PHẦN MỞ ĐẦU
Lí do chọn đề tài
Đất nước đang phát triển mạnh mẽ với quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá, trong đó điện năng đóng vai trò quan trọng cung cấp cho mọi ngành và lĩnh vực Tuy nhiên, việc sử dụng điện không thể tránh khỏi sự cố như quá điện áp, quá dòng điện và hiện tượng ngắn mạch, gây rủi ro cho con người và thiết bị Để bảo đảm an toàn và giảm thiểu tổn thất kinh tế, nhu cầu về khí cụ điện chất lượng cao và công nghệ hiện đại ngày càng tăng Trong bối cảnh đó, cầu chì là một trong những thiết bị quan trọng cần được cải tiến Chính vì lý do này, nhóm chúng tôi quyết định nghiên cứu đề tài “TÌM HIỂU VỀ KCĐ BẢO VỆ CẦU CHÌ HẠ ÁP VÀ TRUNG CAO ÁP” cho bài báo cáo cuối kỳ.
Mục đích nghiên cứu
Nắm vững kiến thức về cầu chì hạ áp và trung cao áp, cùng với việc phân tích chức năng bảo vệ của khí cụ điện, là rất quan trọng Đánh giá hiệu suất và ứng dụng thực tế của các thiết bị này giúp đề xuất các cải tiến nhằm nâng cao hiệu quả và đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.
Kết cấu của đề tài
Bài báo cáo gồm có 3 phần
Phần 2 PHẦN KIẾN THỨC CƠ BẢN
Chương 1 Khái niệm chung ,công dụng của cầu chì
Chương 2 Cầu chì hạ áp
Chương 3 Cầu chì cao áp
Chương 4 Quá trình lắp đặt và bảo trì cầu chì
Chương 5 Một số cầu chì của các hãng
PHẦN KIẾN THỨC CƠ BẢN
1.1 Khái niệm của cầu chì
Cầu chì là thiết bị điện quan trọng giúp bảo vệ thiết bị và lưới điện khỏi hiện tượng đoản mạch, từ đó giảm thiểu nguy cơ cháy nổ Nó hoạt động như một công cụ bảo vệ dây dẫn điện và các thiết bị trong trường hợp nguồn điện hoặc mạch điện bị quá tải Cầu chì thường được tích hợp sẵn trong hệ thống điện, kết nối trực tiếp giữa dây dẫn và các thiết bị điện, đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống.
KHÁI NIỆM VÀ CÔNG DỤNG CỦA CẦU CHÌ
Khái niệm của cầu chì
Cầu chì là thiết bị điện quan trọng, giúp bảo vệ thiết bị và lưới điện khỏi hiện tượng đoản mạch, từ đó hạn chế nguy cơ cháy nổ Chúng được sử dụng để bảo vệ dây dẫn điện và các thiết bị trong trường hợp nguồn điện hoặc mạch điện bị quá tải Cầu chì thường được tích hợp sẵn trong hệ thống điện, kết nối trực tiếp giữa dây dẫn và thiết bị điện.
Kí hiệu cầu chì trong mạch điện
Chức năng của cầu chì
Cầu chì đóng vai trò thiết yếu trong hệ thống điện, giúp bảo vệ thiết bị và mạch điện khỏi tình trạng quá tải và ngắn mạch Chức năng chính của cầu chì là ngăn chặn hư hại cho các linh kiện điện tử và đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống điện.
Cầu chì đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ quá tải bằng cách ngăn chặn dòng điện vượt quá mức cho phép của mạch Khi dòng điện vượt quá giới hạn an toàn, cầu chì sẽ nhanh chóng nóng chảy và ngắt mạch, từ đó giúp bảo vệ thiết bị và mạch điện khỏi thiệt hại.
Bảo vệ ngắn mạch là cơ chế quan trọng giúp ngăn chặn cháy nổ khi xảy ra sự tiếp xúc không mong muốn giữa các dây dẫn Khi ngắn mạch xảy ra, cầu chì sẽ nhanh chóng nóng chảy và gãy mạch, từ đó ngắt dòng điện Hành động này không chỉ bảo vệ hệ thống điện khỏi thiệt hại nghiêm trọng mà còn đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Cầu chì không chỉ có chức năng bảo vệ mạch điện mà còn có thể điều chỉnh dòng điện Bằng cách lựa chọn cầu chì với các giá trị điện áp và dòng điện phá vỡ khác nhau, người dùng có thể kiểm soát hiệu quả dòng điện trong mạch.
Cầu chì đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ thiết bị điện bằng cách ngăn chặn tình trạng quá tải và ngắn mạch Chúng giúp bảo vệ các thiết bị như máy móc, linh kiện điện tử, đèn và thiết bị điện gia dụng khỏi hư hỏng do dòng điện không ổn định, đảm bảo an toàn và độ bền cho các thiết bị này.
Cầu chì là một thành phần thiết yếu trong hệ thống điện, giúp bảo vệ người sử dụng khỏi các rủi ro như quá tải và ngắn mạch Khi xảy ra sự cố, cầu chì sẽ tự động ngắt dòng điện, từ đó ngăn chặn nguy cơ cháy nổ và bảo vệ an toàn cho người dùng.
Nhược điểm của cầu chì
Cầu chì có nhược điểm lớn nhất là không thể tự động đóng mạch lại khi bị đứt Mỗi lần cầu chì bị hỏng do sự cố, người dùng buộc phải thay thế bằng một cái mới.
Ưu điểm của cầu chì
Cầu chì có rất nhiều ưu điểm, chúng ta hãy thử liệt kê một số ưu điểm chính như sau:
- Có nhiều mẫu mã kích thước để lựa chọn.
- Phù hợp với hầu hết các loại bảng điện , tủ điều khiển, tủ phân phối điện
- Nguyên liệu để sản xuất có ở mọi nơi và đa dạng
- Ngày nay cầu chì được sử dụng ở mọi nơi.Gần như công trình điện nào cũng sử dụng cầu chì để bảo vệ thiết bị sử dụng điện.
1.5 Ứng dụng của cầu chì
Cầu chì hiện nay là một thiết bị quen thuộc, được lắp đặt trong nhiều hệ thống mạch điện khác nhau, nhằm đảm bảo an toàn cho thiết bị, hệ thống điện và dây dẫn.
Việc sử dụng hệ thống điện dân dụng trong gia đình rất quan trọng để bảo vệ dây dẫn và các thiết bị điện Khi cầu chì bị đứt, không nên nối tắt bằng các loại dây dẫn khác, vì điều này có thể dẫn đến nguy cơ cháy nổ do hiện tượng ngắn mạch.
7 Ứng dụng trong hệ thống điện công nghiệp để bảo vệ mạch điều khiển Trong mạch động lực, người ta sử dụng CB có công suất lớn
Cầu chì hiện là thiết bị bảo vệ mạch điện có kích thước nhỏ gọn, sử dụng dễ dàng, thay thế nhanh chóng khi bị hỏng hóc.
Lợi ích ứng dụng cầu chì vào thực tế
Việc ứng dụng cầu chì trong thực tế mang lại nhiều lợi ích quan trọng, bao gồm bảo vệ mạch điện khỏi quá tải, ngăn ngừa hư hỏng thiết bị và tăng cường an toàn cho người sử dụng Cầu chì giúp duy trì sự ổn định của hệ thống điện, đồng thời giảm thiểu rủi ro cháy nổ Nhờ vào khả năng tự động ngắt mạch khi có sự cố, cầu chì trở thành một giải pháp hiệu quả trong các ứng dụng điện hiện đại.
1 Bảo vệ thiết bị và hệ thống: Một trong những lợi ích chính của cầu chì là bảo vệ thiết bị và hệ thống khỏi các tác động không mong muốn Khi xảy ra quá tải hoặc ngắn mạch, cầu chì sẽ ngắt mạch để ngăn chặn dòng điện quá lớn gây hư hỏng hoặc cháy nổ Điều này giúp bảo vệ các thiết bị quan trọng và đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống.
2 An toàn cho người sử dụng: Sử dụng cầu chì trong các ứng dụng điện giúp đảm bảo an toàn cho người sử dụng Khi xảy ra sự cố, cầu chì sẽ ngắt mạch để ngăn chặn nguy cơ cháy nổ, tổn thương cho người và tài sản Điều này làm tăng mức độ an toàn trong môi trường làm việc và sử dụng điện.
3 Khả năng phục hồi nhanh chóng: Cầu chì có khả năng phục hồi nhanh chóng sau khi ngắt mạch Sau khi xảy ra sự cố và cầu chì chảy, người dùng có thể dễ dàng thay thế cầu chì để khôi phục hoạt động của hệ thống một cách nhanh chóng và tiện lợi.
4 Độ tin cậy cao: Cầu chì thường có độ tin cậy cao và tuổi thọ dài Chúng được thiết kế để chịu được tải trọng, biến đổi nhiệt độ và điều kiện làm việc khắc nghiệt. Điều này giúp đảm bảo hiệu suất ổn định và đáng tin cậy của hệ thống điện.
5 Sự linh hoạt trong thiết kế mạch: Cầu chì có sự linh hoạt trong thiết kế mạch điện Chúng có thể được sử dụng trong các ứng dụng đơn giản như mạch điện gia đình cho đến các ứng dụng công nghiệp phức tạp Sự linh hoạt này giúp tùy chỉnh mạch điện theo nhu cầu cụ thể và đảm bảo hiệu suất tối ưu.
6 Chi phí thấp: Cầu chì là một giải pháp kinh tế và có chi phí thấp so với các phương pháp bảo vệ khác trong mạch điện Điều này giúp giảm chi phí đầu tư ban đầu và duy trì hệ thống điện trong thời gian dài.
Lợi ích ứng dụng cầu chì vào mạch điện
Cầu chì là một thành phần thiết yếu trong mạch điện, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và ổn định hệ thống điện Việc ứng dụng cầu chì mang lại nhiều lợi ích, bao gồm khả năng ngăn ngừa quá tải, bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng và tăng cường an toàn cho người sử dụng Nhờ vào tính năng này, cầu chì được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ gia đình đến công nghiệp.
1 Bảo vệ thiết bị điện: Cầu chì được sử dụng để bảo vệ các thiết bị điện khỏi quá tải và ngắn mạch Khi một mạch điện vượt quá dòng điện định mức, cầu chì sẽ chảy và ngắt mạch, ngăn chặn dòng điện quá tải gây hư hỏng hoặc cháy nổ thiết bị.
2 An toàn cho người sử dụng: Việc sử dụng cầu chì trong mạch điện giúp đảm bảo an toàn cho người sử dụng Khi xảy ra sự cố như quá tải hay ngắn mạch, cầu chì
9 sẽ ngắt mạch ngay lập tức, ngăn chặn nguy cơ gây cháy nổ hoặc tổn thương cho người sử dụng.
3 Bảo vệ dây dẫn và hệ thống dây điện: Cầu chì giúp bảo vệ dây dẫn và hệ thống dây điện khỏi các tác động có thể gây hư hỏng Khi một sự cố xảy ra trong mạch điện, cầu chì sẽ ngắt mạch kịp thời, giúp ngăn chặn dòng điện quá lớn chảy qua dây dẫn và gây tổn thương cho hệ thống.
4 Dễ dàng kiểm tra và thay thế: Cầu chì có thể dễ dàng kiểm tra và thay thế khi cần thiết Nếu một cầu chì bị hư hỏng hoặc chảy sau khi ngắt mạch, người dùng có thể thay thế nhanh chóng để đảm bảo hoạt động liên tục của mạch điện.
5 Chi phí thấp: Cầu chì là thành phần kinh tế và có chi phí thấp Điều này làm cho việc sử dụng cầu chì trong mạch điện trở nên phổ biến và tiết kiệm chi phí cho các hệ thống điện.
Ứng dụng ủa cầu chì
2.1 Khái niệm và kí hiệu
Cầu chì là thiết bị điện quan trọng, giúp bảo vệ mạch điện khỏi sự cố quá tải và ngắn mạch Đặc biệt, cầu chì hạ thế được sử dụng trong các lưới điện có điện áp dưới 1000V Với thiết kế đơn giản, kích thước nhỏ gọn, khả năng cắt điện lớn và chi phí thấp, cầu chì vẫn là lựa chọn phổ biến trong nhiều ứng dụng điện.
Cầu chì hạ áp nên được lắp đặt sau nguồn điện tổng và trước các thiết bị điện cần bảo vệ trong mạch điện Các thành phần liên quan như hộp giữ cầu chì, chấu mắc và nắp cầu chì có thể thay đổi tùy thuộc vào loại cầu chì và yêu cầu thẩm mỹ.
CẦU CHÌ HẠ ÁP
Khái niệm và kí hiệu
Cầu chì là thiết bị điện quan trọng, giúp bảo vệ mạch điện khỏi sự cố quá tải và ngắn mạch Đặc biệt, cầu chì hạ thế được sử dụng trong các lưới điện và mạch điện có điện áp dưới 1000V Với thiết kế đơn giản, kích thước nhỏ gọn, khả năng cắt lớn và giá thành phải chăng, cầu chì vẫn được ưa chuộng và sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng điện.
Cầu chì hạ áp nên được lắp đặt sau nguồn điện tổng và trước các thiết bị điện cần bảo vệ trong mạch điện Các thành phần đi kèm như hộp giữ cầu chì, chấu mắc và nắp cầu chì sẽ được điều chỉnh tùy thuộc vào loại cầu chì và yêu cầu thẩm mỹ.
Cấu tạo của cầu chì hạ áp
Thân cầu chì cần đảm bảo độ bền cơ khí và khả năng chịu nhiệt tốt, giúp nó chống lại những thay đổi đột ngột mà không bị hư hỏng Vì vậy, vật liệu thường được sử dụng để chế tạo thân cầu chì là thủy tinh, ceramic hoặc các vật liệu tương tự.
Phần tử ngắt mạch ( Dây chảy )
Phần tử ngắt mạch, bộ phận chính của cầu chì, có điện trở suất rất thấp và có khả năng cảm nhận dòng điện đi qua Thường được chế tạo từ bạc hoặc đồng, phần tử này có thể ở dạng dây tròn hoặc băng mỏng.
Các đầu nối Đầu nối có tác dụng cố định cầu chì trên các thiết bị đóng ngắt mạch, đảm bảo tiếp xúc điện tốt.
Vật liệu lấp đầy ( Chất nhồi)
Vật liệu lấp đầu trong cầu chì bao quanh phần tử ngắn mạch và có khả năng hấp thụ năng lượng từ hồ quang Ngoài ra, chúng còn cần đảm bảo tính cách điện trong tình huống ngắn mạch Do đó, vật liệu lấp đầy thường được chế tạo từ silicat dạng hạt.
Một số cầu chì có nắp tín hiệu ở đầu thân cầu chì, khi nắp bị bung lên có nghĩa là cầu chì bị đứt.
Là bộ phận để lắp cầu chì, thường có đế và nắp.
Phân loại của cầu chì hạ áp
* Phân loại chung theo hình thức sử dụng
- Cầu chì bảo vệ quá tải: g
Ngoài ra còn phân loại theo thiết bị được nó bảo vệ:
- Bảo vệ cáp, đường dây: L
- Bảo vệ linh kiện bán dẫn: R
- Bảo vệ máy biến áp: T
- Bảo vệ dây cáp điện ngầm: B
*Phân loại theo phạm vi sử dụng:
- Loại cầu chì dùng trong gia dụng: gF
- Loại cầu chỉ dùng trong công nghiệp:
+ aR: Cầu chỉ chảy cực nhanh, bảo vệ linh kiện bản dẫn, có khả năng cắt cục bộ (chỉ bảo vệ ngắn mạch).
+ gR: Cầu chì bảo vệ bán dẫn, có khả năng cắt toàn phần (bảo vệ quá tải và ngắn mạch).
+ gL/gG: Cầu chỉ để sử dụng tổng hợp, có khả năng cắt toàn phần (bảo vệ quá tải và ngắn mạch).
Cầu chì bảo vệ động cơ điện aM chỉ có khả năng cắt bộ phận để bảo vệ ngắn mạch, trong khi cầu chì gM có khả năng cắt toàn phần, giúp bảo vệ cả quá tải và ngắn mạch.
+ gF/gTF: Cầu chì bảo vệ máy biến áp lực/dây dây cáp diện ngầm.
+ gB: Cầu chì bảo vệ dây cáp điện ngầm, dây dẫn ở hầm mỏ.
* Phân loại theo kết cấu:
- Cầu chì loại kín, không có chất nhồi
* Phân loại theo thời gian cắt mạch:
- Cầu chì chảy cực nhanh
Có nhiều cách phân loại cầu chì hạ thế
- Cầu chì điện áp thấp(LV)
- Cầu chì ống: Có một ống bọc toàn bộ và hai đầu kim loại 2 bên Có 2 loại:
+ Cầu chì loại D: Gồm ống bọc, cầu chì, nắp và đầu nối Cầu chì có nắp được gắn với dây chì trong ống bọc thông qua đầu nối.
Cầu chì loại liên kết (HRC) hoạt động với dòng điện bình thường và được thiết kế để ngăn chặn hồ quang điện Chất liệu chính của cầu chì bao gồm sứ, bạc và gốm, trong khi ống cầu chì được lấp đầy bằng cát silic để tăng cường hiệu quả và độ bền.
Cầu chì loại kít-kat nổi bật với ưu điểm dễ dàng tháo lắp mà không lo bị điện giật Chúng được chế tạo từ các vật liệu như thiếc, đồng, nhôm và chì, đảm bảo độ bền và an toàn trong sử dụng.
- Cầu chì loại striker: Sử dụng để đóng nhả mạch điện.
- Cầu chì loại công tắc: Gồm công tắc có vỏ kim loại và một cầu chì sử dụng cho điện áp mức thấp hoặc trung bình.
- Phân loại theo ứng dụng, vị trí lắp: Cầu chì ô tô, cầu chì lắp DIN-rail / tủ bảng điện, cầu chì lắp trên vỉ mạch điện tử…
- Phân loại theo hình dáng: Cầu chì hở, cầu chì vặn, cầu chì hộp, cầu chì dạng ống, cầu chì dẹt.
- Theo thời gian tác động: Cầu chì ngắt nhanh, cầu chì ngắt trễ.
Nguyên lí hoạt động
Cầu chì hoạt động dựa trên nguyên lý tự chảy hoặc uốn cong, giúp tách khỏi mạch điện khi cường độ dòng điện tăng đột biến Để hiểu rõ hơn về cơ chế này, chúng ta sẽ phân tích cách cầu chì làm việc trong hai tình huống: khi hoạt động với dòng định mức và khi xảy ra sự cố ngắn mạch.
Khi mạch hoạt động bình thường, cầu chì cho phép dòng điện định mức chạy qua mà không làm nóng chảy, nhờ vào việc kiểm soát nhiệt lượng sinh ra.
Sự cân bằng nhiệt được thiết lập mà không gây ra sự già hóa hay phá hỏng bất cứ phần tử nào của cầu chì.
Khi xảy ra sự cố ngắn mạch: Lúc này, điện ngắn mạch lớn hơn dòng điện định mức.
Khi sự cân bằng trên cầu chì bị phá vỡ, nhiệt năng gia tăng dẫn đến việc phần tử ngắn mạch của cầu chì bị nóng chảy, gây ra sự hở mạch ở hai đầu cầu chì.
Khi dòng điện vượt quá giá trị tới hạn, nhiệt lượng sinh ra từ điện trở của dây chảy làm tăng nhiệt độ của nó đến mức nóng chảy Ở trạng thái này, điện trở của dây chảy tăng lên, dẫn đến việc giảm dòng điện, nhưng nhiệt lượng vẫn đủ lớn để làm bốc hơi và đứt dây chảy, tạo ra hồ quang Cầu chì sẽ cắt dòng điện trước khi đạt giá trị đỉnh, giúp hạn chế dòng điện Càng nhiều dòng điện chảy qua cầu chì, nhiệt lượng càng tăng, khiến dây chảy nhanh chóng bị đứt, từ đó thời gian cắt của cầu chì càng ngắn Mối quan hệ giữa dòng điện và thời gian cắt trước hồ quang (ts) là một trong những thông số cơ bản của cầu chì.
Người ta phân thành hai giai đọan khi xảy ra sự phá hủy cầu chì:
- Quá trình tiền hồ quang (tp )
- Quá trình sinh ra hồ quang (ta )
Quá trình tiền hồ quang
Tại thời điểm t0, khi xảy ra sự quá dòng, cầu chì sẽ bắt đầu nóng chảy trong khoảng thời gian tp, dẫn đến việc phát sinh hồ quang điện Thời gian này phụ thuộc vào giá trị dòng điện do sự cố gây ra và khả năng cảm biến của cầu chì.
Quá trình phát sinh hồ quang
Tại thời điểm t, toàn bộ hồ quang tại TP Hồ Chí Minh đã được dập tắt Trong quá trình này, năng lượng từ hồ quang đã làm nóng chảy các chất làm đầy trong môi trường, dẫn đến việc điện áp ở hai đầu cầu chì hồi phục và mạch điện được ngắt ra.
Thông số kĩ thuật
- Điện áp định mức Un (V): là điện áp tối đa mà cầu chì có thể hoạt động an toàn.
- Dòng điện định mức In (A): là dòng điện tối đa mà dây chảy cầu chì có thể chịu được trong thời gian dài mà không bị nóng chảy.
- Dòng không nóng chảy qui ước Inf (A): là dòng điện tối thiểu mà cầu chì không tự ngắt mạch điện.
- Dòng nóng chảy qui ước If (A): là dòng điện tối thiểu mà cầu chì tự ngắt mạch điện trong thời gian qui ước.
- Thời gian tiền hồ quang tf (s): là thời gian từ khi dòng điện đủ lớn để cầu chì nóng chảy cho đến khi bắt đầu có hồ quang.
- Thời gian hồ quang ta (s): là thời gian từ khi bắt đầu có hồ quang cho đến khi hồ quang tắt hẳn.
- Thời gian tác động ttc (s): là tổng thời gian tf + ta, là thời gian cần thiết để cầu chì ngắt mạch điện hoàn toàn.
- Năng lực bẻ gãy Ics (kA): là dòng ngắn mạch lớn nhất mà cầu chì có thể ngắt được an toàn.
-Là nhiệt lượng phát ra trong mạch trong quá trình cầu chì tác động:
Trong đó: I là giá trị hiệu dụng của dòng điện chảy. t là thời gian tác động của cầu chì.
Để đảm bảo cầu chì không bị đứt do dòng điện xung, giá trị I²t nóng chảy của cầu chì cần phải lớn hơn I²t của dòng điện xung.
I 2 t nóng chảy của cầu chì ≥ I 2 t xung* Fp
(2) Trường hợp có ngắn mạch, cầu chì phải cắt mạch nhanh để bảo vệ những thiết bị đặt dưới nó.
(3) Trường hợp muốn thay thế cầu chì của hãng này bằng cầu chì của hãng khác
Đặc tính cầu chì Đường đặc tính ampe-giây của cầu chì
(1): Đường đặc tính thực tế của cầu chì
(2): Đường đặc tính trung bình cần bảo vệ.
(3): Đường đặc tính bảo vệ lý tưởng
+ Tại mọi thời điểm (3) thấp hơn (2) để bảo vệ thì (3) càng sát (2) càng tốt.
+ Quá tải nhỏ(A) không được bảo vệ do sự phát nóng cầu chì chậm, nhiệt độ tỏa ra môi trường khi I =(1.5_2)*Idm
+ Ith: giá trị dòng điện mà cầu chì bắt đầu chảy Idm< Ith để dây không bị chảy ở chế độ định mức.
2.6.4 Đặc tính cắt dòng điện
Cầu chì có khả năng cắt dòng điện sự cố trước khi dòng điện đạt giá trị đỉnh, thể hiện khả năng hạn chế dòng điện qua đồ thị đặc tính cắt dòng điện Đồ thị này mô tả mối quan hệ giữa giá trị hiệu dụng của dòng ngắn mạch theo thang logarit cơ số 10 trên trục hoành và giá trị đỉnh của dòng ngắn mạch đối xứng hoặc không đối xứng trên trục tung.
- Ví dụ trên trục hoành, giá trị hiệu dụng 1 kA, thì trên trục tung giá trị đỉnh là 1,41.1
Trong bài viết này, chúng ta xem xét các giá trị điện áp đỉnh, cụ thể là 1,41kA và 2,538kA Các đường thẳng đứng từ giá trị 1, 10 trên trục hoành giao nhau với các đường ngang từ 1,41 và 14,1, cũng như từ 2,538 và 25,38 tại các điểm a1, a2, b1 và b2 Tương tự, các đường thẳng đứng và ngang khác tạo ra các giao điểm a3, an và b3, bn Tất cả các điểm a1, a2, a3, an đều nằm trên một đường thẳng, và các điểm b1, b2, b3, bn cũng tạo thành một đường thẳng riêng biệt.
Lựa chọn cầu chì hạ áp và một số lưu ý
2.7.1 Lựa chọn cầu chì cho phụ tải không hiện tượng quá tải
Để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện, cần xác định điện áp định mức của phụ tải và chọn cầu chì có điện áp định mức lớn hơn hoặc bằng giá trị này.
- Cầu chì được chọn phải có dòng điện định mức lớn 1.1 đến 1.2 lần so với dòng điện định mức lớn nhất của phụ tải.
- Cần chọn cầu chì có đặc tính ampe-giây thấp hơn của phụ tải, để cầu chì có thể cắt dòng điện quá tải lớn trong thời gian ngắn.
Khi chọn cầu chì, cần đảm bảo phù hợp với loại phụ tải cụ thể, chẳng hạn như sử dụng cầu chì bảo vệ quá tải cho đường dây điện, hoặc cầu chì dự phòng để bảo vệ ngắn mạch cho động cơ và máy biến áp.
Idmcc: dòng điện định mức của cầu chì.
Iptmax: dòng điện định mức lớn nhất của phụ tải.
2.7.2 Lựa chọn cầu chì ở trường hợp thông thường
Lựa chọn cầu chì hạ áp là một yếu tố quan trọng trong thiết kế và bảo trì hệ thống điện, nhằm bảo vệ thiết bị điện và dây dẫn khỏi tình trạng quá tải và ngắn mạch Để chọn cầu chì hạ áp phù hợp, cần xem xét nhiều yếu tố khác nhau.
- Điện áp định mức của cầu chì phải lớn hơn hoặc bằng điện áp định mức của lưới điện.
Ví dụ, nếu lưới điện có điện áp 220V hoặc 380V, nên chọn cầu chì có điện áp định mức 250V, 400V hoặc 500V.
Dòng điện định mức của cầu chì cần phải lớn hơn hoặc bằng dòng điện tính toán của thiết bị hoặc đường dây được bảo vệ Dòng điện tính toán là giá trị dòng điện lâu dài lớn nhất mà thiết bị hoặc đường dây có thể chịu đựng Để xác định dòng điện tính toán, có thể áp dụng các công thức tính toán phù hợp.
Với thiết bị một pha (ví dụ các thiết bị điện gia dụng), dòng tính toán chính là dòng định mức của thiết bị điện:
+ Uđm là điện áp pha định mức bằng 220V + Cosϕ là hệ số công suất của thiết bị, có thể lấy theo bảng sau
Thiết bị cosϕ Đèn sợi đốt, bàn là, bếp điện, bình nóng lạnh 1
Quạt, đèn tuýp, điều hòa, tủ lạnh, máy giặt 0.8
Khi cầu chì bảo vệ lưới ba pha, dòng tính toán xác định như sau:
+ Uđm là điện áp pha định mức bằng 380V + Cosϕ là hệ số công suất của thiết bị, có thể lấy theo thực tế
2.7.3 Lựa chọn cầu chì bảo vệ động cơ
Để bảo vệ động cơ bằng cầu chì, cần xác định dòng điện mở máy (Imm), thường lớn hơn dòng điện định mức (ldm) của động cơ Giá trị này có thể tìm thấy trên biển hiệu hoặc trong sổ kỹ thuật của động cơ Sau đó, tiến hành tính toán dòng điện định mức cầu chì (Icc) dựa trên các điều kiện cụ thể.
Nếu Imm ≤ 2.5×Idm, thì Icc ≥ Idm
Cầu chì cần có khả năng cắt dòng ngắn mạch định mức lớn hơn hoặc bằng dòng ngắn mạch tối đa có thể xảy ra tại vị trí lắp đặt Dòng ngắn mạch bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như điện áp, trở kháng và khoảng cách từ nguồn điện Để ước lượng dòng ngắn mạch, bạn có thể sử dụng các công cụ tính toán trực tuyến hoặc tham khảo tài liệu kỹ thuật chuyên ngành.
Đặc tính ampe-giây và khả năng hạn chế dòng điện của cầu chì là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thời gian và cường độ dòng điện, dẫn đến việc cầu chì bị đứt Ampe-giây xác định năng lượng mà cầu chì có thể chịu đựng trước khi chảy, trong khi khả năng hạn chế dòng điện giúp bảo vệ mạch điện khỏi các sự cố quá tải.
Giá trị tích phân của bình phương dòng điện qua cầu chì trong khoảng thời gian từ khi có quá tải hoặc ngắn mạch đến khi cầu chì đứt được xác định bởi thông số ampe-giây Khả năng hạn chế dòng điện cho biết giá trị lớn nhất của dòng điện qua cầu chì trong trường hợp ngắn mạch Do đó, việc lựa chọn cầu chì với đặc tính ampe-giây và khả năng hạn chế dòng điện phù hợp là rất quan trọng để bảo vệ các thiết bị cần thiết.
Bảo vệ một động cơ
Cầu chì bảo vệ một động cơ chọn theo hai điều kiện sau:
Bảo vệ cho nhiều động cơ
Cầu chì bảo vệ nhiều động cơ được chọn theo hai điều kiện sau
+ IdmDC: dòng điện định mức của động cơ.
+ Udm: điện áp định mức lưới hạ áp 3 pha.
+ PdmDC: công suất định mức của động cơ.
+ CosΦ: hệ số công suất của động cơ
+ η : hiệu suất của động cơ.
+ Kti: hệ số tải thực sự của động cơ thứ i Thường Kti=1
+ Kmm: hệ số mở máy Với động cơ mở máy nhẹ hoặc mở máy không tải a= 2.5, động cơ mở máy nặng hoặc mở máy có tải a= 1.6.
2.7.4 Lựa chọn cầu chì bảo vệ dây tải Để chọn cầu chì phù hợp, cần xem xét các yếu tố sau:
- Điện áp định mức của cầu chì phải lớn hơn hoặc bằng điện áp định mức của dây cáp.
Dòng điện định mức của cầu chì cần phải lớn hơn hoặc bằng với dòng điện định mức của dây cáp, dòng điện làm việc của cầu chì, dòng điện quy ước nóng chảy, và dòng điện tối đa mà dây tải điện có thể chịu đựng.
- Cầu chì phải có khả năng cắt dòng điện ngắn mạch lớn hơn hoặc bằng dòng điện ngắn mạch của dây cáp.
Cầu chì cần có tính chọn lọc, nghĩa là chỉ ngắt dòng điện khi xảy ra sự cố ở dây cáp được bảo vệ, nhằm đảm bảo không làm gián đoạn hoạt động của các dây cáp khác trong mạng điện.
Ngoài ra, cần lưu ý đến các thông số quan trọng của cầu chì như hình dạng, kích thước, loại vỏ, loại dây chảy, thời gian tác động, cũng như cách lắp đặt và bảo dưỡng để đảm bảo hiệu suất và an toàn.
2.7.5 Lựa chọn cầu chì cho tụ điện công suất
Dòng điện định mức (Ic) của tụ điện cần được xác định chính xác để chọn cầu chì phù hợp, đảm bảo nó có thể chịu được dòng điện trong điều kiện hoạt động bình thường Cầu chì cũng phải có khả năng chịu đựng dòng điện tăng vọt khi tụ điện được đóng và các sóng hài phát sinh.
Điện áp định mức (Uc) của tụ điện cần phải tương thích với điện áp hoạt động của cầu chì Việc này đảm bảo rằng cầu chì có thể chịu được điện áp mà tụ điện tạo ra, đặc biệt trong quá trình đóng ngắt sự cố.
Cầu chì cần đảm bảo tính ổn định và bền bỉ, có khả năng chịu đựng các điều kiện làm việc khắc nghiệt như dao động nhiệt độ, tải đột ngột và các yếu tố môi trường khác.
Thời gian phản ứng (t) của cầu chì là khoảng thời gian mà cầu chì có thể chịu đựng dòng điện vượt quá mức định mức mà không bị cháy, rất quan trọng để bảo vệ tụ điện trong các tình huống quá tải ngắn hạn.
Dưới đây là một số loại cầu chì hạ áp phổ biến của các hãng trên thị trường:
CẦU CHÌ CAO ÁP
Khái niệm
Cầu chì cao áp (High Voltage Fuse) được thiết kế để bảo vệ các hệ thống điện có điện áp lên tới 115KV, giúp ngăn chặn các sự cố như ngắn mạch và quá dòng cho các thiết bị như máy biến áp Hiện tượng quá dòng có thể xảy ra do nhiều nguyên nhân, bao gồm quá tải, ngắn mạch, dòng rò và một số sự cố khác.
Một số vị trí cần cầu chì cao áp
- Đặt phía trên máy biến áp để bảo vệ khi ngắn mạch
- Kết hợp với cầu dao phụ tải thành máy cắt phụ tải để bảo vệ đường dây trung áp
- Bảo vệ máy biến áp đo lường ở các cấp điện áp
Phân loại của cầu chì cao áp
Cầu chì cao áp được phân loại theo nhiều tiêu chí như điện áp định mức, dòng định mức, hình dạng và các tính năng bảo vệ đặc trưng Dưới đây là một số loại cầu chì cao áp chính.
Theo điện áp định mức
- Cầu chì cao áp định mức thấp: Thường được sử dụng trong các hệ thống điện cao áp với điện áp dưới 1 kV.
- Cầu chì cao áp định mức trung bình: Sử dụng trong các hệ thống điện cao áp có điện áp từ 1 kV đến khoảng 38 kV.
- Cầu chì cao áp định mức cao: Dành cho các hệ thống điện cao áp với điện áp từ 38 kV trở lên.
- Cầu chì trụ (cartridge fuses): Có hình dạng trụ và thường được sử dụng trong các thiết bị bảo vệ cá nhân và thiết bị công nghiệp nhỏ.
- Cầu chì cố định (expulsion fuses): Có hình dạng dài và thường được sử dụng trong các trạm biến áp và hệ thống điện trung áp.
Theo tính năng bảo vệ
- Cầu chì bảo vệ quá tải: Sử dụng để ngăn chặn dòng điện vượt quá dòng định mức của thiết bị.
- Cầu chì bảo vệ ngắn mạch: Được thiết kế để đứt mạch khi có sự cố ngắn mạch trong hệ thống.
- Cầu chì chì: Sử dụng chì làm chất nổ để ngắt mạch.
- Cầu chì khí: Sử dụng khí hoặc hỗn hợp khí để làm chất nổ.
- Cầu chì dòng nhỏ (low current fuses): Dành cho ứng dụng với dòng điện thấp.
- Cầu chì dòng lớn (high current fuses): Sử dụng trong các hệ thống có dòng điện lớn.
Theo mục đích sử dụng
- Cầu chì bảo vệ quá tải: Dùng để bảo vệ các thiết bị trước khi dòng điện vượt quá mức định sẵn.
- Cầu chì bảo vệ ngắn mạch: Thiết kế để đứt mạch khi có sự cố ngắn mạch xảy ra.
- Có các loại cầu chì sau:
Cầu chì sụt áp là loại cầu chì có khả năng chảy ra và rơi xuống dưới tác động của trọng lực, thường được sử dụng để bảo vệ các máy biến thế ngoài trời.
Cầu chì điện cao áp được thiết kế cho điện áp định mức từ 1.5kV đến 138kV, chủ yếu để bảo vệ máy biến thế và biến áp nhỏ Chúng được chế tạo từ các vật liệu như bạc, đồng và thiếc Khi nhiệt độ tăng cao, hồ quang điện sẽ làm cho acid boric bay hơi, do đó, cầu chì này thường được sử dụng ngoài trời Hiện có ba loại cầu chì điện cao áp khác nhau.
- Cầu chì ống HRC: Tương tự như loại điện áp thấp, chỉ khác 1 chút về cấu tạo.
Cầu chì HRC loại chất lỏng được thiết kế cho mạch có dòng 100A và hệ thống 132kV, với ống thủy tinh chứa đầy cacbon tetraclorua Một đầu của ống được đóng kín, trong khi đầu còn lại được cố định bằng dây đồng photpho Khi cầu chì hoạt động, chất lỏng bên trong sẽ dập tắt hồ quang điện, từ đó nâng cao khả năng bảo vệ trong trường hợp ngắn mạch.
Mỗi loại cầu chì cao áp đều có những đặc điểm và ứng dụng riêng, vì vậy việc lựa chọn cầu chì phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu suất cho hệ thống điện cao áp.
Cấu tạo của cầu chì cao áp
Cầu chì được phân loại thành hai loại chính dựa trên công dụng làm việc: cầu chì tự rơi và nổ, cùng với cầu chì hạn chế dòng điện Do đó, ống chứa cầu chì cũng được chia thành hai loại khác nhau: loại nổ (tự rơi) và loại hạn chế dòng ngắn mạch.
3.3.1 Cấu tạo của cầu chì tự rơi, loại nổ
Cầu chì tự rơi (FCO) là thiết bị cầu chì cắt có tải polymer, được lắp đặt trên cột điện ngoài trời trong mạng lưới điện Chức năng chính của FCO là bảo vệ hệ thống lưới điện và trạm biến áp phân phối, thực hiện việc đóng/cắt dưới tải khi xảy ra sự cố quá tải hoặc ngắn mạch, đảm bảo an toàn cho mạng điện.
Cầu chì tự rơi LBFCO, thực chất là FCO, được trang bị thêm buồng dập hồ quang, cho phép nó có khả năng đóng cắt dòng tải nhỏ hiệu quả.
LBFCO ỐNG CẦU CHÌ TỰ RƠI, LOẠI NỔI
Dây chảy, được làm từ thiếc hoặc bạc, sẽ nóng chảy và tự đứt khi xảy ra sự cố quá dòng, tạo ra hồ quang điện Khi dây căng đứt, khớp giữ sẽ tuột ra và ống cầu chì sẽ tự rơi Ống phíp chứa cầu chì được lưu hóa, nhờ đó nhiệt lượng từ hồ quang điện sinh ra sẽ tạo ra khí trong ống phíp, khí này tạo ra áp suất giúp dập tắt hồ quang điện.
Cầu chì nổ hồ quang điện hoạt động bằng cách dập tắt hồ quang khi dòng điện đạt giá trị 0 Hồ quang có thể tồn tại trong 1.5 chu kỳ với giá trị đỉnh dòng điện là 47,5 kV và điện áp phục hồi đạt -90 kV.
3.3.2 Cấu tạo của cầu chì có khả năng hạn chế dòng điện Ở loại cầu chì có khả năng hạn chế dòng điện, dòng điện hồ quang bị cắt trước khi tăng lên đến giá trị đỉnh (cực đại).
Cấu tạo bên trong của cầu chì hạn chế dòng điện
Cầu chì hạn chế dòng điện giúp ngăn chặn dòng điện hồ quang tăng lên mức đỉnh, với khả năng cắt dòng điện trước khi đạt giá trị tối đa Đặc biệt, dòng điện ngắn mạch không đối xứng có thể đạt đỉnh lên đến 174 kA.
Nguyên lí hoạt động
Cầu chì cao áp hoạt động dựa trên khả năng của chì và hợp kim chì nóng chảy khi dòng điện vượt quá mức cho phép Nguyên lý này giúp cầu chì bảo vệ thiết bị và hệ thống điện khỏi hiện tượng ngắn mạch và quá tải.
Khi dòng điện trong hệ thống cao áp vượt quá mức định của cầu chì, nhiệt độ cầu chì tăng lên do dòng điện Dòng điện đi qua cầu chì gặp kháng cản, dẫn đến nhiệt độ tăng theo công thức I²R Khi nhiệt độ đạt đến điểm nóng chảy của cầu chì, chì hoặc hợp kim chì bên trong nhanh chóng nóng chảy và chuyển thành dạng lỏng.
Khi chì nóng chảy, nó tạo ra một khoảng cách lớn trong mạch cầu chì, dẫn đến việc ngắt mạch tự động Điều này ngăn chặn dòng điện tiếp tục chảy qua, bảo vệ thiết bị và hệ thống khỏi các tác động của dòng điện quá lớn, ngắn mạch hoặc quá tải Nhờ vậy, sự ngắt mạch này giúp ngăn chặn hỏng hóc và đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.
Nguyên lý hoạt động của cầu chì cao áp là chỉ ngắt mạch khi xảy ra tình huống nguy hiểm, tức là khi dòng điện vượt quá mức an toàn Điều này giúp bảo vệ hệ thống điện và thiết bị khỏi sự cố ngắn mạch và quá tải, đồng thời đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định trong điều kiện bình thường.
Thông số kĩ thuật
Bốn thông số quan trọng khi sử dụng cầu chì bao gồm: điện áp định mức (KV), dòng điện cắt định mức (kA), dòng điện định mức liên tục (A) và thời gian tác động.
Điện áp định mức là giá trị điện áp dây của hệ thống, thường được biểu thị bằng một số Trong một số trường hợp, điện áp định mức cũng có thể là điện áp pha, được thể hiện bằng hai số với dấu gạch chéo Số bên trái gạch chéo đại diện cho điện áp pha, trong khi số bên phải là điện áp dây Cầu chì có điện áp định mức bằng một số có thể sử dụng cho bất kỳ hệ thống nào có điện áp dây không vượt quá giá trị ghi trên cầu chì Đối với cầu chì có điện áp định mức biểu thị bằng hai số, chúng chỉ được sử dụng trong hệ thống có trung tính nối đất hoặc hệ thống một pha với điện áp pha phù hợp với giá trị bên trái dấu gạch chéo.
- Dòng điện cắt định mức: là giá trị hiệu dụng lớn nhất của dòng điện sự cố không đối xứng mà cầu chì cắt được ở điện áp định mức.
Dòng điện định mức là giá trị hiệu dụng liên tục của dòng điện mà cầu chì có khả năng chịu đựng ổn định trong thời gian dài Giá trị này được xác định dựa trên điện áp định mức và tần số định mức, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình sử dụng.
Thời gian cắt mạch, hay còn gọi là đặc tính ampe-giây, được xác định thông qua đường đặc tính dòng điện-thời gian Đây là khoảng thời gian từ khi xảy ra sự cố cho đến khi mạch điện được cắt, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ hệ thống điện.
Thời gian nóng chảy là khoảng thời gian cần thiết để dây chảy đạt đến điểm nóng chảy, còn được gọi là thời gian tiền hồ quang Thời gian hồ quang là khoảng thời gian giữa thời gian cắt mạch và thời gian nóng chảy.
Lựa chọn cầu chì cao áp và một số lưu ý
Chọn điện áp định mức
Hệ thống 3 pha có trung tính nối đất (Un.cầu chì = Ud.mạch điện)
Hệ thống 1 pha (Un.cầu chì ≥ 115% Umax)
Hệ thống 3 pha trung tính cách đất hoặc trung tính qua tổng trở (Un.cầu chì ≥ 115% Ud)
Chọn dòng điện định mức
- Dòng điện phụ tải dài hạn liên tục và dòng quá tải cho phép đối với mạch khảo sát
- Dòng quá tải quá độ khi đóng và cắt mạch
- Sự phối hợp với những khí cụ điện khác dùng để bảo vệ mạch điện
Chọn cầu chì cho máy biến áp
- Máy biến áp chịu dòng quá tải đến 1.5𝐼 𝑛
- Dòng xung khi đóng máy biến áp có thể tăng lên 12𝐼 𝑛 trong 0.1s.
- Từ yếu tố này điều kiện mà cầu chì được chọn phải thỏa mãn : 𝐼 𝑓𝑜1 > 12𝐼 𝑛
𝐼 𝑓𝑜1 là dòng điện nhỏ nhất ứng với thời gian tiền hồ quang bằng 0.1s
12𝐼 𝑛 và 0.1s là những thông số ứng với dòng xung khi đóng mạch MBA
Máy biến áp sử dụng ngoài trời được thiết kế để hoạt động với công suất lớn hơn mức định mức, với tỷ lệ và thời gian cụ thể.
Công suất tăng Thời gian
Bảng chọn điện áp định mức và dòng điện định mức của cầu chì bảo vệ máy biến áp
Công suất định mức máy biến áp (kVA) Điện áp định mức của máy biến áp(kV)
6 10 15 20 30 Điện áp định mức của cầu chì (kV)
Dòng điện định mức của cầu chì (kA)
Khi chọn cầu chì cao áp cho máy biến áp ba pha với S = 6kV và U1 = 6kV, cần tham khảo bảng 9.1 Cầu chì phù hợp có điện áp định mức 7,2 kV và dòng điện định mức 6,3 A Việc đối chiếu các thông số này với máy biến áp là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động.
30 Dòng điện định mức của máy biến áp: I n =
Dòng xung khi đóng mạch máy biến áp: Ix = 12.I n = 34,68 A
CHỌN CẦU CHÌ CHO ĐỘNG CƠ ĐIỆN
- Trường hợp mở máy trực tiếp:
Cầu chì dùng để bảo vệ động cơ điện được chế tạo với điện áp 7.2kV và 12kV, dòng điện từ 63 A đến 100 A, với những điều kiện sử dụng là
Dòng điện mở máy lớn nhất của động cơ gấp sáu lần dòng điện định mức.
Số lần mở máy trong một giờ không quá sáu lần, trong đó chỉ được hai lần mở máy liên tiếp nhau
Thời gian mở máy của động cơ từ 5 giây đến 60 giây Điều kiện chọn cầu chì 𝑰
𝒇𝟏𝟎 ≥ 𝟔𝑰 𝒏𝑫 𝒌 + I 𝑓 10 : dòng điện làm cho cầu chì bị đứt với thời gian 10 giây (thời gian mở máy động cơ điện)
+ 𝐼 𝑚𝑚 : dòng điện mở máy của động cơ điện ;
+ k : hệ số, có giá trị từ 0,55 đến 0,60.
+ InD : dòng điện định mức của động cơ
VD Giá trị hệ số k của cầu chì trung áp có khả năng cắt cao (HRC) của hãng ABB, ký hiệu BWMW:
Loại cầu chì Un(kV) Kích thước Giá trị hệ số k ứng với dòng điện định mức In mm 63A 80A 100A
Để giúp việc chọn cầu chì trở nên dễ dàng hơn, nhà sản xuất đã cung cấp bảng 3 với các giá trị dòng điện If, tương ứng với dòng điện làm đứt cầu chì trong thời gian 5 giây và 10 giây.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét các khoảng thời gian mở máy của động cơ, bao gồm 20 giây, 30 giây, 40 giây, và 60 giây, cùng với dòng điện mở máy Imm trong các khoảng thời gian 5 giây, 10 giây, 20 giây, 30 giây, 40 giây và 60 giây Tất cả các điều kiện này cần thỏa mãn yêu cầu Imm ≤ kIf để đảm bảo hiệu suất hoạt động của động cơ.
Bảng 3 Giá trị của dòng If và dòng Imm với thời gian mở máy 5 giây, 10 giây, 20 giây,
Thời gian mở máy (giây) kV mm A 5 10 20 30 40 60
Để bảo vệ động cơ có điện áp định mức 6 kV và dòng điện mở máy 190 A, cần chọn cầu chì phù hợp Thời gian mở máy tối đa là 12 giây, với số lần mở máy không vượt quá 6 lần trong 1 giờ Việc lựa chọn cầu chì đúng cách sẽ đảm bảo an toàn và hiệu suất cho động cơ.
Chúng ta chọn cầu chì có điện áp định mức Un = 7.2 kV.
Giá trị 190 A nằm giữa hai giá trị 201 A và 179 A, với thời gian mở máy là 10 giây và 20 giây Dòng điện định mức của cầu chì là In = 100 A và chiều dài L = 292 mm.
Imm10(201) > Imm(190) > Imm20(179) Dòng điện làm cho cầu chì bị đứt trong thời gian mở máy là:
Từ đường đặc tính ampe-giây trên H.33 của cầu chì 100 A với chiều dài L = 292 mm, ứng với 322 A ta có thời gian là 20 s > 12 s
Như vậy, ta chọn cầu chì 100 A, 7,2 kV, L = 292 mm.
Dòng điện định mức của động cơ được bảo vệ bằng cầu chì đã chọn phải là:
- Trường hợp mở máy gián tiếp
Dòng điện định mức của cầu chì được chọn bằng từ 1,5 đến 2 lần dòng điện định mức của động cơ: 𝑰 𝒏 = (1,5 – 2) 𝑰 𝒏 Đ
+ 𝐼 𝑛 dòng điện định mức của cầu chì + 𝐼 𝑛Đ dòng điện định mức của động cơ
BẢNG SO SÁNH CẦU CHÌ HẠ ÁP VÀ CẦU CHÌ CAO ÁP
Cầu chì hạ áp Cầu chì cao áp Điện áp và dòng điện - Có điện áp thấp, thường là dưới 1000V.
- Dòng chịu đựng thấp, từ vài chục đến vài trăm ampe
- Có điện áp cao hơn, thường từ 1000V trở lên.
- Dòng chịu đựng cao, từ vài trăm đến hàng nghìn ampe
Khả năng dò phạm vi ngắn mạch
Tốt, giúp ngắt mạch nhanh chóng khi có sự cố ngắn mạch
Tốc độ ngắt mạch thường chậm hơn so với cầu chì hạ áp, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất bảo vệ trong các thiết bị và mạch điện dân dụng Việc hiểu rõ về tốc độ ngắt mạch là rất quan trọng trong hệ thống điện công nghiệp để đảm bảo an toàn và hiệu quả hoạt động.
Kiểm tra và bảo dưỡng
Việc kiểm tra và thay thế có thể thực hiện một cách dễ dàng Tuy nhiên, các hệ thống phức tạp hơn đòi hỏi quy trình kiểm tra và bảo trì chuyên sâu hơn do yêu cầu kỹ thuật cao.
QUÁ TRÌNH LẮP ĐẶT VÀ BẢO TRÌ CẦU CHÌ
Hướng dẫn về cách lắp đặt cầu chì đúng cách và mối liên kết với các thiết bị khác trong hệ thống điện
Cầu chì đóng vai trò thiết yếu trong hệ thống điện, bảo vệ mạch điện và các thiết bị liên quan Để đảm bảo an toàn và hiệu quả, việc lắp đặt cầu chì đúng cách là rất quan trọng Dưới đây là hướng dẫn chi tiết về cách lắp đặt cầu chì một cách chính xác.
- Đấu cầu chì: Cấp nguồn cho cầu chì Lấy 2 ngõ ra của cầu chì bao gồm 1 dây nguội
(N) và 1 dây nóng (L) Hãy nhớ chính xác đường dây nóng và đường lạnh.
- Một ổ cắm điện và một công tắc: Lấy dây nóng ở ngõ ra của cầu chì chia thành 2 nhánh: 1 nhánh đấu vào ổ cắm điện, 1 nhánh đấu vào công tắc.
- Đấu dây bóng đèn: Lấy dây ở ngõ ra của công tắc để đấu vào một cực của bóng đèn.
- Cách lắp cầu chì vào bảng điện cuối cùng: Đấu dây của cầu chì với các mối nối còn lại.
Trong hệ thống điện, việc lắp đặt cầu chì cần được thực hiện trước các thiết bị khác Nếu cầu chì được lắp sau thiết bị điện, gần dây lạnh, sẽ gây ra rủi ro khi có sự cố về nguồn điện, chẳng hạn như thay đổi điện áp.
U, cường độ dòng điện I… thì các thiết bị sẽ hỏng, và cầu chì không có tác dụng bảo vệ mạch và các thiết bị điện.
Cách thay thế và kiểm tra cầu chì khi cần thiết
Cách thay thế cầu chì
- Cần tắt nguồn điện trước khi thay thế cầu chì trong ổ cắm điện.
Khi tắt hệ thống nguồn điện chính, cần kiểm tra lại bằng các dụng cụ phù hợp để xác định xem hệ thống điện còn hoạt động hay không, nhằm thay thế cầu chì một cách an toàn hơn.
Để khắc phục dây cầu chì bị cháy, trước tiên bạn cần xác định vị trí của dây Nếu dây chỉ bị hỏng nhẹ, bạn có thể nối lại bằng băng keo cách điện Tuy nhiên, nếu dây bị hỏng nặng, bạn cần cắt dây cầu chì và tháo cầu chì ra, sau đó thay thế bằng cầu chì mới để đảm bảo an toàn.
- Dựa vào chỉ số Ampe trên nắp cầu chì để kiểm tra chỉ số của cầu chì bị hỏng.
- Lựa chọn cầu chì có chỉ số ampe tương tự cầu chì cũ rồi tiền hành thay thế.
Để đảm bảo cầu chì trong ổ cắm điện hoạt động ổn định, hãy lắp cầu chì vào vị trí cũ và sử dụng ốc vít để siết chặt Điều này giúp ngăn ngừa tình trạng lung lay của cầu chì trong quá trình vận hành.
- Kiểm tra kỹ lại lần nữa sau đó mở nguồn điện tổng để cho thiết bị đi vào làm việc.
Cách kiểm tra cầu chì
- Kiểm tra cầu chì từ bên ngoài
+ Dây nối của cầu chì bị đứt hoặc chảy có nghĩa đã bị hỏng.
- Kiểm tra vị trí lắp đặt của cầu chì trên mạch điện không bị xô lệch.
- Kiểm tra cầu chì bằng đồng hồ vạn năng
Để kiểm tra tình trạng cầu chì, hãy đặt thiết bị kiểm tra vào điểm nối giữa cầu chì và bảng mạch điện Nếu đèn sáng, điều này cho thấy cầu chì đang hoạt động bình thường; ngược lại, nếu đèn không sáng, cầu chì đã bị hỏng.
Thời gian kiểm tra định kì và bảo trì cầu chì
Cầu chì đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện, vì vậy việc kiểm tra định kỳ là cần thiết để đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định Để duy trì an toàn và hiệu quả, người dùng nên thực hiện bảo trì cầu chì theo lịch trình định sẵn.
Kiểm tra cầu chì định kỳ là cần thiết để phát hiện sớm các lỗi hỏng hóc Thời gian kiểm tra cụ thể có thể thay đổi tùy thuộc vào loại hệ thống điện và môi trường sử dụng.
- Bảo dưỡng cầu chì: Một số hệ thống điện yêu cầu bảo dưỡng định kỳ ít nhất một năm một lần.
Những yêu cầu cơ bản đối với khí cụ điện bảo vệ cầu chì
Để đảm bảo hoạt động lâu dài của thiết bị điện, cần tuân thủ các thông số kỹ thuật định mức Nếu dòng điện qua các phần dẫn điện không vượt quá giá trị cho phép, thiết bị có thể hoạt động trong thời gian dài mà không gây hư hỏng.
- Khả năng ổn định nhiệt và ổn định điện động: Khí cụ điện phải có khả năng ổn định nhiệt và ổn định điện động.
- Điện áp định mức: Điện áp mà cầu chì có thể chịu được.
- Dòng điện định mức: Dòng điện mà cầu chì có thể chịu được.
- Khả năng cắt (dòng ngắn mạch) định mức: Khả năng ngắt dòng ngắn mạch của cầu chì.
Đặc tính ampe-giây của cầu chì cần phải thấp hơn đặc tính của thiết bị được bảo vệ tại mọi điểm, nhằm đảm bảo khả năng hạn chế dòng điện hiệu quả Điều này giúp bảo vệ thiết bị khỏi những sự cố về điện, đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng.
Một số lưu ý khi lắp mạch an toàn
- Đảm bảo nguồn điện đã tắt: Trước khi tiến hành lắp mạch, hãy đảm bảo rằng nguồn điện đã được tắt để tránh nguy cơ chập điện.
- Phân biệt dây nóng và dây lạnh: Khi lắp đặt, bạn cần phải ghi nhớ chính xác dây nóng và dây lạnh để tránh tình trạng gây cháy nổ.
- An toàn khi thử điện: Khi thử điện, hãy sử dụng các trang thiết bị bảo hộ để đảm bảo an toàn.
- Lắp đặt tại nơi khô ráo: Để tránh tình trạng điện bị rò rỉ, bạn nên lắp đặt cầu chì ở nơi khô ráo.
- Cầu chì phải có nắp che: Để đảm bảo an toàn, cầu chì phải có nắp che.
- Kiểm tra số liệu định mức của cầu chì: Số liệu định mức của cầu chì phải phù hợp với yêu cầu làm việc của mạng điện.
MỘT SỐ CẦU CHÌ CỦA CÁC HÃNG
Cầu chì DC
Cầu chì DC là thiết bị quan trọng giúp mở hoặc ngắt mạch khi dòng điện vượt quá mức cho phép Một thách thức lớn trong việc sử dụng cầu chì DC là việc dập tắt hồ quang do dòng điện trực tiếp gây ra, vì trong mạch không có dòng điện bằng 0 Để khắc phục tình trạng này, cầu chì DC được thiết kế với các điện cực cách xa nhau hơn, dẫn đến kích thước lớn hơn so với cầu chì thông thường.
AC sẽ tăng lên nhiều hơn.
Cầu chì AC
Trên thị trường hiện nay, có hai loại cầu chì AC: cầu chì điện áp thấp và cầu chì điện áp cao Cầu chì AC hoạt động với tần số thay đổi biên độ từ 0 đến 60 trong một giây.
Do đó, hồ quang trong mạch điện xoay chiều có thể bị tuyệt chủng dễ dàng so với mạch điện một chiều.
Cầu chì điện áp thấp được phân loại thành bốn loại chính, bao gồm loại bán kín, loại có thể tua lại, loại hoàn toàn kín và các loại công tắc phổ biến như hộp mực.
Cầu chì sứ
Cầu chí sứ, hay cầu chì ống, là thiết bị bảo vệ cáp và thiết bị điện khỏi quá tải và ngắn mạch, đảm bảo an toàn cho hệ thống điện Sản phẩm này không chỉ bảo vệ hệ thống mà còn giúp người dùng an tâm trong quá trình vận hành Hiện nay, cầu chì sứ được chế tạo từ nhiều chất liệu như sứ, thủy tinh và gốm, và mặc dù không còn phổ biến như trước, chúng vẫn được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điện công nghiệp Cầu chì sứ thường được lắp trong hộp vỏ cầu chì với công suất từ 1A đến 1000A.
Cầu chì Rewirable
Cầu chì Rewirable chủ yếu được sử dụng trong các mạch điện nhỏ và hệ thống dây điện trong nhà Nó bao gồm hai phần chính: cầu chì và chất mang cầu chì, cho phép người dùng dễ dàng thay thế khi cần thiết Đế cầu chì được làm bằng sứ, giữ các dây dẫn có thể được làm từ chì, đồng thiếc, nhôm hoặc hợp kim chì-thiếc Chất mang cầu chì trong đế có thể được chèn hoặc lấy ra một cách thuận tiện mà không cần mở công tắc chính.
Cầu chì trạm biến áp
Cầu chì ngoài trời được thiết kế đặc biệt để bảo vệ máy biến áp, giúp ngăn chặn hư hỏng do quá tải Khi xảy ra sự cố, cầu chì sẽ tan chảy, khiến phần tử cầu chì rơi xuống dưới tác động của trọng lực, từ đó đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.
Cầu chì (Striker Type Fuses)
Nó là một thiết bị cơ khí Nó có đủ lực và chuyển vị để có thể được sử dụng với vai trò đóng các mạch chỉ thị / ngắt.
Cầu chì cách ly (Switch Fuse)
Thiết bị cầu chì được sử dụng cho các mạch điện áp thấp và trung bình, với các xếp hạng phổ biến như 30, 60, 100, 200, 400, 600 và 800 ampe Các đơn vị cầu chì này có sẵn dưới dạng 3 cực và 4 cực, với khả năng chế tạo lên tới 46 kA Chúng có thể ngắt an toàn dựa trên dòng định mức gấp 3 lần dòng tải.
Cầu chì HRC điện áp cao
Cầu chì điện áp cao được thiết kế đặc biệt để giải quyết vấn đề corona, do đó chúng thường được phân loại thành ba loại chính.
Cầu chì hộp E90 ABB
Cầu chì hộp E90 của ABB là sản phẩm lý tưởng để kiểm soát và bảo vệ mạch điện trong hệ thống tự động điều khiển, giúp đóng ngắt mạch và bảo vệ quá tải với dòng định mức lên đến 125A Sản phẩm này mang lại nhiều ưu điểm nổi bật của ABB.
- Bảo vệ quá tải, ngắn mạch trong mạng điện hạ thế
- Sử dụng an toàn khi đóng cắt bằng tay
- Dòng định mức lên đến 125A
- Đáp ứng tiêu chuẩn IEC 60947-3, UL 4248
- Có giá thành hợp lý, tiết kiệm chi phí
Cầu chì HRC 500V ABB
Cầu chì HRC 500V ABB, sản xuất tại Phần Lan, được thiết kế cho cầu giao model OS và OSEA, đã được nhiệt đới hoá để đáp ứng tiêu chuẩn IEC Sản phẩm này mang lại nhiều ưu điểm nổi bật, đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy trong các ứng dụng điện.
- Sản phẩm được sản xuất tại Phần Lan
- Cô lập mạch điện từng phần khi xảy ra sự cố
- Đáp ứng các tiêu chuẩn IEC 60269-2 và 60947-3
- Dòng điện 2A đến 1600A, điện áp 500V và 690V
Nhằm bảo vệ mạch điện một cách an toàn nhất, rất nhiều khách hàng đã lựa chọn cầu chì
DF Schneider là thiết bị điện hiện đại và tiên tiến từ thương hiệu nổi tiếng Schneider, mang lại sự an tâm tuyệt đối cho việc thiết lập hệ thống mạch điện.
Cầu chì DF Schneider, bao gồm ruột và đế cầu chì, được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp nhằm bảo vệ và cách ly ngắn mạch cho các thiết bị như động cơ và máy phát Sản phẩm này có khả năng hoạt động với dòng điện từ 0.5A đến 125A và điện áp tối đa lên đến 690V.
Cầu chì có cấu tạo đơn giản và chi phí sản xuất thấp, nhưng lại đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn cháy nổ và chập điện, những hiện tượng thường xuyên xảy ra trong cuộc sống hàng ngày Với công dụng vượt trội, cầu chì được sử dụng rộng rãi ở nhiều địa điểm khác nhau, đặc biệt trong các ổn áp Standa, nơi nó giúp bảo vệ khỏi ngắn mạch và quá tải, từ đó bảo vệ gián tiếp các thiết bị điện trong gia đình bạn.
Nghiên cứu về khí cụ điện bảo vệ cầu chì hạ áp và trung cao áp cung cấp cái nhìn sâu sắc về công nghệ và chức năng của cầu chì trong bảo vệ mạng lưới điện Để đạt hiệu quả tối đa, cần chú trọng đào tạo, nâng cao kỹ năng, áp dụng công nghệ tiên tiến và tuân thủ quy trình, tiêu chuẩn kỹ thuật Nghiên cứu và phát triển liên tục trong lĩnh vực này sẽ nâng cao an toàn, hiệu suất hệ thống điện và đảm bảo ổn định, liên tục cho nguồn cung cấp điện.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Giáo trình Khí Cụ Điện ThS Phạm Xuân Hổ- TS.Hồ Xuân Thanh
2 Giáo trình và video bài giảng thầy ThS.Phạm Xuân Hổ
3 https://thietbidienkv.vn/cau-chi-cau-tao-phan-loai-cong-dung-thong-so-va-cach-chon- cau-chi
4 https://vnk.edu.vn/he-thong-dien/lua-chon-cau-dao-cau-chi-ha-ap
5 https://youtu.be/K4Y1yr0iW40?si=1jbPTgi7fCD8XLgx
6 https://anmyelectric.com/blog/cau-chi
7 https://www.studocu.com/vn/document/truong-dai-hoc-su-pham-ky-thuat-thanh-pho- ho-chi-minh/dien-tu-co-ban/kcd-nhom-7-de-tai-so-4-khi-cu-dien-bao-cao-cuoi- ky/38989793