LỜI NĨI ĐẦU
ĐẤt nước ta đang trong cơng cuộc cơng nghiệp hĩa - hiện đại hĩa, nền kinh tế đang trên đà phát triển, việc sử dụng các thiết bị điện, khí cụ điện vào trong xây lắp các khu
cơng nghiệp, khu chế xuất - liên doanh, khu nhà cao ting ngày cảng nhiều, Vì vậy việc
tìm hiểu đặc tính, kết cầu, tính tốn lựa chọn sử dụng khí cụ điện rất cần thiết cho học —
sinh và sinh viên ngành Điện Do đĩ, nhĩm tác giả chỉnh sửa và biên soạn giáo trình này
phục vụ cho việc giảng đạy cũng như nghiên cứu cho sinh viên và học sinh Đến nay giáo
trình “KHÍ CỤ ĐIỆN” đã hồn thành
Nội dung của giáo trình “KHÍ CỤ ĐIỆN” được biên soạn đựa trên cơ sở kế thừa
những nội dung được giảng dạy ở các trường kỹ thuật kết hợp với những kiến thức và
cơng nghệ mới, nhằm đáp ứng yên cầu nâng cao chất lượng đảo tạo, tương xứng với cấp
trình độ và gắn với nhu cầu người học
Giáo trình được biên soạn với thời lượng 45t gdm 5 chương:
Chương 1: Khái niệm về khí cụ điện
Chương II: Khí cụ điện đĩng cắt, Chương II: Khí cụ điện bảo vệ
Chương IV: Khí cụ điện điều khiển
Chương V: Khí cụ điện đo lưỡng,
Mặc dù đã cĩ nhiều cố gắng, tuy nhiên khơng thể tránh khỏi những thiếu sĩt Rất
mong được sự đĩng gĩp ý của bạn đọc đễ giáo trình được hồn thiện hơn Mọi sự đồng
gĩp ý kiến xin gửi về Khoa Điện, Trường Cao Đẳng Nghề Cơng Nghiệp Thanh Hĩa
Xin chân thành cắm ơn!
Nhĩm tác gia
Trang 5Trường CDNCN Thanh lúa Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN Mã mơn học Tên mơn học Thời gian (giờ) MHĐCN 0500 KHÍ CŨ DPIEN LT | TH | KT | T/S6 30 | 15 | 03 45 1 Vị trí tính chất của mơn học:
Mơn học này học sau các mơn học: An tồn lao động; Mạch điện, cĩ thể học Song song với mơn Vật liệu điện
H Mục tiêu mơn học:
Sau khi hồn tất mơn học này, học viên cĩ khả năng:
Nhận đạng và phân loại khí cụ điện
Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại khí cụ điện
Sử dụng thành thạo các loại khí cụ điện
Tính chọn các loại khí cụ điện
Tháo lắp các loại khí cụ điện
Sửa chữa các loại khí cụ điện
1H Điều kiện thực hiện chương trình: + TC + + + + + + Vat Héu: * Bang gin các loại khí cụ điện Dây dẫn điện Đầu cốt các cỡ Các hộp nối day
Giấy, ghen cách điện, sử, thuỷ tính cách điện các loại, Chỉ hàn, nhựa thơng, giấy nhám các loại
Hĩa chat ding dé tam say máy biển áp (chất keo đĩng rắn, vẹc-ni cách điện) Dụng cụ và trang thiết bị:
Bộ đồ nghề điện, cơ khí cẦm tay
Máy cắt bê-tơng, máy mài cầm tay, máy mài hai đã, khoan điện để bàn, khoan điện
cằm tay, máy nén khi
+ +
VOM, MQ, TeraQ, Ampare kim
Trang 6Trường CĐNCN Thanh Hĩa Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN + Bộ mơ hình dân trải các loại khí cụ điện hoạt động dược (dùng cho học về cầu tạo và nguyên lý hoạt động) + Cac loại khí cụ điện như trên (vật thực, hoạt động được): -_ Nguồn lực khác: + PC, phan mém chuyén ding + Projector, overhead
IV Phương pháp và nội dung đánh giá:
Cĩ thể áp dụng hình thức kiểm tra viết hoặc kiếm tra trắc nghiệm Các nội dung
trọng tâm cần kiểm tra lâ:
~_ Cơng dụng, cấu tạo, nguyên lý, phạm vì sử dụng của các loại khí cụ điện ~_ Tính chọn khí cụ điện theo yêu cầu kỹ thuật cụ thé
~_ Phân tích, so sánh về tính năng cúa từng loại khí cụ điện
- Lip đặt, sử dụng các khí cụ điện
- Théo lp, kiểm tra thơng số của các khí cụ điện ~_ Xác định các hư hỏng, nguyên nhân gây ra hư hỏng V Hướng dẫn chương trình: ` Í Phạm vi áp dụng chương trình: Chương trình mơn học này được sử dụng để giảng dạy cho trình độ Trung cấp nghề và Cao đẳng nghề 2 Những trọng tâm cần chú ý:
-_ Cơng dụng, nguyên lý của từng loại khí cụ điện
~_ Đặc tính cơ bản và phạm vị ứng dụng của từng loại khí cụ điện
Trang 7ÍCỤ ĐIỆN — £ về cầu tạo © néi dung cấp nghề trờng hợp Trường CDNCN Thanh Hĩa Giáo trình: NIIÍ C Ụ ĐIỆN
Mã bài Chương 1: Thời lượng (piờ)
MHĐCN 010501 KHÁI NIỆM VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN It th 03 Mực tiêu: -_ Nhận dạng, phân loại được các loại khí cụ điện thường đùng trong sản XUẤT, trong thiết bị, ~_ Giải thích tính năng, tác đụng của khí cụ điện trong mạch điện, thiết bị điện Nội dung:
Để thực hiện mục tiêu bài học này, nội đụng bao gồm:
* Khai niém về khí cụ điện
* Phân loại khí cụ điện
*_ Các yêu cầu cơ bản đối với khí cụ điện * Sự phát nĩng của khí cụ điện
1, Khái quát về khí cụ điện 1,1 Định nghĩa
Khí cụ điện (CĐ) là thiết bị dùng để đĩng cắt, điều khiển, khơng chế bảo vệ các
máy mĩc, thiết bị điện, mạch điện, mạng điện Ngồi ra chủng cịn được dùng đề
kiểm tra hay điều chỉnh các quá trình khơng điện khác
1.2 Phạm vi ứng dụng
Được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện, mạng điện, các nhà máy điện, các trạm
biến áp Trong các nhà máy, xí nghiệp, trong sinh hoạt, trong cơng nghiệp, nơng nghiệp, giao thơng, thủy lợi, an ninh, quốc phịng
Ở nước ta khí cụ điện hầu hết được nhập từ nhiều nước khác nhau nên quy cách khơng thống nhất, việc bảo quản và sử dụng cĩ nhiều thiếu sĩt dẫn đến hư hỏng, gây
thiệt hại khá nhiều về kinh tế Do đĩ việc nâng cao hiệu quả sử dụng, bỗ túc kiến thức
bảo dưỡng, bảo quản và kỹ thuật sữa chữa khí cụ điện phù hợp điều kiện khí hậu nhiệt
đới của ta là nhiệm vụ quan trong cần thiết đối với học sinh - sinh viên chuyên ngành
Trang 8Trường CĐNCN Thanh Hoa Giúo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN
2 Phân loại khí cụ điện
Hình 1.1: Hình ảnh các loại khí cụ điện
Cĩ thể phân loại khí cụ điện theo những cách khác nhau
2.1 Phân loại theo cơng dụng
* KCP dùng để đĩng, cắt mạch điện: cầu dao, dao cách ly, aptomat, cơng tắc * KCD ding dé bio vé mach dién, mạng điện, thiết bị điện: aptomat, cầu chỉ, rơ le nhiệt
* KCP dùng để mở máy, điều chính tốc độ, điều chỉnh điện áp, điều chỉnh dịng điện: cơng tắc tơ, khởi động từ, bộ khống chế, bộ biến trở
* KCP dùng để đo lường: máy biển điện áp, máy biến dịng điện, ampe kế, vơn kế, tần
số kế
* KCP dũng để duy trì tham số ở giá trị khơng đối: bộ tự động điều chỉnh hệ số cơng
suất cosø, tự động điều chính điện áp, dịng điện, tần số, tốc độ, nhiệt độ
2.2 Phân loại theo điện áp
* KCĐ cao áp (sử dụng ở những mạng cĩ cẤp điện áp > 1 KV): máy cắt, dao cách ly,
câu chỉ tự tơi
* CĐ hạ áp (sử dụng ở những mạng cĩ cấp dién ap < 1 KV): aptomat, cầu đao, cầu
chi, cơng tắc tơ
1.3 Phân loại theo loại dịng điện
Trang 9l CỤ ĐIỆN ed tchi, rơ le đồng điện: 'ơn kế, tần tệ số cơng 2 cách ly, dao, cầu
Trường CDNCN Thanh Hĩa Giúo trình: NHÍ CỤ DIỆN
* KCĐ dịng xoay chiều: Cơng tắc tơ xoay chiều
2.4 Phân loại theo nguyên lý làm việc
Theo cảm ứng điện tứ, từ điện, điện động, theo nhiệt độ, cĩ tiếp điểm, khơng cĩ
tiếp điểm
2.5 Phân loại theo điều kiện làm việc và đạng bão v
* CĐ làm việc ở các dạng mơi trường: nĩng, bụi, ẩm, mơi trường cĩ chất ăn mịn hĩa
học, ở vùng tĩnh, vùng dung động
* KCĐ được để hở, được bọc kin
3 Các yêu cầu cơ bản đối với khí cụ điện
KCD nĩi chung phải thơa man các yêu cầu cơ bản sau:
3.1 KCD phải đầm bão sử đụng lâu đài với các thơng số kỹ thuật ở chế độ định mức
Nếu các thơng số tác động vào KCĐ ở giá trị định mức thì KCĐ làm việc én định,
lâu đài Nếu các thơng số tác động vào KCĐ khác với giá trị định mức thì tuổi thọ của
KCPĐ sẽ giảm xuống
3.2 KCĐ phải đăm bảo ỗn định nhiệt và dn định lực điện động
Vật liệu dẫn điện phải chịu được nĩng tốt, độ bền cơ khí cao để khi xãy ra quá tải
hay ngắn mạch KCĐ khơng bj hy hỏng bay biến dạng,
3-3 Vật liệu cách điện của KCĐ phải tốt để khi xãy ra quả điện áp trong phạm ví
cho phép KCP khơng bị đánh thơng,
Khi bị quá điện áp như sắm sét xâm nhập vào đường dây hay do mất nguồn dây
trung tính Vật liệu cách điện phải tốt để khơng bị đánh thủng,
3.4 KCP phải làm việc chính xác, an tồn, gon nhẹ, dé Kip rap, kiểm tra, sữa
chữa
3.5 KCD phải làm việc ỗn định ở các điều kiện và mơi trường yêu cầu
KCŒP phải làm việc ên định được ở các đạng mơi trường như: nĩng, lạnh, Âm wot, khí ăn mịn cũng như các điều kiện như điều kiện khắc nhiệt hay bình thường 4 Sự phát nơng của khí cụ điện
4,1 Khái niệm
Khi cĩ dịng điện chạy qua KCĐ làm KCĐ phát nơng (theo định luật Tun-Lenxơ)
Với mỗi KCĐ cĩ một nhiệt độ phát nĩng cho phép nhất định (đồng phát nĩng cho phép nhất định) Nếu nhiệt độ phát nĩng vượt quá giá trị cho phép (dịng phát nĩng
Trang 10
-5-f
Trường CDNCN Thanh Hĩa Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN ưng vượt quá giá trị cho phép) thì vật liệu dẫn điện cũng như vật liệu cách điện sẽ chĩng
giả hỏa, độ bền cơ khí sẽ giảm đi nhanh chĩng, tới một mức độ nào đấy sẽ bị nĩng chảy, phá vỡ cách điện (cách điện bị đánh thủng) và hư hỏng,
4.2 Các chế độ làm việc của khí cụ điện
Tuy theo chế độ làm việc mả khí cụ điện phát nĩng khác nhau, Cĩ ba chế độ làm F
việc: làm việc dài hạn, lâm việc ngắn hạn và làm việc ngắn hạn lặp lại Nhiệt độ cho H
phép của các bộ phận trong khí cụ điện được cho trong bảng sau: Ƒ
Băng 1-1: Băng nhiệt độ cho phép của các vật liệu cách điện Cấp cách [Nhiệt độ cho Các vật liệu cách điện chủ yếu
điện | phép CC) 42.1 at Hầu LEA ey ata Hỗ và oat nth, de của KC
110 Vật liệu khơng bọc cách điện hay đề xa vật cách điện,
75 Dây nối tiếp xúc cố định
75 Tiếp xúc hình ngĩn của đẳng và hợp kim đồng 110 Tiếp xúc trượt của đồng và hợp kim đồng
120 Tiếp xúc mạ bạc
118 Vật khơng dẫn điện khơng bọc cách điện,
Y 90 Giấy, vải sợi, lụa, phíp, cao su, gỗ và các vật liệu tương tự, khơng tim nhựa Các loại nhựa như: nhựa polietilen, nhựa polistirol, vinyl clorua, anilin
R : ` 42.2.C A 105 Giấy, vải sợi, lụa tâm dầu, cao su nhân tạo, nhựa
: của KC polieste, các loại sơn cách điện cĩ dầu làm khơ,
E 120 Nhựa tráng polivinylphoeman, poliamit, eboxi, Giấy ép
hoặc vải cĩ tâm nhya phenolfocmandehit (gọi chung là
bakelit giấy) Nhựa melaminfoemandchit cĩ chất độn xenlulo Vải cĩ tim poliamit Nhựa polamit, nhựa phênol - phurol cĩ độn xenlulo
B 130 Nhựa polieste, amiãng, mica, thủy tình cĩ chất đện Sơn
cách điện cĩ dầu làm khơ, dùng ở các bộ phận khơng tiếp
xúc với khơng khí, Sơn cách điện alkit, sơn cách điện từ
Trang 11
-6-THÍ CỤ ĐIỆN Trường CĐNCN Thanh Hĩa Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN điện sẽ chĩng ấy Sẽ bị nĩng a chễ độ làm Nhiệt độ cho êu tương 'olietilen, !O, nhựa Giấy ép thung là hất độn | nhựa an Son ng tiép điện từ someone
nhya phenol Cac loai sin pham mica (micanit, mica
màng mỏng) Nhựa phênol-phurol cĩ chất độn khống
Nhựa cboxi, sợi thủy tính, nhựa melamin foemandehit,
amiăng, mica hoặc thủy tỉnh cĩ chất độn
F 155 Sợi amiăng, sợi thủy tinh khơng cĩ chất kết dính
H 180 Xilicon, soi thay tinh, mica cĩ chất kết đính
Cc Trên 180 | Mica khơng cĩ chất kết dính, thủy tỉnh, sử Politetraflotilen, polimonoclortrifloetilen,
4.2.1 Chế độ làm việc đài hạn: là chế độ làm viée cla KCD ma théi gian lim viée t
của KCP lớn hơn thời gian làm cho KCĐ phát nĩng tới giá trị ỗn định tị (t> tị )
Hình 12: Dường đặc tính phát nĩng theo thời gian
của khí cụ điện ở chế độ đài hạn
4.2.2, Chế độ lâm việc ngắn bạn: là chễ độ làm việc của KCĐ mà thời gian làm việc t
của KCĐ chưa làm cho KCĐ phát nĩng tới giá trị én định tị (t< tị)
cA
Tình L3: Đường đặc tính phát nĩng theo thời gian
Trang 12-7-Trường CĐNCN Thanh Húa Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN
của khí cụ điện ở chế độ ngắn hạn
4.2.3 Chế độ lâm việc ngắn hạn lắp lại: là chế độ làm việc của KCĐ mà thời gian lam việc t của KCĐ chưa làm cho KCĐ phát nĩng tới giá trị ơn định tị ( t < tị), quá
trình làm việc của KCP được lặp lại khi nhiệt độ trên KCĐ chưa trở về giá trị ban đầu
Tod Tm
Tình 1.4: Đường đặc tính phát nĩng theo thơi gian
của khí cụ điện ở chế độ ngắn hạn lặp lại
5, Các trạng thải làm việc của khí cụ điện 5,1, Trạng thái làm việc bình thường
Là trạng thái làm việc mà các thơng số trên KCĐ như I, U, F khơng vượt qua gid
trị định mức(giá trị đm là giá trị đảm bảo cho KCP làm việc ẩn định lâu dai) Đại
lượng định mức là những trị số của các thơng số mà thiết bị điện được sử dụng hết khả
năng của chúng, đồng thời đảm bảo làm việc lâu dài 5.2 Trạng thải làm việc khơng bình thường
La trang thai lam việc mà một trong các thơng số trên KCP: I, Ú, £ vượt quá giá
trị định mức
Ví dụ: Quá dịng điện: dịng điện vượt quá trị số định mức như: quá tải, ngắn mạch,
khi đĩ các tốn hao trong dây quấn và lõi thép vượt quá mức bình thường làm nhiệt độ {ng cao gây hư hỏng KCĐ
Quá điện áp: điện áp vượt quá trị số định mức như trong trường hợp quá điện áp do sét Khi đĩ, điện trường trong vật liệu cách điện tăng cao cĩ thể xãy ra phĩng điện, gây hư hỏng cách điện,
Trang 13
Trường CDNCN Thanh Hĩa Giáo trình: NHÍ CỤ DIỆN Các loại ngắn mạch: ngắn mạch 3 pha, ngắn mạch 2 pha, ngắn mạch 1 pha, ngắn
mạch 2 pha chạm đất Khi cĩ ngắn mạch địng điện rất lớn, đây là trường hợp sự cổ của mạch điện nên cần thiết phải cĩ thiết bị bảo vệ,
6 Tiếp xúc điện 6.1 Khái niệm
Tiếp xúc điện là nơi tiếp xúc của 2 hay nhiều vật dẫn để dịng điện đi từ vật dẫn này sang vat din khác
Trong thời gian hoạt động đĩng mở, chỗ tiếp xúc sẽ phát nĩng cao, mài mịn lớn đo va
đập và ma sát, đặc biệt sự hoạt động cĩ tính chất hủy hoại của hỗ quang
6.2, Các yêu cầu tại chỗ tiếp xúc điện Gỗm một số yêu cầu cơ bản sau:
- Khi thực hiện tiếp xúc phải đảm bảo chắc chắn
- Độ bền cơ khí cao
+ Khơng phát nĩng quá giá trị cho phép đối với đồng định mức
- Ơn định nhiệt và điện động khi cĩ đồng sự cế đi qua
- Chịu được tác dụng của mơi trường xung quanh 6,3 Các loại
- Tiếp xúc cố định: giữa các vật dẫn tiếp xúc được liên kết chặt bằng bulong, dc vit
ếp xúc
~ Tiếp xúc đĩng mở: là tiếp xúc mà cĩ thể cho đồng chạy hoặc ngừng chạy tứ vật dẫn
này qua vật dẫn khác (cơng tắc, cầu dao }
- Tiếp xúc trượt: vật dẫn điện này trượt trên vật dẫn điện kia (chỗi than trượt trên cổ gĩp của máy điện)
* Theo bề mặt tiếp xúc cĩ ba dạng:
~ Tiếp xúc điểm (giữa hai mặt cầu, mặt cầu - mặt phẳng, hình nĩn - mặt phẳng) ~ Tiếp xúc đường (giữa hình trụ - mặt phẳng)
- Tiếp xúc mặt (mặt phẳng - mặt phẳng)
Bề mặt tiếp xúc theo dạng nào cũng cĩ mặt phẳng lồi lõm rất nhỏ mà mắt thường
khơng thể thấy được Tiếp xúc giữa hai vật dẫn khơng thực hiện được trên tồn bộ bể
mặt mà chỉ cĩ một vài điểm tiếp xúc thơi Đỏ chính là các đỉnh cĩ bề mặt cực bé để
Trang 14Truéng CDNCN Thanh Hĩa Gido trình: KHÍ CỤ ĐIỆN
Muốn tiếp xúc tốt phải làm sạch mỗi tiếp xúc Sau một thời gian nhất định, bất kỳ
một bề mặt nào đã được làm sạch trong khơng khí cũng đều bị phù một lớp uxýt ở
những mối tiếp xúc bằng vàng hay bằng bạc, lớp oxyt này chậm phát triển
Thơng thường, bề mặt tiếp xúc được làm sạch bằng giấy nhám mịn và sau đĩ lau lại
bằng vải, Nếu bề mặt tiếp điểm cĩ dính mỡ hoặc dầu phải làm sạch bằng axêtơn " ool ¢ CSc L| ast † 1 EHẾT Ở PHUN TT r1 ị , BS 1 eo @ hgh Hinh 1.5: Hình dạng của một số tiếp xúc cố định y
6.4, Các nguyên nhân gây hư hồng tiếp điểm và biện pháp khắc phục 6.4.1 Nguyên nhân gây It hơng tiép diém :
~ Do bị oxy hĩa kim loại: do trên mặt tiếp xúc cĩ những lỗ chống nhỏ gây đọng lại hơi nước hay các bụi bắn, các chất này gây ra các phản ứng hĩa học tao thanh mang gi mơng cĩ điện trở lớn gay can trở tiếp xúc
~ Đo ăn mịn điện hĩa: nếu chất liệu vật dẫn giữa các mặt tiếp xúc khác nhau, các vật
tiếp xúc nhau sẽ gây ra hiện tượng đn mịn (mỗi vật liệu dẫn điện cĩ một điện thế nhất
định, độ âm điện nhất định, nếu kim loại nào cĩ độ âm điện hơn sẽ bị ăn mơn)
~ Hư hỏng tiếp điểm do điện: tại những chỗ tiếp xúc, nếu khơng chắc chắn sẽ gây ra hỗ
quang, hỗ quang sinh ra nhiệt độ và đốt cháy tiếp điểm
6.4.2 Biện pháp khắc phục
~ Với những mối tiếp xúc cổ định nên phù một lớp bảo vệ bên ngồi (bơi lên lớp mỡ,
quét son )
~ Khi thiết kế nên chọn các vật liệu dẫn điện cĩ điện thế giống nhau
- Sử dụng các vật liệu khơng bị ơ xí hĩa
~ Mạ điện các tiếp điểm
- Thường xuyên kiểm tra và cĩ biện pháp khắc phục
Trang 15
Trường CĐNCN Thanh Hỏa Giúa trình: KHÍ C ĐIỆN
7, Hồ quang và các phương pháp dập tắt hồ quang 7.1, Quả trình hình thành hồ quang AB AB ị =+_ ‹ Hì ị Hạ | d í
Hình 1.6: Quá trình hình thành hồ quang quang
Trong khí cụ điện, hỗ quang thường xây ra ở các tiếp điểm khi cất địng điện Trước đĩ khi các tiếp điểm đĩng điện trong mạch cĩ dịng điện, điện áp trên phụ tải là Ú cịn điện áp trên 2 tiếp điểm A, B bằng 0 Khi cất điện 2 tiếp điểm A, B rời nhau
Œ1;) lúc này dịng điện giảm nhỏ Tồn bộ điện Ap U dat lên 2 cực A, B do khoảng
cách d giữa 2 tiếp điểm rất nhỏ nên điện trường giữa chủng rất lớn (Vì điện trường
Uh)
Do nhiệt độ và điện trường ở các tiếp điểm lớn nên trong khoảng khơng khí giữa 2
tiếp điểm bị ion hĩa rất mạnh nên khối khí trở thành dẫn điện (Gọi là plasma) sẽ xuất
hiện phĩng điện hỗ quang cĩ mật độ dịng điện lớn (104 - 105 A fem’), nhiệt độ rất cao
(4000 - 5000°C) Điện áp cảng cao đồng điện cảng lớn thì hồ quang càng mãnh liệt
Khi đĩng, cất thiết bị (đặc biệt khi cit), nhiệt độ và điện trường ở giữa các tiếp
điểm tiếp xúc lớn nên khơng khí trong mơi trường này bị ion hĩa rất mạnh (xuất hiện
các hạt dẫn điện) và hình thành sự phĩng hỗ quang điện
7.2, Tae hai cia hd quang
~ Kéo dai thời gian đĩng cất đọ cĩ hồ quang nên sau khi các tiếp điểm rời nhau
nhưng đồng điện vẫn cịn tần tại Chỉ khi hồ quang được đập tit hin mach điện mới được cắt,
~ Làm hỏng các mặt tiếp xúc: nhiệt độ hỗ quang rất cao nên làm cháy, lâm rỗ bề mặt
tiếp xúc, làm tăng điện trở tiếp xúc
- Gây ngắn mạch giữa các pha: do hồ quang xuất hiện nên vùng khí giữa các tiếp điểm trở thành dẫn điện, vùng khí này cĩ thể lan rộng ra làm phĩng điện giữa các pha
- Hồ quang cĩ thể gây cháy và gây tai nạn khác
7.3 Các phương pháp đập hồ quang
Trang 16
~-11-Trường CĐNCN Thanh Hĩa Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN Nhìn chung hỗ quang sinh ra đều khơng cĩ lợi (trừ hỗ quang khi hàn để duy trì sự cháy), do đĩ phải được dập tắt trong thời gian ngắn nhất để đảm bảo an tồn cho các thiết bị cũng như con người,
Hỗ quang cần phải được dập tắt trong khu vực hạn chế với thời gian ngắn nhất, tốc
độ mỡ tiếp điểm phải lớn mà khơng làm hư hơng các bộ phận của khí cụ Đồng thời
năng lượng hồ quang phải đạt đến giả trị bé nhất, điện trở hỗ quang phải tăng nhanh và việc đập tắt hồ quang khơng được kéo theo quá điện áp nguy hiểm, tiếng kêu phâI nhỏ và ánh sáng khơng quá mạnh Để dập tắt hỗ quang ta dùng các biện pháp sau:
~ Kéo dài hỗ quang
- Dũng từ trường để tạo lực thơi hồ quang chuyển động nhanh - Dũng dịng khi hay dầu để thơi dập tắt hỗ quang
- Dũng khe hở hẹp để hỗ quang cọ sắt vào vách hẹp này - Dung phương pháp thơi bằng cách sinh khí
- Phân chia hỗ quang ra nhiều đoạn ngắn nhờ các vách ngăn - Dập hồ quang trong dầu mỏ : ‘ Nội đụng thực hành * Chuẩn bị dụng cụ thiết bị TT “Thiết bị, dụng cụ SL Ghi chú 1 |- Vật liệu: 01 bộ + Bang gắn các loại khí cụ điện + Dây dẫn điện + Đầu cốt các cỡ + Các trạm nối dây Giấy, ghen cách điện, sứ, thuỷ tính cách điện các + loại
+ Chỉ hàn, nhựa thơng, giấy nhám các loại
Hĩa chất dùng để tắm sấy máy biến áp (chất keo đĩng
rin, vec-ni cách điện)
2 |- Dụng cụ và trang thiết bị: 01 bộ
+ Bộ đỗ nghề điện, cơ khí cầm tay,
+ Máy cất bê-tơng, máy mài cầm tay, máy mài hai
Trang 17-12-Trường CDNCN Thanh Hoa Giáo trình: NHÍ CỤ DIỆN
đá, khoan điện để bản, khoan điện câm tay, máy nền
khí,
+ VOM, MQ, TeraQ, Ampare kim + Ta say điều khiển được nhiệt độ
+ Bộ mơ hình dàn trải các loại khí cụ điện hoạt động được (dùng cho học về cầu tạo và nguyên lý hoạt động) Các loại khí cụ điện như trên (vật thực, hoạt động được): Đây nội, lắc căm 01 bộ * Thực hành BỊ Nhận thiết bị vật tr B2 Kiểm tra khí cụ điện
B3 Tháo lắp, sửa chữa khí cụ điện
B4 Lap đặt khí cụ điện đĩng cắt
B5 Lắp đặt khí cụ điện bảo vệ
B6 Lắp đặt thiết bị đo lường điện 2 cực B7 Lắp đặt thiết bị đo lường điện 4 cực
B8 Kết nối các khí cụ điện
Câu hồi trắc nghiệm lựa chọn
Đọc kỹ các câu hỏi, chọn ý trả lời đúng nhất và tơ đen vào ơ thích hợp ở các cột bên : TT Nội dung câu hỏi a b e D Ld Khí cụ điện phân loại theo cơng dụng gồm cĩ các loại sau: a Khí cụ điện cao thế - hạ thế
b, Khi cy dién ding trong mach AC va DC
Trang 18-]3-Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN
Trưởng GĐNCN Thanh Hĩa
12 Yêu cầu cơ bản đối với KCĐ là: 1
a, KCD phai dam bao sir dung lâu dài với các thơng số
kỹ thuật ở định mức
b Vật liệu cách điện phải tốt, làm việc phải tốt trong
các mơi trường , khí hậu
c, KCĐ phải én định nhiệt Ổn định điện động, làm
việc chính xác, an tồn, gọn nhẹ, rẻ tiền
ư n 0
13 Khí cụ điện phân loại theo điện áp cĩ các loại:
a Khí cụ điện cao thé - Khí cụ điện ha thể b_ Khí cụ điện dũng trong mạch điên AC và DC 6 Khí cụ điện điện từ, cảm ứng, nhiệt
d Cả a và b đúng
Đề thuận tiện cho nghiên cứu, sử dụng, KCĐ dược phân ra
các loại : `
a Theo cơng dụng, theo điều kiện làm việc và bảo vệ b Theo nguyễn lý làm việc, theo loại điện áp, theo loại địng điện e Theo cấu tạo d Cả a và b đúng I 4, Khi cụ điện phân loại theo nguyên lý làm việc cĩ các loại: a Điện từ, cảm ứng, nhiệt b Điện từ, cảm ứng, nhiệt cĩ tiếp điểm và khơng cĩ tiếp điểm ừ Cả a và b đúng d Cả a và b sai
1.6 Những yếu tổ ảnh hưởng tới điện trở tiếp xúc bao gồm:
a Vật liệu làm tiếp điểm, lực ép lên tiếp điểm, mật độ
dịng điện b, Hình dạng tiếp điểm, nhiệt độ tiếp điểm, diện tích
Trang 19-iN Trường CDNCN Thanh Hỏa tiệp xúc © Cả a và b đúng d Cả a và b sai
.| Tiếp xúc điện phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
a Thực hiện tiếp xúc chắc chin, ổn định nhiệt, điện
động khi cĩ dịng ngắn mạch
b Khơng phát nĩng quá giá trị cho phép đối với dong
điện định mức, sức bền cơ khí cao
e Chịu được tác đụng của mơi trường, ở nhiệt độ cao khơng bị ơxy hố
đ Cả a, b và c đều ding
18 Các tiếp điểm bị hư hỏng là đo:
a Ăn mơn kim loại, ơ xy hố, đo điện và điện thế hố
b Khơng bơi trơn tiếp điểm bằng dầu mỡ
c Tiếp điểm quá bé 4
đ Cả a, b và c đều đúng
129 Hồ quang điện cĩ tác hại
a Làm hỏng bề mặt tiếp Xúc, cĩ thể gây cháy và pây
tai nạn khác
b Gây ngắn mạch giữa các pha, kéo đi thời gian cắt
Trang 20Trưởng CĐNCN Thanh Hĩa Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN c, Dap hé quang trong dầu, thơi bằng cách sinh khí đ, Cả a, b và c đều đúng 1.11 Những vật liệu dùng làm các tiếp điểm cĩ định và ở điện|n jn ¡n |m áp cao thường là: : a, Đẳng, thép
b Bac - vonfram, bạc - niken, đồng ~ vonfram e Đồng - vonfram , Platin (bạch kim) d, Bạc, đẳng, platin, vonfram, niken
1.12 Đối với mật độ dịng điện đã cho trước, muốn giảm phát|n |n [oa jo
nĩng tiếp điểm thì vật liệu phải: a Phải cĩ độ mềm dẻo b Cĩ điện trở suất nhỏ, khả năng tỏa nhiệt cao c Cĩ bề mặt xù xì (vật đúc) d Cia, b vac déu ding 1.13) Trang thái làm việc bình thường của khí cụ điện là: go jo ja |e
a Các khí cụ điện làm việc với dịng điện định mức
Trang 21-16-2< Trường CDNCN Thanh Hoa Giáo trình: NHÍ CỤ ĐIỆN b.120C) c 750C) d, 902C) 1.16 Vat liệu cách điện cấp B cĩ nhiệt độ cho phép (C): nịnlnln a 110 °C) b 130°C) c 75 ÚC) d 90 0C) 1.17] Chế độ làm việc dài hạn là chê độ khí cụ làm việc trong lo Ín Jo la thời gian t;
a, Thdi gian t> 1); t, là thời gian phát nĩng của KCĐ b Thời gian t< {,; t, là thời gian phát nĩng của KCĐ e Thời gian của một chu kỳ làm việc
d Thời gian L+ t; t¡ là thời gian phát nĩng của KCD
Trang 22
-17-Trường CĐNCN Thanh Hĩa Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN Mã bài Chương 2: MHĐCN 010502 KHÍ CỤ ĐIỆN BONG CAT Thời lượng (giờ) it th KT 07 10 01 Mục tiêu:
- Trinh bay cdu tao va nguyên lý hoạt động của các loại khí cụ điện đơng cắt thường dũng trong cơng nghiệp và dân dụng
- Sử dụng thành thạo các loại khi cụ điện đồng cắt nĩi trên, đảm bảo an tồn cho
người và các thiết bị theo TCVN
~ Tỉnh chọn được các loại khí cụ điện đĩng cất thơng dụng theo yêu cầu kỹ thuật cụ
thể
- Tháo lấp, phán đốn và sửa chữa hư hỏng các loại khí cụ điện đĩng cắt đạt các thơng số kỹ thuật và đảm bảo an tồn Nội dung: Dé thực hiện mục tiêu bài học này, nội dung bao gồm: * * * Cấu tạo Nguyên lý hoạt động Tỉnh chọn khí cụ điện đĩng cất
Hư hơng và các nguyên nhân gây hư hỏng
Sửa chữa khí cụ điện đĩng cit
Pham vi: Cầu đao, dao cách ly, máy cắt phụ tải, máy cất dầu, áp tơ mát
CẦu dao (CD, SW)
Hình 2.1: Câu dao
Trang 23
12 TẾ 10 ;ụ 1g Triéng CDNCN Thanh Hea Giáo trình: KHÍ CỤ DIỆN 1.1 Định nghĩa
Cầu dao là khí cụ điện ding để đĩng cắt mạch điện bằng tay sử dụng trong các
mạng điện cĩ điện áp tới 500V
1,2, Ký hiệu và cấu tạo 1.3.1 Kỹ hiệu ¿¿ dụ Ơ r‡ Ltd † † 9? 1.2.2 Cấn tạo Cầu dao được cầu tạo bởi các thành phan chính sau: ~ Lưỡi đao chính - Lưỡi đao phụ - Ngằm tiếp xúc - Để cách điện Cầu đao cĩ cầu dao phụ: 1 Lưỡi dao chính 2 Tiếp xúc tĩnh (ngàm) 3 Lưỡi đao phụ 4 Lị xo bật nhanh ~ Nắp cầu dao ~ Lị xo bật nhanh - Cực đấu đây
- Hình 2.2: Các bộ phận của cầu đao -
Trong cầu đao thì các bộ phận tiệp xúc là rất quan trọng Theo cách hiểu thơng
thường, chỗ tiếp xúc điện là nơi gặp gỡ chung hai hay nhiều vật dẫn để dịng điện đi từ
vật dẫn này sang vật dẫn khác Mặt tiếp xúc giữa các vật gọi là bề mặt tiếp xúc Tiếp xúc ở cầu đao là dạng tiếp xúc đĩng mớ, tiếp điểm là tiếp điểm kẹp (cắm)
Lưỡi đao được gắn cố định một đầu, đầu kia được gắn vao tay nắm của cầu dao Vat
liệu chế tạo cho các vật dẫn, điểm tiếp xúc thường làm bằng bạc, đồng, platin,
vonfram, niken và hữu hạn mới dùng vàng Bạc cĩ tính dẫn điện và truyền nhiệt tốt, platin (bạch kim) khơng cĩ lớp ơxyt, điện trở tiếp xúc bé, vofram cĩ nhiệt độ nĩng
cháy cao và chống bào mịn tốt đồng thời cĩ độ cứng lớn
Trong đĩ đồng và đồng thau cùng với những kim loại hoặc hợp kim cĩ nhiệt độ nĩng chảy cao là được sử dụng rộng rãi nhất
Bu lơng, vít được làm bằng thép, đúng để ghép các vật tiếp xúc cổ định với nhau, Mỗi một cực của cầu đao cĩ bu lơng hoặc lỗ để đấu nối dây vào
Trang 24
-19-Trưởng CĐNCN Thanh Hĩa Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN
Tay nắm được làm bằng vật liệu cách điện tốt cĩ thể là bằng sử, phíp hoặc mí ca
Nắp che chắn được làm bằng nhựa hay phíp
Đề được làm bằng sử, nhựa hoặc phíp Cỏ một số cầu dao do cơng dụng của từng
thiết bị mà người ta gắn thêm dây chảy (cầu chì) để bảo vệ ngắn mạch
1.3 Phân loại
Cĩ nhiều cách phân loại khác nhau:
~ Phân loại theo số cực: 1 cực, 2 cực, 3 cực, 4 cực ~ Phân loại theo điện áp định mức: 250V, 380V, 500V
~ Phân loại theo dịng định mức: 10A, 15A, 25A, 60A, 75A
~ Phân loại theo vật liệu cách điện: nhựa, đá, sử
- Phân loại theo kiểu bảo vệ: loại cĩ nắp và loại khơng cĩ nắp
~ Phân loại theo yêu cầu sử dụng: loại đầu dao cĩ cầu chỉ và loại khơng cĩ cầu chỉ, 1.4, Cơng đụng
Được sử dụng trong mạch điện dé đồng cắt mạch điện, đổi nối mạch điện, đảo
chiều quay ĐC Ồ
Cầu dao thường được dùng dé đĩng ngất và đổi nổi mạch điện, với cơng suất nhỏ và những thiết bị khí làm việc khơng cần thao tác đĩng cắt nhiều lần Nếu điện áp cao
hơn hoặc mạch điện cĩ cơng suất trung bình và lớn thì cầu đao thường chỉ làm nhiệm
vụ đĩng cất khơng tải Vì trong trường hợp này khi ngắt mạch hồ quang sinh ra sẽ rất lớn, tiếp xúc sẽ bị phá hơng trong một thời gian rất ngắn và khơi mào cho việc phát sinh hồ quang giữa các pha, từ đĩ vật liệu cách điện sẽ bị phá hỏng, gây nguy hiểm cho thiết bị và người thao tác
2 Nút Nhắn (Nút BẤm)
Hình 2.3 : Nút nhắn
2.1 Định nghĩa
Nút nhân (nut điều khiển) là khí cụ điện dụng để đĩng ngất từ xa các thiết bị điện,
các dụng cụ báo hiệu, chuyên đơi mạch điều khiến
Trang 25
-EN
mg
Trường CĐNCN Thanh Hĩa Gido trình: NHÍ CỤ ĐIỆN
2.2 Ký hiệu và phân loại 2.2.1 Kỹ hiệu woke Nút nhấn thường mở * Nút nhẫn đơn —-l ¬- Nut nhấn thường đĩng * Nút nhấn liên động | z Nút nhấn liên động 3.2.2 Phân loại
Cĩ nhiều cách phân loại khác nhau
a Phan logi theo kiéu đẳng bên ngồi
~ Kiểu hở: ví dụ nút nhắn sử dụng trên cửa tủ điện
~ Kiểu kín: được đặt trong hộp nhựa, hộp sit
~ Kiểu bảo vệ: được đặt trong hộp chống bụi, chống nước, chẳng nổ
b Phân loại theo yêu cầu điều khiển ~ Nút bấm đơn ~ Nủt bấm kép ~ Nút bấm tự giữ ~ Nút bấm khơng tự giữ e Phân loại theo kết cẫu bên trong ~ Loại cĩ đèn báo ‘ - Loại khơng cĩ đèn báo 2.3.3 Cơng dụng
- Dùng để phát tiễn hiệu cho cơ cấu chấp hành
(phát tín hiệu cho cơng tắc tơ, khởi động từ, ro le )
~ Dùng để thay đổi chế độ làm việc của hệ thống
(Cho động cơ quay thuận, quay ngược )
~ Dùng để thơng báo: chuơng điện, báo cháy
Trang 26
-21~-Trường CĐNCN Thanh Hoa Giáo trình: NHÍ CỤ ĐIỆN
2.2.4, CẤu tao va ngupén Ip làm việc
a Cấu tạo: gồm các bộ phận chính sau: tiếp điểm tĩnh, tiếp điểm động, cơ cấu lị xo, vỏ bảo vệ
0 Nguyên lý làm việc (với nút nhẫu khơng tự gi)
* Nũt nhẫu thường mở: Khi cĩ lực tác động vào nút nhấn, tiếp điểm động sẽ thay đổi trạng thái và tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh tạo kín mạch và phát tín hiệu điện tới thiết bị điện Khi thơi khơng tác dụng lực vào nùt nhấn, tiếp điểm động trở về trạng thai ban dầu
* Nữt nhẫn thường đồng: Khi cĩ lực tác động vào nủt nhấn, tiếp điểm động sẽ thay dai trạng thái và tách khỏi tiếp điểm tĩnh tạo hở mạch để ngất tiễn hiệu điện từ thiết bị
điện Khi khơng cịn lực tác dụng, tiếp điểm động trở về trạng thái ban dầu,
* Nút nhẫn liêu động: Khi tác dụng lực vào nút nhấn, tiếp điểm thường đĩng sẽ mở ra, tiếp điểm thường mở sẽ đồng lại, Khí khơng cịn lực tác dụng, các tiếp điểm trở về
trạng thái bạn đầu,
2.2.5 Cúc thơng sỗ kỹ truật
- Dịng điện cho phép đi qua tiếp điểm < 5A + Điện áp đặt vào tiếp điểm cho phép < 600V
Trang 27-22-‘EN xo, đổi tbi ban hay t bj tai
Trường CDNCN Thanh Hĩa Giáo trình KHÍ CỤ ĐIỆN
Cơng tắc là khí cụ điện dùng để đĩng ngắt mạch điện, đổi nối mạch điện, khống
chế quá trình hoạt động của những mạch cĩ cơng suất nhỏ với đồng định mức cha
phép di qua là < 5A và điện áp đặt vào < 500V, 3.2 Ký hiệu _ Lo é cơng tắc 2 cực - —— ý cơng tắc 3 cực * — Ang sử () oh cơng tắc 4 cực + cơng tắc hành trình —t + 3.3 Phân loại
Cĩ nhiều cách phân loại khác nhau &, Phân logi theo lình đúng bên ngồi
Kiểu hờ, kiểu kín, kiểu bảo vệ
b, Phân loại theo cơng đụng - Cơng tắc đĩng - ngất trực tiếp - Cơng tắc chuyển mạch (cơng tắc 3 cực, 4 cực, 6 cực ) ~ Cơng tắc hành trình 3,4, Cấu tạo và cơng dựng 3.4.1 Cu tạo Giẫm những thành phần chính sau: tiếp điểm động, tiếp điểm tĩnh, cơ cấu lị xo, vỏ bảo vệ 3.4.2 Cơng dụng
~ Cơng tắc đĩng - ngất trực tiếp: dùng để đĩng — ngất trực tiếp mạch điện, các thiết bị
điện (đèn, chuơng điện )
- Cơng tắc chuyển mạch (cơng tắc 3 cực, 4 cực, 6 cực ): dùng để chuyển đổi mạch
điện, đối nơi mạch điện
Trang 28-23-Trường CĐNCN Thanh Hĩa Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN
~ Cơng tắc hành trình: dùng để đĩng ngất mạch điện điều khiển, tự động khống chế quá trình chuyển động của hệ thống
4, Dao Cach Ly (DS: disconnecting Switch)
Hình 2.5 : Dao cách ly 4.1, Dinh nghia %
Đao cách ly là khí KCĐ dùng để đĩng cất mạch điện trong mạng điện áp cao khi khơng tải hay khi cĩ tải nhỏ, Tạo khoảng hớ cách điện trơng thấy được giữa bộ phận mang điện và bộ phận cắt điện nhằm mục đích đảm báo an tồn, tạo tâm lý yên tâm cho nhân viên sữa chữa
4.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc 4.2.1 Cu tạo
Đao cách ly gần giống như câu dao hạ thế nhưng vì dao cách ly lam việc ở điện áp
cao nên các phụ kiện thường lớn hơn
Cấu tạo của dao cách ly gồm các bộ phận chính sau: lưỡi dao, sử cách điện, ngàm
Trang 29-24-IEN ché + tap am Trivéug CDNCN Thanh Hoda Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN 1—Sử cách điện 2-Lưỡidao 3— Ngàm cố định 4— Dây dẫn 5— Hệ thống truyền động 4.2.2 Nguyén {ý làm việc
Đo dao cách ly khơng cĩ buồng dập hồ quang vì vậy khi thao tác phải ở chế độ
khơng tải hay tải nhỏ Khi thao tác cĩ thể thực hiện bằng tay hoặc bằng cơ cầu truyền
động
4.3 Phân loại
Cĩ nhiều cách phân loại khác nhau œ Phân loại theo vị trí lắp đặt
DCL lap dit trong nhà, DCL lắp đặt ngồi trời
b Phân loại theo số cực
DCL | eye, DCL 3 eye liên động
€ Phân loại theo cách thao tắc
Thao tác bằng tay, thao tác bằng cơ cầu truyền động tk Phân loại theo cầu tạo
DCL dit ngang, DCL dat đừng 4.4 Tính chọn đao cán ly
Dao cách ly được lựa chọn theo các điều kiện-định mức và được kiểm tra theo điều
kiện én định lực điện động và ễn định nhiệt: - Điện áp định mức: am pc > Uạm tưới ~ Dịng điện dinh mite: Tam pcr 2 Inmax - Đồng điện én định lực điện động: Tenax 2 Lex
~ Dong dién dn dinh nhiệt trong thời gian: t gg, bate 2 fie (lu: được sinh ra khi ta cắt các phụ tải và lâm đường đây dao động)
4.5 Dao cất phụ tãi
Là khí cụ điện đùng để đĩng cắt đồng điện phụ tải Dao cắt phụ tải cĩ cầu fao gon
nhẹ, rẻ, vận hành đơn giản, Nĩ gồm hai bộ phận cấu thành: bộ phận đĩng cắt điều
khiển bằng tay và cầu chì
Trang 30
-Trưởng CĐNCN Thanh Hĩa Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN
Hình 27: Dao cit phụ tai
Nguyên tắc đập hồ quang ở dao cắt phụ tải là dùng khí, hơi khí sinh ra trong buồng dập hồ quang để làm nguội và thối tắt hồ quang, Dao cắt phụ tải chỉ đồng cắt được
đồng điện phụ tải, chứ khơng cắt được dong điện ngắn mạch Đề cất được dịng điện
ngắn mạch trong dao cắt phụ tải người ta dùng cầu chì
4.6 Dao cách ly nối đất (dao tiếp đÃO
Câu tạo tương tự dao cách ly, thường dùng chung với máy cắt nhưng phụ kiện tiếp đất khơng cần cách điện tốt nên dao cách ly nổi đất nhỏ gọn hon
Hình 2.8 : Dao cách ly nối đất
Trang 31
EN Trường CĐNCN Thanh Hĩa Giáo trình: KHÍ CỤ DIỆN
5, MAY CAT ĐIỆN (MC) Hình 2.9 : Máy cắt điện 5.1, Khái niệm
Máy cắt là KCĐ được sử dụng trong mạng điện áp cao dùng để đĩng - cit mạng
điện, bảo vệ mạng điện khi cĩ sự cỗ ngắn mạch xảy ra
Máy cắt cĩ buồng đập hồ quang nên cĩ thể thao tác ở trạng thái khơng tải cũng như trạng thái cĩ tải
5.2, Cầu tạo
Gồm các bộ phận chính sau: tiếp điểm tĩnh, tiếp điểm động, buơng đĩng cắt, buồng
dập hồ quang, hệ thống lị xo nén, hệ thống lị xo mở, đầu cực bất đây 5.3 Phân loại và cơng dụng
S31 Phan logi
Cĩ nhiều cách phân loại khác nhau
& Phân loại theo phương pháp đập hồ quang
- Máy cắt dầu: máy cắt nhiều dẫu, máy cất ít đầu ~ Máy cắt khơng khí - Máy cất chân khơng - Máy cắt khí SF6 ~ Mây cắt tự sinh khí ~ Máy cắt điện tứ
b Phân loại theo vị trí lắp đặt
+ May cắt đặt ngồi trời,
- Máy cắt đặt trong nhà
e Phân logi theo tốc dé cit
Trang 32Tridng CDNCN Thanh Héa Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN - Máy cắt nhanh,
~ Mãy cắt trung bình
~- Máy cắt châm
5.3.2, Cơng dụng
Máy cắt điện dùng để đĩng - cắt mạng điện, bảo vệ mạng điện khi cĩ sự cế xãy ra
Máy cắt là một thiết bị dùng trong mạng điện áp cao để đĩng cất đồng điện phụ tải
cũng như cắt dịng điện ngắn mạch Do điện áp cao (từ 3 đến 35KV và hơn nữa), dịng
điện lớn, nên khi cất mạch hd quang sinh ra mạnh Mật độ dịng điện hồ quang rất lớn (hàng nghin ampe trên một cen tỉ mét vuơng) nên nhiệt độ hd quang rit cao, cO thể tới
10.000%C Cấu tạo của máy cắt phải bảo đảm được và đập tắt được hồ quang Máy cắt
là loại thiết bị lâm việc tin cậy nhưng giá thành cao được dùng ở những nơi quan trọng ,
5.4, Các loại máy cắt thong dung
5.4.1 Máy cất nhiều dầu
Mơi trường đập tắt hồ quang là dẫu, dầu được sử dụng là dầu MBA, dầu vừa cĩ
chức năng dập tắt hỗ quang vừa cĩ chức cách điện Khi hồ quang sinh ra giữa các tiếp
Trang 33-WEN iy ra u tai dong t lén ễ tới y cit quan a cé tiép sinh » tt
Trường CDNCN Titanh Húa
1 Thanh ngang tiếp điểm động; 2 Hơi đầu; 3 Đầu tiếp xúc tĩnh; 4 ống tháo đầu; 5 ống thơng khí; 6, Khoang chưa khí; 7, Thanh truyền của bộ phận truyền động; 8 Trục quay; 9, Sử ra; 10 Nắp gang; 11 Mũ ắc; 12 Vịng đệm; 5.4.2 Máp cắt ứr dầu Giúo trình: KHÍ CỤ DIỆN 13 ống chỉ mức đầu; 14, Tắm lĩt cách điện; 15, Dầu; 16, Van tháo đầu; 17 Vỏ thùng; 18 L6 xo; 19 ỗ đỡ; 20 Thanh truyền; 21 Thanh truyền động; 22 Thanh ngang; 23 Thanh cách điện
Vai MC it dau, dầu chỉ dùng để dập tắt hồ quang, khơng làm nhiệm vụ cách điện
như MC nhiều đầu Khi ngắt mạch điện, các tiếp điểm mở ra đồng thời hỗ quang điện
được sinh ra và đốt nĩng dầu Dầu bị đốt nĩng, bốc hơi, sinh khi và áp suất tăng lên
Trang 34-29-Trường CDNCN Thanh Hĩa Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN Hình 2.12: Buỗng đập tắt hồ quang 3.4.3 Máy cắt khơng kh
Mơi trường dập hề quang là dùng luéng khơng khí cĩ áp suất 20 at Khi hồ quang sinh ra, luồng khơng khí trên sẽ thổi dọc, thối ngang hồ quang làm nguội dần và bị dập tắt,
Cấu tạo máy cắt khơng khí tương tự
máy cất ít dầu, phần khác là buồng dập
hồ quang Hồ quang bị buồng khí áp
suất cao thơi, bị kéo đải và tất
Hình 2.14: Máy cất khơng khí trạm trong nhà điện áp từ 6 lv đến 20 kv 5.4.4 Máy cắt chân khơng
Các tiếp điểm được đặt trong mơi trường chân khơng Do mơi trường chân khơng chỉ tồn tại các khí trơ nên khơng duy trì sự cháy, Vì vậy hồ quang sinh ra lập tức bị tắt ngay
Trang 35
-30-Or ý táo tình: KH CŨ DIF ĐIỆN Trường CĐNCN Thanh Hĩa Giáo trình: KHI Cl DIE ‘N Hình 2,15: Máy cất chân khơng 3.4.5 Máp cắt khí SF6 Mơi trường dập hồ quang là khí SF6, khí được nén và đưa vào buồng dập hồ quang Khi hỗ quang sinh ra với năng lượng lớn, phân tích khí SF6 làm áp suất tăng cao và dập tắt hồ quang,
uồng khí - Trạng thái đĩng: dịng điện đi từ mối nối (1) qua vỏ (2), giá đỡ tiếp điểm (3) tiếp điểm tĩnh (4), qua tiếp điểm động (5), tiếp điểm tinh (6), vơ (7) và sau cùng là mối nối (8) (Hình 2.16) Hình 2.16: Dơng điện chạy qua máy cất khí v ko án : : - Trạng thái sắp sửa cất: khi tiếp điểm động (5) rời tiếp điểm tĩnh (6) đồng điện chuyên
qua tiếp điểm chịu hồ quang (9), (Hình 2.17)
hơng
bị tắt
Trang 36
-31-Trường CĐNCN Thanh Hĩa Giáo trình: KHÍ CỤ ĐIỆN
Hình 2.17: Trạng thái sắp cất của máy cắt khí SF6
- Trạng thái cất sinh hồ quang: khi tiếp điểm chịu hồ quang (9) rời tiếp điểm (10) hồ quang sinh ra với năng lượng lớn phân tích khí SF6.( Hình 2 18) 19 11 VÀ Vụ
Hinh 2.18: Trang thai cắt sinh hồ quang của máy cắt khí
~ Dập hồ quang: khi ơng (11) rời khỏi tiếp điểm (10), luồng hơi áp suất cao phun ra và
dập tắt hồ quang.(Hình 2 19)
Hình 2.19: Dập tắt hồ quang của máy cất khí
~ Trạng thái cắt hồn tồn ( Hình 2.20)
Trang 37
~32-DIEN 10) hề ¡ra VÀ Trường CĐNCN Thanh Hán Gia trình: KHÍ C¡ Ụ ĐIỆN
Hình 2.20: Trạng thái cắt hồn tồn cũa máy cắt khí SF6
%4.6 Miáp cất tie ding Iai (ACR)
La KCD st dung trong mang dién áp cao, dùng để đĩng cất mạch điện, bảo vệ
mạch điện khi cĩ sự cĩ ngắn mạch xãy ra Máy cắt tự đĩng lại cảm nhận được sự cố và
tự động cắt mạch, sau day tự động đồng lại nhanh chĩng để tái lập cung cấp điện cùng
cấp cho phụ tải nếu là sự cố thống qua Nếu lã sự cổ lâu đài, máy cất sẽ tự động khĩa
Trang 38-33«-Trưởng CĐNCN Thanh Hĩa Giáo trình: NHÍ CỤ ĐIỆN
6 Aplomat (may efit ha dp: ACB, Circuit Breaker: CB)
Hinh 2.22: Hinh anh Aptomat 6.1, Dinh nghia
- Aptomat (CB) là khí cụ điện dùng để đĩng - cắt mạch điện, bảo vệ mạch điện khi cĩ
sự cổ quá tải, ngắn mạch, thấp áp xảy ra cho mạch điện
~ Aplomat được đĩng cắt bằng tay, bảo vệ tự động, được sử dụng trong mạng hạ áp
~ Với máy cắt hạ áp (ACB), sử dụng để cắt những mạch điện cĩ dịng lớn, loại này cĩ
thể đĩng — cắt tự động
6.2 Cầu tạo và nguyên lý hoạt động
6.2.1 Cấu tạo
Gầm những bộ phận chính sau: tiếp điểm động, tiếp điểm tĩnh, buồng dập hồ quang
(buơng chia hồ quang), cơ cấu truyền động, thanh lưỡng kim, cuộn đây nam châm
điện, mĩc bảo vệ, bộ phận đĩng ngất bằng tay (cần gat), co cấu ngất điện từ, đầu nối
liên kết
Trang 39
DIEN khi cĩ aay co quang chim du ndi Trường CDNCN Thanh Hĩa Giúa trình: KHÍ CỤ DIỆN Đ all QO} "nàn aa hẹp điệm thanh tĩnh ray Hình 2.23: Cấu tạo của Aptomat œ Tiếp điểm
CB thường được chế tạo cĩ hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang), hoặc
ba cấp tiếp điểm (chính, phụ, hỗ quang)
Khi đĩng mạch, tiếp điểm hồ quang đĩng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, sau
cũng là tiếp điểm chính Khi cất mạch thì ngược lại, tiếp điểm chính mở trước, sau đến
tiếp điểm phụ, cuối cùng là tiếp điểm hỗ quang
Như vậy hề quang chỉ cháy trên tiếp điểm hỗ quang, do đĩ bảo vệ được tiếp điểm
chính để dẫn điện Dũng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hư
hại tiếp điểm chính
5 Buẳng dập hỗ quang
Để CB đập được hồ quang trong tất cả các chế độ làm việc của lưới điện, người ta thường dùng hai kiểu thiết bị đập hồ quang là: kiểu nữa kín và kiểu hở,
Kiểu nửa kín được đặt trong vỏ kín của CB và cĩ lỗ thốt khí Kiểu này cĩ dịng
diện giới hạn cắt khơng quá 50KA Kiểu hở được dùng khi giới hạn dịng điện cắt lớn
hơn S0KA hoặc điện áp lớn 1000V (cao áp)
Trang 40
-35-Trường CĐNCN Thanh Hĩa Giáo trình: NHÍ CỤ ĐIỆN Trong buồng dập hồ quang thơng dụng, người ta dùng những tắm thép xếp thành lưới ngăn, để phân chia hỗ quang thành nhiều đọan ngắn thuân lợi cho việc dập tất hồ quang
e Cơ cầu truyền dộng cắt CB
Truyền động cắt CB thường cĩ hai cách : bằng tay và bằng cơ điện (điện từ, động cơ điện) Điều khiển bằng tay được thực hiện với các CB cĩ dịng điện định mức khơng lớn hơn 600A Điều khiển bằng điện từ (nam châm điện) được ứng dụng ở các
CB cĩ dịng điện lớn hơn (đến 1000A)
Đề tăng lực điều khiển bằng tay người ta dùng một tay dài phụ theo nguyên lý địn bẩy Ngồi ra cịn cĩ cách điều khiến bằng động cơ điện hoặc khí nén
d, Mác bảo vệ
CB tự động cất nhờ các phan từ bảo vệ ¬ gọi là mĩc bảo vệ, sẽ tác động khi mạch
điện cĩ sự cố quá dong điện (quá tải hay ngắn mạch) và sụt áp
Mĩc bảo vệ quá dịng điện (cịn gọi là bảo vệ dịng điện cực đại) để bảo vệ thiết bị
điện khơng bị quá tải và ngắn mạch, đường thời gian - dịng điện của mĩc bảo vệ phải nằm dưới dường đặc tính của đối tượng cần bảo vệ Người ta thường dùng hệ thống
điện từ và rơle nhiệt làm mĩc bảo vệ, đặt bên trong CB
Mĩc kiểu điện từ cĩ cuộn đây mắc nối tiếp với mạch chính, cuộn dây này được
quấn tiết diện lớn chịu dịng tải và Ít vịng, Khi dịng điện vượt quá trị số cho phép thì phan tng bj hut va méc sé dập vào khớp rơi tự do, lam tiép điểm của CB mở ra Điều
chỉnh vít để thay đổi lực kháng của lị xo, ta cĩ thể điều chính được trị số dịng điện tác động Để giữ thời gian trong bảo vệ quá tải kiểu điện từ, người ta thêm một cơ cấu giữ thời gian (ví dụ bánh xe răng như trong cơ cầu đồng hở)
Mộc kiểu rơ lơ nhiệt đơn giản hơn cá, cĩ kết cầu tương tự như rợ le nhiệt cĩ phần tử
phát nĩng đấu nĩi tiếp với mạch điện chính, tắm kim loại kép dân nở làm nhà khớp rơi tự do để mở tiếp điểm của CB khi cĩ quá tải, Kiểu này cĩ thiếu sĩt là quán tính nhiệt
lớn nên khơng, ngắt nhanh được dịng điện tăng vọt khi cĩ ngắn mach, do dé chi bao vé duge dong dién qua tai
Vi vay người ta thường sử dụng tổng hợp cả mĩc kiểu điện từ và mĩc kiểu rơÌe nhiệt trong một CB Loại này được dùng ở CB cĩ dịng điện định mức đến 600A Mĩc bảo vệ sụt áp (cịn gọi là bảo vệ điện áp thấp) cũng thường dùng kiểu điện từ