Cơng tắc hành trình kiểu nút ấn

Bài 2: Khí cụ điện đóng cắt Trang 34

b. Cơng tắc hành trình tế vi:

Khi cần dừng máy hoặc chuyển đổi trạng thái với độ chính xác cao (0,3 đến 0,7 mm) người ta dùng cơng tắc hành trình tế vi. Hình 10 là cấu tọa của một cơng tắc hành trình tế vi.

Cơng tắc này có một tiếp điểm thường đóng và một thường mở. Các tiếp điểm tĩnh 2 lắp trên đế nhựa 5, tiếp điểm động 3 gắn trên đầu tự do của lò xo lá 4. Khi ấn lên nút 6 lò xo lá 4 bị biến dạng dần. Sau khi nút 6 tụt xuống khoảng xác định, lò xo lá 4 sẽ bật nhanh xuống dưới làm cho tiếp điểm trên mở ra và tiếp điểm dưới đóng lại. Q trình chuyển từ trạng thái này sagn trạng thái khác rất nhanh (0,01 đến 0,02s). Tổng hành trình của nút 6 bằng 0,7mm. Khi thơi ấn nút 6, cơng tắc tự động trở về vị trí ban đầu.

c. Cơng tắc hành trình kiểu địn:

Khi cần có tác động chuyển đổi chắc chắn trong điều kiện hành trình dài, người ta dùng cơng tắc hành trình kiểu địn. Hình 2.9 là sơ đồ ngun lý của loại này.

Hình vẽ biểu thị vị trí đóng của các tiếp điểm 7, 8. Then khóa 6 có tác dụng định vị giữ chặt tiếp điểm ở vị trí đóng. Khi máy cơng tác tác động lên con lăn 1, đòn 2 sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ, con lăn 12 nhờ lò xo 14 sẽ làm cho đĩa 11 quay đi, cặp tiếp điểm 7 -8 mở ra, cặp tiếp điểm 9-10 đóng lại.

Hình 2.9: Cơng tắc hành trình kiểu địn

Tốc độ đóng ngắt của tiếp điểm này rất lớn, không phụ thuộc vào tốc độ của con lăn 1. Công tắc này có thể ngắt dịng điện 1 chiều 6A, điện áp

Bài 2: Khí cụ điện đóng cắt Trang 35

220V. Lò xo 5 sẽ kéo địn 2 về vị trí ban đầu. Khi khơng c ó lực tác dụng lên 1 nữa.

d. Cơng tắc hành trình kiểu quay:

Loại này dùng cho trường hợp máy công tác thực hiện chuyển đổi quay. Về nguyên ly nó giống như bộ điều khiển kiểu cam điều khiển được.

2.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của n út ấn

a. Khái niệm:

Nút ấn còn gọi là nút điều khiển, là loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau, các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi các mạch điện điều khiển, tín hiệu, liên động , bảo vệ… Ở mạch điện một chiều điện áp đến 440V và mạch điện xo ay chiều điện áp đến 500V tần số 50, 60Hz.

Nút ấn thường dùng để khởi động, dừng và đảo chiều quay động cơ điện bằng cách đóng ngắt các cuộn hút của các cơng tắc tơ, khởi động từ mắc ở mạch động lực của động cơ.

Khả năng ngắt của nút ấn từ 80 đến 100W một chiều và 1500V xoay chiều. Tuổi thọ về điện không dưới 200.000 lần ngắt và tuổi thọ về cơ không dưới 106 lần.

b. Ký hiệu nút ấn:

Nút nhấn thường hở Nút nhấn thường hở Nút nhấn liên động

c. Phân loại:

Theo hình dáng bên ngồi người ta chia nút ấn ra làm bốn loại: - Loại hở: thường đặt trên bảng nút nhấn, hộp hay trên mặt tủ điện.

- Loại bảo vệ: đặt trong vỏ nhựa hoặc vỏ sắt hình hộp chủ yếu chống va đập. - Loại bảo vệ chống bụi: chế tạo với vỏ đúc liền bằng nhựa hoặc kim loại nhẹ.

- Loại bảo vệ chống nước: đặt trong vỏ kín bằng nhựa khơng cho nước vào.

- Loại bảo vệ chống nổ: chế tạo với vỏ đặt biệt kín để cho các khí cháy, khí nổ tiếp xúc.

Theo yêu cầu điều khiển người ta chia nút ấn ra loại 1 nút ấn, 2 nút ấn, 3 nút ấn.

Bài 2: Khí cụ điện đóng cắt Trang 36

Theo yêu c ầu bên trong nút ấn có loại có đèn báo và loại khơng có đè n báo.

d. Cấu tạo: Gồm: Tiếp điểm tĩnh, tiếp điểm động và hệ thống lò xo.

Hình 2.10. Nút ấn

Hình 2.10 mơ tả một nút ấn có một tiếp điểm thường đóng 3 và một tiếp điểm thường mở 5, và tiếp điểm động kiểu cầu 4. Tiếp điểm bằng đồng hay bạc. Khi ta ấn lên núm 1, thơng qua trục 7 sẽ mở tiếp điểm thường đóng và đóng tiếp điểm thường mở. Khi thơi ấn nữa thì phần động (gồm núm điều khiển, trụ và tiếp điểm động) sẽ trở lại trạng thái ban đầu dưới tác độ ng của lò xo nhả 2, tất cả các chi tiết đều lắp trên bảng đấu dây 6.

Nút ấn được chế tạo với một hay nhiều nhóm tiếp điểm thường đóng và thường mở. Màu của nút ấn có thể là: đỏ, xanh, đen hay không màu. Các nút ấn được dùng để dừng (ngừng sự làm việc của m ạch điện tương ứng) cần phải có màu đỏ.

e. Nguyên lý hoạt động:

Đối với nút nhấn thường mở: khi có lực tác động vào nút nhấn, tiếp điểm động sẽ thay đổi trạng thái từ mở sang đóng (tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh) tạo thành mạch kín để phát tín hiệu điều khiển tới thiết bị điện. Khi khơng cịn lực tác động thì nó trở lại trạng thái ban đầu.

Đối với nút nhấn thường đóng: khi có lực tác động vào nút nhấn, tiếp điểm động sẽ thay đổi trạng thái từ đóng sang mở (rời khỏi tiếp điểm tĩnh) tạo thành mạch hở để ngắt tín hiệu điều khiển 1 thiết bị điện. Khi khơng cịn lực tác động thì nó trở lại trạng thái ban đầu. Đối với nút nhấn liên động: khi có lực tác động vào nút nhấn, tiếp điểm thường đóng thay đổi trạng thái từ đóng sang mở, sau đó tiếp điểm thường mở thay đổi trạng thái từ mở

Bài 2: Khí cụ điện đóng cắt Trang 37

sang đóng (tiếp điểm thường đóng mở trước, sau đó tiếp điểm thường mở mới đóng lại). Khi khơng cịn lực tác động thì nó sẽ trở lại trạng thái ban đầu.

f. Tính tốn lựa chọn các thơng số kỹ thuật :

Đối với nút nhấn kiểu hở và kiểu bảo vệ, dòng điện qua tiếp điểm là 5A, điện áp có thể lên đến 600V, thao tác đóng cắt khoảng 100.000 lần.

Theo qui định về màu của các nhà sản xuất: - Màu đỏ: màu để dừng hệ thống.

- Màu xanh: màu để khởi động hệ thống. I NA ≥ Itt UNA ≥ Uđm

2.3 Dao cách ly

Dao cách ly là một loại khí cụ điện dùng để đóng cắt mạch điện cao áp khơng có dịng điện hoặc dòng điện nhỏ hơn dòng định mức nhiều lần và tạo nên khoảng cách an tồn có thể nhìn thấy được giữa các bộ phận mang điện và bộ phận đã cắt điện.

Khi cấn kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng bộ phận không mang điện. Trong điều kiện nhất định có thể dùng dao cách ly đóng ngắt đường dây hoặc máy biến áp không mang tải cơng suất nhỏ, hoặc đóng cắt mạch điện đẳng thế để đổi phương thức kết nối dây của sơ đồ. Vì dao cách ly khơng mang bộ phận dập tắt hồ quang nên nghiêm cấm dùng dao cách ly đóng ngắt mạch điện không tải.

Yêu cầu kỹ thuật :

Các tiếp điểm cần phải làm việc đảm bảo khi có dịng điện định mức lâu dài chạy qua và có khả năng làm việc tốt ở nơi có điều kiện thiên nhiên khắc nghiệt

Các tiếp điểm và các phần có dịng điện chạy qua phải đảm bảo ổn định động và ổn định nhiệt.

Dao cách ly và bộ truyền động phải đảm bảo tin cậy, cần giữ vững ở vị trí đóng khi có dịng điện ngắn mạch chạy qua, khi ở vị trí cắt cần phải cố định chắc chắn

Dao cách ly phải đảm bảo khoảng cách an toàn giữa các tiếp điểm khi cắt để tránh hiện tượng phóng điện khi điện áp tăng cao

Cơ cấu cơ khí của dao cách ly phải được nối liên động với máy cắt để dao cách ly chỉ được đóng cắt sau khi máy cắt đã cắt (Dao cách ly bố trí ở hai đầu máy cắt)

Kết cấu đơn giản thuận tiện trong vận hành và sửa chữa

Phân loại

Dao cách ly được phân loại :

- Theo mơi trưịng lắp đặt ta có : + Dao cách ly lắp đặt trong nhà. + Dao cách ly lắp đặt ngoài trời. - Theo kết cấu ta có :

Bài 2: Khí cụ điện đóng cắt Trang 38 + Dao cách ly một pha

+ Dao các ly ba pha

- Theo kiểu truyền động ta có : + Dao cách ly kiểu chém.

+ Dao cách ly kiểu trụ quay + Dao cách ly kiểu treo

+ Dao cách ly kiểu khung truyền.

2.3.1 Cấu tạo:

a) Dao cách ly lắp đặt trong nhà:

Hình 2.11: Dao cách ly trong nhà 1.Lưỡi dao tiếp xúc động 6. Giá đỡ 1.Lưỡi dao tiếp xúc động 6. Giá đỡ

2. Lò xo 7. Trục truyền động

3. Sứ đỡ thanh truyền động 8.Cần thao tác

4. Tiếp xúc tĩnh 9. Sứ đỡ lưỡi dao động 5. Cực bắt dây nối nguồn 10. Cực bắt dây nối tải

Bài 2: Khí cụ điện đóng cắt Trang 39

Hình 2.12: Dao cách ly lắp đặt ngồi trời

1. Lưỡi dao tiếp xúc tĩnh 6. Trục truyền động 2. Lưỡi dao tiếp xúc động 7. Giá đỡ

3. Dây dẫn mầm 8. Cực bắt dây nối đất an toàn 4. Cực bắt dây nối tải 9. Trục quay

5. Sứ đỡ lưỡi dao 10. Cực bắt dây nối nguồn

2.3.2 Nguyên lý hoạt động

a) Dao cách ly lắp đặt trong nhà :

Nguyên tắc vận hành: Nếu dao cách ly ở vị trí đóng thì tiếp xúc động 1 sẽ đóng chặt vào tiếp xúc tĩnh 4. Sau khi đóng máy cách nối tiếp cách ly thì dịng điện tải từ nguồn qua cực bắt dây 5, qua tiếp xúc tĩnh 4, qua tiếp xúc động 1, qua cực bắt dây 10 về tải. Muốn cách ly trước hết phải cách điện máy cắt nối tiếp dao cách ly, sau đó sử dụng động cơ hoặc tay thao tác tác động vao cần thao tác 8. Kéo xuống là cách ly, đẩy lên là đóng cách ly.

Bài 2: Khí cụ điện đóng cắt Trang 40

Nguyên tắc thao tác: Muốn cách ly phải cắt điện ở máy cắt nối tiếp với dao cách ly trước, sau đó mới được cắt đến dao cách ly. Khi đóng thì đóng dao cách ly trước sau đó mới đóng máy cắt nối tiếp với dao cách ly để dao cách ly mang tải.

Loại dao cách ly này có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, gọn, dễ lắp đặt thao tác. Phạm vi sử dụng lắp đặt trong nhà chủ yếu trong lưới điện trung thế.

b) Dao cách ly lắp đặt ngoài trời:

Nguyên tắc thao tác vận hành: Khi dao cách ly ở vị trí đóng lưỡi dao 1 và 2 đóng chặt vào nhau. Dịng điện từ nguồn qua cực bắt dây 10 qua dây dẫn mềm 3 qua lưỡi dao 1 và 2 qua cực bắt dây 4 ra tải. Muốn cắt cách ly, trước hết phải cách điện máy cắt nối tiếp dao cách ly. Khi cắt cách ly, dùng động cơ hoặc tay quay tác động vào bộ truyền động làm trục quay 9 và sứ đỡ 5 quay, kéo lưỡi dao 1 và 2 rới nhau quay ngược chiều cùng một phía, trên cùng một phẳng ngang đến khi chung1song song với nhau mới cắt hết hành trình.

Nguyên tắc thao tác: Muốn cách ly phải cắt điện ở máy cắt nối tiếp với dao cách ly trước, sau đó mới được cắt đến dao cách ly. Khi đóng thì đóng dao cách ly trước sau đó mới đóng máy cắt nối tiếp với dao cách ly (Đóng và cắt đều khơng có dịng điện tải).

Loại dao cách ly ngoài trời thường đucợ thiết kế lưỡi dao động quay theo mặt phẳng ngang hoặc mặt phẳng đứng, để đảm bảo an tồn ở những dao cách ly cơng suất lớn, người ta thường sử dụng động cơ để truyền động đóng cắt từ xa và tự động. Phạm vi sử dụng dao cách ly ở mọi cấp điện áp từ 3 KV trở lên.

2.4 Máy cắt điện 2.4.1 Cấu tạo :

1 . Cực bắt dây nguồn tới máy cắt 2 : Sứ xuyên 3 : Nắp máy cắt 4 : Ống chỉ mức dầu 5 : Thanh truyền động 6 : Van xả dầu 7 : Tiếp điểm động 8 : Tiếp điểm tĩnh 9 : Vỏ máy cắt 10: Lị xo tích năng 11: Cực bắt dây tải ra Hình 2.13 : Cấu tạo máy cắt nhiều dầu

2.4.2 Nguyên lý hoạt động :

Nếu máy đang ở vị trí đóng, tiếp xúc động 7 đóng cặt vào tiếp xúc tĩnh 8, lị xo tích năng 10 ở trạng thái nén, đèn tín hiệu chỉ màu đỏ, dịng điện từ nguồn bắt qua cực bắt dây

Bài 2: Khí cụ điện đóng cắt Trang 41

11 về tải. Khi có tín hiệu từ rơle hoặc từ khóa điều khiển thì bộ truyền động được giải phóng khỏi vị trí đóng, lị xo tích năng đẩy thanh truyền động 5 sập xuống, đa tiếp xúc động rời khỏi tiếp xúc tĩnh, mạch điện được cắt, hồ quang phát sinh giữa hai đầu tiếp xúc động và tĩnh khi cắt đốt nóng cục bộ làm dầu bị phân tích thành hơi là hỗn hợp các khí cacbon hydro nhẹ. Trong đó hydro có thể chiếm tới 70% và áp suất có thể lên đến (100- 140 n/Cm2) làm cho dầu bị xáo trộn mạnh, đẩy tia hồ quang vào sâu trong dầu. Mặt khá, lực điện từ do dòng điện chạy ngược chiều cũng đẩy tia hồ quang vào sâu trong lớp dầu ngồi. Vì vậy, hồ qunag được làm nguội và dập tắt, tuy vậy tốc độ luồng khí khơng đủ mạnh dập tắt hồ quang nhanh nên loại máy cắt này thời gian cắt bị kéo dài.

Đặc điểm

- Ưu điểm : Cấu tạo đơn giản, dễ lắp đặt, giá thành không cao

- Nhược điểm : Sau một số lần đóng cắt dầu nhanh chóng bị bẩn do một phần cacbonhydroxit bị cháy , chất lượng dầu giảm nên phải lọc dầu, thay dầu gây tốn kém. Mặt khac1loai5 máy cắt này có thời gian cắt khơng nhanh, nguy cơ cháy nổ cao, công suất không lớn, điện áp vận hành nhỏ hơn 15 KV.

Tính chọn máy cắt dầu Điều kiện chọn: UđmMC ≥ UđmMạng IđmMC ≥ Icb ICđmMC ≥ INt Hay: Scđm ≥ SNt

Trong đó dịng điện ngắn mạch tại thời điểm t được xác định: 2 2 NKCKt NCKt Nt I I I = +

Thời gian t tính từ lúc bắt đầu ngắn mạch cho đến lúc đầu tiếp xúc mở ra hoàn toàn: t = tbv + tmc

Trong đó: tbv là thời gian tác động của tín hiệu bảo vệ rơ le. tbv = (0,02 – 0,05)sec

tmc là thời gian tác động của máy cắt

tmc = (0,1 – 0,12)sec Theo tính tốn ngắn mạch ta có:

INt = α.In

Trong đó: α = f(x/r,t) Đối với máy cắt cao áp:

Bài 2: Khí cụ điện đóng cắt Trang 42 Ta có: 2 1 , 0 2 1 , 0 1 , 0 ck ckc N I I I = +

Thực tế tính tốn cho thấy: IN0,1 ≈ I’’ nên điều kiện chọn máy cắt theo khả năng cắt có thể viết: Icđm ≥ I’’ Hay : ; ; . 3U I Scđđ  đm * Điều kiện kiểm tra:

- Kiểm tra ổn định động:

Idđm ≥ Ixk Hay

idđm ≥ ixk

- Kiểm tra ổn định nhiệt:

Bnhđm = I2nhđm. tnhđm ≥ BN ≈ I2∞.Ttd

Đối với máy cắt có Iđm > 1000A khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt. * Xác định Ttđ:

Giá trị Ttđ được chọn sao cho diện tích giới hạn bởi đường cong I2ckt trong khoảng

thời gian ngắn mạch t với trục hồnh bằng đúng diện tích hình chữ nhật có diện tích bằng I2∞. Ttđ.

Ttđ phụ thuộc vào thời gian ngắn mạch t và tỉ số giữa giá trị hiệu dụng dòng ngắn mạch thành phần chu kì ban đâu (giá trị hiệu dụng dịng ngắn mạch siêu quá độ thành phần chu kỳ) và giá trị hiệu dụng dòng ngắn mạch ổn định thành phần chu kỳ  =I''/I và Ttđ = f(t,β) và xác định theo đường cong xác định thời gian tác dụng nhiệt tương đương Ttđ.

Bài 2: Khí cụ điện đóng cắt Trang 43 Hình 2.14: Máy cắt khí SF6

Hình 2.17: Máy cắt khơng khí

2.5 Áp tơ mát (CB)

Khái niệm:

CB (CB được viết tắt từ danh từ Circuit Breaker – tiếng Anh), hay Aptomat (theo tiếng Nga). CB là khí cụ điện dùng đóng cắt mạch điện (một pha, ba pha); có cơng dụng bảo vệ quá tải, ngắn mạch, sụt áp… mạch điện.

Chọn CB phải thỏa mãn ba yêu cầ u:

- Chế độ làm việc ở định mức của CB phải là chế độ làm việc dài hạn, nghĩa là trị số dòng điện định mức chạy qua CB lâu tùy ý. Mặt khác, mạch dòng điện của CB phải chịu được dòng điện lớn (khi có ngắn mạch)