Sửa chữa thiết bị điện hạ thế

Giáo trình sửa chữa thiết bị điện hạ áp dùng trong Dự án REII cải tạo nâng cấp hệ thống điện nông thôn. Chương 1 Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ Chương 2 Các thiết biến đổi điện áp, dòng điện, đo lường Chương 3 Động cơ điện Chương 4 Dây điện và cách điện

Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II Mục lục Chương Các thiết bị đóng cắt bảo vệ Aptomat 1.1 Sự hoạt động .6 1.2 Sự dập hồ quang 1.3 Tiêu chuẩn dòng định mức 1.4 Cấu tạo bên Aptomat 1.5 Các loại Aptomat .9 1.5.1 Aptomat điện áp thấp 1.5.2 Aptomat từ .11 1.5.3 Aptomat từ nhiệt 12 1.5.4 Aptomat ngắt thông dụng 13 1.5.5 Aptomat trung áp .14 Rơle 17 2.1 Thiết kế nguyên lý hoạt động 17 2.2 Các loại Rơle .18 2.2.1 Rơle chốt 18 2.2.2 Rơle lưỡi gà .19 2.2.3 Rơle thủy ngân 19 2.2.4 Rơle phân cực 20 2.2.5 Rơle máy công cụ 20 2.2.6 Rơle công tắc tơ 20 2.2.7 Rơle bán dẫn Rơ le công tắc tơ bán dẫn .21 2.2.8 Rơle Buchholz 22 2.2.9 Rơle bảo vệ tải 23 Công tắc tơ 24 3.1 Cấu trúc .24 3.2 Nguyên lý hoạt động 25 3.3 Các ứng dụng Công tắc tơ 26 3.3.1 Điều khiển đèn 26 3.3.2 Các khởi động từ .26 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II Cầu chì 27 4.1 Nguyên lý hoạt động 28 4.2 Các thông số đặc trưng 29 4.2.1 Dòng định mức IN 29 4.2.2 Tốc độ .29 4.2.3 Giá trị I2t 30 4.2.4 Khả ngắt 30 4.2.5 Điện áp định mức 30 4.2.6 Điện áp rơi .31 4.2.7 Sự giảm đặc tính nhiệt .31 Công tắc 32 5.1 Cấu tạo công tắc 33 5.2 Bộ dẫn động 33 5.3 Hồ quang dập hồ quang 33 5.4 Các công tắc không đối xứng 34 5.5 Các công tắc không đặc biệt .35 5.6 Công tắc nghiêng thủy ngân 35 5.7 Cầu dao .35 5.8 Công tắc trung gian 36 5.9 Công tắc đèn 37 Chương Các thiết biến đổi điện áp, dòng điện, đo lường 38 Máy biến áp 38 1.1 Nguyên lý hoạt động 38 1.2 Phân loại máy biến áp .39 1.3 Cấu trúc lõi thép 40 1.3.1 Lõi thép cán .40 1.3.2 Lõi đặc .41 1.3.3 Lõi hình xuyến 42 1.3.4 Lõi khơng khí 43 1.4 Một số loại máy biến áp 43 1.4.1 Máy biến áp tự ngẫu 43 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II 1.4.2 Máy biến áp nhiều pha 44 1.4.3 Máy biến áp rò 45 1.4.4 Máy biến áp cộng hưởng 46 1.4.5 Máy biến áp âm tần 46 1.4.6 Máy biến áp đo lường .47 Máy biến dòng 49 2.1 Nguyên lý hoạt động 50 2.2 Sử dụng .51 2.3 Sự hoạt động an toàn 51 2.4 Độ xác .51 2.5 Phụ tải .52 Đồng hồ điện 53 3.1 Đơn vị đo 55 3.2 Các đơn vị đo khác 56 3.3 Các loại đồng hồ .56 3.3.1 Đồng hồ điện 57 3.3.1.1 Kỹ thuật điện 57 3.3.1.2 Đọc số đồng hồ điện 58 3.3.2 Đồng hồ bán dẫn .59 3.3.2.1 Kỹ thuật bán dẫn 59 3.3.2.2 Đọc số tự động .59 3.3.2.3 Cấu tạo đồng hồ bán dẫn 61 3.3.3 Đồng hồ đa biều giá 62 3.3.4 Đồng hồ sử dụng gia đình 62 3.3.5 Đồng hồ chuyển mạch từ xa 63 3.3.6 Đồng hồ số thông minh 64 Chương Động điện .65 Phân loại động điện 66 Động điện chiều 67 2.1 Động điện chiều chổi than .67 2.2 Động điện chiều không chổi than 70 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II Động điện xoay chiều 71 3.1 Động lồng sóc .71 3.2 Hệ số trượt 72 3.3 Động servo xoay chiều hai pha 72 3.4 Động cảm ứng xoay chiều pha 73 3.4.1 Động cực ẩn 73 3.4.2 Động cảm ứng tách pha 74 3.4.3 Động tụ tách vĩnh cửu 76 3.5 Động xoay chiều đồng ba pha 77 3.6 Động vạn động dây quấn nối tiếp 78 3.7 Động đẩy 79 3.8 Động đồng xoay chiều pha .80 3.9 Động từ trễ đồng 81 3.10 Động đồng hồ Wh 81 Chương Dây điện cách điện 85 Dây điện 85 1.1 Kích cỡ dây .85 1.2 Quy tắc an toàn dây điện .85 1.2.1 Quy tắc màu dây 85 1.3 Các yêu cầu nối dây 87 Bộ nối điện .87 2.1 Các đặc tính kết nối điện 88 2.2 Các loại kết nối điện .89 2.2.1 Khối nối dây 89 2.2.2 Đầu nối 90 2.2.3 Bộ nối thay cách điện 90 2.2.4 Ổ cắm phích cắm 91 2.2.5 Các đầu nối dạng phiến 92 Cách điện 93 3.1 Hiện tượng đánh thủng điện 93 3.2 Sự sử dụng 93 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II 3.3 Cách điện thiết bị điện .94 Chương Các thiết bị đóng cắt bảo vệ Aptomat Bộ chuyển mạch aptomat Một aptomat cực cỡ nhỏ Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II Bốn aptomat cực Aptomat công tắc điện vận hành tự động thiết kế nhằm bảo vệ mạch điện khỏi phá hủy gây tải hay ngắn mạch Chức nhận biết cố và, cách ngắt liên tục, làm gián đoạn dòng điện Khơng giống cầu chì, thiết bị tác động lần sau phải thay thế, cầu dao reset ( tay tự động) để bắt đầu hoạt động bình thường Các cầu dao thiết kế theo nhiều kích cỡ, từ thiết bị nhỏ bảo vệ cho thiết bị gia đình đơn lẻ tới đóng cắt lớn thiết kế để bảo vệ cho mạch điện áp cao cung cấp cho thành phố 1.1 Sự hoạt động Tất aptomat có đặc điểm chung nguyên lý hoạt động, dù đặc điểm riêng chúng phụ thuộc vào phân lớp điện áp, khoảng dòng điện loại aptomat Aptomat phải phát cố; aptomat hạ áp việc thực bên khoang aptomat Các apstomat ứng dụng cho dòng điện lớn điện áp cao luôn xếp với thiết bị dẫn hướng để cảm ứng dòng điện cố tác động cấu nhả Cuộn dây nhả giải phóng lẫy ln kích hoạt pin độc lập, nhiều aptomat không phụ thuộc vào máy biến dòng, Rơle bảo vệ, nguồn lượng điều khiển bên Khi mà cố phát hiện, tiếp điểm bên aptomat phải hở nhằm ngắt dòng; số nguồn lượng trự học ( sử dụng lò xo khí nén) chứa đựng bên aptomat sử dụng để tách tiếp điểm, nhiều nguồn lượng mong muốn nhận từ dòng điện cố thân Các aptomat nhỏ vận hành tay; loại lớn có cuộn dây để đóng nhả cấu, động điện để khôi phục lượng cho lò xo Các tiếp điểm aptomat phải chịu dòng tải khơng q nhiệt, đồng thời phải chịu đựng nhiệt hồ quang sinh ngắt mạch Các tiếp điểm làm đồng hợp kim đồng, bạc, vật liệu khác Tuổi thọ tiếp điểm bị giới hạn ăn mòn ngắt hồ quang Các aptomat đúc aptomat cỡ nhỏ bị loại bỏ tiếp điểm chúng bị mòn, aptomat lượng aptomat cao áp có tiếp điểm thay Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II Khi dòng điện bị ngắt, luồng hồ quang sinh Luồng hồ quang phải chứa đựng, làm mát dập tắt theo cách định hướng trước, cho khoảng hở tiếp điểm lại chịu đựng điện áp mạch Các aptomat khác sử dụng chân khơng, khơng khí, khí cách điện, dầu môi trường để luồng hồ quang định hình Các kỹ thuật khác sử dụng để dập hồ quang bao gồm: chiều • Kéo dãn luồng hồ quang • Làm mát với cường độ cao • Chia thành đoạn hồ quang • Tơi điểm khơng • Mắc song song tụ điện với tiếp điểm mạch Cuối cùng, cố khắc phục, tiếp điểm phải đóng lại để tiếp tục cung cấp lượng cho mạch điện ngắt trước 1.2 Sự dập hồ quang Các aptomat hạ áp cỡ nhỏ sử dụng khơng khí để dập tắt hồ quang Các loại cỡ lớn có kim loại buồng dập hồ quang phi kim nhằm chia nhỏ làm nguội hồ quang Các ống dây thổi hồ quang làm chệch hướng luồng hồ quang vào buồng dập hồ quang Đối với aptomat có khoảng làm việc lớn hơn, ta sử dụng aptomat dầu dựa bốc phần dầu tạo tia dầu xuyên qua luồng hồ quang Các aptomat khí ( thường sử dụng sunfua hexaflorit SF6) kéo dãn luồng hồ quang cách sử dụng từ trường, sau dựa vào độ bền điện mơi SF6 dập tắt luồng hồ quang bị kéo dãn Aptomat chân khơng có hồ quang nhỏ ( khơng có để ion hóa ngoại trừ vật liệu làm tiếp điểm), luồng hồ quang bị dập tắt chúng bị kéo dãn thành lượng nhỏ (< 2-3 mm) Aptomat chân không sử dụng thường xuyên chuyển mạch điện áp trung bình đại khoảng 35000V Các aptomat khí sử dụng khí nén để thổi tắt hồ quang, cách đồng thời, tiếp điểm xoay nhanh buồng kín nhỏ, khơng khí bị chuyển nhờ thổi tắt luồng hồ quang Các aptomat ln chấm dứt tất dòng cách nhanh chóng: thơng thường hồ quang dập tắt vòng 30 ms tới 150ms sau cấu nhả, phụ thuộc vào tuổi cấu trúc thiết bị 1.3 Tiêu chuẩn dòng định mức Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II Tiêu chuẩn quốc tế IEC 60898-1 Tiêu chuẩn Châu âu EN 60898-1 định nghĩa dòng điện định mứcIn aptomat cho ứng dụng phân phối điện áp thấp dòng mà aptomat thiết kế để mang liên tục (ở mơi trường khơng khí nhiệt độ 300C) Các giá trị ưu tiên sẵn có dòng định mức aptomat 6A, 10A, 13A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A, 80A, 100A Aptomat dán nhãn với dòng định mức A, không ghi ký tự “A” Thay vào đó, ampe ký hiệu chữ “B”, “C”, “D” có vai trò dòng điện ngắt tức thời, giá trị tối thiểu dòng điện mà làm cho aptomat tác động ngắt khơng cần tạo thời gian trễ (ví dụ nhỏ 100ms), biểu thị qua In Loại Dòng ngắt tức thời B 3In lên tới bao gồm giá trị 5In C 5In lên tới bao gồm giá trị 10In D 10In lên tới bao gồm giá trị 20In 8In lên tới bao gồm giá trị 12In K Thích hợp sử dụng để bảo vệ tải mà gây dòng đỉnh ngắn hạn thường xuyên hoạt động thông thường 2In lên tới bao gồm giá trị 3In khoảng thời gian khoảng 10s Z Thích hợp sử dụng để bảo vệ tải thiết bị bán dẫn mạch đo lường sử dụng máy biến dòng 1.4 Cấu tạo bên Aptomat Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II Cấu tạo bên Aptomat Cần dẫn động – Sử dụng để thực ngắt tay reset aptomat Cũng có tác dụng thơng báo trạng thái Aptomat (Bật hay Tắt/Ngắt) Hầu hết Aptomat thiết kế cho chúng ngắt chí cần giữ khóa vị trí “mở” Việc đơi gọi hoạt động “ngắt tự do” “ngắt vị trí” Cơ cấu dẫn động – Tác động đồng thời riêng rẽ lên tiếp điểm Các tiếp điểm – Cho phép dòng chạy qua tiếp xúc phá vỡ dòng di chuyển tách rời Các cực đầu cuối Thanh lưỡng kim Vít hiệu chỉnh – cho phép hiệu chỉnh cách xác dòng ngắt thiết bị sau lắp ráp Cuộn dây Bộ phận chia/dập hồ quang 1.5 Các loại aptomat Bảng mặt trước một aptomat 1250A thiết kế ABB Aptomat điện áp thấp rút từ hộp để bảo dưỡng Các đặt tính ngắt đặt trước qua cơng tắc DIP mặt trước bảng Có nhiều cách phân loại aptomat khác nhau, dựa đặc trưng chúng phân lớp điện áp, kiểu cấu trúc, kiểu ngắt, đặc điểm cấu tạo Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II 1.5.1 Các aptomat điện áp thấp Các loại aptomat điện áp thấp (nhỏ 1000 V xoay chiều) thường ứng dụng gia đình, bao gồm: MCB (Aptomat nhỏ) – dòng định mức khơng lớn 100A Đặc tính ngắt thơng thường khơng điều chỉnh Vận hành theo nguyên lý nhiệt từ nhiệt • MCCB (Aptomat vỏ đúc) – dòng định mức lên tới 1000A Vận hành nhiệt từ nhiệt Dòng ngắt điều chỉnh khoảng rộng • • Aptomat cơng suất điện áp thấp gắn nhiều tầng bảng chuyển mạch tủ phân phối Aptomat MCB Aptomat MCCB 10 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II cấp mômen khởi động cao ampe điều kiện nhiệt độ làm việc lạnh điều chỉnh điện áp nguồn cung cấp thô 3.8 Động đồng xoay chiều pha Các động đồng xoay chiều pha nhỏ thiết kế với roto từ hóa Các roto động không yêu cầu dòng điện cảm ứng chúng khơng trượt phía sau chống lại tần số lưới điện Thay vào đó, chúng quay đồng với tần số lưới Do xác cao tốc độ, động loại thường sử dụng đồng hồ cơ, máy quay đĩa hát, máy quay băng; gần chúng sử dụng nhiều thiết bị đo định thời xác ví dụ cấu điều khiển máy ghi biểu đồ, kính viễn vọng Động đồng cực ẩn dạng đọng đồng xoay chiều pha Nếu roto lồng sóc thơng thường có miền phẳng để tạo nên cực lồi tăng từ trở, khởi động theo cách thơng thường, hoạt đồng bộ, cung cấp mơmen vừa phải tốc độ đồng Việc giống động từ trở Một kiểu động xoay chiều đồng pha Mặc dù quán tính gây khó khăn cho việc gia tốc cho roto từ trạng thái nghỉ đến tốc độ đồng bộ, động thường yêu cầu chế đặc biệt để khởi động Một số loại gồm có cấu trúc lồng sóc để mang roto quay gần tới tốc độ đồng Các loại khác sử dụng động cảm ứng (mà chia cuộn dây kích từ roto động 81 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II đồng bộ) roto nhẹ với cấu chiều (đảm bảo roto khởi động theo chiều thuận) Ngoài ra, việc sử dụng lượng xoay chiều gây nên chuyển động hỗn loạn thuận ngược, dù động khởi động được, thiếu cấu chống đảo chiều, chiều hoạt động xác định Máy phát âm đàn organ Hammond sử dụng động đồng khơng tự khởi động, có động khởi động cực ẩn thông thường hỗ trợ Một cơng tắc khởi động tay sử dụng lò xo đóng vai trò kết nối nguồn cung cấp cho động thứ hai vài giây 3.9 Động từ trễ đồng Những động tương đối đắt, sử dụng nơi đòi hỏi tốc độ xác quay với biến đổi vận tốc nhỏ Những ứng dụng bao gồm điều khiển động máy ghi băng (trục động dạng tời) Sự khác biệt động kiểu roto chúng, hình trụ làm hợp kim từ để nhiễm từ được, khử từ cách dễ dàng nhiễm từ lại với cực vị trí Từ trễ thể từ thông kim loại trễ so với lực từ hóa bên ngồi; chẳng hạn, để khử từ vật liệu này, cách áp dụng đặt từ trường có cực tính ngược lại với từ trường ban đầu từ hóa vật liệu Những động có stato giống stato động cảm ứng lồng sóc hoạt động tụ Khi khởi động, mà độ trượt giảm đáng kể, roto từ hóa từ trường stato, cực giữ ngun vị trí Động hoạt động tốc độ đồng đồng nghĩa với việc roto giống nam châm vĩnh cửu Khi dừng khởi động lại, cực tạo nên vị trí khác 82 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II 3.10 Những động đồng hồ Wh Về động động cảm ứng hai pha với nam châm vĩnh cửu làm chậm tốc độ roto, tốc độ chúng tỷ lệ cách xác với cơng suất tính theo wat chạy qua đồng hồ điện Roto đĩa nhôm hợp kim, dòng cảm ứng chống lại từ trường stato Stato cấu tạo ba cuộn dây xếp đối diện với bề mặt đĩa, với mạch từ cấu tạo lõi hình C làm sắt từ thẩm Một pha động tạo nên cuộn dây với nhiều vòng đặt bề mặt đĩa Cuộn dây bên có độ tự cảm tương đối cao, mắc song song với tải Từ trường sinh cuộn dây trễ với điện áp đặt vào góc gần 900 Pha khác động sinh cặp cuộn dây lớn với vòng, độ tự cảm thấp Những cuộn dây này, đặt mặt đĩa, nối dây nối tiếp với tải, tạo từ trường đồng pha với dòng tải Do hai cuộn dây thấp nhiều vòng song song, đặt cách với cuộn dây bên trên, truyền từ thông thực qua bề mặt đĩa Sự truyền từ thơng gây mơmen trung bình bền mặt đĩa tỷ lệ với tích hệ số cơng suất; dòng RMS, điện áp Sự quay đĩa hãm từ phụ thuộc vào tích phân tương tự công suất RSM nhận từ tải Bộ quay số học đồng hồ điện đọc cách đơn giản giá trị số tỷ lệ với tổng số vòng quay đĩa, xác định lượng tiêu thụ tải 83 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II 3.11 So sánh số loại động thường gặp Sự so sánh loại động Loại Ưu điểm Động Giá thành rẻ cảm ứng xoay chiều (Cực ẩn) Tuổi thọ cao Động cảm ứng xoay chiều (tụ tách pha) Mômen khởi động lớn Động xoay chiều đồng Quay đồng với tần số lưới điện Công suất lớn Tuổi thọ cao (chế độ máy phát) Ứng dụng thông thường Điều khiển thông thường Mômen khởi động nhỏ Quạt gió Đơn/đa pha xoay chiều Quay khơng đồng với tần số lưới điện Nhiều ứng dụng Đơn/đa pha xoay chiều Động công nghiệp Đơn/đa pha xoay chiều Nhược điểm Quay không đồng với tần số lưới điện Giá thành cao Đồng hồ Động quay đĩa 84 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II Động bước Điều khiển vị trí xác Mơmen giữ lớn Tuổi thọ dài Động chiều không chổi than Động chiều có chổi than Pancake DC Ít phải bảo dưỡng Hiệu suất cao Điều khiển Yêu cầu phải vị trí có điều máy in ổ khiển đĩa mềm Chi phí ban đầu cao Cần phải có điều khiển u cầu bảo Chi phí ban dưỡng thường đầu thấp xuyên (các Điều khiển chổi than) tốc độ đơn Tuổi thọ thấp giản Cấu trúc thiết kế chắn Điều khiển tốc độ đơn giản Giá thành tương đối cao Tuổi thọ mức trung bình Ổ đĩa Xe chạy điện Treadmill exercisers automotive starters Các thiết bị văn phòng Quạt/Máy bơm Multipphase DC Multipphase DC Direct PWM Direct DC or PWM 85 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II Chương Dây điện cách điện Dây điện Nhìn chung dây điện kết hợp vật liệu cách điện để mang dòng điện liên kết thiết bị Bài viết mơ tả khía cạnh chung dây điện sử dụng để cung cấp điện cho tòa nhà hay cơng trình đề cập chủ yếu đến tính thơng thường dây điện mà áp dụng rộng rãi tồn giới 1.1 Kích cỡ dây Kích cỡ dây tiêu chuẩn quốc tế đưa tiêu chuẩn IEC 60288 Ủy ban thiết bị điện quốc tế Ở Bắc Mỹ, người ta sử dụng tiêu chuẩn AWG để lựa chọn kích cỡ dây 1.2 Quy tắc an toàn dây điện Những quy tắc an tồn dây điện có mục đích bảo vệ người tòa nhà khỏi tượng sốc điện rủi ro cháy nổ Sự quy định đưa dựa luật pháp thành phố, lãnh thổ, tỉnh/bang quốc gia, thông qua quy tắc tổ chức tiêu chuẩn kỹ thuật, quy tắc điện tiêu chuẩn quốc tế 1.2.1 Quy tắc màu dây Để cho phép dây dẫn dễ dàng an toàn nhận biết, tất quy tắc an tồn dây dẫn thơng thường quy định thang màu cho lớp vật liệu cách điện bên Những lắp đặt lâu có thay đổi quy tắc màu, màu thay đổi với nhiệt độ tuổi thọ vật liệu cách điện 86 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II Tiêu chuẩn màu sắc dây cáp nhiều sợi Dây trung tính Nối đất Nâu Xanh da trời Xanh vàng Australia & New Zealand (AS/NZS 3000:2007 3.8.1) Nâu Màu xanh sáng Xanh cây/vàng United States Canada Đen (đồng thau) Trắng (bạc) Xanh Các quốc gia, lãnh thổ EU, Australia South Africa (IEC 60446) Dây dẫn Tiểu chuẩn màu dây cho cáp cố định Vùng, miền, quốc gia Cáp dẫn EU (IEC 60446) bao gồm UK Nâu Australia South Africa Đỏ 120/208/240V: United States Canada đen, đỏ, xanh da trời 277/480: nâu, cam, vàng Trung tính Xanh da trời Đen Bảo vệ nối đất Xanh vàng Xanh vàng 120/208/240V: Trắng (bạc) 277/480V: Xanh xám 87 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II 1.3 Các yêu cầu nối dây Các quy tắc mắc dây hệ thống điện nằm tòa nhà thay đổi phụ thuộc vào yếu tố: • Mục đích sử dụng giá trị lượng u cầu hệ thống • Hình thức cư trú kích cỡ tòa nhà • Quy định quốc gia địa phương • Mơi trường làm việc dây Các hệ thống dây điện hộ gia đình hộ gia đình kép thường tương đối đơn giản, nguồn lượng cung cấp tương đối thấp, thay đổi không thường xuyên cấu trúc nhà cách bố trí thiết bị điện, nhiệt độ vừa phải, khơng khí khơ, điều kiện mơi trường khơng ăn mòn Trong mơi trường kinh doanh, u cầu thay đổi cách nối dây thường xuyên hơn, thiết bị lớn lắp đặt, điều kiện đặc biệt nhiệt độ độ ẩm gặp phải Các ngành cơng nghiệp nặng có nhiều đòi hỏi dây dẫn, ví dụ dòng điện điện áp lớn, thay đổi thường xuyên cách bố trí thiết bị, ăn mòn, đặc biệt quy định, điều lệ chi phối lắp đặt nối dây thiết bị điện khu vực quan trọng Bộ nối điện Giao điện kết nối RCA1987 sử dụng cho hệ thống TV 88 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II Mặt sau khuếch đại âm Một nối điện thiết bị dẫn điện phục vụ cho việc nối mạch điện với Sự kết nối tạm thời, mối nối điện lâu dài hai dây điện thiết bị điện Có hàng trăm loại nối điện Trong máy tính, nối điện biết đến giao diện vật lý Các nối điện nối hai dây cáp điện, kết nối dây cáp với cực điện 2.1 Các đặc tính kết nối điện Một kết nối điện lý tưởng có mội điện trở tiếp xúc nhỏ khả cách điện cao Nó có khả chống lại rung động, nước, dầu, áp suất Nó phải dễ dàng thực nối/tháo nối, hoạt động tin cây, mạng nhiều mạch điện Những đặc tính mong muốn kết nối bao gồm nhận biết dễ dàng, kích cỡ nhỏ gọn, cấu trúc chắn, bền (thực nhiều chu kỳ kết nối/ngắt kết nối), lắp ghép nhanh, công cụ đơn giản, giá thành thấp Không nối điện đơn đáp ứng tất đặc tính Sự phát triển chủng loại nối điện dựa cải tiến tính quan trọng thơng số thiết kế 89 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II 2.2 Các loại kết nối điện 2.2.1 Khối nối dây Một số dạng khối nối dây Khối nối dây (hay gọi bảng nối nối) cung cấp phương pháp thuận tiện cho kết nối dây điện riêng biệt Chúng thường sử dụng để kết nối dây điểm khác thiết bị hàng rào bao quanh kết nối cách độc lập điểm bị bao quanh Vì khối nối dây ln tương thích với khoảng thay đổi rộng kích cỡ dây số lượng đầu nối, nên chúng dạng linh động nối điện Một số nhược điểm khối nối dây thực nối dây phức tạp việc cắm cáp điện đầu nối thường khơng bảo vệ an tồn khỏi tiếp xúc với người vật dẫn điện bên Một kiểu khối nối dây chấp nhận dây nối mà chuẩn bị từ trước cách cắt rời đoạn ngắn vỏ cách điện đầu kết nối dây Một dạng khác chấp nhận dây gắn trước đầu kết nối vòng spade lug Bản mạch in gắn khối nối dây cho phép dây riêng rẽ kết nối tới mạch Bản mạch in gắn khối nối dây hàn vào bảng, có loại khối nối dây cho phép nửa có mối nối dây khối rút khỏi phần mà hàn với mạch in 90 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II 2.2.2 Đầu nối Một khớp nối kiểu đầu kẹp (đỏ đen) Đây dạng phổ biến nối điện thực kết nối cách siết vít chặt kẹp chặt lõi dây vào đầu nối, kiểu nối điện thường sử dụng thiết bị âm thiết bị kiểm tra điện tử 2.2.3 Bộ nối điện thay cách điện Do việc cắt vỏ bọc cách điện dây gây thời gian, nhiều nối điện thiết kế thực lắp ghép nhanh sử dụng kết nối thay cách điện cho không cần thiết phải cắt lớp cách điện đầu kết nối khỏi dây Những loại thường thực cấu lỗ mở hình dĩa cực, dây bọc cách điện giữ chặt dĩa cắt xuyên qua lớp cách điện để tiếp xúc với dây dẫn bên Để đảm bảo kết nối 91 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II làm việc xác dây chuyền sản xuất, công cụ đặc biệt sử dụng để điều khiển xác lực đặt lên dây dẫn thời gian lắp ghép Nếu lắp ghép xác, điểm kết nối thu kín khí tuổi thọ kéo dài Một ví dụ điển hình cho loại nối điện cáp băng đa dây dẫn sử dụng ổ đĩa máy tính; để nối đầu dây (xấp xỉ 40 dây) riêng rẽ dễ sai sót, kết nối điện thay cách điện nối tất đầu dây thời điểm Bộ nối điện thay cách điện thường sử dụng với dây dẫn nhỏ truyền dẫn tín hiệu mức điện áp thấp 2.2.4 Ổ cắm phích cắm Một phích cắm đực Bộ nối dây ổ cắm phích cắm thường cấu thành từ phích cắm đực ổ cắm cái, có loại nối dây lưỡng tính, ví dụ nối dây mạng LAN nguyên IBM Các ổ cắm thường có nhiều chân chạc mà cắm vào lỗ tương ứng ổ cắm Sự tiếp xúc phần kim loại tương ứng phải đủ chặt để thực kết nối xác liền mạch Khi làm việc với nối nhiều chân, nên sử dụng sơ đồ chân để dễ dàng xác định dây nút mạch kết nối tới chân Bộ nối dây lưỡng tính dây sử dụng cho kết nối mạng 92 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II Sự lắp ghép tương ứng bề mặt tiếp xúc nối dây lưỡng tính Khối chuyển mạch Tranzitor với đầu nối dây bắt vít lớn 2.2.5 Các đầu nối dạng phiến Một vài kiểu kết nối dạng phiến Một đầu nối dạng phiến dạng việc kết nối dây đơn sử dụng phiến phẳng lắp vào đầu cắm nhận phiến Thông thường đầu nối dạng phiến đầu cắm nhận phiến có dây dẫn gắn vào chúng mối hàn cách uốn phiến ôm chặt dây Trong nhiều trường hợp phiến phần thiết kế phận (ví dụ công tắc đầu cắm loa) đầu cắm nhận phiến đẩy kẹp lấy phiến phẳng để tạo nên mối nối 93 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II Cách điện Một chất cách điện, gọi điện môi, chất mà cản trở dòng điện chạy qua Các chất cách điện có ngun tử với electron hố trị liên kết mạnh Các chất sử dụng phận thiết bị điện, gọi chất cách ly điện, nhằm mục đích hỗ trợ tách rời vật dẫn điện khơng cho dòng điện chạy qua Những chất đặc biệt hữu ích hỗ trợ cách đện nơi nối dây dẫn truyền tải lượng điện với điện cực trụ đỡ Một số chất ví dụ thuỷ tinh, giấy Teflon chất cách điện tốt Một cấp cách điện lớn vật liệu, ví dụ polyme dạng cao su hầu hết loại nhựa đủ khả để cách điện tốt cho dây dẫn cáp điện dù chúng có điện trở suất khối thấp Các vật phục vụ chất cách điện an toàn thiết thực điện áp từ nhỏ đến trung bình ( hàng trăm, chí hàng nghìn V) 3.1 Hiện tượng đánh thủng điện Các chất cách điện thường phải chịu tượng đánh thủng điện Khi điện trường đặt lên chất cách điện vượt điện trường đánh thủng giới hạn vị trí chất đó, chất cách điện đột ngột trở thành điện trở, dẫn đến hậu nghiêm trọng Trong đánh thủng điện, hạt mang điện gia tốc điện trường mạnh có đủ tốc độ để bắn phá (Ion hoá) eletron từ nguyên tử mà va chạm phải Các eletron Ion gia tốc bắn phá nguyên tử khác, tạo thành vô số hạt mang điện chuỗi phản ứng Một cách nhanh chóng, chất cách điện trở nên chứa đầy hạt mang điện chuyển động, điện trở giảm xuống mức thấp Trong khơng khí, bùng nổ tính dẫn điện gọi vầng quang hay đánh lửa Thông thường đánh thủng điện xuất chất cách điện bất kỳ, chí khối đặc vật liệu Thậm chí chân khơng chịu dạng đánh thủng, trường hợp đánh thủng hay hồ quang chân không liên quan đến việc hạt điện tích phóng từ bề mặt cực kim loại sinh thân chân không 3.2 Sử dụng Các điện thường sử dụng vỏ bọc linh hoạt dây điện cáp Do không khí chất cách điện, nên khơng cần chất khác để “giữ dòng điện dây dẫn” Tuy nhiên, dây chạm vào sinh ngắn mạch cháy nổ Trong cáp đồng trục dây dây trung tâm phải đặt xác vỏ rỗng để ngăn cản phản xạ sóng EM Và dây dẫn chịu điện áp lớn 60V gây sốc điện giật điện cho người Các lớp cách điện giúp loại bỏ tất vấn đề 94 Giáo trình Sửa chữa thiết bị điện hạ - Dự án RE II Trong hệ thống điện tử, mạch in làm từ nhựa epoxy sợi thủy tinh Các mạch không dẫn điện hỗ trợ cho đường dẫn tín hiệu đồng Trong thiết bị điện tử, phận mỏng manh nhỏ phủ bên lớp nhựa tổng hợp chất dẻo phenolic, vỏ thủy tinh sứ Trong hệ thống điện áp có chứa máy biến áp tụ điện, dầu cách điện lỏng phương pháp thường sử dụng để ngăn chặn phóng điện Dầu thay khơng khí nhiều khoảng phải đáp hỗ trợ điện áp đủ lớn khỏi tượng đánh thủng điện Các phương pháp khác hệ thống cách điện điện áp cao sử dụng trụ dây sứ thủy tinh đặt dây dẫn cách xa nhau, sử dụng khơng khí chất cách điện 3.3 Cách điện thiết bị điện Vật liệu cách điện quan trọng khơng khí Các chất cách điện dạng lỏng, rắn, khí sử dụng nhiều thiết bị điện Trong máy biến áp, máy phát nhỏ, động điện, lớp cách điện cuộn dây cấu thành từ bốn lớp mỏng lớp sơn polyme Các lớp sơn cách ly dây điện từ cho phép nhà sản xuất thu số vòng dây tối đa khoảng sẵn có Các cuộn dây sử dụng dây dẫn nhỏ thường bọc bổ sung băng cách điện sơi thủy tinh Các cuộn dây nhúng qua vécni để ngăn tượng hào quang điện giảm dao động dây cảm ứng Các cuộn dây máy biến áp lớn hầu hết cách điện giấy, gỗ, vecsni, dầu khoáng; vật liệu sử dụng 100 năm nay, chúng mang đến cân vấn đề kinh tế hiệu Các góp ngắt mạch chuyển mạch cách điện với lớp cách điện nhựa tổng hợp cốt thủy tinh, có mức độ cháy lan thấp ngăn cản để lại vết dòng điện qua vật liệu Nhiều thiết bị điện áp cao thiết kế để hoạt động lớp khí cách điện áp suất lớn ví dụ Sunfua HexaFlorit Các vật liệu cách điện mà hoạt động tốt điện áp tần số thấp khơng thích hợp tần số radio, nhiệt sinh tiêu tán điện môi mức Các dây điện cách điện polyetylen, PVC, Kapton, cao su, giấy thấm dầu, Teflon, silicon, ETFE Các cáp cơng suất lớn sử dụng vật liệu cách điện bột nén vô phụ thuộc vào mục đích sử dụng chúng Các vật liệu cách điện linh hoạt ví dụ PVC sử dụng để cách điện mạch ngăn cản tiếp xúc người với dây dẫn điện có điện áp 600V thấp Các vật liệu khác chờ đợi sử dụng rộng rãi nhờ vào kinh tế PVC 95