§ 1.1 CẦU CHÌ BẢO VỆ I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LỌAI CẦU CHÌ 1. Chức năng: Cầu chì là một thiết bị bảo vệ trong đó việc chảy của một hay nhiều dây chảy làm hở mạch và ngắt dòng điện nếu dòng điện vượt quá giá trị đặt trong khoảng thời gian đã cho. Các cầu chì được phân lọai theo hình thức sử dụng và cấu tạo. 2. Phân lọai cầu chì a. Phân loại theo hình thức sử dụng: - Cầu chì bảo vệ quá tải (theo tiêu chuẩn IEC, cầu chì bảo vệ quá tải được kí hiệu bằng chữ g đầu): chỉ cầu chì thông dụng có thể dẫn dòng điện từ tối thiếu đến giá trị định mức và có thể cắt dòng điện từ giá trị cắt tối thiểu và tới khả năng cắt định mức của chúng. - Cầu chì dự phòng (theo tiêu chuẩn IEC cầu chì dự phòng được ký hiệu bằng chữ a đầu): chúng có thể dẫn dòng tới dòng điện định mức và chỉ có thể cắt khi dòng điện quá tải nặng nề hoặc ngắn mạch - Ngoài ra các cầu chì còn được phân loại theo thiết bị được nó bảo vệ: + bảo vệ cho cáp và đường dây- L + bảo vệ động cơ, máy cắt- M + bảo vệ linh kiện bán dẫn- R + bảo vệ máy biến áp- T r Ví dụ: - Cầu chì gL là cầu chì bảo vệ quá tải cho đường dây - Cầu chì aM là cầu chì dự phòng bảo vệ ngắn mạch cho động cơ hoặc máy biến áp. b. Phân loại theo cấu tạo: Theo cấu tạo của cầu chì có thể chia thành các dạng như: - Cầu chì loại hở - Cầu chì loại vặn - Loại hộp - Loại kín trong ống II. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CẦU CHÌ Khi làm việc dây chảy của cầu chì được mắc nối tiếp với thiết bị cần được bảo vệ. Tổn thất công suất trên điện trở của cầu chì theo hiệu ứng jun là Rtiw 2 = , khi có quá tải hay ngắn mạch, nhiệt lượng sinh ra tại dây chảy đủ làm tăng dây chảy lên đến nhiệt độ nóng chảy của kim loại làm dây chảy, dây chảy đứt loại sự cố khỏi lưới điện. Như vậy đặc tính quan trọng của cầu chì là thời gian tác động phụ thuộc vào giá trị dòng điện qua dây chảy. Quan hệ giữa dòng điện tác động và thời gian tác động được biểu diễn bằng đặc tính amper-giây như hình 2-4. Đường cong 1 là đặc tính amper-giây của cầu chì, đường cong 2 là đặc tính amper-giây của đối tượng (phụ tải). Trong vùng dòng điện quá tải thấp (vùng A), sự phát nóng của cầu chì diễn ra chậm và phần lớn nhiệt lượng đều tỏa ra môi trường bên ngoài đối tượng không được bảo vệ. Trong vùng quá tải lớn, cầu chì bảo vệ được đối tượng. Giá trị dòng điện giới hạn mà cầu chì có thể chảy gọi là dòng điện giới hạn I gh . Để bảo vệ được đối tượng thì đặc tính amper-giây của cầu chì phải thấp hơn của đối tượng đường (3). Hình 2-4. Đặc tính amper-giây của cầu chì III. KẾT CẤU CỦA CẦU CHÌ Cầu chì thường được cấu tạo bởi hai phần cơ bản là hộp hay đế cầu chì và ống dây chảy. Hình 2-5 mô tả một số dạng kết cấu của cầu chì hạ áp và cao áp. Hình (a), (b) là kết cấu của cầu chì dùng sử dụng bảo vệ thiết bị điện lắp đặt trong các tủ điều khiển; (c),(d) là dạng cầu chì trung áp được lắp kết hợp với dao cách ly; (e), (f) cấu tạo bên trong của ống chì và chi tiết gá lắp cầu chì lên đế. Ống dây chảy thường có cấu tạo vỏ ngoài làm bằng nhựa bakelik hoặc sứ cách điện. Trong vỏ là dây chảy là thành phần chính của cầu chì. Dây chảy thường được làm bằng các kim lọai có nhiệt độ nóng chảy thấp nhưng có nhiệt độ hóa hơi tương đối cao. Trên dây chảy nguời ta dập lỗ hoặc rãnh để tạo tiết diện không đồng nhất. (a) (b) (c) (d) (e) (f) Hình 2-5. Kết cấu cầu chì IV. LỰA CHỌN CẦU CHÌ. Khi lựa chọn cầu chì cần chú ý đến các thông so định mức sau: Điện áp định mức U n . Dòng điện định mức In. Khả năng cắt (dòng ngắn mạch) định mức. Đặc tính ampe - giây và khả năng hạn chế dòng điện của cầu chì. Ngoài ra khi lựa chọn cầu chì phải xét đến các khả năng sau: Khi lựa chọn cầu chì bảo vệ tụ điện và máy biến áp cần tính đến dòng điện quá độ. Trong thiết bị tụ điện, dòng định mức tối thiểu của dây chảy bằng 1,6 lần dòng định mức của tụ, để tính đến sự điều hoà lưới điện và sự tăng điện áp. Khi chọn cầu chì bảo vệ động cơ, cần chú ý đến dòng khởi động của động cơ và thời gian khởi động. Cần chú ý đến tần số khởi động, nếu tần số quá cao các cầu chì không thể đủ nguội giữa các lần đóng cắt. Khi lựa chọn cầu chì, chúng có điện áp định mức và trị số dòng điện khác nhau khi kích thước cầu đế cầu chì khác nhau. CÂU HỎI 1. Nêu chức năng và phân loại cầu chì ? 2. Trình bày cấu tạo và nguyên lý làm việc của cầu chì ? 3. Khi lựa chọn cầu chì cần chú ý điều gì ? . nó bảo vệ: + bảo vệ cho cáp và đường dây- L + bảo vệ động cơ, máy cắt- M + bảo vệ linh kiện bán dẫn- R + bảo vệ máy biến áp- T r Ví dụ: - Cầu chì gL là cầu chì bảo vệ quá tải cho đường dây - Cầu. cho. Các cầu chì được phân lọai theo hình thức sử dụng và cấu tạo. 2. Phân lọai cầu chì a. Phân loại theo hình thức sử dụng: - Cầu chì bảo vệ quá tải (theo tiêu chuẩn IEC, cầu chì bảo vệ quá tải. Cầu chì aM là cầu chì dự phòng bảo vệ ngắn mạch cho động cơ hoặc máy biến áp. b. Phân loại theo cấu tạo: Theo cấu tạo của cầu chì có thể chia thành các dạng như: - Cầu chì loại hở - Cầu chì