Đề tài tìm hiểu về khí cụ điện đóng ngắt trung cao áp bằng tay dao cách ly, cầu dao

Tuy nhiên, trong quá trình sử dụng điện thì không thể tránh khỏi những sự cố, rủi ro xảy ra như ngắn mạch, quá điện áp, quá dòng điện… Để đảm bảo vấn đề về an toàn tính mạng cho con ngườ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ -oOo -

ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN ĐÓNG NGẮT TRUNG CAO ÁP BẰNG TAY: DAO CÁCH LY, CẦU

DAO

GVHD: Th.S Phạm Xuân Hổ

Nhóm thực hiện: nhóm 5 Châu Ngọc Huy 22142310

MỤC LỤC

PHẦN A: MỞ ĐẦU 4

PHẦN B: TÌM HIỂU VỀ KCĐ ĐÓNG NGẮT TRUNG CAO ÁP BẰNG TAY: DAO CÁCH LY, CẦU DAO 5

1) Dao cách ly: 5

1.1) Khái niệm, chức năng: 5

1.2) Cấu tạo: 6

1.3) Thông số: 6

1.4) Phân loại: 7

1.5) Nguyên lý hoạt động: 10

1.6) Lắp đặt: 11

1.7) Vận hành, thao tác: 12

1.8) Phạm vi ứng dụng: 12

2) Cầu dao: 12

2.1) Khái niệm, chức năng: 12

2.2) Cấu tạo: 13

2.3) Thông số: 13

2.4) Phân loại: 14

2.5) Nguyên lý hoạt động: 14

2.6) Quy trình đóng cắt: 14

2.7) Lắp đặt: 15

2.8) Vận hành: 15

2.9) Phạm vi ứng dụng: 15

3) Dao nối đất: 16

3.1) Khái niệm: 16

3.2) Phân loại: 17

3.3) Sự khác nhau giữa các loại dao nối đất: 17

4) Ưu, nhược điểm của dao cách ly, cầu dao: 17

5) So sánh của dao cách ly, cầu dao: 18

6) Nguyên nhân gây ra hư hỏng của dao cách ly, cầu dao và biện pháp khắc phục: 19

6.1) Nguyên nhân: 19

6.2) Biện pháp: 20

6.3) Bảo dưỡng: 21

6.4) Độ an toàn: 21

6.5) Độ bền: 22

7) Nên chọn loại cầu dao cách ly , cầu dao như thế nào để đảm bảo chất lượng: 22

8) Phân biệt "Công tắc cầu dao " và "công tắc cách ly" : 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25

LỜI CẢM ƠN

Thực tế luôn cho thấy, không có sự thành công nào không gắn liền với sự cố gắng,

hỗ trợ và giúp đỡ của những người xung quanh dù cho sự giúp đỡ đó là ít hay nhiều, trực tiếp hay gián tiếp Trong suốt thời gian làm bài tiểu luận đến nay, chúng em đã nhận được

sự quan tâm, chỉ bảo, giúp đỡ của thầy cô, gia đình và bạn bè xung quanh

Với tình cảm chân thành , chúng em xin cảm ơn từ tận đáy lòng đến người thầy – người đã dùng những tri thức và tâm huyết của mình để có thể truyền đạt cho chúng em vốn kiến thức quý báu Chúng em cảm ơn thầy đã giúp đỡ và hướng dẫn chúng em tận tình trong suốt thời gian viết bài tiểu luận, tạo cho chúng em những tiền đề, những kiến thức để tiếp cận, phân tích và giải quyết vấn đề Nhờ đó mà chúng em hoàn thành bài tiểu luận của mình tốt hơn Bên cạnh đó, chúng em cũng xin cảm ơn bạn bè, anh chị đã tận tình chỉ bảo chúng em trong quá trình hoàn thành bài tiểu luận, tạo cho chúng em hiểu thêm về những kiến thức thực tế

Bài báo cáo này được nhóm em thực hiện sau khi thầy phân công công việc Với vốn kiến thức còn hạn chế của chúng em nên không tránh khỏi sai sót trong bài báo cáo Dovậy chúng em mong nhận những ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn cùng lớp để bài báo cáo được hoàn thiện hơn Những kiến thức này sẽ là nền tảng của chúng em sau này, sẽ giúp cho quá trình làm việc của chúng em sau này tốt hơn Chúng em xin gửi tới mọi người lời chúc thành công trên con đường sự nghiệp của mình Chúng em xin chân thành cảm ơn

PHẦN A: MỞ ĐẦU

LỜI GIỚI THIỆU

Xã hội phát triển, những loại máy móc và thiết bị điện ra đời đã đang có những đóng góp vô cùng lớn, tiết kiệm sức lao động của con người, thế nhưng để những thiết bị điện tử này hoạt động thì điện năng là yếu tố quan trọng thiết yếu nhất Điện năng đã và đang có những vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống sinh hoạt, sản xuất Tất cả các ngành nghề hiện nay từ thủ công đến công nghiệp đều cần có sự tham gia của điện năng Điện năng hiện nay như một thành phần tham gia vào sản xuất không thể thiếu, hiện đại đi kèm với hại điện là điều từ rất lâu chúng ta đã biết Vậy điện năng thực sự có vai trò quan trọng trong cuộc sống và sản xuất Tuy nhiên, trong quá trình sử dụng điện thì không thể tránh khỏi những sự cố, rủi ro xảy ra như ngắn mạch, quá điện áp, quá dòng điện… Để đảmbảo vấn đề về an toàn tính mạng cho con người, bảo vệ các thiết bị điện và tránh những tổn thất kinh tế có thể xảy ra thì khí cụ điện ngày càng được đòi hỏi nhiều hơn, chất lượng tốt hơn và luôn đổi mới công nghệ Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì các loại khí cụ điện hiện đại được sản xuất ra luôn đảm bảo khả năng an toàn và tự động hóa cao Chính vì vậy mà nghiên cứu, thiết kế các khí cụ điện đóng ngắt là đặt biệt quan trọng nhằm tránh những sự cố đáng tiếc có thể xảy ra Được sự hướng dẫn của thầy Phạm Xuân Hổ trong thời gian làm bài chúng em đã hoàn thành đề tài “TÌM HIỂU VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN ĐÓNG NGẮT TRUNG CAO ÁP BẰNG TAY: DAO CÁCH LY, CẦU DAO” Mặc dù đã

có nhiều cố gắng song do thiếu hiểu biết và kiến thức còn nhiều hạn chế, thời gian có hạn

và kinh nghiệm thực tế còn ít, nên quá trình làm bài chúng em còn mắc nhiều sai sót nhất định Vì vậy, chúng em rất mong có sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn sinh viên khác Chúng em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN B: TÌM HIỂU VỀ KCĐ ĐÓNG NGẮT TRUNG CAO ÁP BẰNG TAY: DAO CÁCH LY, CẦU DAO

1) Dao cách ly:

1.1) Khái niệm, chức năng:

- Khái niệm: Dao cách ly là khí cụ điện dùng để đóng cắt mạch điện hệ thống

cao áp khi không có dòng điện hay dòng rất nhỏ, nhỏ hơn nhiều lần so

+ Dao cách ly không cắt được dòng ngắn mạch

+ Dao cách ly kết hợp với cầu chì thành dao cắt tải có thể đóng, cắt dòng định mức

Khả năng chịu ngắn mạch 25kA/1s

Độ bền điện áp xung (BIL) 125kV; 150kV; 170kV; 200kV

Chiều dài dòng rò 25 hoặc 31 mm/kV

Vật liệu cách điện Polymer; Sứ; Epoxy

Phụ kiện Sào thao tác; Bộ truyền động; Thanh chống DS

1.4) Phân loại:

- Theo kiểu truyền động:

+ Dao cách ly kiểu chém+ Dao cách ly kiểu trụ quay+ Dao cách ly kiểu treo+ Dao cách ly kiểu khung truyền.+ Dao cách ly kiểu gấp khuỷu

- Theo môi trường lắp đặt:

+ Dao cách ly trong nhà

+ Dao cách ly ngoài trời

- Theo kết cấu:

+ Dao cách ly một pha

+ Dao cách ly ba pha

1.5) Nguyên lý hoạt động:

+ Dao cách ly gần giống như cầu dao hạ thế nhưng vì dao cách ly làm việc ở điện

áp cao nên các phụ kiện thường lớn hơn Dao cách ly làm nhiệm vụ đóng và cắt mạch điện khi không có dòng điện

+ Công dụng của nó là cách ly các bộ phận mạch điện khỏi các phần có điện để tiến hành sửa chữa Dao cách ly không có bộ phận dập hồ quang

+ Thao tác dao cách ly bằng sào cách điện hoặc bằng bộ truyền động nối đến trục truyền động Đóng cắt dao cách ly có thể thực hiện bằng tay, bằng động cơ hoặc có loại trang bị khác

+ Để đóng cắt dao cách ly ta tác động vào hệ thống truyền động, làm cho lưỡi dao

và ngàm cố định tiếp xúc (đóng) hoặc rời ra khỏi nhau (ngắt)

- Quy trình đóng cắt:

+ Dao cắt phụ tải LBS đóng/cắt tại vị trí lắp đặt hoặc có thể đóng/cắt từ xa thông qua hệ thống điều khiển

+ Dao cách ly DS đóng cắt tại vị trí lắp đặt

+ Các phần có dòng iện chạy và tiếp điểm: đảm bảo ổn định hoạt động và nhiệt.đ+ Bộ truyền động và dao cách ly phải giữ vững ở vị trí đóng khi có dòng iện ngắn đmạch chạy qua, đảm bảo tin cậy, cố định chắc chắc khi ở vị tri cắt

+ Để tránh hiện tượng phóng điện khi điện áp tăng cao, dao cách ly có khoảng cách

an toàn giữa các tiếp điểm

+ Để dao cách ly chỉ được đóng cắt sau khi máy cắt đã cắt, cơ cấu của dao cắt ly phải được nối liên động với máy cắt ( trường hợp này là dao cắt ly bố trí ở 2 đầu máy cắt)

1.7) Vận hành, thao tác:

- Vận hành: Dao cách ly DS đóng cắt tại vị trí lắp đặt

- Thao tác

+ Cầu dao có mục đích hạn chế

+ Cầu dao chuyên dụng

+ Cầu dao bộ tụ điện

+ Cầu dao kháng điện song song

2.5) Nguyên lý hoạt động:

+ Khi đóng điện ở tình trạng bình thường, cầu dao sẽ ở trạng thái đóng tiếp điểmbởi 2 móc tương ứng với móc 3 ở trên cụm tiếp điểm động Lúc này, bật cầu dao về trạngthái ON, dòng điện ở nam châm điện 5 cùng phần ứng 4 không hút

+ Nếu mạch điện bị ngắn mạch hoặc quá tải, lực hút điện từ ở nam châm điện 5 sẽhút phần ứng 4 xuống khiến móc 3, 5 bật nhả và thả tự do, lò xò 1 cũng được thả lỏng Cáctiếp điểm của cầu dao sẽ mở ra và mạch điện bị ngắt hẳn

2.6) Quy trình đóng cắt:

+ Thao tác đóng cắt cầu dao bằng điện được thực hiện thông qua các nút ấn trên tủ điều khiển trong phòng iều khiển Trong trường hợp điều khiển từ xa hoặc tại ngay tủ điềuđkhiển trên giá đỡ cầu dao ta điều khiển bằng cơ khí (quay tay) tại chỗ

+ Việc thao tác đóng cắt cầu dao bằng tay phải thực hiện nhanh chóng Dứt khoát nhưng không được đập mạnh ở cuối hành trình.Trong quá trình óng cầu sao cách ly đnghiêm cấm cắt các lưỡi dao trở lại khi thấy xuất hiện hồ quang

2.7) Lắp đặt:

- Vị trí lắp đặt: Cầu dao mắc vào dây pha trước công tắc và ổ lấy điện

2.8) Vận hành:

-Dao cắt phụ tải LBS đóng/cắt tại vị trí lắp đặt hoặc có thể đóng/cắt từ xa thông qua hệ thống điều khiển

2.9) Phạm vi ứng dụng:

-Cầu dao là công tắc điện sử dụng nhằm bảo vệ mạch điện khi gặp tình trạng quá tải, sụt

áp hoặc ngắn mạch Thiết bị này còn dùng ể đóng ngắt mạch điện bằng tay Do đó, nó cóđnhiệm vụ tìm những dòng điện bị lỗi và ngắt mạch điện

3) Dao nối đất:

3.1) Khái niệm:

Là một thiết bị đóng cắt cơ khí dùng nối đất và tạo ngắn mạch Nó có khả năng chịu dòng điện với thời gian quy định ở điều kiện không bình thường (ngắn mạch), chúng không đòi hỏi dẫn dòng làm việc

Cấu tạo bao gồm:

1/ Khung 2/ Sứ cách điện 3/ Trục truyền động 4/ Tiếp điểm dạng ống 5/ Đầu nối cao áp 6/ Dây nối 7/ Bộ điều khiển

Cấu tạo dao tiếp đất TEC

Chi tiết tiếp điểm:

1/ Tiếp điểm ngón 2/ Thiết bị chống vầng quang 3/ Tiếp điểm dạng ống 4/ Má tiếp điểm

Tiếp điểm nối đất (TEC)

3.2) Phân loại:

- Nối đất thẳng đứng dùng cho điện áp định mức và dòng iện đỉnh thấp.đ

- Cầu dao quay/ thẳng dùng cho điện áp và dòng ỉnh cao hơn.đ

Thông số kỹ thuật của dao nối đất loại TEC

3.3) Sự khác nhau giữa các loại dao nối đất:

Sự khác nhau của hai loại này nằm ở chỗ thiết kế cơ cấu thao tác và chuyển động của cần tiếp xúc thực hiện Cơ cấu nối đất quay thẳng đứng cho phép làm tăng tính năng, tau tiếp điểm quay trước nhưng cuối vòng quay chuyển sang đường thẳng vào tiếp điểm nối đất Lá tiếp điểm trên tay cần tiếp xúc cố định vào tiếp điểm nối đất tạo nên chỗ nối có thể chịu dòng ỉnh cao.đ

4) Ưu, nhược điểm của dao cách ly, cầu dao:

Dao cách ly Cầu dao

Ưu điểm - Chi phí lắp đặt rẻ.

- Có thể đóng và cắt mạch điện khi

không có dòng điện

- Nhờ có dao cách ly nên khi sửa chữa

một thiết bị nào đó thì các thiết bị bên

cạnh vẫn làm việc bình thường

- Dao cách ly là thiết bị tạo ra khoảng

- Bảo dưỡng ,sữa chữa đem đi lắpđặt dễ

- Khả năng đóng/cắt khi có tải

- hi lắp đặt dao cắt phụ tải LBSK

tại đầu các nhánh rẽ, sẽ thu hẹpđược các khu vực bị mất điện

hở cách điện trông thấy được giữa bộ

phận đang mang điện và bộ phận cắt

điện để đảm bảo an toàn cho người sử

dụng

Nhược

điểm Chi phí lắp đặt đắt.

Dao cách ly không có bộ phận dậptắt hồ quang nên không thể cắtđược dòng iện lớnđ

5) So sánh của dao cách ly, cầu dao:

(Kẻ bảng)

Dao cách ly Cầu dao

Giống - Đều là khí cụ điện dùng để đóng/cắt mạch điện

- Lắp đặt trên đường dây tải điện hoặc tại các trạm biến áp, trung áp, cao áp.Khác

Cấu tạo Dao cách ly DS không có buồng

dập hồ quang Cầu dao phụ tải LBS có buồng dập hồquang

lắp đặt Dao cắt phụ tải LBS Đóng/cắt tại vị trílắp đặt hoặc có thể đóng/ cắt từ xa

thông qua hệ thống điều khiểnChi phí

Công

dụng khoảng hở cách điện trông thấy-Dao cách ly là thiết bị tạo ra

được giữa bộ phận đang mang điện

-Nhờ có dao cách ly nên khi sửa

chữa một tiết bị nào đó thì các thiết

-Mặt khác, khi lắp đặt dao cắt phụ tảiLBS tại đầu các nhánh rẽ, sẽ thu hẹpđược các khu vực bị mất điện Để phục

vụ cho việc cắt điện theo kế hoạch đểcông tác, hay phân đoạn để xử lý sự cốtrên đường dây Việc đóng mở dao cắtphụ tải LBS thường thực hiện bằng sàongay tại nơi đặt LBS

Phân loại -Theo cách vận hành

-Theo môi trường lắp đặt

-Dao cách ly 1 pha: dao cách ly 1 phatrong nhà máy điện được dùng đểđóng/mở

-Theo kiểu mở: ngang hay đứng

-Theo điện áp hoạt động: 12kV,

22kV, hay 36kV…

- Theo cấu tạo: Buồng dập hồ

quang bằng khí, hay dầu hay bình

1 Sử dụng không đúng cách: Nếu không sử dụng dao cách ly hoặc cầu dao theo hướng dẫn,

ví dụ như sử dụng chúng cho các công việc nặng hoặc vượt quá khả năng chịu tải, điều này

có thể gây ra hư hỏng

2 Mài mòn: Sử dụng liên tục và tiếp xúc với các bề mặt khác nhau có thể làm mài mòn lưỡi dao và gây ra hư hỏng

3 Va đập hoặc rơi: Nếu dao cách ly hoặc cầu dao bị va đập hoặc rơi từ khoảnh khắc cao, nó

có thể bị biến dạng, gãy hoặc làm méo mó lưỡi

4 Chất liệu kém chất lượng: Sử dụng các loại dao được làm từ chất liệu kém chất lượng có thể khiến chúng trở nên yếu và ít bền trong quá trình sử dụng hàng ngày

5 Thiết kế không tốt: Một thiết kế không tốt của dao cách ly hoặc cầu dao có thể dẫn đến

sự mất cân bằng, làm giảm hiệu suất và gây ra hư hỏng

6 Sử dụng không đúng nhiệt độ: Một số loại dao yêu cầu điều kiện nhiệt độ nhất định để hoạt động tốt Nếu sử dụng chúng ở nhiệt độ không phù hợp, chúng có thể bị hư hỏng

7 Tuổi thọ đã quá cao cộng với việc sử dụng liên tục trong khoảng thời gian dài

8.Hóa chất ăn mòn: Tiếp xúc với các loại hóa chất ăn mòn có thể làm cho lưỡi dao bị ăn

và không tiếp xúc trực tiếp với hóa chất.

4 Kiểm tra va đập hoặc rơi rớt: Nếu dao đã va vào hay rơi từ khoản cao, kiểm tra kỹ xem

có tổn thương nào không Nếu có, bạn nên kiểm tra lại hoặc thay thế dao để đảm bảo an toàn khi sử dụng

5 Bảo dưỡng DCL : hàng năm cần có kế hoạch vệ sinh các tiếp điểm, phần tiếp điểm động cần được làm sạch và bôi mỡ vadolin Các cơ cấu truyền động phải được bôi mỡ để có thể đảm bảo làm việc tốt

6.Cần phải kiểm tra 1 lần/tháng các mục sau :

+Mối tiếc xúc giữa thanh tiếp điểm động và ống tiếp điểm

tĩnh

+Mối tiếp xức ở các đầu cốt

+Tình trạng đỡ dao cách ly tốt, không rạn nứt

+Bề mặt sứ sạch sẽ, không bám bẩn, rạn nứt Tình trạng đồng bộ truyền động tốt

7 Đối với dao cắt phụ tải (Load breaker Switch) (Cầu dao) : khi dao hoạt động ở chế độ

có tải, khi cắt tải đang hoạt động sẽ xuất hiện hiện tượng phóng điện và nguy cơ hồ

quang điện gây cháy nổ, vì vậy cần có buồng dập hồ quang đề phòng nguy hiểm.

6.3) Bảo dưỡng:

- Kiểm tra tiếp xúc ở các đầu cốt

- Kiểm tra tình trạng đỡ dao cách ly tốt, không rạn nứt

- Kiểm tra bề mặt sứ sạch sẽ không bám bẩn, không sứt mẻ quá quy định

- Kiểm tra tình trạng đồng bộ truyền động tốt

- Kiểm tra bộ điện trở sấy ở hộp truyền động làm việc tốt.Tính phổ biến

6.4) Độ an toàn:

Độ an toàn của dao cách ly và cầu dao phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm chất liệu, thiết

kế và sử dụng đúng cách Dưới đây là một số yếu tố quan trọng để xem xét:

1 Chất liệu: Dao cách ly và cầu dao thường được làm từ các vật liệu không dẫn điện như nhựa hoặc cao su Điều này giúp ngăn chặn dòng iện từ truyền qua lên người sử dụng.đ

2 Thiết kế: Dao cách ly thường có thiết kế đặc biệt để giảm khả năng tiếp xúc với các bộ phận dẫn điện của dao Ví dụ, lưỡi dao có thể được che chắn bằng một lớp vật liệu không dẫn điện hoặc có hình dạng riêng biệt để giảm tiếp xúc

3 Kiểm tra và chứng nhận: Các sản phẩm an toàn thường được kiểm tra và chứng nhận theo các tiêu chuẩn quốc tế như IEC (International Electrotechnical Commission) hoặc ANSI (American National Standards Institute) Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này đảm bảo

rằng sản phẩm đã qua kiểm tra an toàn và phù hợp với yêu cầu.

4 Sử dụng đúng cách: Để đảm bảo an toàn tối đa, người sử dụng phải tuân thủ các hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất Điều này bao gồm việc kiểm tra dao trước khi sử dụng, không sử dụng dao bị hỏng hoặc có vết nứt, và luôn giữ dao trong tình trạng sạch và khô ráo

Tuy nhiên, không có sản phẩm nào là hoàn toàn an toàn 100% Do đó, việc tuân thủ quy tắc

an toàn khi làm việc với điện và hiểu rõ về nguyên lý hoạt động của các công cụ là rất quantrọng để giảm thiểu nguy cơ tai nạn

6.5) Độ bền:

Độ bền của dao cách ly và cầu dao phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm chất liệu, thiết kế

và quy trình sản xuất Một số yếu tố quan trọng để đánh giá độ bền của các loại dao này là:

1 Chất liệu: Sử dụng chất liệu có khả năng chịu được điện áp cao và kháng hóa chất có thể làm tăng độ bền của dao cách ly và cầu dao

2 Thiết kế: Thiết kế phải được tối ưu hóa để giảm căng thẳng và mài mòn trong quá trình

sử dụng Điều này có thể bao gồm việc sử dụng vật liệu gia cường hoặc các công nghệ gia công tiên tiến

3 Quy trình sản xuất: Quy trình sản xuất phải tuân thủ các tiêu chuẩn chính xác để đảm bảorằng các chi tiết được gia công một cách chính xác và không có lỗi

Tuy nhiên, không thể xác định ngay lập tức rằng độ bền của một loại dao như vậy là cao hay không chỉ thông qua câu hỏi ngắn gọn như vậy Điều này yêu cầu kiểm tra, kiểm tra hiệu suất hoặc tham khảo các thông số kỹ thuật cụ thể từ nhà sản xuất hoặc nguồn tin đáng tin cậy

7) Nên chọn loại cầu dao cách ly , cầu dao như thế nào để đảm bảo chất lượng:

- Phải đảm bảo yêu cầu về chất lượng như :