiel residuel) Đó là loại áp tô mat dùng vào mục đích chính là bảo vệ an toàn điện đối với người tiếp xúc gián tiếp với vỏ thiết bị dùng điện, khi thiết bị này bị chạm mát Ngoài nhiệm vụ nêu trên loại áp tô mát so lệch này còn có thêm hai rơ le: điện từ – nhiệt, đó là hai rơ le nhằm bảo vệ đối với quá tải và ngắn mạch của lưới điện hay mạch điện được mắc ở sau nó
Các phần tử chính cấu tạo nên DDR là
Mạch từ hình xuyến được quấn các cuộn dây công suất lớn, cho phép dòng điện cung cấp cho hộ tiêu thụ điện chạy qua các cuộn dây này.
Rơ le mở mạch được điều khiển bởi cuộn dây đo lường có tiết diện nhỏ, được đặt trên mạch từ hình xuyến và tác động lên các cực cắt.
Hình3 24: trong trường hợp sự cố ta có
I1 là dòng điện đi vào thiết bị tiêu thụ điện
I2 là dòng điện đi từ thiết bị tiêu thụ điện ra
Id là dòng điện sự cố
Ic là dòng điện đi qua cơ thể người
Mất cân bằng trong mạch từ hình xuyến gây ra dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dò tìm, dẫn đến tác động của rơ le và mở mạch điện.
Cầu dao so lệch, hay còn gọi là cầu dao bảo vệ so lệch (ID - Interrupteur différentiel), là thiết bị chỉ có cuộn dây để phát hiện dòng so lệch Chức năng chính của nó là bảo vệ an toàn điện khi xảy ra hiện tượng rò điện hoặc chạm điện vào vỏ thiết bị Cầu dao so lệch hoạt động hiệu quả ở dòng điện nhỏ hơn nhiều so với áp tô mat so lệch (DDR).
Hình 3.24: Cấu tạo ap tô mat so lệch ( DDR )
1 Đo lường sự cân bằng
9.4 Thiết bị chống dòng điện rò RCCB
Thiết bị chống dòng điện rò RCCB: (Residual Current Circuit Breaker)
Thiết bị bảo vệ chống dòng điện rò bao gồm nhiều loại như RCCB, DDR, Id và RCD (Residual Current Device), với các thông số lựa chọn đa dạng Việc lựa chọn thiết bị phù hợp phụ thuộc vào đặc điểm và yêu cầu của mạng điện cần bảo vệ, nhằm đảm bảo cung cấp nguồn liên tục và hạn chế tối đa phạm vi mất nguồn khi có sự cố xảy ra Cơ sở lựa chọn cần đảm bảo tính cắt có chọn lọc.
Khi sử dụng thiết bị bảo vệ chống dòng điện rò ở đầu vào như thiết bị tổng, các nhánh tiếp theo sẽ có nhiều loại thiết bị bảo vệ với độ nhạy khác nhau Do đó, tính đóng cắt có chọn lọc trở thành đặc tính quan trọng nhất nhằm tránh cắt nhầm.
Hình 3.25: Nguyên tắc cấu tạo của RCCB 1- Biến dòng
2- Cuộn tác động 3- Cơ cấu đónh cắt 4- Hệ thống tiếp điểm
+ Chọn lọc theo dòng tác động
Thiết bị chống dòng điện rò gồm nhiều loại như RCCB, DDR, Id và RCD, với các giá trị tác động đa dạng từ 10mA đến 500mA.
Thiết bị bảo vệ chống dòng điện rò với độ nhạy 300mA và 500mA phù hợp cho hệ thống điện dân dụng nhằm ngăn ngừa rủi ro hỏa hoạn Đối với các thiết bị gia dụng có nguy cơ chạm vỏ liên tục với dòng điện rò lớn, nên sử dụng loại 100mA để đảm bảo an toàn.
Loại 30mA là thiết bị bảo vệ chống điện giật phổ biến nhất, đặc biệt được sử dụng trong các hệ thống điện yêu cầu độ an toàn cao như bệnh viện, trường học, nhà trẻ và phòng riêng của trẻ Những nơi này thường có người tàn tật hoặc những người không có kỹ năng sử dụng điện, do đó cần trang bị thiết bị bảo vệ chống dòng điện rò với độ nhạy cao để đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Chọn lựa theo đặc điểm của mạng điện
Có nhiều loại thiết bị chống dòng điện rò, mỗi loại có đặc điểm riêng phù hợp với từng mạng điện Những đặc điểm này chủ yếu liên quan đến mức độ ổn định của mạng điện, được phân loại thành các cấp khác nhau.
Mạng điện tiêu chuẩn (cấp AC) là hệ thống điện ổn định, cho phép sử dụng thiết bị chống dòng điện rò loại bình thường để bảo vệ an toàn.
Mạng điện có sự hiện diện của thành phần một chiều dao động (cấp A), và khi xảy ra sự cố chạm đất, dòng một chiều xung sẽ phát sinh Sóng này không đủ để kích hoạt cơ cấu đóng ngắt của RCCB thông thường Do đó, cần sử dụng loại RCCB đặc biệt với biến dòng làm từ vật liệu sắt từ có độ từ thẩm cực cao để nhận diện dòng sự cố một chiều xung và thực hiện ngắt mạch kịp thời.
- Mạng điện có mặt của thành phần một chiều ổn định (cấp B) Nhà chế tạo
Hệ thống điện không ổn định (cấp C) có thể gặp dao động lớn do các yếu tố như quá điện áp khí quyển (sét) và động cơ khởi động Để bảo vệ hệ thống này, cần sử dụng thiết bị chống dòng rò loại Si-RCCB.
Công tắc bảo vệ FI
Trong hệ thống điện có dây trung tính, dòng điện có thể chạy từ dây dẫn xuống đất và trở về nguồn, tạo ra dòng chạm đất Dòng chạm đất rất nguy hiểm, có thể gây chết người tùy thuộc vào cường độ và môi trường Thời gian tiếp xúc lâu với dòng chạm đất trong hệ thống điện nội thất có thể dẫn đến nguy cơ hỏa hoạn và điện giật Mặc dù không thể ngăn chặn hoàn toàn dòng điện chạm đất, nhưng có thể nhanh chóng cách ly mạch rò ra khỏi nguồn bằng thiết bị chống rò như công tắc FI, RCCB hoặc áp tô mát visai.
Nguyên lý của công tắc FI
Trong bộ biến đổi, dòng điện giữa các dây pha và dây trung tính được so sánh, và sự sai lệch giữa chúng, nếu vượt quá 30mA (tùy thuộc vào điều kiện thiết bị), có thể xảy ra Một phần dòng điện rò có thể chạy qua dây bảo vệ hoặc dây nối đất mà không đi qua bộ biến đổi dòng tổng, dẫn đến việc công tắc bảo vệ FI ngừng hoạt động của thiết bị So với các phương pháp bảo vệ khác, thiết bị bảo vệ FI mang lại độ an toàn cao nhất.
KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN
Công tăc tơ
Công tắc tơ là thiết bị điện hạ áp, có chức năng đóng cắt tự động và điều khiển từ xa cho các thiết bị điện với điện áp 500V và dòng điện 600A, được hỗ trợ bởi nút ấn.
Hình 4.1: Hình dáng ngoài của công tắc tơ
Công tắc tơ có 2 trạng thái: đóng và cắt, có số lần đóng cắt lớn, tần số đóng cắt cao có thể tới 1500 lần /giờ
Công tắc tơ có thể chia thành nhiều loại:
- Theo nguyên lý truyền động có công tắc tơ : điện từ, khí ép, thủy lực (thông dụng là kiểu điện từ)
- Theo nguyên lý dòng điện có công tắc tơ: một chiều, xoay chiều
Trong giáo trình này, chủ yếu trình bày công tắc tơ kiểu điện từ
Cực đấu dây của các tiếp điểm chính của công tắc tơ
Hai đầu cuộn dây (cuộn hút)
Các cực đấu dây của các tiếp điểm phụ thường đóng
Các cực đấu dây của các
Mạch từ là các lõi thép có hình dạng EI hoặc UI, được cấu tạo từ những lá tôn silic có độ dày 0,35mm hoặc 0,5mm nhằm giảm thiểu tổn hao dòng điện xoáy Mạch từ thường được chia thành hai phần: phần tĩnh được kẹp chặt cố định và phần động là nắp, kết nối với hệ thống tiếp điểm thông qua hệ thống tay đòn.
Cuộn dây có điện trở rất thấp so với điện kháng, và dòng điện trong cuộn dây phụ thuộc vào khe hở không khí giữa nắp và lõi thép cố định Do đó, không nên cấp điện cho cuộn dây khi nắp mở Để đảm bảo hoạt động tin cậy của cuộn dây (hút phần ứng), điện áp cung cấp cần nằm trong khoảng (85-100)% Uđm.
- Hệ thống tiếp điểm: a Theo khả năng dòng tải:
* Tiếp điểm chính: chỉ có ở công tắc tơ chính, 100% là tiếp điểm thường mở, làm việc ở mạch động lực, vì thế dòng điện đi qua rất lớn (10 2250)A
Tiếp điểm phụ bao gồm cả loại thường đóng và thường mở, với dòng điện đi qua chỉ từ 1A đến khoảng 10A, chủ yếu hoạt động trong mạch điều khiển.
* Tiếp điểm thường đóng và tiếp điểm thường mở: (xem phần rơ le)
Cơ cấu truyền động cần được thiết kế để tối ưu hóa thời gian thao tác đóng ngắt tiếp điểm, gia tăng lực ép tiếp điểm và giảm thiểu tiếng va dập.
Hình 4.4: Các bộ phận chính của công tắc tơ
Theo nguyên lý truyền động, có ba loại công tắc tơ: công tắc tơ kiểu điện từ, kiểu hơi ép và kiểu thuỷ lực Trong số đó, công tắc tơ kiểu điện từ là loại thường gặp nhất và được chia thành hai loại chính.
- Công tắc tơ chính: có 3 tiếp điểm chính còn lại là tiếp điểm phụ
- Công tắc tơ phụ: Chỉ có tiếp điểm phụ (không có tiếp điểm chính)
+ Theo dạng dòng điện ta có: công tắc tơ điện một chiều, công tắc tơ điện xoay chiều
+ Theo kết cấu ta có: công tắc tơ dùng ở nơi hạn chế chiều cao (ở bảng điện gầm xe) và ở nơi hạn chế chiều rộng (buồng tàu điện)
1.3 Các yêu cầu cơ bản
Điện áp định mức (Uđm) là điện áp mà mạch điện tương ứng với tiếp điểm chính cần đóng cắt, bao gồm các mức 110V, 220V, 440V DC và 127V, 220V, 380V, 500V AC Cuộn dây hút hoạt động hiệu quả trong khoảng điện áp giới hạn từ 85% đến 105% của điện áp định mức.
Dòng điện định mức là dòng điện tối đa cho phép đi qua tiếp điểm chính của công tắc tơ, với thời gian trạng thái đóng không vượt quá 8 giờ Các cấp dòng điện định mức của công tắc tơ hạ áp phổ biến bao gồm: 10, 20, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 250, 300 và 600A Nếu công tắc tơ được đặt trong tủ hoặc hoạt động lâu dài, dòng điện cho phép sẽ thấp hơn dòng điện định mức từ 10-15% do điều kiện làm mát không hiệu quả.
Khả năng cắt đóng là dòng điện định mức qua tiếp điểm chính khi thực hiện cắt và đóng, với giá trị từ 4 đến 7 lần dòng điện định mức (Iđm) cho động cơ rô to lồng sóc và 10 lần Iđm đối với phụ tải điện cảm.
+ Tuổi thọ công tắc tơ: được tính bằng số lần đóng cắt, sau số lần đóng cắt đó công tắc tơ không dùng được nữa
- Độ bền cơ: số lần đóng cắt không tải (10 - 20) triệu lần thao tác
- Độ bền điện: số lần đóng cắt tiếp điểm có tải 1 triệu lần
+ Tần số thao tác: số lần đóng cắt công tắc tơ trong một giờ có các cấp: 30, 100,
Tính ổn định của lực điện động đảm bảo rằng tiếp điểm chính có khả năng cho phép dòng điện lớn nhất đi qua mà không bị lực điện động làm tách rời Điều này rất quan trọng trong việc duy trì hiệu suất hoạt động của hệ thống điện.
+ Tính ổ định nhiệt: nghĩa là khi có dòng ngắn mạch chạy qua trong một thời gian cho phép, các tiếp điểm không bị cháy hoặc bị dính lại
1.4 Ký hiệu a) Cuộn dây: b) Tiếp điểm chính:
Thường được ký hiệu bởi 1 ký số: Các ký số đó là: 1 - 2; 3 - 4; 5 - 6
Trong công tắc tơ chính, ba tiếp điểm đầu tiên bên trái luôn là tiếp điểm chính, trong khi các tiếp điểm còn lại được coi là tiếp điểm phụ.
Thường được ký hiệu bởi 2 ký số:
- Ký số thứ nhất: Chỉ vị trí tiếp điểm (số thứ tự, đánh từ trái sang)
- Ký số thứ hai: Chỉ vai trò tiếp điểm:
1.5 Các đại lượng cơ bản Điện áp định mức (điện áp đặt vào đầu tiếp điểm chính): đó là điện áp định mức của tải (mạch động lực) Điện áp định mức của cuộn dây (điện áp đặt vào 2 đầu cuộn dây): đó là điện áp làm việc định mức của cuộn dây công tắc tơ, nó được thể hiện ngay trên công tắc tơ Giá trị điện áp này có thể giống và cũng có thể khác giá trị điện áp trên tiếp điểm chính
Dòng điện định mức là giá trị dòng điện tối đa mà tiếp điểm chính của công tắc tơ có thể chịu đựng trong thời gian dài mà không bị hư hại Các cấp dòng định mức phổ biến cho công tắc tơ bao gồm: 10, 20, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 300 và 600 Ampe.
Khả năng đóng cắt: là giá trị dòng điện lớn nhất cho phép đi qua tiếp điểm chính khi đóng hoặc cắt công tắc tơ
Tuổi thọ của công tắc tơ được xác định bởi số lần đóng cắt tối đa mà thiết bị có thể thực hiện trước khi ngừng hoạt động Yếu tố quyết định chính cho tuổi thọ này là độ bền cơ khí và độ bền điện của công tắc tơ.
Tần số thao tác là số lần đóng cắt trong một giờ, và nó bị giới hạn bởi sự phát nóng của các tiếp điểm chính do hồ quang sinh ra Các cấp tần số thao tác phổ biến bao gồm 30, 100, 120, 150, 300, 600, 1200 và 1500 lần.
Khởi động từ
Khởi động từ là thiết bị điện điều khiển từ xa, được sử dụng trong các mạch điện như khởi động và đảo chiều quay động cơ Nó cũng cung cấp chức năng bảo vệ quá tải cho động cơ thông qua nguyên lý hoạt động của rơ le nhiệt.
Khởi động từ là thiết bị kết hợp giữa công tắc tơ và rơ le nhiệt, có chức năng đóng cắt động cơ hoặc mạch điện khi xảy ra sự cố.
Khởi động từ có thể được chia thành hai loại: khởi động từ đơn, sử dụng một công tắc tơ, và khởi động từ kép, sử dụng hai công tắc tơ Để bảo vệ động cơ hoặc mạch điện khỏi sự cố ngắn mạch, việc kết hợp sử dụng cầu chì là cần thiết.
Hình 4.4 Khởi động từ đơn
Khởi động từ được phân chia:
Cuộn dây hút có điện áp định mức đa dạng, bao gồm 36V, 127V, 220V, 380V và 500V Ngoài ra, chúng cũng được thiết kế với nhiều kiểu kết cấu bảo vệ khác nhau để chống tác động từ môi trường xung quanh, như kiểu hở, bảo vệ chống bụi, nước và chống nổ.
+ Theo khả năng làm biến đổi chiều động cơ điện: đảo chiều và không đảo chiều
+ Theo số lượng và loại tiếp điểm: thường mở, thường đóng
Khởi động từ được thiết kế dựa trên điều kiện làm việc cụ thể, thường sử dụng kết cấu tiếp điểm bắc cầu với hai chỗ ngắt mạch ở mỗi pha, đặc biệt là cho các thiết bị có cường độ nhỏ dưới 25A mà không cần thiết bị dập hồ quang Cấu trúc của khởi động từ bao gồm các bộ phận như tiếp điểm động kiểu bắc cầu, được trang bị lò xo nén giúp tăng lực tiếp xúc và tự phục hồi trạng thái ban đầu Giá đỡ tiếp điểm thường được làm bằng đồng thau, trong khi tiếp điểm thường được chế tạo từ bột gốm kim loại.
Nam châm điện chuyển động thường sử dụng mạch từ hình E – I, bao gồm lõi thép tĩnh và lõi thép phần ứng (động), với lò xo khởi động từ giúp đưa thiết bị về vị trí ban đầu Vòng chập mạch được đặt ở hai đầu mút của hai mạch rẽ lõi thép tĩnh, trong khi lõi thép phần ứng được gắn liền với giá đỡ động cách điện, nơi có các tiếp điểm động và lò xo tiếp điểm Giá đỡ cách điện thường được chế tạo từ ba kê lít, cho phép chuyển động trong rãnh dẫn hướng trên thân nhựa đúc của khởi động từ.
2.5 Các yêu cầu Động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc có thể làm việc được liên tục hay không tuỳ thuộc đáng kể vào mức độ tin cậy của Khởi động từ Tương tự công tắc tơ và cũng như các khí cụ đóng cắt bảo vệ khác trong mạch điện, khởi động từ cũng phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau:
1 Tiếp điểm phải có độ bền chịu mài mòn cao
2 Khả năng đóng cắt cao
3 Thao tác đóng cắt dứt khoát
4 Tiêu thụ điện năng ít
5 Bảo vệ tin cậy trạng thái quá tải đối với động cơ
6 Đảm bảo các điều kiện khởi động và hãm của động cơ
2.6 Độ bền điện và cơ của các tiếp điểm Độ bền chịu mài mòn về điện và về cơ của các tiếp điểm quyết định tuổi thọ của bộ tiếp điểm, yếu tố cơ bản để ảnh hưởng đến sự mài mòn của tiếp điểm là:
1 Kết cấu của tiếp điểm và bản thân công tăc tơ
2 Công nghệ sản xuất các tiếp điểm
3 Quá trình sử dụng, vận hành, bảo quản và sửa chữa
Để đảm bảo tuổi thọ cho công tắc tơ và khởi động từ, việc tuân thủ các quy định về sử dụng, vận hành, bảo quản và sửa chữa là rất quan trọng Điều này đặc biệt cần thiết đối với các khởi động từ hoạt động trong môi trường khắc nghiệt, nơi có nhiều bụi bẩn, khí ăn mòn hóa học và yêu cầu khởi động, đóng ngắt liên tục.
2.7 Lựa chọn và lắp đặt
Động cơ điện KĐB 3 pha rô to lồng sóc có công suất từ 0,6 đến 100 kW hiện đang được sử dụng phổ biến tại Việt Nam Để khởi động và vận hành hiệu quả các động cơ này, người dùng thường áp dụng phương pháp khởi động từ.
Để lựa chọn khởi động từ một cách thuận tiện, nhà sản xuất cung cấp dòng điện định mức và công suất động cơ điện tương ứng với các cấp điện áp khác nhau Họ cũng hướng dẫn về công suất lớn nhất và nhỏ nhất mà khởi động từ có thể hoạt động Việc chọn khởi động từ có thể dựa trên trị số dòng điện định mức của động cơ trong các chế độ làm việc Ngoài ra, khởi động từ cần được lựa chọn dựa trên điều kiện định mức các tiếp điểm chính, điện áp định mức của cuộn dây hút và chế độ bảo vệ của rơ le nhiệt lắp trên khởi động từ.
Do yêu cầu giảm chấn động và đảm bảo độ tin cậy trong làm việc của khởi động từ và cần chú ý các điều kiện lắp đặt:
1 Lắp đúng chiều qui định về tư thế làm việc của khởi động từ
2 Gá lắp cứng vững, không gây rung động khi đóng cắt
3 Đảm bảo sự hoạt động linh hoạt của các cơ cấu cơ khí, nhất là đối với các khởi động từ kép có khóa chéo bằng đòn gánh cơ khí
4 Đảm bảo độ sạch trên các tiếp điểm, các rãnh trượt của nắp tự động để chống mất tiếp xúc hoặc hở mạch từ (cuộn hút quá tải bị nóng hoặc cháy)
5 Trước khi sử dụng công tắc tơ cũng như khởi động từ, rất cần thiết phải kiềm tra các thông số cũng như điều kiện phụ tải phải phù hợp với các yêu cầu đã nêu
2.8 Đặc tính kỹ thuật và ứng dụng
Khởi động từ có tuổi thọ cao đạt từ 1 triệu đến 2 triệu lần thao tác
Khởi động từ điều khiển có khả năng điều khiển động cơ điện có công suất từ 0,6 đến 810 KW, hoạt động ổn định trong dải điện áp lưới từ 85% đến 105% Uđm Khi điện áp lưới giảm xuống dưới mức quy định, thiết bị vẫn đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy cao.
(35 40)% trị số định mức Khởi động từ cũng ngắt tin cậy
Khởi động từ được sử dụng rộng rãi để điều khiển từ xa việc đóng, cắt đảo chiều quay động cơ điện KĐB rô to lồng sóc.
Rơ le trung gian
Rơ le trung gian là một khí cụ điện dùng để khuếch đại gián tiếp các tín hiệu tác động trong các mạch điều khiển hay bảo vệ
Trong mạch điện, rơ le trung gian thường nằm giữa hai rơ le khác nhau (vì điều này nên có tên là trung gian)
Cuộn dây hút của rơ le trung gian thường là cuộn dây điện áp cố định, không thể điều chỉnh giá trị điện áp Do đó, độ tin cậy trong tác động là yêu cầu quan trọng hàng đầu của rơ le trung gian Phạm vi giá trị điện áp làm việc của rơ le trung gian thường rất đa dạng.
Nguyên lý hoạt động của rơ le trung gian là nguyên lý điện từ
Bộ tiếp xúc của rơ le trung gian thường có số lượng lớn hơn nhiều so với các loại rơ le khác như rơ le dòng điện và rơ le điện áp.
Rơ le trung gian hoạt động trong mạch điều khiển và chỉ có tiếp điểm phụ, không có tiếp điểm chính Cường độ dòng điện qua các tiếp điểm là đồng nhất.
Trong quá trình lắp ráp mạch điều khiển sử dụng rơ le hay các mạch điện tử công nghiệp, người dùng thường gặp một số ký hiệu quan trọng liên quan đến rơ le.
Rơ le SPDT Rơ le SPST Rơ le DPST
Ký hiệu SPDT (Single Pole Double Throw) đại diện cho loại rơ le có một cặp tiếp điểm thường đóng và một cặp tiếp điểm thường mở, với hai cặp tiếp điểm này chia sẻ một đầu chung.
Ký hiệu DOUBLE POLE DOUBLE THROW (DPDT) đại diện cho một loại rơ le với hai cặp tiếp điểm thường đóng và hai cặp tiếp điểm thường mở Các tiếp điểm này được tổ chức thành hai hệ thống, mỗi hệ thống bao gồm một cặp tiếp điểm thường đóng và một cặp tiếp điểm thường mở, có một đầu chung.
Ký hiệu này được viết tắt từ thuật ngữ: SINGLE POLE SINGLE THROW, rơ le mang ký hiệu này chỉ có một cặp tiếp điểm thường mở
Ký hiệu này được viết tắt từ thuật ngữ: DOUBLE POLE SINGLE THROW, rơ le mang ký hiệu này gồm có hai cặp tiếp điểm thường mở
Relav DPDT Relav 4PST Relav 4PDT
Rơ le trong tủ điều khiển thường được lắp đặt trên các đế chân khác nhau, bao gồm đế 8 chân và đế 11 chân, tùy thuộc vào số lượng chân ra của rơ le.
Rơ le thơi gian
Rơ le thời gian là thiết bị tạo ra sự trì hoãn trong các hệ thống tự động, giúp duy trì thời gian cần thiết khi truyền tín hiệu giữa các rơ le Điều này là yêu cầu thiết yếu trong các hệ thống tự động điều khiển.
Rơ le thời gian trong hệ thống bảo vệ tự động đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì các điều kiện như quá tải và thiếu áp suất trong giới hạn thời gian cho phép.
Rơ le thời gian điện từ một chiều có cấu tạo và nguyên tắc tác động khác biệt so với rơ le thời gian điện từ xoay chiều Trong khi rơ le thời gian xoay chiều thường kết hợp giữa rơ le dòng điện, rơ le điện áp hoặc rơ le trung gian với một cơ cấu thời gian, thì rơ le một chiều hoạt động theo cách riêng của nó.
Các cơ cấu thời gian hiện nay bao gồm cơ cấu cơ khí, khí nén và lò xo kiểu đồng hồ, nhưng phổ biến nhất là các board mạch điện tử phức tạp Rơ le thời gian một chiều hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ để duy trì thời gian, với cơ cấu ống đồng được sử dụng để ngăn chặn sự suy giảm từ thông trong mạch từ theo định luật cảm ứng điện từ.
Việc điều chỉnh thời gian duy trì của rơ le thời gian thường được thực hiện trực tiếp trên cơ cấu thời gian, không cần phải điều chỉnh trên các đại lượng tác động khác.
Hiện nay, rơ le thời gian có cấu trúc điện tử phức tạp kết hợp với rơ le trung gian, và được chia thành hai loại chính được ứng dụng rộng rãi trong thực tế.
4.2 Cấu tạo và nguyên lý rơ le thời gian kiểu điện từ
Lõi thép hình chữ U có cuộn dây quấn bên phải và ống đồng ngắn bên trái Khi điện áp được đưa vào cuộn dây, từ thông trong mạch sinh ra lực từ, khiến nắp (3) bị hút chặt vào phần cảm và hệ thống tiếp điểm (6) được đóng lại Khi cuộn dây mất điện, từ thông giảm dần về 0, nhưng trong ống đồng lại xuất hiện dòng điện cảm ứng, tạo ra từ thông chống lại sự giảm của từ thông ban đầu Kết quả là từ thông tổng trong mạch không bị triệt tiêu ngay lập tức sau khi mất điện.
Do từ thông trong mạch vẫn còn nên tiếp điểm vẫn duy trì trạng thái đóng thêm một khoảng thời gian nữa mới mở ra
Vít (5) và lá đồng mỏng (7) là hai bộ phận quan trọng trong việc điều chỉnh thời gian tác động của rơ le Vít giúp điều chỉnh độ căng của lò xo, trong khi lá đồng mỏng điều chỉnh khe hở giữa nắp và phần cảm Cả hai đều ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của rơ le.
On-delay: Trì hoản thời gian đóng mạch (hình 4-9)
Hình 4.8: Cấu tạo rơ le thời gian kiểu điện từ
7 Lá đồng điều chỉnh khe hở
Hình 4.9 Một số dạng On-delay Hình 4.10 Sơ đồ đấu dây Timer của hãng ANLY - Đài Loan On-delay hãng ANLY - Đài Loan
Tóm tắt nguyên lý làm việc của Timer On-delay:
- Khi đặt vào cuộn dây của Timer On-delay (Board mạch điện tử Chân 2 và 7, hình 4-10) một điện áp định mức:
+ Các tiếp điểm thường (1-3 và 1-4, hình 4.10) của Timer thay đổi trạng thái tức thời (giống tiếp điểm của rơ le điện từ), 1-3 đóng lại và 1-4 mở ra
Các tiếp điểm Timer 8-5 và 8-6 (hình 4.10) sẽ thay đổi trạng thái sau một khoảng thời gian được định trước, tính từ khi cuộn dây được cấp điện; cụ thể, tiếp điểm 8-5 sẽ mở ra trong khi tiếp điểm 8-6 sẽ đóng lại.
- Sau khi các tiếp điểm Timer đã chuyển trạng thái, hệ thống hoạt động bình thường
- Khi ta ngưng cấp điện cho cuộn dây Timer Các tiếp điểm lập tức trở về trạng thái ban đầu (như hình 4.10)
- Cho điện áp định mức vào 2 đầu cuộn dây, trên Timer có 1 đèn LED sáng: + Dùng VOM đo thông mạch:
Đo 2 chân 8-5 (kêu) và 2 chân 8-6 (không kêu): Chưa kết luận
Nếu ngược lại 8-5 (không kêu), 8-6 (kêu) hoặc 8-5 (kêu), 8-6 (kêu) hoặc 8-5 (không kêu), 8-6 (không kêu): Hư
+ Sau 10s (trên Timer sẽ có 2 LED sáng), dùng thông mạch đo lại, nếu:
Off-delay: Trì hoản thời gian mở mạch (hình 4-11)
Tóm tắt nguyên lý làm việc của Timer Off-delay:
- Khi đặt vào cuộn dây của Timer On-delay (Board mạch điện tử Chân 2 và 7, hình 4.12) một điện áp định mức:
+ Các tiếp điểm thường (1-3 và 1-4, hình 4.12) của Timer thay đổi trạng thái tức thời (giống tiếp điểm của rơ le điện từ), 1-3 đóng lại và 1-4 mở ra
+ Các tiếp điểm Timer (8-5 và 8-6, hình 4.12) thay đổi trạng thái tức thời, 8-5 mở ra và 8-6 đóng lại Timer hoạt động bình thường
Khi ngừng cấp điện cho cuộn dây Timer, các tiếp điểm thường (1-3 và 1-4) lập tức trở về trạng thái ban đầu Tuy nhiên, các tiếp điểm của Timer vẫn duy trì trạng thái làm việc trong khoảng thời gian tương đương với thời gian đã chỉnh định trước đó, trước khi trở về trạng thái ban đầu.
Ta có thể giải thích nguyên lý làm việc của Timer dựa vào biểu đồ xung, tuy nhiên biểu đồ xung dưới đây được ký hiệu theo Timer SIMENS:
Rơ le tốc độ
Rơ le tốc độ được dùng nhiều nhất trong mạch điện hãm ngược của các động cơ không đồng bộ, nguyên lý cấu tạo như hình vẽ
Trục 1 của rơ le tốc độ được nối đồng trục với rô to của động cơ hoặc với máy cần khống chế Trên trục 1 có lắp nam châm vĩnh cửu 2 làm bằng hợp kim Fe - Ni có dạng hình trụ tròn Bên ngoài nam châm có trụ quay tự do 3 làm bằng những lá thép mỏng ghép lại, mặt trong trụ có xẻ rãnh và đặt các thanh dẫn 4 ghép mạch với nhau giống như rô to lồng sóc Trụ này được quay tự do, trên trụ có lắp tiếp điểm động 10
Khi động cơ điện hoạt động, trục 1 quay làm cho nam châm 2 quay theo, tạo ra từ trường cắt qua thanh dẫn 4, từ đó sinh ra sức điện động và dòng điện cảm ứng trong lồng sóc Điều này tạo ra mô men làm trụ 3 quay theo chiều quay của động cơ Khi trụ 3 quay, cần đẩy 5 sẽ đóng (hoặc mở) hệ thống tiếp điểm 6 và 7 tùy thuộc vào hướng quay của rôto động cơ điện thông qua các thanh thép đàn hồi 8 và 9.
Khi tốc độ động cơ gần như bằng không, sức điện động cảm ứng giảm xuống, dẫn đến mô men không đủ để đẩy các thanh thép 8 và 9 Hệ thống tiếp điểm sẽ trở về vị trí bình thường.
Bộ khống chế
6.1 Khái quát và công dụng
Trong các máy móc công nghiệp người ta sử dụng rộng rãi các bộ không chế để làm các khí cụ điều khiển các thiết bị điện
Bộ khống chế được phân thành hai loại: bộ khống chế động lực, hay còn gọi là tay trang, dùng để điều khiển trực tiếp, và bộ khống chế chỉ huy, dùng để điều khiển gián tiếp.
Hình 4.13: Nguyên lý cấu tạo rơ le tốc độ PKC
3 ống trụ quay tự do
Bộ khống chế là thiết bị chuyển đổi mạch điện thông qua tay gạt hoặc vô lăng quay, cho phép điều khiển trực tiếp hoặc gián tiếp từ xa Nó thực hiện các chuyển đổi mạch phức tạp để điều khiển khởi động, điều chỉnh tốc độ, đảo chiều và hãm điện cho các máy điện và thiết bị điện.
Bộ khống chế động lực, hay còn gọi là tay trang, được sử dụng để điều khiển trực tiếp các thiết bị cơ điện có công suất nhỏ và trung bình Thiết bị này giúp đơn giản hóa thao tác cho người vận hành trong các chế độ làm việc khác nhau.
Bộ khống chế chỉ huy là thiết bị quan trọng trong việc điều khiển gián tiếp các động cơ điện công suất lớn, chuyển đổi mạch điện điều khiển cuộn dây của công tắc tơ và khởi động từ Ngoài ra, nó còn có khả năng đóng cắt trực tiếp cho các động cơ điện công suất nhỏ, nam châm điện và các thiết bị điện khác Bộ khống chế này có thể được điều khiển bằng tay hoặc thông qua động cơ chấp hành.
Bộ khống chế động lực còn được dùng để thay đổi trị số điện trở đấu trong các mạch điện
Bộ khống chế chỉ huy hoạt động theo nguyên lý tương tự như bộ khống chế động lực, nhưng có điểm khác biệt là hệ thống tiếp điểm của nó nhỏ hơn, nhẹ hơn và được sử dụng trong mạch điều khiển.
6.2 Phân loại và cấu tạo
Theo kết cấu người ta chia bộ khống chế ra làm bộ khống chế hình trống và bộ khống chế hình cam
Theo nguyên lý sử dụng, bộ khống chế được chia thành hai loại: bộ khống chế điện xoay chiều và bộ khống chế điện một chiều Trong đó, bộ khống chế hình trống là một trong những dạng phổ biến.
Trên trục 1, các đoạn vành trượt bằng đồng 2 được bọc cách điện và bắt chặt với nhau, cho phép làm việc ở các cung dài khác nhau Những đoạn này được sắp xếp ở các góc độ khác nhau để tạo thành các vành tiếp xúc động Một số đoạn vành đã được nối điện với nhau bên trong Các tiếp xúc tĩnh 3, có lò xo đàn hồi (hay còn gọi là chổi tiếp xúc), được kẹp chặt trên một cán cố định bọc cách điện 4, với mỗi chổi tiếp xúc tương ứng với một đoạn vành trượt ở bộ phận quay Các chổi tiếp xúc được cách điện với nhau và nối trực tiếp với mạch điện bên ngoài Khi trục 1 quay, các đoạn vành trượt 2 sẽ tiếp xúc với các chổi tiếp xúc 3, từ đó thực hiện các chuyển đổi mạch cần thiết trong mạch điều khiển.
Bộ khống chế hình cam có hình dạng chung như hình vẽ 4.15, với hình cam 2 được gắn chặt trên trục quay 1 Trục nhỏ có vấu 3, được đẩy bởi lò xo đàn hồi 6, luôn tỳ vào hình cam Các tiếp điểm động 5 được cố định trên giá tay gạt, làm xoay hình cam 2, cho phép trục nhỏ với vấu 3 khớp vào phần lõm hoặc phần lồi của hình cam, từ đó điều khiển việc đóng hoặc mở các bộ tiếp điểm 4 và 5 Một số thông số kỹ thuật của bộ khống chế cũng được nêu rõ.
Hình 4.14 : Bộ khống chế hình trống a Hình dạng chung b Bộ phận chính bên trong
Hình 4.15: Bộ khống chế hình cam
1 Trục quay 4 Các tiếp điểm tĩnh
2 Hình cam 5 Các tiếp điểm động
3 Trục nhỏ có vấu 6 Lò xo đàn hồi
Bộ khống chế hình cam có tần số thao tác vượt trội, lên tới hơn 1000 lần/giờ, cho phép điều khiển động cơ điện xoay chiều và một chiều công suất lớn đến 200 kW Với thiết kế tiếp điểm động dạng lăn, bộ khống chế này được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công suất lớn Đặc biệt, mỗi cặp tiếp điểm còn được trang bị hộp dập hồ quang để tăng độ bền Ngược lại, bộ khống chế hình trống có tần số thao tác thấp hơn do tiếp điểm động và tĩnh có hình dạng tiếp xúc trượt, dễ bị mài mòn.
Các thông số định mức của bộ khống chế động lực được xác định với hệ số thông điện ĐL% là 40% và tần số thao tác tối đa 600 lần/giờ Bộ khống chế động lực có khả năng điều khiển động cơ điện xoay chiều ba pha rô to dây quấn công suất 100 kW (380V) và động cơ điện một chiều công suất 80 kW (440V), với trọng lượng khoảng 90 kg Ngoài ra, các bộ khống chế cỡ nhỏ được sử dụng để điều khiển động cơ điện xoay chiều công suất nhỏ từ 11-30 kW, có trọng lượng xấp xỉ 30 kg.
Bộ khống chế chỉ huy được thiết kế cho điện áp 500V, với khả năng làm việc liên tục lên đến 10A và ngắt dòng điện một chiều tại phụ tải điện cảm đạt 1,5A ở điện áp 220V Để lựa chọn bộ khống chế phù hợp, cần căn cứ vào các tiêu chí cụ thể.
Dòng điện cho phép đi qua tiếp điểm trong chế độ làm việc liên tục và chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại, với tần số thao tác trong một giờ.
- Điện áp định mức của nguồn cung cấp
Khi chọn dòng điện I đi qua tiếp điểm ta căn cứ vào công suất định mức (Pđm ) của động cơ và tính I theo công thức:
+ Đối với động cơ điện một chiều
- Pđm là công suất của động cơ điện một chiều, kW
- U là điện áp nguồn cung cấp V + Đối với động cơ điện xoay chiều:
Trong đó: - Pđm là công suất của động cơ điện xoay chiều, kW
- U là điện áp nguồn cung cấp V
Bộ khống chế hình trống có dòng điện định mức gồm các cấp 25, 50, 100, 150 và 300A cho hoạt động liên tục dài hạn Đối với hoạt động ngắn hạn lặp lại, có thể chọn dòng điện định mức cao hơn Khi tần số thao tác tăng, cần lựa chọn dung lượng bộ khống chế lớn hơn để đảm bảo hiệu suất làm việc.
Khi điện áp nguồn thay đổi, dung lượng của bộ khống chế cũng bị ảnh hưởng Ví dụ, một bộ khống chế có dung lượng 100kW ở điện áp 220V chỉ có thể sử dụng công suất tối đa 60kW khi hoạt động ở điện áp 380V.
6.3 Một số hiện tượng hư hỏng thông thường và cách sửa chữa
Nói chung điều kiện để đảm bảo cho khí cụ điện làm việc bình thường là:
Phải lựa chọn đúng khí cụ điện theo dòng điện và điện áp
Chất lượng kết cấu và đặc tính kỹ thuật của khí cụ điện phải tốt
Phải lắp rơ le áp và điều chỉnh khí cụ điện đúng theo quy phạm kỹ thuật lắp đặt điện
Phải định kỳ bảo dưỡng, làm sạch và thay thế các chi tiết mau mòn trong quá trình sử dụng và vận hành
Tuy nhiên, điều kiện làm việc khắc nghiệt tại các nhà máy chế tạo cơ khí và sản xuất khí cụ điện như công tắc tơ, khởi động từ, rơ le thường dẫn đến hư hỏng thiết bị Các nguyên nhân chính gây ra tình trạng này bao gồm môi trường làm việc nặng nề và áp lực cao.