Giáo trình Khí cụ điện nhằm trang bị cho học viên những kiến thức cơ bản và những kỹ năng cần thiết về khái niệm, cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tính kỹ thuật và ứng dụng, nắm được các hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng và cách sữa chữa một số khí cụ điện cơ bản nhằm ứng dụng có hiệu quả trong ngành nghề của mình.
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI NINH BÌNH GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: KHÍ CỤ ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-TCGNB ngày…….tháng….năm 2017 Trường cao đẳng nghề Cơ giới Ninh Bình Ninh Bình, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Khí cụ điện biên soạn theo Chương trình đào tạo Trường Cao đẳng Cơ Giới Ninh Bình phục vụ cho sinh viên hệ Cao đẳng, Trung cấp, ngành Điện cơng nghiệp, Điện dân dụng Giáo trình làm tài liệu tham khảo cho kỹ thuật viên, liên quan đến công tác nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, thử nghiệm, vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng loại khí cụ điện Giáo trình thiết kế theo mô đun thuộc hệ thống mô đun/ mơn học chương trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo chun ngành Ngồi ra, tài liệu sử dụng cho đào tạo ngắn hạn cho công nhân kỹ thuật, nhà quản lý người sử dụng nhân lực tham khảo Mô đun triển khai sau môn học, mô đun Điện kỹ thuật, Vẽ điện Mô dun có ý nghĩa làm tiền đề để người học tiếp thu kỹ mô đun: Truyền động điện; trang bị điện Mặc dù cố gắng, song sai sót khó tránh Tác giả mong nhận ý kiến phê bình, nhận xét bạn đọc để giáo trình hồn thiện Ninh Bình, ngày… tháng… năm 2019 Tham gia biên soạn Vũ Thị Vui MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM VÀ CÔNG DỤNG CỦA KHÍ CỤ ĐIỆN Khái niệm khí cụ điện: 1.1 Khái niệm: 1.2 Sự phát nóng khí cụ điện: 1.3 Tiếp xúc điện: 12 1.4 Hồ quang phương pháp dập tắt hồ quang: 17 Phân loại khí cụ điện: 18 2.1 Phân loại theo công dụng: 18 2.2 Phân loại theo tính chất dịng điện: 19 2.3 Phân loại theo điều kiện làm việc: 19 2.4 Phân loại theo cấp điện áp: 19 BÀI 1: KHÍ CỤ ĐIỆN ĐĨNG CẮT 22 Cầu dao: 22 1.1 Khái niệm: 22 1.2 Cấu tạo: 23 1.3 Nguyên lý hoạt động: 24 1.4 Tính chọn cầu dao: 24 1.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng cầu dao: 24 1.6 Sửa chữa cầu dao: 25 1.7 Giới thiệu số cầu dao thường sử dụng: 25 Công tắc: 25 2.1 Khái niệm: 25 2.2 Cấu tạo: 25 2.3 Nguyên lý hoạt động: 26 2.4 Tính chọn cơng tắc: 27 2.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 27 2.6 Sửa chữa công tắc: 27 2.7 Giới thiệu số công tắc thường sử dụng: 27 Nút ấn: 28 3.1 Khái niệm: 28 3.2 Cấu tạo: 28 3.3 Nguyên lý hoạt động: 28 3.4 Tính chọn nút ấn: 29 3.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 29 3.6 Sửa chữa nút ấn: 29 3.7 Giới thiệu số nút ấn thường sử dụng: 30 Dao cách ly: 30 4.1 Khái niệm: 30 4.2 Cấu tạo: 30 4.3 Nguyên lý hoạt động: 31 4.4 Tính chọn dao cách ly: 32 4.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng dao cách ly: 33 4.6 Sửa chữa dao cách ly: 33 4.7 Giới thiệu số dao cách ly thường sử dụng: 33 Máy cắt điện: 34 5.1 Khái niệm: 34 5.2 Cấu tạo: 34 5.3 Nguyên lý hoạt động: 34 5.4 Tính chọn máy cắt điện: 35 5.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 35 5.6 Sửa chữa máy cắt điện: 35 5.7 Giới thiệu số máy cắt điện: 35 Áp - tô – mát: 36 6.1 Khái niệm: 36 6.2 Cấu tạo: 36 6.3 Nguyên lý hoạt động: 37 6.4 Tính chọn Áptômát: 38 6.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 39 6.6 Sửa chữa Áptomat: 39 6.7 Giới thiệu số Áp-tô-mát thường sử dụng: 39 BÀI 2: KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ 42 Nam châm điện: 42 1.1 Khái niệm: 42 1.2 Cấu tạo: 43 1.3 Nguyên lý làm việc: 43 1.4 Tính chọn nam châm điện: 44 1.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 44 1.6 Sửa chữa nam châm điện: 44 1.7 Giới thiệu số nam châm điện thường sử dụng: 44 Rơ le điện từ: 44 2.1 Khái niệm: 44 2.2 Cấu tạo: 45 2.3 Nguyên lý hoạt động: 45 2.4 Tính chọn rơle điện từ: 46 2.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 46 2.6 Sửa chữa rơle điện từ: 46 2.7 Giới thiệu số rơle điện từ thường sử dụng: 46 Rơle nhiệt: 47 3.1 Khái niệm: 47 3.2 Cấu tạo: 47 3.3 Nguyên lý hoạt động: 48 3.4 Tính chọn rơ le nhiệt: 49 3.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 49 3.6 Sửa chữa rơle nhiệt: 49 3.7 Giới thiệu số rơle nhiệt thường sử dụng: 49 Cầu chì: 50 4.1 Khái niệm: 50 4.2 Cấu tạo: 50 4.3 Nguyên lý hoạt động: 50 4.4 Tính chọn cầu chì: 50 4.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 51 4.6 Sửa chữa cầu chì: 51 4.7 Giới thiệu số cầu chì thường sử dụng: 51 Thiết bị chống rò: 51 5.1 Khái niệm: 51 5.2 Cấu tạo: 51 5.3 Nguyên lý hoạt động: 52 5.4 Tính chọn thiết bị chống rị điện: 52 5.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 53 5.6 Sửa chữa Thiết bị chống rò: 54 5.7 Giới thiệu số thiết bị chống rò thường sử dụng: 54 Biến áp đo lường: 54 6.1 Khái niệm: 54 6.2 Cấu tạo: 54 6.3 Nguyên lý hoạt động: 55 6.4 Tính chọn biến áp đo lường: 55 6.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 55 6.6 Sửa chữa máy biến áp đo lường: 56 6.7 Giới thiệu số Biến áp đo lường thường sử dụng: 56 BÀI 3: KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 59 Công tắc tơ: 59 1.1 Khái niệm: 59 1.2 Cấu tạo: 59 1.3 Nguyên lý hoạt động 61 1.4 Tính chọn cơng tắc tơ: 62 1.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 62 1.6 Sửa chữa khí cụ điện điều khiển: 63 1.7 Giới thiệu số công tắc tơ thường sử dụng: 63 Khởi động từ: 64 2.1 Khái niệm: 64 2.2 Cấu tạo: 64 2.3 Nguyên lý hoạt động: 65 2.4 Tính chọn khởi động từ: 66 2.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 66 2.6 Sửa chữa khởi động từ: 67 2.7 Giới thiệu số khởi động từ thường sử dụng: 67 Rơle thời gian: 68 3.1 Khái niệm: 68 3.2 Cấu tạo: 68 3.3 Nguyên lý hoạt động: 68 3.4 Tính chọn rơle thời gian: 69 3.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 69 3.6 Sửa chữa rơle thời gian: 69 3.7 Giới thiệu số rơle thời gian thường sử dụng: 69 Bộ khống chế: 70 4.1 Khái niệm: 70 4.2 Cấu tạo: 70 4.3 Nguyên lý hoạt động: 71 4.4 Tính chọn khống chế: 71 4.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 72 4.6 Sửa chữa khống chế: 72 4.7 Giới thiệu số khống chế thường sử dụng 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN Tên mơ đun: Khí cụ điện Mã mơ đun: MĐ 12 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: Mơ đun học sau mơn học: An tồn lao động; Mạch điện, học song song với mơn học Vật liệu điện - Tính chất: Là mơ đun kỹ thuật sở, thuộc mô đun đào tạo nghề bắt buộc - Ý nghĩa vai trị mơ đun: Nội dung môn học nhằm trang bị cho học viên kiến thức kỹ cần thiết khái niệm, cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tính kỹ thuật ứng dụng, nắm tượng, nguyên nhân hư hỏng cách sữa chữa số khí cụ điện nhằm ứng dụng có hiệu ngành nghề Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: + Giải thích phân tích cấu tạo nguyên lý làm việc loại khí cụ điện cơng nghiệp dân dụng; + Nhận dạng phân loại xác khí cụ điện cơng nghiệp dân dụng; - Về kỹ năng: + Hình thành tư khoa học phát triển lực làm việc theo nhóm; + Lựa chọn, tính tốn loại khí cụ điện theo yêu cầu phụ tải; - Về lực tự chủ trách nhiệm: Rèn luyện cho học sinh thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, xác học tập thực công việc Nội dung mô đun: Thời lượng Mã Tên mô đun Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra* MĐ 12 - 01 Bài mở đầu 3 MĐ 12 - 02 Bài Khí cụ điện đóng cắt 26 16 MĐ 12 - 03 Bài Khí cụ điện bảo vệ 28 21 MĐ 12 - 04 Bài Khí cụ điện điều khiển 23 15 80 25 52 Cộng : Nội dung mô đun: BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM VÀ CƠNG DỤNG CỦA KHÍ CỤ ĐIỆN Mã bài: MĐ 12 - 01 Giới thiệu: Cùng với phát triển ngành công nghiệp điện thiết bị điện dân dụng, điện công nghiệp khí cụ điện sử dụng ngày tăng lên khơng ngừng Chất lượng khí cụ điện không ngừng cải tiến nâng cao với phát triển cơng nghệ Vì địi hỏi người cơng nhân làm việc ngành, nghề đặc biệt nghề điện phải hiểu rõ yêu cầu, nắm vững sở lý thuyết khí cụ điện Làm sở để nắm vững cấu tạo, nguyên lý làm việc ứng dụng loại khí cụ điện để khơng ngừng nâng cao hiệu kinh tế tiết kiệm điện sử dụng Nội dung môn học nhằm trang bị cho học viên kiến thức cần thiết sở lý thuyết khí cụ điện nhằm ứng dụng có hiệu ngành nghề Mục tiêu: - Trình bày khái quát cơng dụng loại khí cụ điện cơng nghiệp dân dụng; - Hiểu cách tiếp xúc điện, cách tạo hồ quang điện dập tắt hồ quang điện; - Rèn luyện tính nghiêm túc học tập thực cơng việc Nội dung chính: Khái niệm khí cụ điện: 1.1 Khái niệm: Khí cụ điện thiết bị dùng để đóng, cắt, điều khiển, điều chỉnh bảo vệ lưới điện, mạch điện, máy điện máy móc sản xuất Ngồi cịn dùng để kiểm tra điều chỉnh q trình khơng điện khác 1.2 Sự phát nóng khí cụ điện: 1.2.1 Khái niệm: Dịng điện chạy vật dẫn làm khí cụ điện nóng lên (theo định luật Jun-Lenxơ) Nếu nhiệt độ vượt giá trị cho phép, khí cụ điện nhanh hỏng, vật liệu cách điện nhanh hoá già độ bền khí giảm nhanh chóng Nhiệt độ cho phép phận khí cụ điện cho bảng sau: (bảng 1.1) Bảng 1-1: Bảng nhiệt độ cho phép làm việc số vật liệu cách điện khí cụ Nhiệt độ Cấp cách điện cho phép (0C) Các vật liệu cách điện chủ yếu 110 Vật liệu không bọc cách điện hay để xa vật cách điện 75 Dây nối tiếp xúc cố định 75 Tiếp xúc hình ngón đồng hợp kim đồng 110 Tiếp xúc trượt đồng hợp kim đồng 120 Tiếp xúc má bạc 110 Vật không dẫn điện không bọc cách điện Y 90 Giấy, vải sợi, lụa, phíp, cao su, gỗ vật liệu tương tự, không tẩm nhựa Các loại nhựa như: nhựa polietilen, nhựa polistirol, vinyl clorua, anilin A 105 Giấy, vải sợi, lụa tẩm dầu, cao su nhân tạo, nhựa polieste, loại sơn cách điện có dầu làm khô E 120 Nhựa tráng polivinylphocman, poliamit, eboxi Giấy ép vải có tẩm nha phenolfocmandehit (gọi chung bakelit giấy) Nhựa melaminfocmandehit có chất độn xenlulo Vải có tẩm poliamit Nhựa poliamit, nhựa phênol phurol có độn xenlulo B 130 Nhựa polieste, amiăng, mica, thủy tinh có chất độn Sơn cách điện có dầu làm khơ, dùng phận khơng tiếp xúc với khơng khí Sơn cách điện alkit, sơn cách điện từ nhựa phenol Các loại sản phẩm mica (micanit, mica màng mỏng) Nhựa phênol-phurol có chất độn khống Nhựa eboxi, sợi thủy tinh, nhựa melamin focmandehit, amiăng, mica,hoặc thủy tinh có chất độn F 155 Sợi amiăng, sợi thủy tinh khơng có chất kết dính H 180 Xilicon, sợi thủy tinh, mica có chất kết dính C Trên 180 Mica khơng có chất kết dính, thủy Politetraflotilen, polimonoclortrifloetilen tinh, sứ Tùy theo chế độ làm việc mà khí cụ điện phát nóng khác Có ba chế độ làm việc: làm việc dài hạn, làm việc ngắn hạn làm việc ngắn hạn lặp lại 1.2.2 Chế độ ngắn hạn lặp lại: Ở chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại thường dùng hệ số thơng dịng điện ĐL% Theo định nghĩa: 10 1.4 Tính chọn cơng tắc tơ: 1.4.1 Điện áp định mức: - Điện áp định mức contactor Uđm điện áp mạch điện tương ứng mà tiếp điểm phải đóng ngắt, điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây nam châm điện cho mạch từ hút lại; - Cuộn dây hút làm việc bình thường điện áp giới hạn (85105)% điện áp định mức cuộn dây Thông số ghi nhãn đặt hai đầu cuộn dây contactor, có cấp điện áp định mức: 110V, 220V, 440V chiều 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều; 1.4.2 Dòng điện định mức: - Dòng điện định mức contactor Iđm dòng điện định mức qua tiếp điểm chế độ làm việc lâu dài, thời gian contactor trạng thái đóng khơng q giờ; - Dòng điện định mức contactor hạ áp thơng dụng có cấp là: 10A, 20A, 25A, 40A, 60A, 75A, 100A, 150A, 250A, 300A, 600A Nếu contactor đặt tủ điện dịng điện định mức phải lấy thấp 10% làm mát, dịng điện cho phép qua contactor phải lấy thấp chế độ làm việc dài hạn; 1.4.3 Khả cắt khả đóng: - Khả cắt contactor điện xoay chiều đạt bội số đến 10 lần dòng điện định mức với phụ tải điện cảm; - Khả đóng: contactor điện xoay chiều dùng để khởi động động điện cần phải có khả đóng từ đến lần Iđm 1.4.4 Tuổi thọ contactor: Tuổi thọ contactor tính số lần đóng mở, sau số lần đóng mở contactor bị hỏng không dùng 1.4.5 Tần số thao tác: Là số lần đóng cắt contactor Có cấp: 30, 100, 120, 150, 300, 600, 1200, 1500 lần / h - Tính ổn định lực điện động: Tiếp điểm contactor cho phép dịng điện lớn qua (khoảng 10 lần dòng điện định mức) mà lực điện động không làm tách rời tiếp điểm contactor có tính ổn định lực điện động 1.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 1.5.1 Hiện tượng hư hỏng tiếp điểm: Nguyên nhân: - Chọn khơng cơng suất khí cụ điện: chẳng hạn dòng điện định mức, điện áp tần số thao tác khí cụ điện khơng với thực tế v v… - Lực ép tiếp điểm không đủ - Giá đỡ tiếp điểm không phẳng, cong, vêng (nhất loại tiếp điểm bắc cầu) lắp ghép lệch 62 - Bề mặt tiếp điểm bị ơxy hóa xâm thực mơi trường làm việc (có hóa chất, ẩm ướt vv… - Do hậu việc xuất dòng điện ngắn mạch pha với ‘’đất’’ dòng ngắn mạch hai pha phía sau cơng tắc tơ, khởi động từ vv… 1.5.2 Hiện tượng hư hỏng cuộn dây (cuộn hút): Nguyên nhân: - Ngắn mạch cục vòng dây cách điện xấu; - Ngắn mạch dây dẫn chất lượng cách điện xấu ngắn mạch dây dẫn vòng dây quấn đặt giao mà khơng có lót cách điện; - Đứt dây quấn; - Điện áp tăng cao điện áp định mức cuộn dây; - Cách điện cuộn dây bị phá hỏng bị va đập khí; - Cách điện cuộn dây bị phá hủy cuộn dây bị q nóng tính tốn thông số quấn lại sai điện áp cuộn dây bị nâng cao q, lõi thép hút khơng hồn tồn, điều chỉnh khơng hành trình lõi thép; - Do nước êmunxi, muối, dầu, khí hóa chất…của mơi trường xâm thực làm chọc thủng cách điện vịng dây 1.6 Sửa chữa khí cụ điện điều khiển: - Lựa chọn khí cụ điện cho cơng suất dịng điện, điện áp chế độ làm việc tương ứng; - Kiểm tra sửa chữa nắn thẳng, phẳng giá đỡ tiếp điểm, điều chỉnh cho trùng khớp hoàn toàn tiếp điểm động tỉnh Contactor; - Kiểm tra lại lò xo tiếp điểm động xem có bị méo, biến dạng hay đặt lệch tâm khỏi chốt giữ Phải điều chỉnh lực ép tiếp điểm (có thể dùng lực kế để kiểm tra); - Thay tiếp điểm kiểm tra thấy tiếp điểm bị mòn bị rỗ cháy hỏng nặng; - Đặc biệt điều kiện làm việc có đảo chiều hay hãm ngược, tiếp điểm thường hư hỏng mài mòn nhanh đặc biệt tiếp điểm động; - Kiểm tra loại trừ nguyên nhân bên gây hư hỏng cuộn dây quấn lại cuộn dây theo mẫu tính tốn lại cuộn dây điện áp công suất tiêu thụ yêu cầu; - Khi quấn lại cuộn dây, cần làm cơng nghệ kỹ thuật quấn dây, yếu tố quan trọng để đảm bảo độ bền tuổi thọ cuộn dây 1.7 Giới thiệu số công tắc tơ thường sử dụng: - Theo nguyên lý truyền động có: Contactor kiểu điện từ, kiểu ép, kiểu thuỷ lực; 63 - Theo dạng dòng điện ta có: Contactor điện chiều, Contactor điện xoay chiều; - Theo kết cấu ta có: Contactor dùng nơi hạn chế chiều cao (ở bảng điện gầm xe) nơi hạn chế chiều rộng (buồng tàu điện) Khởi động từ: 2.1 Khái niệm: Khởi động từ loại khí cụ điện dùng để điều khiển từ xa việc đóng– ngắt, đảo chiều bảo vệ tải (nếu có lắp thêm rơle nhiệt) động khơng đồng ba pha rơto lồng sóc 2.2 Cấu tạo: Cơng tắc tơ Rơ le nhiệt Hình – Cấu tạo khởi động từ Căn vào điều kiện làm việc Khởi động từ Trong chế tạo người ta thường dùng kết cấu tiếp điểm bắc cầu (có chỗ ngắt mạch pha cỡ nhỏ 25A Không cần dùng thiết bị dập hồ quang Kết cấu Khởi động từ bao gồm phận: Tiếp điểm động chế tạo kiểu bắc cầu có lị xo nén tiếp điểm để tăng lực tiếp xúc tự phục hồi trạng thái ban dầu Giá đỡ tiếp điểm làm đồng thau, tiếp điểm thường làm bàng bột gốm kim loại 64 Nam châm điện chuyển động thường có mạch từ hình E – I, gồm lõi thép tĩnh lõi thép phần ứng (động) nhờ có lị xo Khởi động từ tự vị trí ban đầu Vịng chập mạch đặt đầu mút mạch rẽ lõi thép tĩnh, lõi thép phần ứng nam châm điện lắp liền với giá đỡ động cách điện có mang tiếp điểm động lo xo tiếp điểm Giá đỡ cách điện thường làm bakêlít chuyển động rãnh dẫn hướng thân nhựa đúc Khởi động từ 2.3 Nguyên lý hoạt động: Mạch động lực Mạch điều khiển Hình – Nguyên lý hoạt động khởi động từ * Mở máy: Đóng áp tơ mát nguồn (CB1) đóng áp tơ mát (CB2) sau ấn nút (ON) cuộn hút cơng tắc tơ (K) có điện hút tiếp điểm (K) bên mạch điều khiển để trì, đồng thời đóng tiếp điểm (K) bên mạch động lực cấp điện cho động (M) quay * Tắt máy: Ấn nút (OFF) cuộn hút công tắc tơ (K) điện nhả tiếp điểm (K) bên mạch động lực mạch điều khiển, động (M) bị ngắt điện ngừng hoạt động 65 2.4 Tính chọn khởi động từ: Hiện động điện KĐB pha rơto lồng sóc có cơng suất từ (0,6 100) KW sử dụng rộng rãi nước ta Để vận hành chúng người ta dùng Khởi động từ Do để việc lựa chọn Khởi động từ thuận tiện nhà sản xuất cho biết dòng điện định mức Khởi động từ cho công suất động điện mà Khởi động từ điều khiển ứng với cấp điện áp khác Đơi cịn hướng dẫn công suất lớn công suất nhỏ động điện mà Khởi động từ làm việc điện áp định mức khác Cũng theo trị số dịng điện định mức động điện chế độ làm việc mà chọn Khởi động từ Khởi động từ lựa chọn theo điều kiện định mức tiếp điểm Contactor, điện áp định mức cuộn dây hút chế độ bảo vệ rơle nhiệt lắp khởi động từ Iđm KĐT Iđm UKĐT = Ulưới Do yêu cầu giảm chấn động đảm bảo độ tin cậy làm việc khởi động từ cần ý điều kiện lắp đặt: - Lắp chiều qui định tư làm việc khởi động từ; - Gá lắp cứng vững, khơng gây rung động đóng cắt; - Đảm bảo hoạt động linh hoạt cấu khí, khởi động từ kép có khóa chéo địn gánh khí; - Đảm bảo độ tiếp điểm, rãnh trượt nắp tự động để chống tiếp xúc hở mạch từ (cuộn hút tải bị nóng cháy); - Trước sử dụng Contactor khởi động từ, cần thiết phải kiềm tra thông số điều kiện phụ tải phải phù hợp với yêu cầu nêu 2.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 2.5.1 Hiện tượng hư hỏng tiếp điểm: Nguyên nhân: - Chọn không công suất khí cụ điện: chẳng hạn dịng điện định mức, điện áp tần số thao tác khí cụ điện không với thực tế v v… - Lực ép tiếp điểm không đủ; - Giá đỡ tiếp điểm không phẳng, cong, vêng (nhất loại tiếp điểm bắc cầu) lắp ghép lệch; - Bề mặt tiếp điểm bị ơxy hóa xâm thực mơi trường làm việc (có hóa chất, ẩm ướt vv… - Do hậu việc xuất dòng điện ngắn mạch pha với ‘’đất’’ dòng ngắn mạch hai pha phía sau cơng tắc tơ, khởi động từ vv… 66 2.5.2 Hiện tượng hư hỏng cuộn dây (cuộn hút): Nguyên nhân: - Ngắn mạch cục vòng dây cách điện xấu; - Ngắn mạch dây dẫn chất lượng cách điện xấu ngắn mạch dây dẫn vịng dây quấn đặt giao mà khơng có lót cách điện; - Đứt dây quấn; - Điện áp tăng cao điện áp định mức cuộn dây; - Cách điện cuộn dây bị phá hỏng bị va đập khí; - Cách điện cuộn dây bị phá hủy cuộn dây bị nóng tính tốn thơng số quấn lại sai điện áp cuộn dây bị nâng cao quá, lõi thép hút khơng hồn tồn, điều chỉnh khơng hành trình lõi thép; - Do nước êmunxi, muối, dầu, khí hóa chất…của mơi trường xâm thực làm chọc thủng cách điện vòng dây 2.6 Sửa chữa khởi động từ: - Lựa chọn khí cụ điện cho cơng suất dịng điện, điện áp chế độ làm việc tương ứng; - Kiểm tra sửa chữa nắn thẳng, phẳng giá đỡ tiếp điểm, điều chỉnh cho trùng khớp hoàn toàn tiếp điểm động tỉnh Contactor; - Kiểm tra lại lò xo tiếp điểm động xem có bị méo, biến dạng hay đặt lệch tâm khỏi chốt giữ Phải điều chỉnh lực ép tiếp điểm (có thể dùng lực kế để kiểm tra); - Thay tiếp điểm kiểm tra thấy tiếp điểm bị mòn bị rỗ cháy hỏng nặng; - Đặc biệt điều kiện làm việc có đảo chiều hay hãm ngược, tiếp điểm thường hư hỏng mài mòn nhanh đặc biệt tiếp điểm động; - Kiểm tra loại trừ nguyên nhân bên gây hư hỏng cuộn dây quấn lại cuộn dây theo mẫu tính tốn lại cuộn dây điện áp cơng suất tiêu thụ yêu cầu; - Khi quấn lại cuộn dây, cần làm công nghệ kỹ thuật quấn dây, yếu tố quan trọng để đảm bảo độ bền tuổi thọ cuộn dây 2.7 Giới thiệu số khởi động từ thường sử dụng: - Khởi động từ đơn; - Khởi động từ kép 67 Rơle thời gian: 3.1 Khái niệm: Rơle thời gian khí cụ tạo trì hỗn hệ thống tự động Việc trì thời gian cần thiết truyền tín hiệu từ rơle đến rơle khác yêu cầu cần thiết hệ thống tự động điều khiển Rơle thời gian hệ thống bảo vệ tự động thường dùng để trì thời gian tải, thiếu áp giới hạn thời gian cho phép 3.2 Cấu tạo: Núm điều chỉnh thời gian trễ Sơ đồ chân rơ le thời gian Thân (vỏ) rơ le thời gian Chân rơ le thời gian Đế cắm rơ le thời gian Hình – Cấu tạo rơ le thời gian 3.3 Nguyên lý hoạt động: Hình – Nguyên lý hoạt động rơ le thời gian 68 Lõi thép hình chử U, bên phải quấn cuộn dây (1), bên trái ống đồng ngắn mạch Khi đưa điện áp vào đầu cuộn dây tạo nên từ thông mạch sinh lực từ nắp (3) hút chặt vào phần cảm làm hệ thống tiếp điểm(6) đống lại Khi cuộn dây điện, từ thông giảm dần Trong ống đồng xuất dòng điện cảm ứng tạo nên từ thông chống lại giảm từ thông ban đầu Kết từ thông tổng mạch không bị triệt tiêu sau điện Do từ thơng mạch cịn nên tiếp điểm trì trạng thái đóng thêm khoảng thời gian mở Vít (5) dùng điều chỉnh độ căng lò xo, đồng mỏng (7) dùng điều chỉnh khe hở nắp phần cảm Hai phận có tác dụng điều chỉnh thời gian tác động Rơle 3.4 Tính chọn rơle thời gian: Khi tính chọn rơ le trung gian ta cần ý điểm sau: - Điện áp định mức rơ le: Uđm = Umạng; - Dòng điện định mức: Iđm role > Itt ( Itt dòng điện tính tốn mạch); - Số lượng tiếp điểm; - Loại tiếp điểm thường đóng thường mở; - Cắn vào nhu cầu sử dụng kết hợp với điểm để chọn loại rơ le có thơng số thích hợp 3.5 Hư hỏng ngun nhân gây hư hỏng: - Hư hỏng tiếp điểm thường tiếp điểm thời gian bị ngắn mạch phía sau rơ le; - Các tiếp điểm thời gian hoạt động không bị nổ đứt bo mạch điện tử đến chân hư hỏng bo mạch điện tử 3.6 Sửa chữa rơle thời gian: - Lựa chọn khí cụ điện cho cơng suất dòng điện, điện áp chế độ làm việc tương ứng; - Kiểm tra loại trừ nguyên nhân bên gây hư hỏng cuộn dây quấn lại cuộn dây theo mẫu tính tốn lại cuộn dây điện áp công suất tiêu thụ yêu cầu; - Khi quấn lại cuộn dây, cần làm cơng nghệ kỹ thuật quấn dây, yếu tố quan trọng để đảm bảo độ bền tuổi thọ cuộn dây 3.7 Giới thiệu số rơle thời gian thường sử dụng: - On-delay: Trì hoản thời gian đóng mạch; - Off-delay: Trì hỗn thời gian mở mạch 69 Bộ khống chế: 4.1 Khái niệm: Bộ khống chế khí cụ điện dùng để chuyển mạch điện tay gạt hay vô lăng quay, điều khiển trực tiếp gián tiếp từ xa, thực chuyển đổi mạch phức tạp để điều khiển, khởi động, điều chỉnh tốc độ, đảo chiều quay, hãm điện vv máy điện thiết bị điện 4.2 Cấu tạo: 4.2.1 Bộ khống chế hình trống: Hình 4.9: Bộ khống chế hình trống a Hình dạng chung b Bộ phận bên Trục quay Vành trượt đồng Các tiếp xúc tỉnh Trục cố định Hình – Cấu tạo khống chế hình trống 4.2.2 Bộ khống chế hình cam: Hình – Cấu tạo khống chế hình cam 70 4.3 Nguyên lý hoạt động: 4.3.1 Bộ khống chế hình trống: Trên trục (1) bọc cách điện người ta bắt chặt đoạn vành trượt đồng (2) có cung dài làm việc khác Các đoạn dùng làm vành tiếp xúc động xếp góc độ khác Một vài đoạn vành nối điện với sẵn bên Các tiếp xúc tĩnh (3) có lị xo đàn hồi (còn gọi chổi tiếp xúc) kẹp chặt cán cố định bọc cách điện (4) chổi tiếp xúc tương ứng với đoạn vành trượt phận quay Các chổi tiếp xúc có vành cách điện với nối trực tiếp với mạch điện bên Khi quay trục (1) đoạn vành trượt (2) tiếp xúc mặt với chổi tiếp xúc (3) thực chuyển đổi mạch cần thiết mạch điều khiển 4.3.2 Bộ khống chế hình cam: Trên trục quay (1) người ta bắt chặt hình cam (2) Một trục nhỏ có vấu (3) có lị xo đàn hồi (6) ln ln đẩy trục vấu (3) tỳ hình cam Các tiếp điểm động (5) bắt chặt giá tay gạt, trục quay, làm xoay hình cam (2), trục nhỏ có vấu (3) khớp vào phần lõm hay phần lồi hình cam, làm đóng mở tiếp 4.4 Tính chọn khống chế: Để lựa chọn khơng chế ta vào: - Dịng điện cho phép qua tiếp điểm chế độ làm việc liên tục chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại (tần số thao tác giờ); - Điện áp định mức nguồn cung cấp; Khi chọn dòng điện I qua tiếp điểm ta vào công suất định mức (Pđm) động tính I theo cơng thức: - Đối với động điện chiều I = 1,2 Pdm 10 , A U Trong đó: + Pđm cơng suất động điện chiều, kW + U điện áp nguồn cung cấp V - Đối với động điện xoay chiều: I 1,3 Pdm 3U 10 , A Trong đó: - Pđm cơng suất động điện xoay chiều, kW - U điện áp nguồn cung cấp V 71 4.5 Hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng: 4.5.1 Bộ khống hình trống: - Hư hỏng vành trượt đồng: ma sát bề mặt, bụi bẩn, bị cong, vênh, bị cháy, bị dính … - Hư hỏng trục quay vít bị chờn, bị hỏng ren … - Hư hỏng tiếp xúc tĩnh ma sát bề mặt với vành trượt đồng, bụi bẩn, tính đàn hồi … - Hư hỏng trục tiếp xúc tĩnh bị tác động môi trường, nhiệt độ làm việc, cách điện bị già hóa 4.5.2 Bộ khống chế hình cam: - Hư hỏng tiếp điểm tĩnh tiếp điểm động: bị cháy, bị dính, bị cong, bị vênh không trùng khớp tiếp điểm động tiếp điểm tĩnh … - Hư hỏng bề mặt tiếp xúc hình cam ma sát, bụi bẩn; - Hư hỏng phận truyền động ốc vít bị mịn, bị hỏng; - Hư hỏng lị xo đàn hồi đặt khơng vị trí, độ đàn hồi lò xo giảm kim loại bị mỏi 4.6 Sửa chữa khống chế: - Lựa chọn rơ le phải dòng điện, điện áp chế độ làm việc tương ứng; - Kiểm tra sửa chữa nắn thẳng, phẳng giá đỡ tiếp điểm, điều chỉnh cho trùng khớp hoàn toàn tiếp điểm động tĩnh; - Kiểm tra lại độ đàn hồi giá đỡ tiếp điểm để đảm bảo lực ép lên tiếp điểm; - Kiểm tra loại trừ nguyên nhân bên gây hư hỏng cuộn dây quấn lại cuộn dây theo mẫu tính tốn lại cuộn dây điện áp công suất tiêu thụ yêu cầu; - Khi quấn lại cuộn dây, cần làm cơng nghệ kỹ thuật quấn dây, yếu tố quan trọng để đảm bảo độ bền cuộn dây 4.7 Giới thiệu số khống chế thường sử dụng - Bộ khống chế phẳng; - Bộ khống chế hình trống; - Bộ khống chế hình cam 72 Câu hỏi trắc nghiệm lựa chọn: Đọc kỹ câu hỏi, chọn ý trả lời tơ đen vào thích hợp cột bên TT Nội dung câu hỏi Điện áp định mức tiếp điểm Contactor là: a b c d □? □? □? □? a Là điện áp đặt vào đầu cuộn dây Contactor b Điện áp mạch điện tương ứng với tiếp điểm phải đóng cắt c Là điện áp đặt vào đầu cuộn dây tiếp điểm Contactor d Cả a b sai Contactor phân loại theo nguyên lý truyền động có: □? □? □? □? a Contactor kiểu điện từ, kiểu ép, kiểu thủy lực b Contactor kiểu điện chiều, Contactor điện xoay chiều c Contactor điện từ d Câu a b Khởi động từ phân loại theo: □? □? □? □? a Điện áp định mức cuộn dây hút, số lượng loại tiếp điểm thường đóng, thường mở b Kết cấu bảo vệ chống tác động môi trường xung quanh c Khả làm biến đổi chiều động điện d Cả a, b c Trong mạch cần lấy tín hiệu, cuộn dây rơ le trung □? □? □? □? gian mắc: a Song song b Nối tiếp c Hỗn hợp d Cả a, b c Công dụng khống chế hình cam: □? □? □? □? a Chuyển đổi mạch điện tay gạt, hay vô lăng quay b Điều khiển trực tiếp gián tiếp từ xa chuyển đổi mạch điên phức tạp c Điều khiển, khởi động, điều chỉnh tốc, đảo chiều, hãm 73 điện máy điện thiết bị điện d Cả , b c Bộ khống chế huy dùng để: □? □? □? □? a Điều khiển gián tiếp động điện có cơng suất lớn b Chuyển đổi mạch điện điều khiển, cuộn dây Contactor, khởi động từ c Điều khiển trực tiếp động điện có cơng suất nhỏ trung bình d Câu a b Lực hút rơle điện từ phụ thuộc vào: □? □? □? □? a Kích thước lõi thép b Điện trở cuộn dây c Dịng điện qua phần cảm khe hở khơng khí d Tất Bộ khống chế (bộ chuyển đổi) có cơng dụng: □? □? □? □? a Điều khiển khởi động, hãm dừng, điều chỉnh máy điện thiết bị điện; b Chỉ dùng Điều chỉnh tốc độ đảo chiều; c Chỉ dùng hãm động hãm ngược; d Đóng cắt, điều khiển bảo vệ động Loại rơle thời gian On-delay dùng để: □? □? □? □? a Trì hoản thời gian đóng mạch b Trì hoản thời gian cắt mạch c Tăng nhanh thời gian đóng mạch d Tăng nhanh thời gian cắt mạch Bài tập thực hành: Thực hành tháo, lắp, bảo dưỡng, sửa chữa, quan sát cấu tạo, nguyên lý hoạt động công tắc tơ, khởi động từ, rơ le trung gian, rơ le thời gian, khống chế I Mục tiêu: Tháo lắp, phán đoán sửa chữa hư hỏng công tắc tơ, khởi động từ, rơ le trung gian, rơ le thời gian, khống chế đảm bảo kỹ thuật an toàn 74 II Dụng cụ, vật liệu - Các loại kìm, tuốc nơ vít, loại cờ lê, bút thử điện, đồng hồ vạn năng; - Một số loại khí cụ điện như; cơng tắc tơ, khởi động từ, rơ le trung gian, rơ le thời gian, khống chế III Nội dung thực hành - Thao tác sửa chữa; - Mở nắp; - Tháo cuộn dây quan sát mắt thường xem cuộn dây có bị cháy không dùng đồng hồ megomét kiểm tra cách điện, cuộn dây bị cháy phải quấn lại cuộn dây; - Điều chỉnh tiếp điểm cho trùng khớp hoàn toàn với nhau, dùng giấy ráp vệ sinh tiếp điểm; - Kiểm tra đàn hồi lò xo 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Xuân Phú, Khí cụ Điện Kết cấu, sử dụng sửa chữa, NXB Khoa Học Kỹ Thuật năm 2000; [2] Nguyễn Xuân Phú, Vật liệu điện, NXB Khoa Học Kỹ Thuật năm 2000; [3] Đặng Văn Đào, Kỹ Thuật Điện, NXB Giáo Dục năm 2004; [4] Nguyễn Xuân Phú, Cung cấp điện, NXB Khoa học Kỹ thuật năm 2004; [5] K.B Raina, s.k.bhattcharya (Phạm Văn Niên dịch), Thiết kế điện dự toán giá thành, NXB Khoa Học Kỹ Thuật năm 1996; [6] Phạm Văn Chới, Bùi Tín Hữu, Khí cụ điện, NXB KHKT năm 2000 76 ... quang điện, lực điện động số khí cụ điện I Mục tiêu: - Làm quen với loại tiếp xúc khí cụ điện; - Nhận dạng kiểu tiếp xúc, loại khí cụ điện phận bên khí cụ điện; 20 - Phân loại loại khí cụ điện. .. loại chống khí cháy nổ, loại chịu rung động … 2.4 Phân loại theo cấp điện áp: - Khí cụ điện hạ áp có điện áp kV; - Khí cụ điện trung áp có điện áp từ kV đến 36 kV; - Khí cụ điện cao áp có điện áp... Khí cụ điện phân loại theo điện áp có loại: □? □? □? □? a Khí cụ điện hạ áp - khí cụ điện trung áp; b Khí cụ điện cao áp; c Khí cụ điện siêu cao áp; d Cả a,b c Tiếp xúc điện có loại: □? □? □? □?