giáo trình khí cụ điện nghề điện công nghiệp và dân dụng trung cấp

Mÿc tiêu: - Phân loại đ°ợc các loại khí cụ điện - Hiểu đ°ợc cách tiếp xúc điện, cách tạo hồ quang điện và d¿p tÁt hồ quang điện - Rèn luyện tính nghiêm túc trong học t¿p và trong thực hi

Sà LAO ĐàNG TH¯¡NG BINH VÀ Xà HàI ĐÀK LÀK

TR¯âNG TRUNG CÂP TR¯âNG S¡N

GIÁO TRÌNH

MÔN HàC/MÔ ĐUN: KHÍ Cþ ĐIÞN

TRÌNH ĐÞ: TRUNG CÂP

Ban hành kèm theo Quyết định số: 226 /QĐ-TCTS ngày 15 tháng 12 năm 2022 cÿa Hiệu trưởng Trường Trung cấp Trường Sơn

ĐÁk LÁk, năm 2022

TUYÊN Bà BÀN QUYÀN

Tài liệu này thuác loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đ°ợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LâI GIàI THIÞU

Môn học <Khí cụ điện= là mát trong những môn học thực hành đ°ợc biên soạn dựa trên ch°¢ng trình khung và ch°¢ng trình chi tiết do tr°ßng Trung cấp Tr°ßng S¢n ban hành dành cho hệ trung cấp ngành điện công nghiệp và dân dụng

Giáo trình đ°ợc biên soạn làm tài liệu học t¿p, giảng dạy nên giáo trình đã đ°ợc xây dựng á mức đá đ¢n giản và dễ hiểu, trong mßi bài đều có các bài t¿p áp dụng để học sinh sinh viên thực hành, luyện t¿p kỹ năng nghề

Khi biên soạn, tác giả đã dựa trên kinh nghiệm giảng d¿y, tham khảo đồng nghiệp và tham khảo á nhiều giáo trình hiện đang l°u hành để phù hợp với nái dung ch°¢ng trình đào tạo, phù hợp với mục tiêu đào tạo và các nái dung thực hành đ°ợc biên soạn gÁn với yêu cầu thực tế

Nái dung của môn học gồm có 3 ch°¢ng: Ch°¢ng 1: Khí cụ điện đóng cÁt Ch°¢ng 2: Khí cụ điện bảo vệ Ch°¢ng 3: Khí cụ điện điều khiển

Giáo trình cũng là tài liệu học t¿p, giảng dạy và tham khảo tốt cho các ngành thuác lĩnh vực điện dân dụng, v¿n hành nhà máy thủy điện và các ngành gần với ngành điện công nghiệp Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng nh° khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thßi gian và bổ sung c¿p nhất các kiến thức mới cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nái dung thực t¿p của từng bài để ng°ßi học củng cố và áp dụng kiến thức lý thyết đã học phù hợp với kỹ năng

Trong quá trình biên soạn giáo trình, không tránh khỏi thiếu sót, tác giả rất mong sự đóng góp ý kiến của bạn đọc, để ngày mát hoàn thiện h¢n

ĐÁk LÁk, ngày 15 tháng 12 năm 2022 Tham gia biên soạn

2.1 Khái niệm về khí cụ điện 3

2.2 Công dụng và phân loại khí cụ điện 8

2.6 Biến áp đo lường 55

Câu hỏi trắc nghiệm lựa chọn 57

CH¯¡NG 3: KHÍ CþC ĐIÞN ĐIÀU KHIÂN 61

2.6 Kiểm tra định kỳ 77

Bài tập thực hành: 79

I.MþC TIÊU: 79

II.DþNG Cþ,V¾T LIÞU 79

III.NÞI DUNG THþC HÀNH 79

TÀI LIÞU THAM KHÀO 80

GIÁO TRÌNH MÔN HàC Tên môn hác: Khí cÿ đißn

Mã môn hác: MH11

Vß trí, tính chÃt, ý nghĩa và vai trò cāa môn hác:

- Vị trí: Môn học này học sau các môn học: Kỹ Thu¿t An toàn và bảo há lao đáng, Mạch điện; có thể học song song với môn V¿t liệu điện

-Tính chất: Là môn học kỹ thu¿t c¢ sá, thuác các môn học đào tạo nghành Điện công nghiệp và dân dụng

Mÿc tiêu cāa môn hác:

- Về kiến thức:

+ Nh¿n dạng và phân loại đ°ợc các loại khí cụ điện

+ Trình bày đ°ợc cấu tạo và nguyên lý hoạt đáng của các loại khí cụ điện thông dụng

+ Rèn luyện tính nghiêm túc, tỉ mỉ, chính xác trong học t¿p và trong thực hiện công việc

Nßi dung cāa môn hác/mô đun:

Nái dung tổng quát và phân phối thßi gian :

Sá

Thãi gian Tổng

sá thuy¿t Lý

Thÿc hành, thí nghißm, thÁo lu¿n,

bài t¿p

KiÃm tra*

1

Bài má đầu

1.Khái niệm về khí cụ điện

2.Công dụng và phân loại khí cụ điện

2

Ch°¢ng 1: Khí cụ điện đóng cÁt 1.Cầu dao

2.Các loại công tÁc và nút điều khiển

3.Dao cách ly 4.Máy cÁt điện 5.Áp-tô-mát

3

Ch°¢ng 2: Khí cụ điện bảo vệ: 1.Nam châm điện

2.R¢le điện từ 3.R¢le nhiệt 4.Cầu chì

5.Thiết bị chống rò 6.Biến áp đo l°ßng

CH¯¡NG Mä ĐÄU: KHÁI NIÞM VÀ CÔNG DþNG CĀA KHÍ Cþ ĐIÞN Giái thißu:

Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp điện năng các thiết bị điện dân dụng, điện công nghiệp cũng nh° các khí cụ điện đ°ợc sử dụng ngày càng tăng lên không ngừng Chất l°ợng của các khí cụ điện cũng không ngừng đ°ợc cải tiến và nâng cao cùng với sự phát triển của công nghệ mới Vì v¿y đòi hỏi ng°ßi công nhân làm việc trong các ngành nghề và đặc biệt trong các ngành nghề điện phải hiểu rõ về các yêu cầu, nÁm vững c¢ sá lý thuyết khí cụ điện Làm c¢ sá để nÁm vững cấu tạo, nguyên lý làm việc và ứng dụng từng loại khí cụ điện để không ngừng nâng cao hiệu quả kinh tế và tiết kiệm điện năng trong sử dụng

Nái dung môn học này nhằm trang bị cho học viên những khiến thức c¢ bản và cần thiết về c¢ sá lý thuyết khí cụ điện nhằm ứng dụng có hiệu quả trong ngành nghề của mình

1 Mÿc tiêu:

- Phân loại đ°ợc các loại khí cụ điện

- Hiểu đ°ợc cách tiếp xúc điện, cách tạo hồ quang điện và d¿p tÁt hồ quang điện - Rèn luyện tính nghiêm túc trong học t¿p và trong thực hiện công việc

Đá tăng nhiệt đá của khí cụ đ°ợc tính bằng:

- Bề mặt v¿t dẫn á n¢i tiếp giáp nối tiếp gọi là bề mặt tiếp xúc Dòng điện đi từ v¿t dẫn này sang v¿t dẫn khác không đ°ợc thực hiện trên toàn bá bề mặt tiếp xúc mà chỉ đi qua những điểm mà á đó 2 mặt thực sự tiếp xúc với nhau Tổng bề mặt thực sự tiếp xúc có dòng điện chạy qua gọi là diện tích tiếp xúc thực tế

- Các chi tiết, phần tử thực hiện nhiệm vụ tiếp xúc điện gọi là tiếp điểm - Do bề mặt tiếp xúc dù công nghệ chế tạo có hoàn hảo thì thực chất vẫn là bề mặt gồ ghề, lồi lõm nên khi 2 mặt tiếp xúc nhau thì nhiều nhất chúng chỉ tiếp xúc nhau tại 3 đỉnh lồi của bề mặt Vì v¿y diện tích tiếp xúc thực tế rất bé và m¿t đá dòng điện qua điểm tiếp xúc vô cùng lớn Các v¿t liệu làm tiếp điểm đều có tính biến dạng đàn hồi

- Lực tác dụng lên 2 tiếp điểm tiếp xúc thực tế bị nén biến dạng làm tăng diện tích tiếp xúc thực tế n¢i dòng điện chảy qua, lực đó gọi là lực ép tiếp điểm Các yêu cầu c¢ bản của tiếp xúc điện:

- N¢i tiếp xúc điện phải chÁc chÁn, đảm bảo - Mối nối tiếp xúc phải có đá bền c¢ khí cao

*Để đảm các yêu cầu trên, v¿t liệu dùng làm tiếp điểm có các yêu cầu: - Điện dẫn và nhệt dẫn cao

- Đá ben chống rỉ trong không khí và trong các khí khác - Đá bền chống tạo lớp màng có điện dẫn suất cao

- Đá bền chịu hồ quang cao (nhiệt đá nóng chảy ) - Dễ gia công, giá thánh ha

- Mát số v¿t liệu làm tiếp điểm đồng , nhôm hợp kim của đồng *Phân loai tiếp xúc điên:

- Dựa vào kết cấu tiếp điểm, có các loại tiếp xúc điện sau: > Tiếp xúc cố định :

- Các tiếp điểm đ°ợc nối cố định với các chi tiết nối dòng điện nh° thanh cái , cáp điện , chß nối khí cụ vào mạch Trong quá trình sử dụng cả hai tiếp điểm đ°ợc gÁn chặt vào nhau nhß các bulong, hàn nóng hoặc hàn nguái

> Tiếp xúc đóng má :

Là tiếp xúc để đóng ngÁt mạch điện trong tr°ßng hợp này phát sinh hô quang điện , cần xác định khoảng cách giữa tiếp điểm tĩnh và tiếp điểm đáng dựa vào dòng điện định mức, điện áp định mức và chế đá làm việc của khí cụ điện

> Tiếp xúc tr°ợt :

Là tiếp xúc á cổ góp và vành tr°ợt , tiếp xúc này cũng dễ phát sinh ra hô quang điện

Các yếu tố ảnh h°áng đến điện trá tiếp xúc : -V¿t liệu làm tiếp điểm

-Kim loại làm tiếp điểm không bị oxy hóa

-Lực ép tiếp điểm càng lớn thì sẽ tạo nên nhiều tiếp điểm tiếp xúc -Nhiệt đá tiếp điểm càng cao thì điện trá tiếp xúc càng lớn

-Diện tích tiếp xúc

-Thông th°ßng dùng hợp kim làm tiếp điểm

2.1.3 Hồ quang và các phương pháp dập tắt hồ quang

Trong các khí cụ điện dùng để đóng ngÁt mạch điện cầu dao công tÁc t¢, role khi chuyển mạch sẽ phát sinh phóng điện

Nếu dòng điện ngÁt d°ới 0.1 A và điện áp tại các tiếp điểm khoảng 250V - 300V thì các tiếp điểm sẽ phóng ra điện áp âm ỉ tr°ßng hợp dòng điện và điện áp cao h¢n trị số trong bảng sau sẽ phát sinh hồ quang điện

VL- Tiếp Điểm

thể phát sinh hồ quang từ sự phóng điện

+ Đối với tiếp điểm có dòng điện lớn: lúc má tiếp điểm lực ép tiếp điểm giảm Tiết diện tiếp xúc thực tế nhỏ dẫn đến m¿t đá dòng điện tăng caokhoangr vài trăm A/mm2 Sự phát nóng do m¿t đá dòng điện cao làm kim loại tại điểm tiếp xúc chảy lỏng thành giọt, khi các tiếp điểm tiếp xúc dßi xa nhau giọt chất lỏng kéo căng thành cầu chất lỏng Nhiệt đá tiếp xúc càng tăng cao dẫn đến chất lỏng kim loại bốc h¢i và quá trình phát nóng rất nhanh gây nổ cùng sự ion hóa phát triển nhanh do điện tr°ßng lớn dẫn đến phát sinh hồ quang Quá trình này th°ßng kéo theo sự mài mòn tiếp điểm

Quá trình phát sinh hồ quang

Đối với tiếp điểm có dòng điện bé , ban đầu khoảng cách giữa chúng nhỏ trong khi điện áp đặt có trị số nhất định vì v¿y trong khoảng không gian này sẽ sinh ra điện tr°ßng có c°ßng đá rất lớn

( 3.107V/cm)

Có thể làm b¿t điện tử catốt gọi là phát xạ tự đáng điện tử ( gọi là phát xạ nguái điện tử ) số điện tử càng nhiều , chuyển đáng d°ới tác dụng của điện tr°ßng làm ion hóa không khí gây hồ quang điện

-Quá trình dập tắt hồ quang :

Điều kiện d¿p tÁt hồ quang là quát trình ng°ợc lại với quá trình phát sinh hồ quang

+ Làm tiêu tán năng l°ợng hồ quang:

Dùng từ tr°ßng thổi hồ quang chuyển đáng nhanh Dùng khí hay dàn thổi d¿p hồ quang

Dùng khe há hẹp để hồng quang cọ sát vào vách tấm giải nhiệt + Tăng đá dài của hồ quang:

Tạo thành chân không trong không gian hồ quang Phát sinh khí khử ion để d¿p tÁt hồ quang

+ Thay đổi điện áp hồ quang bằng cách phân hồ quang thành nhiều hồ quang ngÁn nhß các vách kim loại

2.1.4 Lực điện động

Lực điện đáng là lực sinh ra khi v¿t dẫn mang dòng điện đặt trong từ tr°ßng Lực đó tác dụng lên v¿t dẫn và có xu h°ớng làm thay đổi hình dáng v¿t dẫn để từ thông xuyên qua mạch vòng có giá trị cực đại

Khi dòng điện chuyển đáng trong v¿t daanxthif luôn sinh ra xung quanh nó từ tr°ßng chuyển đáng Từ tr°ßng này có thể tác dụng với tất cả các v¿t dẫn dòng điện nằm trong vùng ảnh h°áng của nó và từ tr°ßng này cũng tác dụng ngay với chính dòng điện sinh ra nó Lực tác dụng do dòng điện và từ tr°ßng sinh rađều đ°ợc gọi là lực điện đáng

Chiều của lực điện đáng đ°ợc xác định bằng quy tÁc bàn tay trái hay bằng nguyên lý chung: chiều của lực tác dụng lên v¿t dẫn mang dòng điện là chiều biến đổi hình dạng học hình dạng của mạch vòng dẫn điện sao cho từ thông móc vòng qua nó tăng lên nghĩa là tăng vùng diện tích n¢i có từ cảm B đi qua

Trong điều kiện làm việc bình th°ßng, dòng điện chạy trong v¿t dẫn không lớn lÁm, LĐĐ không gây nên biến dạng các chi tiết mang dòng điện Nh°ng khi có sự cố ngÁn mạch, các LĐ Đ này sẽ rất lớn gây biến dạng v¿t thể mang điện làm ảnh h°áng đến điều kiện cho phép của KCĐ Do v¿y nghiên cứu và tính toán LĐ Đ là rất cần thiết cho tiết kế và sử dụng hiệu quả KCĐ

Khi l°ới điện xẩy ra sự cố ngÁn mạch , dòng điện sự cố gấp hàng chục lần dòng điện định mức d°ới tác dụng của từ tr°ßng các dòng điện này gây ra lực điện đáng d°ới tc dụng của từ tr°ßng, cc ding điện sự cố gây ra lực điện đáng làm biến dạng dây dẫn v¿t liệu cách điện nâng đỡ chúng

Khí cụ điện phải có khả năng chịu lực tác đáng phát sinh khi có dòng điện ngÁn mạch chạy qua, đó l tính ổn định điện đáng

2.2 Công dÿng và phân lo¿i khí cÿ đißn

2.2.1 Công dụng cÿa khí cụ điện

Khí cụ dùng để đóng cÁt l°ới điện, mạch điện điều chỉnh tốc đá, điều chỉnh điện áp và dòng điện dùng để dùng để duy trì tham số điện á giá trị không đổi , dùng để bảo vệ l°ới điện, máy điện, dùng để đo l°ßng

2.2.2 Phân loại khí cụ điện

Khí cụ điện th°ßng đ°ợc phân loại theo chức năng, theo nguyên lý và môi tr°ßng làm việc, theo điện áp

Theo chức năng KCĐ đ°ợc chia thành những nhóm chính nh° sau:

* Nhóm khí cụ đóng cÁt: Chức năng chính của nhóm KC này là đóng cÁt bằng tay hoặc tự đáng cÁt mạch điện Thuác về nhóm này có: Cầu dao, áptômát, máy cÁt, dao cách ly, các bá chuyển đổi nguồn

* Nhóm KC hạn chế dòng điện, điện áp:

Chức năng của nhóm này là hạn chế dòng điện, điện áp trong mạch không quá cao Thuác về nhóm này gồm có:

Kháng điện, van chống sét

* Nhóm KC khái đáng, điều khiển: Nhóm này gồm các bá khái đáng, khống chế, công tÁc to, khái đáng từ

* Nhóm KC kiêm tra theo dõi:

Nhóm này có chức năng kiểm tra, theo dõi sự làm việc của các đối t°ợng và biến đổi các tín hiệu không điện thành tín hiệu điện Thuác nhóm này : Các role, các bá cảm biến

* Nhóm KC tự đáng Đ/C, khống che duy trì che đá làm việc, các tham so của đoi t°ợng Các bá ổn định điện áp, ổn định tốc đá, ổn định nhiệt đá

* Nhóm KC biến đổi dòng điện , điện áp cho các dụng cụ đo: Các máy biến áp đo l°ßng, biến dòng đo l°ßng

- Theo nguyên lý làm việc KCĐ đ°ợc chia thành:

* KCĐ làm việc theo nguyên lý điện từ * KCĐ làm việc theo nguyên lý cảm ứng nhiệt

* KCĐ có tiếp điểm

* KCĐ không có tiếp điểm

- Theo nguồn điện KCĐ đ°ợc chia thành : * KCĐ mát chiều

* KCĐ xoay chiều

* KCĐ hạ áp (Có điện áp <1000 V ) * KCĐ cao áp (Có điện áp > 1000 V)

- Theo điều kiện môi tr°ßng, điều kiện bảo vệ KCĐ đ°ợc chia thành: * KCĐ làm việc trong nhà, KCĐ làm việc ngoài trßi

* KCĐ làm việc trong môi tr°ßng dễ cháy, dễ nổ * KCĐ có vỏ kín, vỏ há, vỏ bảo vệ

- Những yêu cầu c¢ bản đoi với KCĐ: Các KCĐ cần thoả mãn các yêu cầu sau:

* Phải đảm bảo làm việc lâu dài với các thông số kỹ thu¿t định mức Nói mát cách khác nếu dòng điện qua các phần dẫn điện không v°ợt quá giá trị cho phép thì thßi gian lâu bao nhiêu cũng đ°ợc mà không gây h° hỏng cho KC

* KCĐ phải có khả năng ổn định nhiệt và ổn định điện đáng V¿t liệu phải có khả năng chịu nóng tốt và c°ßng đá c¢ khí cao vì khi xảy ra ngÁn mạch hoặc quá tải dòng điện lớn có thể gây h° hỏng cho khí cụ

* V¿t liệu cách điện phải tốt để khi xảy ra quá áp trong phạm vi cho phép cách điện không bị chọc thủng

* KCĐ phải đảm bảo làm việc chính xác an toàn, xong phải gọn nhẹ, rẻ tiền, dễ gia công lÁp đặt, kiểm tra sửa chữa

* Ngoài ra KCĐ phải làm việc ổn định á các điều kiện khí h¿u, môi tr°ßng khác nhau

CH¯¡NG 1: KHÍ Cþ ĐIÞN ĐÓNG CÀT Mã ch°¢ng: 01

Giái thißu:

Nền kinh tế Việt Nam ngày càng phát triển mạnh, việc xây dựng các khu nhà, các khách sạn cao cấp, các khu công nghiệp, các khu chế xuất, các nhà máy liên doanh với n°ớc ngoài ngày càng nhiều Do đó số l°ợng các khí cụ điện đóng, cÁt đ°ợc sử dụng ngày càng tăng lên không ngừng Chất l°ợng của các khí cụ điện cũng không ngừng đ°ợc cải tiến và nâng cao cùng với phát triển của công nghệ mới Do v¿y từ việc tìm hiểu về lý thuyết cũng nh° thực hành tìm hiểu kết cấu, tính toán chọn lựa đến việc sử dụng, v¿n hành cho an toàn đạt đ°ợc tuổi thọ đề ra của nhà thiết kế và sản xuất là rất cần thiết để không ngừng nâng cao hiệu quả kinh tế và tiết kiệm điện năng trong sử dụng

Nái dung bài học này nhằm trang bị cho học viên những kiến thức c¢ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt đáng của mát số khí cụ điện đóng, cÁt th°ßng đ°ợc sử dụng mạng hạ thế, trung thế và trong các doanh nghiệp công nghiệp, trang bị cho học viên về kỹ năng lựa chọn đ°ợc các khí cụ điện để sử dụng cho từng tr°ßng hợp cụ thể theo tiêu chuẩn Việt Nam Biết cách kiểm tra, phát hiện và sửa chữa lßi các khí cụ điện đóng, cÁt theo thông số kỹ thu¿t của nhà sản xuất

- Rèn luyện tính cẩn th¿n, tỉ mỉ, nghiêm túc trong công việc

2.Nßi dung ch°¢ng: 2.1 CÅu dao

2.1.1 Cấu tạo

Phần chính của cầu dao là l°ỡi dao và hệ thống kẹp l°ỡi, đ°ợc làm bằng hợp kim của đồng, ngoài ra bá ph¿n nối dây cũng làm bằng háp kim đồng

CÅu dao có:

1 L°ỡi dao chính 2 Tiếp xúc tĩnh (ngàm) (hệ thống kẹp)

CÅu dao có cÅu dao

1 L°ỡi dao chính 2 L°ỡi tiếp xúc 3 L°ỡi dao phụ 4 Lò xo b¿t nhanh

b Phân lo¿i

Phân loại cầu dao dựa vào các yếu tố sau:

- Theo kết cấu: cầu dao đ°ợc chia làm mát loại cực, hai cực, ba cực hoặc bốn cực

- Cầu dao có tay nÁm á giữa hoặc tay á bên Ngoài ra còn có cầu dao mát ngả, hai ngả đ°ợc dùng để đảo nguồn cung cấp cho mạch và đảo chiều quay đáng c¢

- Theo điện áp định mức : 250V, 500V

- Theo dòng điện định mức: dòng điện định mức của cầu dao đ°ợc cho tr°ớc bái nhà sản xuất (th°ßng là các lọai 10A, 15A, 20A, 25A, 30A, 60A, 75A, 100A, 150A, 200A, 350A, 600A, 1000A" )

- Theo v¿t liệu cách điện: có loại đế sứ, đế nh°a, đế đá

- Theo điều kiện bảo vệ: lọai có nÁp và không có nÁp (loại không có nÁp đ°ợc đặt trong háp hay tủ điều khiển)

- Theo yêu cầu sử dụng: loại cầu dao có cầu chì bảo vệ ngÁn mạch hoặc không có cầu chì bảo vệ

Ký hiệu cầu dao không có cầu chì bảo vệ:

2.1.2 Nguyên lý hoạt động

Khi thao tác trên cầu dao, nhß vào l°ỡi dao và hệ thống kẹp l°ỡi, mạch điện đ°ợc đóng ngÁt Trong quá trình ngÁt mạch, cầu dao th°ßng xảy ra hồ quang điện tại đầu l°ỡi dao và điểm tiếp xúc trên hệ thống kẹp l°ỡi Ng°ßi sử dụng cần phải kéo l°ỡi dao ra khỏi kẹp nhanh để d¿p tÁt hồ quang Do tốc đá kéo bằng tay không thể nhanh đ°ợc nên ng°ßi ta làm thêm l°ỡi dao phụ Lúc dẫn điện thì l°ỡi dao phụ cùng l°ỡi dao chính đ°ợc kép trong ngàm Khi ngÁt điện, tay kéo l°ỡi dao chính ra tr°ớc còn l°ỡi dao phụ vẫn kẹp trong ngàm Lò xo liên kết giữa hai l°ỡi dao đ°ợc kéo căng ra và tới mát mức nào đó sẽ b¿t nhanh kéo l°ỡi dao phụ ra khỏi ngàm mát cách nhanh chóng Do đó, hồ quang đ°ợc kéo dài nhanh và hồ quang bị d¿p tÁt trong thßi gian ngÁn

2.1.3 Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng

L°ỡi dao chính không tiếp xúc tốt với ngàm tiếp xúc, ốc bÁt bị lỏng tình trạng l°ỡi dao không bình th°ßng, lò xo của l°ỡi dao phụ bị tuát hoặc không đủ căng

Nguyên nhân l°ỡi dao không tiếp xúc tốt là:

Ngàm tĩnh quá ráng, mặt tiếp xúc bị bụi bẩn làm tăng điện trá tiếp xúc Khi l°ỡi dao chính tiếp xúc không tốt dẫn đến điện trá tiếp xúc lớn dòng điện sẽ đốt nóng và có thể làm cháy mặt tiếp xúc cần vệ sinh l°ỡi dao và ngàm tiếp xúc

Tr°ßng hợp l°ỡi dao bị cháy cần thay thế mới, bÁt chặt các ốc vít

2.1.4 Sửa chữa cầu dao

B°ớc 1: Mua cầu dao điện mới phù hợp với công suất tiêu thụ của các thiết bị điện đang sử dụng và bút thử điện (hoặc tô vít)

B°ớc 2: Tháo mặt ốp của cầu dao cũ ra, nới lỏng ốc siết dây điện của đ°ßng cấp vào (gồm pha lửa, pha mát) tháo ra Tiếp theo nái lỏng ốc siết dây điện của đ°ßng điện ra thiết bị ( gồm pha lửa, pha mát) tháo ra

B°ớc 3: Xác định h°ớng vị trí b¿t tÁt (h°ớng b¿t (on) về đầu ra của thiết bị, h°ớng tÁt (off) về đầu cấp của nguồn điện cấp) LÁp dây điện của đ°ßng cấp vào h°ớng của (off) gồm pha lửa, pha mát Tiến hành lÁp tiếp dây điện của đ°ßng ra thiết bị h°ớng (on) gồm pha lửa, pha mát (ký hiệu nh°: màu đỏ của dây điện là pha lửa, dây màu trÁng là pha mát- lÁp phải trùng nhau hoặc màu trÁng của dây điện là pha lửa, màu đen của dây điện là pha mát)

B°ớc 4: LÁp mặt ốp của cầu dao mới vào xong B¿t thử cầu dao lên là đ°ợc

2.2 Các lo¿i công tÁc và nút điÁu khiÃn

2.2.1 Công tắc

Công tÁc là khí cụ điện dùng để đóng ngÁt mạch điện có công suất nhỏ và có dòng điện định mức nhỏ h¢n 6A Công tÁc th°ßng có háp bảo vệ để tránh sự phóng điện khi đóng m¢ Điện áp của công tÁc nhỏ h¢n hay bằng 500V

Công tÁc háp làm việc chÁc chÁn h¢n cầu dao, d¿p tÁt hồ quang nhanh h¢n vì thao tác ngÁt nhanh và dứt khoát h¢n cầu dao

2.2.2 Công tắc hộp

Phần chính là các tiếp điểm tĩnh 3 gÁn trên các vành nhựa bakelit cách điện 2 có đầu vặn vít chìa ra khỏi háp Các tiếp điểm đáng 4 gÁn trên cùng trục và cách điện với trục, nằm trong các mạch khác nhau t°¢ng ứng với các vành 2 Khi trục quay đến vị trí thích hợp, sẽ có mát số tiếp điểm đáng tiếp xúc với các

tiếp điểm tĩnh, còn số khác rßi khỏi tiếp điểm tĩnh Chuyển dịch tiếp điểm đáng nhß c¢ cấu c¢ khí có núm vặn 5 Ngoài ra còn có lò xo phản kháng đặt trong vỏ háp để tạo nên sức b¿t nhanh làm cho hồ quang đ°ợc d¿p tÁt nhanh chóng

Hình dạng cấu tạo công tÁc háp của Việt Nam, Liên Xô, Đức, Pháp& đều giống nh° hình trên, chỉ khác ít về hình dạng kết cấu

2.2.3 Công tắc vạn năng

Công tÁc xoay dùng để đóng ngÁt điện bằng tay mạch điện mát chiều và xoay chiều công tÁc đ°ợc bố trí, mát, hai, ba, hay nhiều cực các cực đ°ợc bố trí á các tầng khác nhau gồm các tiếp điểm đáng và tĩnh ngoài ra còn có các lò xo lá đi kèm với các vòng đệm bằng phíp để d¿p hồ quang Giữa các cực là các vòng đệm cách điện Trục của công tÁc là trụ hình vuông

2.2.4 Công tắc hành trình.Tính chọn công tắc và nút điều khiển

Công tÁc hành trình dùng để kiểm soát hành trình

Các thông số định mức của công tÁc: Uđm: điện áp định mức của công tÁc Iđm: dòng điện định mức của công tÁc

Trị số điên áp định mức của công tÁc th°ßng có giá trị 500V Tri số dòng điên định mức của công tÁc th°ßng có giá trị 6A

Ngoài ra còn có các thông số trong việc thử công tÁc nh° đá bề c¢ khí, đá cách điện, đá phóng điện

Các yêu cầu thử của công tÁc:

Việc kiểm tra chất l°ợng công tÁc phải thử các b°ớc sau:

Thử xuyên thủng: đặt điện áp 1500V trong thßi gian mát phút á các điểm cần cách điện giữa chúng

Thử cách điện: đo điện trá cách điện > 2M Q Thử phát nóng

Thử công suất cÁt Thử đá ben c¢ khí

Thử nhiệt đá đối với các chi tiết cách điện: các chi tiết cách điện phải chịu đựng 100PP PPC trong thßi gian hai giß mà không bị biến dạng hoặc sủi nhám

Tính chọn công tÁc :

Uđm: điện áp định mức của công tÁc Iđm: dòng điện định mức của công tÁc

2.2.5 Nút điều khiển

Khái quát và công dụng:

Nút nhấn còn gọi là nút điều khiển là mát loại khí cụ điện dùng để đóng ngÁt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau; các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi các mạch điện điều khiển, tín hiệu liên đáng bảo vệ à mạch điện

mát chiều điện áp đến 440V và mạch điện xoay chiều điện áp 500V, tần số 50HZ; 60HZ, nút nhấn thông dụng để khái đáng, đảo chiều quay đáng c¢ điện bằng cách đóng và ngÁt các cuôn dây của contactor nối cho đáng c¢

Nút nhấn th°ßng đ°ợc đặt trên bảng điều khiển, á tủ điện, trên háp nút nhấn Nút nhấn th°ßng đ°ợc nghiên cứu, chế tạo làm việc trong môi tr°ßng không ẩm °ớt, không có h¢i hóa chất và bụi bẩn Nút nhấn có thể bền tới 1.000.000 lần đóng không tải và 200.000 lầnđóng ngÁt có tải Khi thao tác nhấn nút cần phải dứt khoát để má hoặc đóng mạch điện

Cấu tạo Phân loại và : Cấu tạo:

Nút nhấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm th°ßng há - th°ßng đóng và vỏ bảo vệ

Khi tác đáng vào nút nhấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái; khi không còn tác đáng, các tiếp điểm trá về trạng thái ban đầu

Phân loại:

Nút nhấn đ°ợc phân loại theo các yếu tố sau:

- Phân loại theo chức năng trạng thái hoạt đáng của nút nhấn, có các loại: + Nút nhấn đ¢n:

Mßi nút nhấn chỉ có mát trạng thái (ON hoặc OFF)

Trong thực tế, để dễ dàng sử dụng vào tháo ráp lấp lẫn trong quá trình sửa chữa, th°ßng ng°ßi ta dùng nút nhấn kép, ta có thể dùng nó nh° là dạng nút nhấn ON hay OFF

- Phân loại theo hình dạng bên ngoài, ng°ßi ta chia nút nhấn ra thành 4 loại:

+ Loại há + Loại bảo vệ

+ Loại bảo vệ chống n°ớc và chống bụi

Nút ấn kiểu bảo vệ chống n°ớc đ°ợc đặt trong mát háp kín khít để tránh n°ớc lọt vào

Nút ấn kiểu bảo vệ chống bụi n°ớc đ°ợc đặt trong mát vỏ cacbon đút kín khít để chống âm và bụi lọt vào

+ Loại bảo vệ khỏi nổ

Nút ấn kiểu chống nổ dùng trong các hầm lò, mỏ than hoặc á n¢i có các khí nổ lẫn trong không khí

Cấu tạo của nó đặc biệt kín khít không lọt đ°ợc tia lửa ra ngoài và đặc biệt vững chÁc để không bị phá vỡ khi nổ

- Theo yêu cầu điều khiển ng°ßi ta chia nút ấn ra 3 loại: mát nút, hai nút, ba nút

- Theo kết cấu bên trong: + Nút ấn loại có đèn báo

+ Nút ấn loại không có đèn báo

Các thông so kỹ thu¿t cāa nút nhÃn:

Uđm: điện áp định mức của nút nhấn Iđm: dòng điện định mức của nút nhấn

Trị số điên áp định mức của nút nhấn th°ßng có giá trị 500V Trị số dòng điên định mức của nút nhấn

th°ßng có giá trị 5A

2.2.6 Sửa chữa công tắc và nút điều khiển

H° hỏng hệ thống tiếp điểm Lau sạch hệ thống tiếp điểm

2.3 Dao cách ly

Dao cách ly là mát loại khí cụ điện cao áp , đ°ợc sử dụng để đóng cÁt mạch điện cao áp khi không có điện , tạo ra khoảng cách an toàn trông thấy đ°ợc giữa

các bá ph¿n đã cÁt điện khi cần kiểm tra sửa chữa bảo d°ỡng bá ph¿n không mang điện trong điều kiện nhất định có thể dùng dao cách ly đóng cÁt đ°ßng dây hoặc máy biến áp không mang tải công suất nhỏ hoặc đóng cÁt mạch điện đẳng thế đổi nối ph°ong thức kết dây của so đồ vì dao cách ly không có bá ph¿n d¿p

hồ quang nên nghiêm cấm dùng dao cách ly đóng cÁt mạch điện có tải

5 Cực bÁt dây nối nguồn 6 Giá đỡ

7 Trục truyền đáng 8 Cần thao tác

9 Sứ đỡ l°ỡi dao đáng 10 Cực bÁt dây nối tải

2.3.2 Nguyên lý hoạt động

Khi dao cách ly á vị trí đóng l°ỡi dao 1 và 2 đóng chặt vào nhau dòng điện từ nguồn qua cực bÁt dây 10 qua dây dẫn mềm 3 qua l°ỡi dao 1 và 2 qua cực bÁt dây 4 ra tải Muốn cÁt cách ly trửụực hết phải cÁt điện á máy cÁt nối tiếp với dao cách ly Khi cÁt cách ly, dùng đáng c¢ hoặc quay tay, tác đáng vào bá truyền đáng làm cho trục quay 9 và sứ đỡ 5 quay, kéo l°ỡi dao đáng 1 và 2 tách rßi nhau quayngửụùc chiều cùng mát phía, trên cùng mát mặt phẳng ngang đến khi chúng song song với nhau mới cÁt hết hành trình

- Nguyên tÁc thao tác :

Muốn cÁt cách ly phải cÁt điện á máy cÁt nối tiếp với dao cách ly

Khi đóng dao cách ly thì đóng tr°ớc khi đóng điện cho máy cÁt nối tiếp cách ly (Đóng và cÁt cách ly đều không có dòng điện tải)

- ¯u nh°ợc điểm và phạm vi sử dụng:

Loại dao cách ly ngoài trßi thửụứng ủửụùc thiết kế lửụừi dao đáng quay theo mặt phẳng ngang hoặc mặt phẳng thẳng đứng, để đảm bảo an toàn và á những dao cách ly công suất lớn, ng°ßi ta th°ßng sử dụng đáng c¢ để truyền đáng đóng cÁt từ xa và tự đáng Phạm vi sử dụng dao cách ly á mọi cấp điện áp từ 3KV trá lên

- Phân loại :

* Phân loại theo vị trí lÁp đặt :

Dao cách ly lÁp đặt trong nhà và dao cách ly lÁp đặt ngoài trßi á cùng cấp

điện áp v¿n hành thì yêu cầu kỹ thu¿t của dao cách ly ngoài trßi cao h¢n, vì dao cách ly ngoài trßi phải chịu tác đáng của môi tr°ßng khÁc nghịêt nhử mửa , nÁng, bức xạ, tác nhân hoá học, bụi bẩn

* Phân loại theo cấu tạo :

Loại dao cách ly có l°ỡi dao tiếp đất và dao cách ly không có lửụừi dao tiếp đất

Loại dao cách ly có l°ỡi dao đáng quay trên mặt phẳng ngang và loại dao cách ly có l°ỡi dao đáng quay trên mặt phẳng thẳng đứng

Loại dao cách ly có bá liên đáng lÁp kèm với máy cÁt và cách ly không có bá liên đáng ( cách ly phân đoạn)

2.3.3 Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng

Hiện t°ợng h° hỏng bề mặt tiếp xúc giữa l°ỡi dao đáng, ngàm cố định Nguyên nhân:

Do dòng điện v°ợt quá trị số định mức nh° quá tải, ngÁn mạch, do điện áp tăng cao đát ngát và tần số thao tác quá lớn của khí cụ điện không đúng với định mức

Lực ép lên bề mặt tiếp xúc không đủ

L°ỡi dao đáng không bằng phẳng, cong vênh hoặc lÁp ghép lệch

Bề mặt tiếp xúc giữa l°ỡi dao đáng, ngàm cố định oxy hóa do xâm l°ợc của mô tr°ßng làm việc (có hóa chất, ẩm °ớt&)

Do h¿u quả của xuất hiện dòng điện ngÁn mạch mát pha với đất hoặc dòng ngÁn mạch giữa hai pha á phía sau dao cÁt

H° hỏng sứ cách điện do lực tác đáng từ bên ngoài Hiện t°ợng h° hỏng hệ thống truyền đáng:

Phải điều chỉnh lực đúng lực ép tiếp điểm

Thay thế bằng l°ỡi dao đáng mới khi kiểm tra thấy l°ỡi dao đáng quá mòn hoặc bị rß cháy hỏng nặng

Kiểm tra và loại trừ nguyên nhân bên ngoài gây h° hỏng l°ỡi dao đáng, th°ßng xuyên kiểm tra và bảo d°ỡng hệ thống truyền đán để hệ thống làm việc đảm bảo đá tin c¿y

Tr°ßng hợp các bá ph¿n trên h° hỏng nặng thì ta có thể thay thế từng bá ph¿n th¿m chí có thể thay toàn bá dao cÁt ly

2.4 Máy cÁt đißn

Máy cÁt điện là mát loại khí cụ điện cao áp, dùng để đóng cÁt mạch điện cao áp tại chß hoặc từ xa, khi l°ới điện đang v¿n hành bình th°ßng, không bình th°ßng, hoặc khi bị sự cố ngÁn mạch trong hệ thống điện

2.4.1 Cấu tạo máy cắt điện dầu

- Máy cÁt điện nhiều dầu không có buồng d¿p hồ quang: * Đặc điểm cấu tạo :

1 Cực bÁt dây nguồn tới máy cÁt 2 Sứ xuyên

3 NÁp máy cÁt 4 ống chỉ mức dầu 5 Thanh truyền dáng 6 Van xả dầu

7 Tiếp xúc đáng 8 Tiếp xúc tĩnh 9 Vỏ máy cÁt 10 Lò xo tích năng

11 Cực bÁt dây tải ra á loại máy cÁt nhiều dầu chứa mát l°ợng đủ lớn vừa để cách điện vừa để d¿p tÁt hồ quang (hàng trăm lít)

2.4.2 Nguyên lý hoạt động

Nếu máy cÁt đang á vị trí đóng, tiếp xúc đáng 7 đóng chặt và tiếp xúc tĩnh 8, lò xo tích năng 10 á trạng thái nén, đèn tín hiệu chỉ màu đỏ, dòng điện từ nguồn bÁt qua cực bÁt dây 11 về tải Khi có tín hiệu cÁt từ r¢le hoặc từ khoá điều khiển thì bá truyền đáng đ°ợc giải phóng khỏi vị trí đóng, lò xo tích năng đẩy thanh truyền đáng 5 s¿p xuống, đa tiếp xúc đáng rßi khỏi tiếp xúc tĩnh 8, mạch điện đ°ợc cÁt, hồ quang phát sinh giữa hai đầu tiếp xúc đáng và tĩnh khi cÁt đốt nóng cục bá làm dầu bị phân tích thành h¢i và hßn hợp khí các bon hyđrô nhẹ, trong đó hyđro chiếm tới 70%, áp suất có thể đạt tới(100-140 N/Cm2) làm cho dầu bị xáo trán mạnh, đẩy tia hồ quang vào sâu trong dầu Mặt khác lực điện từ

do dòng điện chạy ng°ợc chiều cũng đẩy tia hồ quang vào sâu trong lớp dầu ngoài Vì v¿y hồ quang bị làm nguái và d¿p tÁt, tuy v¿y tốc đá luồng khí không đủ mạnh d¿p tÁt hồ quang nhanh, nên loại máy cÁt này thßi gian cÁt thủng bị kéo dài

2.4.3 Giới thiệu một số máy cắt điện

Máy cÁt đißn ít dÅu :

1 Buồng phân ly dầu 2 Vỏ máy cÁt

3 Tiếp xúc lăn

4 Cực bÁt dây ra tải 5 Mặt bích

6 Buồng d¿p hồ quang 7 Buồng hãm xung 8 Cực bÁt dây nối nguồn 9 Van xả dầu

10 Tiếp xúc tĩnh 11 ống chỉ mức dầu 12 Tiếp xúc đáng 13 Bá truyền đáng 14 NÁp đổ dầu

Máy cÁt điên không khí

Mặt cách mát pha (hình vẽ ) 1 Tiếp xúc tĩnh

2 Tiếp xúc đáng

3 Buồng d¿p hồ quang 4 Pít tông

5 Xi lanh

6 Cực bÁt dây ra tải 7 Tiếp xúc lăn

8 Cực bÁt dây tới nguồn 9 Lß van xả khí

10 NÁp quy lát K1 van cÁt

2.5 Áp-tô-mát

CB (CB đ°ợc viết tÁt từ danh từ Circuit Breaker- tiếng Anh), tên khác

nh° : Disjonteur (tiếng Pháp) hay Aptômát (theo Liên Xô) CB là khí cụ điện dùng đóng ngÁt mạch điện (mát pha, ba pha); có công dụng bảo vệ quá tải, ngÁn mạch, sụt áp mạch điện

Chọn CB phải thỏa ba yêu cầu sau:

+ Chế đá làm việc á định mức của CB phải là chế đá làm việc dài hạn,nghĩa là trị số dòng điện định mức chạy qua CB lâu tùy ý Mặt khác, mạch dòng điện của CB phải chịu đ°ợc dòng điện lớn (khi có ngÁn mạch) lúc các tiếp điểm của nó đã đóng hay đang đóng

+ CB phải ngÁt đ°ợc trị số dòng điện ngÁn mạch lớn, có thể vài chục KA Sau khi ngÁt dòng điện ngÁn mạch, CB đảm bảo vẫn làm việc tốt á trị số dòng điện định mức

+ Để nâng cao tính ổn định nhiệt và điện đáng của các thiết bị điện, hạn chế sự phá hoại do dòng điện ngÁn mạch gây ra, CB phải có thßi gian cÁt bé Muốn v¿y th°ßng phải kết hợp lực thao tác c¢ học với thiết bị d¿p hồ quang bên trong CB

Nh° v¿y hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang, do đó bảo vệ đ°ợc tiếp điểm chính để dẫn điện Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm h° hại tiếp điểm chính

Trong buồng d¿p hồ quang thông dụng, ng°ßi ta dùng những tấm thép xếp thành l°ới ngăn, để phân chia hồ quang thành nhiều đọan ngÁn thuân lợi cho việc d¿p tÁt hồ quang

không lớn h¢n 600A Điều khiển bằng điện từ (nam châm điện) đ°ợc ứng dụng á các CB có dòng điện lớn h¢n (đến 1000A)

Để tăng lực điều khiển bằng tay ng°ßi ta dùng mát tay dài phụ theo nguyên lý đòn bẩy Ngoài ra còn có cách điều khiển bằng đáng c¢ điện hoặc khí nén

Móc kiểu điện từ có cuán dây mÁc nối tiếp với mạch chính, cuán dây này đ°ợc quấn tiết diện lớn chịu dòng tải và ít vòng Khi dòng điện v°ợt quá trị số cho phép thì phần ứng bị hút và móc sẽ d¿p vào khớp r¢i tự do, làm tiếp điểm của CB má ra Điều chỉnh vít để thay đổi lực kháng của lò xo, ta có thể điều chỉnh đ°ợc trị số dòng điện tác đáng Để giữ thßi gian trong bảo vệ quá tải kiểu điện từ, ng°ßi ta thêm mát c¢ cấu giữ thßi gian (ví dụ bánh xe răng nh° trong c¢ cấu đồng hồ),khí nén

2.5.2 Nguyên lý hoạt động

a Aptomat bảo vệ dòng cực đại:

B¿t CB á trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút

Khi mạch điện quá tải hay ngÁn mạch, lực hút điện từ á nam châm điện 5 lớn h¢n lực lò xo 6 làm cho nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 xuống làm b¿t nhả móc 3, móc 2 đ°ợc thả tự do, lò xo 1 đ°ợc thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB đ°ợc má ra, mạch điện bị ngÁt

b Aptomat bảo vệ sụt áp

B¿t CB á trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 6 và phần ứng 5 hút lại với nhau Khi sụt áp quá mức, nam châm điện 6 sẽ nhả phần ứng 5 , lò xo 4 kéo móc 3 b¿t lên, móc 2 thả tự do, thả lỏng, lò xo 1 đ°ợc thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB đ°ợc má ra, mạch điện bị ngÁt

+ Dòng điện quá tải + Điện áp mạng

+ Tính thao tác có chọn lọc

Ngoài ra lựa chọn áp tô mát còn phải căn cứ vào tính chất làm việc của phụ tải là áp tô mát không đ°ợc phép cÁt khi có quá tải ngÁn hạn th°ßng xảy ra trong điều kiện làm việc bình th°ßng nh° dòng điện khái đáng dòng điện đỉnh của phụ tải

Yêu cầu chung là dòng điện định mức của móc bảo về ICB không đ°ợc bé h¢n dòng điện tính toán Itt của mạch

Tùy theo đặc tính của phụ tải ta chọn dòng điện định mức bảo vệ bằng 125%, 150% hay lớn h¢n với dòng điện tính toán mạch

Sau cùng Áp tô mát đ°ợc chọn theo các số liệu kỹ thu¿t đã cho của nhà chế tạo Áp tô mát đ°ợc chọn theo các tiêu chuẩn sau:

+ Hệ tiêu chuẩn + Số cực

+ Điện áp v¿n hành + Tần số

Áp tô mát tự đáng ngÁt mạch loại B ngÁt mạch ngay l¿p tức á dòng điện lớn gấp 3 đến 5 lần dòng định mức, loại C á dòng điện lớn gấp5 đến 10 lần dòng định mức

- Dùng tuốc n¢ vít tháo nÁp

- Dùng kìm tháo cần thao tác đóng cÁt

- Tháo các r¢ le dòng, r¢ le nhiệt ra kiểm tra nếu bị hỏng thì phải thay mới - Dùng giấy ráp vệ sinh, làm phẳng các tiếp điểm

CH¯¡NG 2: KHÍ Cþ ĐIÞN BÀO VÞ Mã ch°¢ng: 02

Giái thißu:

Hiện nay ngành công nghiệp á Việt Nam đang phát triển rất nhanh, nhu cầu sử dụng điện năng cần phải đảm bảo chất l°ợng và an toàn cho ng°ßi, thiết bị ngàycàng đ°ợc quan tâm nhiều Các nhà sản xuất đã không ngừng cải tiến và nâng cao chất l°ợng, chủng loại các khí cụ điện điều khiển và bảo vệ nhằm đáp ứng những nhu cầu thị tr°ßng Do v¿y từ việc tìm hiểu về lý thuyết cũng nh° thực hành tìm hiểu kết cấu, tính toán chọn lựa đến việc sử dụng, v¿n hành nhóm khí cụ này làm cần thiết điều khiển và bảo vệ an toàn cho mạch điện và hệ thống điện&

Nái dung bài học này nhằm trang bị cho học viên những kiến thức c¢ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt đáng của mát số khí cụ điện điều khiển và bảo vệ th°ßng đ°ợc sử dụng trong mạng hạ thế, trung thế và trong cách doanh nghiệp công nghiệp, trang bị cho học viên về kỹ năng chọn đ°ợc các khí cụ điện để sử dụng cho từng tr°ßng hợp cụ thể theo tiêu chuẩn Việt Nam, biết cách kiểm tra, phát hiện và sửa chữa các khí cụ điện trên theo các thông số kỹ thu¿t của nhà chế tạo

chuông điện, loa điện&

Gồm hai bá ph¿n chính: - Cuán dây ( phần điện) - Mạch từ (phần từ)

Trong thực tế, ta th°¢ng gặp hai loại sau: Loại có nÁp chuyển đáng:

- Cấu tạo: gồm có cuán dây, lõi sÁt từ (phần cố định và phần di đáng) Loại không có nÁp:

- Cấu tạo: gồm cuán dây và lõi sÁt từ Đối với loại này, các v¿t liệu sÁt thép bị hút đ°ợc xem nh° là nÁp

2.1.2 Nguyên lý hoạt động và phân loại

Sự làm việc của nam châm điện dựa trên nguyên tÁc điện từ, khi mát cuán dây có N vòng dây quấn đ°ợc bố trí trên mạch từ Cho dòng điện I đi qua cuán dây sẽ sinh ra từ tr°ßng, v¿t liệu sÁt từ đặt trong từ tr°ßng đó sẽ bị từ hóa và phân cực tính Từ thông xuyên qua v¿t liệu sÁt từ theo đ°ßng khép kín Theo quy định, chß từ thông đi ra á v¿t liệu sÁt từ gọi là cực bÁc (N), chß từ thông đi vào gọi là cực nam (S)

Hình 3-2 ta thấy, cực tính của v¿t liệu sÁt từ khác dấu với cực tính của cuán dây nên v¿t liệu sÁt từ bị hút về phía cuán dây bái lực hút điện từ F

Nếu lực F đạt giá trị ≥ lực phản hồi của lò xo, tức là dòng điện I đạt giá trị dòng điện tác đáng (I = Itd), nÁp từ bÁt đầu di chuyển về phía thân từ, quá trình di chuyển của nÁp từ 2 sẽ có tốc đá tăng dần do khe há không khí ( ) bị giảm đi

Nếu đổi chiều dòng điện trong cuán dây thì từ tr°ßng sẽ đổi chiều, v¿t liệu sÁt từ sau khi từ hóa vẫn có cực tính khác dấu với cực tính của cuán dây, do đó v¿t liệu sÁt từ vẫn bị hút về phía cuán dây Vì v¿y, khi lõi từ mang cuán dây có dòng điện, từ tr°ßng sẽ làm cho nÁp bị từ hóa và hút nÁp về phía lõi

Khi dòng điện trong cuán dây giảm tới giá trị mà lực F không còn đủ lớn để thÁng lực phản hồi của lò xo, nÁp từ sẽ bị kéo rßi, các mặt cực từ trá về vị trí ban đầu Giá trị dòng điện mà tại đó nÁp từ bÁt đầu rßi mặt cực đ°ợc gọi là dòng điện trá về (Itv), hay dòng điện nhả

Phân loại:

Có nhiều cách phân loại:

- Dựa vào tính chất của dòng điện: có loại mát chiều và loại xoay chiều Trị số dòng điện trong cuán dây phụ thuác vào điện kháng của cuán dây và tỷ lệ với khe há không khí

- Dựa vào hình dáng:

- Loại hút ch¿p hay hút quay, nÁp quay quanh mát trục - Loại hút thẳng: nÁp hút thẳng về phía lõi

- Loại hút ống (còn gọi là loại piston)

- Dựa vào cách đấu cuán dây vào nguồn điện:

- Đấu nối tiếp (hình 3-3): Phụ tải đ°ợc mÁc nối tiếp với cuán dây, còn gọi là

cuán dây dòng điện

- Đấu song song (hình 3-4): Dòng điện trong cuán dây phụ thuác vào tham số của c¢ cấu điện từ và điện áp nguồn điện, còn gọi là cuán dây điện áp

2.1.3 Āng dụng nam châm điện

Nam châm điện đuợc ứng dụng nhiều trong các thiết bị nâng hạ, trong các thiết bị phanh hãm, trong các c¢ cấu truyền lực chuyển đáng (bá ly hợp)

a) Nam châm điện nâng hạ (hình 3-5):

Th°ßng đ°ợc dùng nhiều trong các cần trục, đặc biệt là trong các nhà máy chế tạo c¢ khí và luyện kim

Nam châm điện nâng hạ (hình 3-5) có cuán dây 1 đ°ợc quấn trên lõi sÁt từ 2, sau đó đ°ợc đổ đầy mát lớp nhựa Mặt cực 3 đ°ợc bÁt chặt vào lõi nam châm bằng các bu lông Dây dẫn mềm 5 để đ°a điện áp vào cuán dây Phần d°ới của cuán dây đ°ợc bảo vệ bằng mát vành 4 làm bằng v¿t liệu không dẫn từ (nh° thép mangan cao cấp)

Lực nâng của nam châm điện tùy thuác loại tải trọng cần di chuyển:

b) Nam châm điện phanh hãm:

Th°ßng đ°ợc dùng để hãm các bá ph¿n chuyển đáng của cần trục, trục chính các máy công cụ, Có nhiều kết cấu thiết bị hãm nh°ng thông dụng h¢n cả là nam châm điện kiểu guốc phanh, kiểu băng, kiểu đĩa Th°ßng có hai loại:

- Nam châm điện hãm có hành trình dài - Nam châm điện có hành trình ngÁn c) Bá ly hợp điện từ:

Th°ßng dùng nam châm điện dòng điện mát chiều kết hợp với các đĩa ma sát để làm nhiệm vụ truyền chuyển đáng quay (bá ly hợp) hoặc để phanh hãm (dừng chính xác) trong các bá ph¿n chuyển đáng của máy công cụ Nó đ°ợc chế tạo hai loại: loại mát phía và loại ly hợp hai phía

Bá ly hợp điện từ đ°ợc sử dụng nhiều trong những năm gần đây để tự đáng hóa quá trình điều khiển chạy và dừng các bá ph¿n c¢ khí trong các máy móc gia công cÁt gọt kim loại mà vẫn chỉ dùng mát đáng c¢ điện kéo

L°u ý: Khi sử dụng bá ly hợp cần thực hiện kiểm tra định kỳ ba tháng mát lần gồm:

- Kiểm tra đá mòn của chổi than, vành tr°ợt - Kiểm tra cách điện của cuán dây

- Kiểm tra khe há không khí

Tr°ßng hợp không truyền đ°ợc momen quay (có hiện t°ợng tr°ợt đĩa thép ma sát và làm nóng đát ngát) thì phải dừng máy ngay và kiểm tra tình trạng phun dầu làm nguái, trị số khe há không khí, tình hình mặt đĩa ma sát, riêng về khe há hành trình hút, cần phải theo h°ớng dẫn của nhà chế tạo

2.1.4 Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng

H° hỏng cuán dây:

NgÁn mạch cục bá giữa các vòng dây do cách điện xấu

NgÁn mạch giữa các dây dẫn ra do cách điện xấu hoặc ngÁn mạch giữa dây dẫn và các vòng dây quấn do đặt giao nhau mà không có lót cách điện Đứt dây quấn

Điện áp tăng cao quá điện áp định mức của cuán dây

Cách điện của cuán dây bị phá hủy do cuán dây bị quá nóng hoặc vì tính toán các thông số quấn lại sai hoặc điện áp cuán dây nâng cao quá, hoặc lõi thép hút không hoàn toàn hoặc điều chỉnh không đúng hành trình lõi thép

Do n°ớc emunxi, do muối, dầu, khí hóa chất của môi tr°ßng xâm thực làm chọc thủng cách điện vòng dây

2.1.5 Sửa chữa nam châm điện

Lựa chọn nam châm điện phải đúng công suất, dòng điện, điện áp và các chế đá làm việc t°¢ng ứng

Kiểm tra và loại trừ các nguyên nhân bên ngoài gây h° hỏng cuán dây và quấn lại cuán dây theo mẫu hoặc tính toán lại cuán dây đúng điện áp và công suất tiêu thụ theo yêu cầu

Khi quấn lại cuán dây, cần làm đúng công nghệ và kỹ thu¿t quấn dây, vì đó là mát yếu tố quan trọng để đảm bảo đá bền và tuổi thọ của cuán dây

Tiếp điểm th°ßng đóng: là loại tiếp điểm á trạng thái kín mạch (có liên

lạc về điện với nhau), khi cuán dây nam châm trong r¢le á trạng thái nghỉ (không đ°ợc cung cấp điện)

Tiếp điểm th°ßng má: là loại tiếp điểm á trạng thái há mạch (không liên lạc về điện với nhau), khi cuán dây nam châm trong r¢le á trạng thái nghỉ (không đ°ợc cung cấp điện)

- Khi cuán dây hút 3 mất điện, lò xo phản hồi 4 sẽ kéo nÁp từ 2 về vị trí ban đầu, trả các tiếp xúc về vị trí ban đầu chuẩn bị cho lần làm việc tiếp theo

Biện pháp chống rung cho r¢le điện từ:

Biện pháp hiệu quả đã đ°ợc sử dụng để chống rung phần nÁp 2 (hình 3-6) là bố trí vòng ngÁn mạch trên mạch từ phần tĩnh Vòng ngÁn mạch thực chất là mát vòng dây dẫn bằng đồng, tiết diện tròn hoặc chữ nh¿t bao quanh mát phần tiết diện của trụ giữa hoặc hai trụ bìa của phần lõi sÁt tĩnh (hình 3-7)

Hình 3-7 Vòng ngÁn mạch lÁp đặt trên lõi sÁt

Khi cấp dòng điện xoay chiều vào cuán dây của r¢le điện từ, quá trình