Bài giảng Khí cụ điện ( Hệ sơ cấp )

Bài giảng Khí cụ điện Mục tiêu: Nêu được khái niệm, công dụng của các loại khí cụ điện. Hiểu được cách tạo hồ quang điện trong khí cụ điện và biện pháp dập tắt hồ quang điện. Rèn luyện tính nghiêm túc trong học tập và trong thực hiện công việc.

Bài giảng Khí cụ điện Hệ sơ cấp - Nghề Điện DD&CN Bài 1: KHÁI NIỆM VÀ CÔNG DỤNG CỦA KHÍ CỤ ĐIỆN Mục tiêu: - Nêu khái niệm, cơng dụng loại khí cụ điện - Hiểu cách tạo hồ quang điện khí cụ điện biện pháp dập tắt hồ quang điện - Rèn luyện tính nghiêm túc học tập thực công việc Nội dung học: Khái niệm khí cụ điện Khí cụ điện thiết bị điện dùng để đóng - cắt, điều khiển, điều chỉnh bảo vệ mạch điện thiết bị điện Phân loại khí cụ điện 2.1 Phân loại theo cơng dụng - Đóng ngắt mạch điện lưới điện: Cầu dao, áptômát, công tắc… - Điều chỉnh tốc độ, điều chỉnh điện áp, dịng điện: Cơng tắc tơ, khởi động từ, khống chế - Bảo vệ mạch điện thiết bị điện: Cầu chì, áptơmát, rơ le nhiệt 2.2 Phân loại theo điện áp - Khí cụ điện cao thế: Uđm ≥ 100KV - Khí cụ điện trung : 1000V ≤ Uđm < 100KV - Khí cụ điện hạ thế: Uđm < 1000V 2.3 Phân loại theo dòng điện - Khí cụ điện chiều - Khí cụ điện xoay chiều + Khí cụ điện xoay chiều pha + Khí cụ điện xoay chiều pha Yêu cầu chung khí cụ điện Khí cụ điện phải thỏa mãn yêu cầu sau: - Phải đảm bảo sử dụng lâu dài với thông số kỹ thuật định mức - Vật liệu phải chịu nóng tốt, cách điện tốt - Phải đảm bảo làm việc xác, an tồn, song phải gọn nhẹ, rẻ tiền, dễ lắp ráp, kiểm tra, sửa chữa Hồ quang điện biện pháp dập tắt hồ quang điện 4.1 Bản chất hồ quang điện: Bản chất hồ quang điện tượng phóng điện chất khí với mật độ dịng điện lớn (102 ÷ 103 A/mm2), có nhiệt độ cao (5000 ÷ 60000C) thường kèm theo tượng phát sáng Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Thanh Tâm Bài giảng Khí cụ điện Hệ sơ cấp - Nghề Điện DD&CN Hồ quang điện phát sinh môi trường điện cực (các tiếp điểm) bị ion hóa tác dụng điện trường, nhiệt độ 4.2 Phân loại hồ quang điện: - Hồ quang điện có ích: Hàn điện, luyện thép hồ quang cần trì cháy ổn định Hồ quang điện hai đầu đinh với 3000 Volt Lị luyện xỉ cơng nghệ hồ quang điện - Hồ quang điện có hại: Trong thiết bị điện cầu chì, cầu dao, máy cắt hồ quang có hại, cần nhanh chóng loại trừ Phóng điện hồ quang trạm biến áp 4.3 Mài mịn tiếp điểm khí cụ điện hồ quang điện - Tiếp điểm khí cụ điện mảnh kim loại dẫn điện tiếp xúc với để tạo mạch giống công tắc Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Thanh Tâm Bài giảng Khí cụ điện Tiếp điểm đóng Hệ sơ cấp - Nghề Điện DD&CN Tiếp điểm mở Tiếp điểm bị cháy hồ quang - Khi tiếp điểm mở, điện trở tiếp điểm cao khơng có dịng điện chúng Khi tiếp điểm đóng, điện trở tiếp điểm thấp - Khi điện đủ cao, phóng điện hồ quang tia lửa qua tiếp điểm Vì có khoảng cách nhỏ tiếp điểm thời gian ngắn tiếp điểm mở đóng, phóng điện hồ quang điện tạo qua khoảng cách điện áp đủ cao - Phóng điên hồ quang khiến điện trở tiếp điểm tăng Điện trở tiếp điểm cao dẫn đến dòng điện truyền nhỏ đóng - Trong trường hợp nghiêm trọng, dòng điện đủ lớn, tiếp điểm “dính” với khơng mở - Trong trường hợp để đảm bảo độ làm việc tin cậy thiết bị điện yêu cầu phải tiến hành dập tắt hồ quang nhanh tốt 3.3 Biện pháp dập tắt hồ quang điện: a) Kéo dài hồ quang biện pháp khí: - Được thực cách tăng tốc độ mở hai điện cực phóng điện lực học tác động bên ngồi - Sử dụng khí cụ điện đóng cắt cơng suất nhỏ, điện áp thấp: Cầu dao, rơ le b) Phương pháp phân đoạn hồ quang: - Trong buồng dập hồ quang, phía đặt thêm nhiều sắt non Khi hồ quang xuất hiện, lực điện động hồ quang bị đẩy vào thép bị chia làm nhiều đoạn ngắn, dẫn tới hồ quang điện nhanh chóng bị dập tắt - Sử dụng khí cụ điện đóng, cắt hạ áp cơng suất trung bình có u cầu cắt dịng lớn (Áptơmát) có tần số thao tác lớn (cơng tắc tơ) số khí cụ điện đóng cắt cao áp trung áp c) Thổi hồ quang điện từ: - Cuộn dây thổi từ cuộn đồng có lõi thép mạch từ hở, cuộn dây thường mắc nối tiếp với tiếp điểm khí cụ điện Dịng điện chạy cuộn dây tạo từ trường, tác dụng lên hồ quang để sinh lực điện từ kéo dài đẩy hồ quang sâu vào buồng dập - Sử dụng cho khí cụ điện đóng-cắt dịng điện chiều, khí cụ điện cao áp để nâng cao tuổi thọ tiếp điểm d) Dập hồ quang dầu biến áp: - Sử dụng lượng nhiệt trình cắt để đốt cháy dầu MBA tạo bọc khí có 80% Hydro có cường độ cách điện cao, hệ số dẫn nhiệt lớn đồng thời có áp lực nén lớn nên hồ quang nhanh chóng bị dập tắt Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Thanh Tâm Bài giảng Khí cụ điện Hệ sơ cấp - Nghề Điện DD&CN - Sử dụng cho máy cắt cao áp e) Dập hồ quang chân không: - Môi trường chân khơng có cường độ cách điện cao nên hồ quang dễ bị dập tắt - Sử dụng khí cụ điện đóng-cắt trung áp f) Dập hồ quang mơi trường khí SF6: - SF6 loại khí trơ, độ bền cao, khơng màu, khơng mùi, khó cháy, hòa tan nước, hệ số dẫn nhiệt tốt (gấp lần so với khơng khí) khơng gây tác động đến mơi trường - Tiếp điểm khí cụ điện đặt mơi trường khí SF6 có cường độ cách điện cao nên hồ quang dễ bị dập tắt - Sử dụng khí cụ điện đóng-cắt cao áp siêu cao áp * * * Bài 2: KHÍ CỤ ĐIỆN ĐÓNG CẮT Mục tiêu: Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Thanh Tâm Bài giảng Khí cụ điện Hệ sơ cấp - Nghề Điện DD&CN - Biết cấu tạo nguyên lý hoạt động loại khí cụ điện đóng cắt thường dùng cơng nghiệp dân dụng - Tính chọn loại khí cụ điện đóng cắt theo yêu cầu kỹ thuật cụ thể - Lắp đặt, bảo dưỡng, sửa chữa thành thạo loại khí cụ điện đóng cắt, đảm bảo an toàn cho người thiết bị - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, nghiêm túc cơng việc Nội dung học: Cầu dao 1.1 Công dụng - Cầu dao loại khí cụ điện đóng cắt tay đơn giản - Cầu dao dùng phổ biến mạch điện dân dụng công nghiệp có cơng suất nhỏ tần suất đóng cắt bé (440V điện áp DC 500V điện áp AC) - Cầu dao đóng cắt dịng điện đồng thời dây pha dây trung tính 1.2 Cấu tạo, phân loại ký hiệu a) Cấu tạo - Phần cầu dao lưỡi dao hệ thống kẹp lưỡi (má dao), làm hợp kim đồng; - Ngồi cịn có đế, tay cầm thao tác làm sứ; nắp làm nhựa tổng hợp phận nối dây làm hợp kim đồng Tay cầm thao tác Lưỡi dao Nối dây nguồn vào Nắp bảo vệ Kẹp lưỡi Nối dây đến tải Dây chì Đế b) Phân loại ký hiệu Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Thanh Tâm Bài giảng Khí cụ điện Cầu dao pha Hệ sơ cấp - Nghề Điện DD&CN Cầu dao pha Cầu dao pha ngã + Cầu dao ngã: CD cực (1 pha) CD có cầu chì CD cực (3 pha) + Cầu dao hai ngã: 1.3 Nguyên lý hoạt động - Khi thao tác cầu dao, nhờ vào lưỡi dao hệ thống kẹp lưỡi, mạch điện đóng ngắt - Trong q trình ngắt mạch, cầu dao thường xảy hồ quang điện đầu lưỡi dao điểm tiếp xúc hệ thống kẹp lưỡi Người sử dụng cần phải kéo lưỡi dao khỏi kẹp nhanh để dập tắt hồ quang - Đặt cầu dao đầu đường dây chính, sau cơng tơ điện Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Thanh Tâm Bài giảng Khí cụ điện Hệ sơ cấp - Nghề Điện DD&CN - Khi lắp đặt, đầu đóng cắt điện hướng phía nguồn, đầu dây chảy hướng phía tải CD Vị trí lắp đặt cầu dao mạng điện 1.4 Tính chọn cầu dao Chọn cầu dao theo dịng điện định mức điện áp định mức: + Chọn dòng điện định mức cầu dao: Iđm = (1.2 - 1.5)Itt ; với Itt dịng điện tính tốn mạch điện + Điện áp định mức cầu dao: Uđm > UL ; với UL điện áp nguồn lưới điện 1.5 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng thường gặp cầu dao TT Hư hỏng thường gặp Nguyên nhân Tiếp điểm động tiếp Khe hở hai tiếp điểm tĩnh không tiếp xúc điểm tĩnh lớn Dây chảy bị đứt Dòng điện lớn qua (quá tải, ngắn mạch) Biện pháp khắc phục Chỉnh lại khe hở tiếp điểm tĩnh Thay dây chảy theo thông số 1.6 Sửa chữa cầu dao TT Các bước Nội dung công việc Dụng cụ thực Tháo cầu dao - Cắt nguồn điện tổng Dùng tay khỏi - Tháo dây đấu vào cầu dao Tuốc nơ vít bảng điện - Tháo vít giữ đế cầu dao - Đưa cầu dao - Làm bên cầu Dẻ lau Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Thanh Tâm Yêu cầu kỹ thuật Không để cầu dao rơi, hư hỏng Bài giảng Khí cụ điện Hệ sơ cấp - Nghề Điện DD&CN dao Tháo chi - Tháo nắp bảo vệ tiết - Tháo dây chảy - Tháo đầu nối điện - Tháo tiếp điểm tĩnh - Tháo lưỡi dao động - Làm chi tiết Kiểm tra - Đo kiểm tra cách điện tình trạng - Kiểm tra tiếp xúc lưỡi kỹ thuật dao cọc đấu dây cầu dao - Kiểm tra tiếp xúc cọc đấu dây với tiếp điểm tĩnh - Kiểm tra khe hở hai tiếp điểm Ra - Tiếp điểm động tiếp định sửa điểm tĩnh không tiếp xúc chữa cầu dao - Dây chảy bị đứt Lắp cầu dao Theo quy trình ngược lại Tuốc nơ vít Sắp xếp theo thứ tự từ trái qua phải Giấy nhám Dẫn điện tốt Đồng hồ Cách điện tốt VOM Thông mạch Thơng mạch Kìm điện Khe hở nhỏ Kiềm điện - Chỉnh khe hở tiếp điểm tĩnh - Thay dây chảy thông số Tiếp điểm tiếp xúc tốt Tuốc nơ vít Tuốc nơ vít Kìm điện Cơng tắc 2.1 Cơng dụng Cơng tắc khí cụ điện đóng cắt tay cho mạng điện có cơng suất bé (đến 440V DC; 500V AC) 2.2 Phân loại: - Cơng tắc đóng cắt trực tiếp: Dùng để đóng cắt mạch điện, thường sử dụng mạch điện chiếu sáng kèm với đồ dùng điện - Công tắc chuyển mạch (công tắc xoay, công tắc đảo, công tắc vạn năng): Dùng để đóng ngắt chuyển đổi mạch điện, đổi nối tam giác cho động - Cơng tắc hành trình cuối hành trình: Loại cơng tắc áp dụng máy cắt gọt kim loại, hệ thống điều khiển tự động để giới hạn hành trình làm việc phụ tải điện 2.3 Một số loại công tắc thường dùng a) Công tắc đóng cắt trực tiếp: * Cấu tạo: - Vỏ (làm nhựa tổng hợp, cách điện) - Bộ phận tiếp điện (làm đồng); Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Thanh Tâm Bài giảng Khí cụ điện Hệ sơ cấp - Nghề Điện DD&CN - Tiếp điểm đóng mở gắn đế nhựa có lị xo để thao tác xác Vỏ phận tiếp điện Vỏ phận tiếp điện Công tắc chiều (2 cực) Công tắc chiều (3 cực) * Ký hiệu: 1 CT CT 2 Công tắc cực Công tắc cực Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Thanh Tâm Bài giảng Khí cụ điện Hệ sơ cấp - Nghề Điện DD&CN Công tắc cực * Nguyên lý hoạt động: - Khi bật công tắc, thông qua tiếp điểm đóng mở gắn với nắp thao tác: + Mạch điện nối thơng, phụ tải có điện tiếp điểm đóng mở tiếp xúc với phận tiếp điện + Mạch điện bị hở mạch, phụ tải điện tiếp điểm đóng mở khơng tiếp xúc với phận tiếp điện - Công tắc thường lắp dây pha, sau cầu chì L N Nguồn điện Hộp nối Đ CC CT Bảng điện Vị trí lắp đặt công tắc cực Hộp nối L N Nguồn điện Đ1 CC CTNguyễn Thị Thanh Tâm Giáo viên biên soạn: Bảng điện 10 Đ2 .. .Bài giảng Khí cụ điện Hệ sơ cấp - Nghề Điện DD&CN Hồ quang điện phát sinh môi trường điện cực (các tiếp điểm) bị ion hóa tác dụng điện trường, nhiệt độ 4.2 Phân loại hồ quang điện: -... Thị Thanh Tâm Bài giảng Khí cụ điện Hệ sơ cấp - Nghề Điện DD&CN - Biết cấu tạo nguyên lý hoạt động loại khí cụ điện đóng cắt thường dùng cơng nghiệp dân dụng - Tính chọn loại khí cụ điện đóng cắt... thường đóng (NC) + Các tiếp điểm thường mở (NO) Bài giảng Khí cụ điện Hệ sơ cấp - Nghề Điện DD&CN - Trong đó: + Uđm: Điện áp định mức nút ấn, thường có giá trị nhỏ 500V + Iđm: Dòng điện định mức