Bài giảng Khí cụ điện: Cầu chì hạ áp trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, phân loại, đặc tính của cầu chì. Để hiểu rõ hơn, mời các bạn tham khảo chi tiết nội dung bài giảng.
KHÍ CỤ ĐIỆN Câu Chi Ha Ap ̀ ̀ ̣ ́ NÔI DUNG BAI GIANG ̣ ̀ ̉ CẤU TẠO CẦU CHÌ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC PHÂN LOẠI CẦU CHÌ ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC 4.1 ỨNG SUẤT NHIỆT 4.2 ĐẶC TÍNH AMPERE GIÂY – DÒNG TIỀM NĂNG 4.3 VÙNG NGẮT MẠCH KHÔNG CHẮC CHẮN 4.4 CỔNG GIỚI HẠN XÁC ĐỊNH VÙNG TRÊN ĐẶC TÍNH AMPERE GIÂY 4.5 ĐẶC TUYẾN DÒNG NGẮT MẠCH (CUT-OFF CURRENT CHARACTERISTIC) ỨNG DỤNG CỦA CÂU CHÌ 5.1 CHỌN CẦU CHÌ BẢO VỆ QUÁ TẢI 5.2 CHỌN CẦU CHÌ BẢO VỆ NGẮN MẠCH CẤU TẠO CỦA CẦU CHÌ Cầu chì hạ thế bao gờm thành phần chính: v v v v Phần Tử Ngắt Mạch Vật liệu lấp đầy Thân cầu chì Các đầu nối Thân cầu chì Vật liệu lấp đầy Phần tử ngắt mạch Đầu nối Điểm nóng chảy thấp nhất Eo làm nhỏ tiết diện dùng điều khiển hồ quang PHẦN TỬ NGẮT MẠCH: thành phần cầu chì, có đặc tính sau: Có khả cảm nhận độ lớn dòng hiệu dụng qua Có điện trở suất bé (thường bạc, đồng, hay vật liệu dẫn có giá trị điện trở suất nhỏ lân cận). Phần tử có hình dạng dây tiết diện tròn hay dạng băng mỏng VẬT LIỆU LẮP ĐẦY bao bọc quanh phần tử ngắt mạch thân cầu chì, thường vật liệu silicat dạng hạt Vật liệu lắp đầy phải: Có khả hấp thu lượng sinh hồ quang Đảm bảo tính cách điện xảy tượng ngắt mạch THÂN CỦA CẦU CHÌ: thường thủy tinh, ceramic (sứ gốm ) hay vật liệu khác tương đương Vật liệu tạo thành thân cầu chì phải đảm bảo hai tính chất: Có độ bền khí Có độ bền điều kiện dẫn nhiệt, chịu đựng thay đổi nhiệt độ đột ngột mà không hư hỏng CÁC ĐẦU NỐI: dùng định vị cố định cầu chì thiết bị đóng ngắt mạch, đồng thời phải đảm bảo tính tiếp xúc điện tốt CẦU CHÌ DÙNG TRONG MẠCH ĐIỆN Ô TÔ VỎ HỘP (HOLDER) CỦA CẦU CHÌ Cầu chì dùng mạch nạp điện Accu 10 4.5 ĐẶC TÍNH DÒNG NGẮT MẠCH (CUT-OFF CURRENT) Đặc tính dòng ngắt mạch là đồ thị mô tả quan hệ giữa dòng ngắt mạch (cut-off current) với dòng tiềm của cầu chì Dòng ngắt mạch (cut-off current) là giá trị dòng tức thời cực đại đạt được suốt quá trình ngắt mạch của cầu chì 42 Phương pháp đọc Đặc Tính “cut-off current” 43 Đặc Tính Dòng Ngắt Mạch cầu chì T cắt nhanh (Cooper Busman) 44 ỨNG DỤNG CỦA CẦU CHÌ 5.1 CÁC THƠNG SỚ ĐỊNH MỨC CỦA CẦU CHÌ Áp định mức (Un): áp hiệu dụng xoay chiều tối đa cho phép xuất đầu cầu chì xảy quá trình ngắt mạch Tần số nguồn điện phạm vi 18Hz đến 62 Hz NHÓM [V] NHÓM [V] Dòng định AC DC AC DC mức (In): là giá 120 120 trị dòng hiệu 208 230 230 240 dụng ghi 277 277 cầu chì 400 400 415 tải liên tục 500 480 480 690 690 600 thường xuyên 45 5.2 CHỌN KHÍ CỤ BẢO VỆ QUÁ TẢI Theo tiêu chuẩn IEC 60364-4-43 (Electrical installation of buildings – Protection against overcurrent) để xác định phối hợp giữa dây dẫn và khí cụ bảo vệ quá tải (thường được đặt tại đầu đoạn dây dẫn đến tải) cần thỏa các điều kiện sau: Ib In IZ I2 1,45g IZ Đặc tính của mạch điện Đặc tính của cầu chì Ib là dòng hiệu dụng thực sự qua mạch Tải IZ là dòng hiệu dụng dùng xác định tiết diện dây dẫn theo điều kiện lắp đặt I2 là dòng bảo đảm ngắt mạch có hiệu quả thời gian qui ước của khí cụ bảo vệ 46 Với khí cụ bảo vệ quá tải là cầu chì, dòng bảo đảm ngắt mạch có hiệu quả của cầu chì chính là dòng I2 = If Như vậy các điều kiện cần thỏa đã nêu được viết lại sau: Ib In IZ IZ được viết lại sau Riêng đối với điều kiện I2 1,45g Vì I2 = If nên Tóm lại If 1,45g IZ In 1,45g IZ suy 1,6g In 0,9g IZ Điều kiện chọn cầu chì quá tải : Đặc tính của mạch điện 0,9.Iz Đặc tính của cầu chì 47 THÍ DỤ 1: Cho Tải pha cân bằng tiêu thụ công suất tác dụng 120 kW , hệ số công suất của Tải là 0,85 trễ Biết Áp Dây nguồn là Vd = 380 V, Nếu dòng hiệu dụng dùng tính toán dây dẫn cấp đến Tải là IZ = 250 A, thì nên chọn cầu chì bảo vệ cho Tải có đặc tính thế nào ? GIẢI v Dòng hiệu dụng thực sự cấp đến Tải: Ib = IdayTai = P = 120000 ≅ 214,5 A gVdgcosϕ g380g0,85 0,9gIZ = 0,9g250 = 225 A v Giá trị dòng giới hạn 0,9.IZ là : v Giá trị dòng giới hạn 1,45.IZ là : 1,45gIZ = 1,45g250 = 362,5A 48 v Dòng định mức In của cầu chì loại gG được xác định sau: 214,5 A Đặc tính của mạch điện 225 A 362,5 A 0,9.Iz Đặc tính của cầu chì 224 A Tóm lại v v 358,4 A 214,5 A In 225 A Giả sử chọn cầu chì loại gG mã số 3NA3142 của nhà sản xuất Siemens, với dòng định mức In = 224 A Kiểm tra giá trị If của cầu chì gG If = 1,6g224 = 358,4 A < 362,5 A 49 50 5.3 CHỌN KHÍ CỤ BẢO VỆ NGẮN MẠCH Khi cần bảo vệ cho đoạn dây dẫn cấp nguồn từ cầu chì đếnTải , lúc có sự cố ngắn mạch đầu Tải, dòng ngắn mạch sẽ qua đoạn dây dẫn và cầu chì Trong trường hợp này cầu chì cần tác động nhanh để tránh tình trạng phát nóng dây dẫn quá mức cho phép Theo tiêu chuẩn IEC trường hợp cần so sánh hai giá trị ứng suất nhiệt của cầu chì và ứng suất nhiệt cho phép của dây dẫn Gọi: I t� � � là ứng suất nhiệt của cầu chì toàn bộ thời gian ngắt mạch I t� � � là ứng suất nhiệt của dây dẫn sinh toàn bộ thời gian cầu chì ngắt mạch �2 � � � �2 � � � � fuse � cable Điều kiện cần thỏa là : � I2t � � � � � � � fuse