- Trang Chủ
- Điện - Điện tử
- Giáo trình Khí cụ điện (Nghề: Điện - Nước - Trung cấp): Phần 2 - Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô
Xem mẫu
- Bài 8: Cầu chì
Thời gian:5 giờ
Mục tiêu của bài
- Mô tả cấu tạo, giải thích nguyên lý làm việc và trình bày được công dụng của cầu chì.
- Kiểm tra, tháo lắp, hiệu chỉnh và thay thế được các cầu chì.
- Tính, chọn chính xác dây chảy cho từng phụ tải cụ thể.
- Tuân thủ quy tắc lắp đặt, sửa chữa và thay thế cầu chì.
- Tích cực, nghiêm túc trong công việc và luôn tuân thủ các quy tắc an toàn.
Nội dung chính
1. Khái niệm và công dụng
1.1. Khái niệm
Cầu chì là KCĐ dùng bảo vệ thiết bị điện và lưới điện tránh khỏi dòng điện ngắn
mạch. Cầu chì là loại KCĐ bảo vệ phổ biến và đơn giản nhất được dùng bảo vệ cho
đường dây, máy biến áp, động cơ điện, mạng điện gia đình…
Trường hợp mạch điện bị quá tải lớn và dài hạn cầu chì cũng tác động, nhưng
không nên phát huy tính năng này của cầu chì, vì khi đó thiết bị sẽ bị giảm tuổi thọ ảnh
hưởng nghiêm trọng đến đường dây.
Các tính chất và yêu cầu của cầu chì:
- Cầu chì có đặc tính làm việc ổn định, không tác động khi có dòng điện mở máy
và dòng điện định mức lâu dài đi qua.
- Đặc tính A-s của cầu chì phải thấp hơn đặc tính của đối tượng bảo vệ.
- Khi có sự cố ngắn mạch, cầu chì tác động phải có tính chọn lọc.
- Công suất của thiết bị càng tăng, cầu chì càng phải có khả năng cắt lớn hơn.
- Việc thay thế cầu chì bị cháy phải dễ dàng và tốn ít thời gian.
54
- 1.2. Công dụng
Cầu chì có đặc điểm là đơn giản, kích thước bé, khả năng cắt lớn và giá thành hạ
nên được ứng dụng rộng rãi.
Cầu chì thường dùng để bảo vệ ngắn mạch cho đường dây dẫn, máy biến áp, động
cơ điện, thiết bị điện, mạch điện điều khiển, mạch điện thắp sáng….
2. Phân loại và ký hiệu
2.1. Phân loại
- Dựa vào khả năng bảo vệ, trong mạng điện hạ thế thường sử dụng các loại cầu
chì sau:
+ Cầu chì loại gG:
Các cầu chì loại này cho phép bảo vệ chống quá tải và ngắn mạch. Các dòng qui
ước được tiêu chuẩn hoá gồm dòng không nóng chảy và dòng nóng chảy: dòng qui ước
không nóng chảy Inf là giá trị dòng mà cầu chì có thể chịu được không bị nóng chảy
trong một khoảng thời gian qui định.
Dòng qui ước nóng chảy If là giá trị dòng gây ra hiên tượng nóng chảy trước khi
kết thúc khoảng thời gian qui định.
+ Cầu chì loại aM:
Cầu chì loại này chỉ đảm bảo bảo vệ chống ngắn mạch và đặc biệt được sử dụng
phối hợp với các thiết bị khác (Công tắc tơ, máy cắt) nhằm mục đích bảo vệ chống các
loại quá tải nhỏ hơn 4 Idm vì vậy không được sử dụng độc lập. Cầu chì không được chế
tạo để bảo vệ chống quá tải thấp.
- Dựa vào kết cấu, cầu chì hạ áp chia làm các loại sau:
+ Loại hở: Loại này không có vỏ bọc kín, thường chỉ có dây chảy. Đó là những
phiến làm bằng chì lá, kẽm, hợp kim chì thiếc, nhôm lá hay đồng lá mỏng được dập cắt
thành các dạng như hình 10.1a. Sau đó dùng vít bắt chặt vào các đầu cực dẫn điện đặt
trên các bản cách điện bằng sứ, đá….
a)
Hình 8.1: Cầu chì hạ áp loại hở
Dây chảy còn có dạng tiết diện tròn làm bằng chì (hình 10.1b), được thông dụng ở
các cỡ 5A, 10A, 15A, 30A.
55
- + Loại vặn: Thường có dạng như
hình vẽ 10.2: Dây chảy 1 nối với nắp 2
ở phía trong. Nắp 2 có dạng răng vít để
vặn chặt vào đế 3. Dây chảy bằng
đồng, có khi dùng bạc, có các cỡ định
mức 6A, 20A, 25A, 30A, 60A, 100A ở
điện áp 500V.
Hình 8.2: Cầu chì vặn
+ Loại hộp (cầu chì hộp): Hộp và nắp đều làm bằng sứ cách điện và đều bắt chặt
các tiếp xúc điện bằng đồng. Tiếp xúc có kết cấu kẹp chặt đơn hoặc kép. Loại kép kẹp
giữ chặt hơn, ít bị rơi nắp trong sử dụng vận hành.
Dây chảy được bắt chặt bằng vít vào phía trong nắp. Nó không được chế tạo sẵn
mà tùy nơi sử dụng, thường dùng dây chảy là dây chì tròn hoặc chì lá có kích thước
thích hợp.
Cầu chì hộp chế tạo theo các cỡ có dòng điện định mức là: 5A, 10A, 15A, 20A,
30A, 60A, 80A, 100A ở điện áp 500V.
+ Loại kín trong ống không có thạch anh:
Vỏ làm bằng chất hữu cơ (một loại xenlulô) có dạng
hình ống, thường gọi là cầu chì ống phíp, có hình dạng
chung như hình 10.3.
Dây chảy được đặt trong ống kín bằng phíp 1, hai đầu
có nắp bằng đồng 3, có răng vít để vặn chặt kín. Dây chảy 5
được nối chặt với các cực tiếp xúc 6 bằng các vòng đệm
đồng 4.
Dây chảy của cầu chì này làm bằng kẽm là vật liệu có
nhiệt độ nóng chảy thấp (4200C), lại có khả năng chống gỉ.
Nó được dập theo dạng phiến.
Quá trình dập hồ quang như sau: Khi xảy ra ngắn Hình 8.3: Cầu chì
mạch, dây chảy sẽ đứt ra ở chỗ có tiết diện hẹp và phát sinh ống phíp
hồ quang.
Dưới tác dụng của nhiệt độ cao của hồ quang, vỏ xenlulô của ống bị đót nóng sẽ bốc
hơi, làm áp lực trong ống tăng lên rất lớn (40÷80 at) sẽ dập tắt hồ quang.
56
- + Loại kín trong ống có cát thạch
anh: Loại này có đặc tính bảo vệ tốt hơn
loại trên, có hình dạng cấu tạo như hình
10.4. Loại này còn gọi là cầu chì ống sứ.
Vỏ cầu chì 1 làm bằng sứ có dạng là
hình hộp chữ nhật. Trong vỏ có trụ tròn
rỗng để đặt dây chảy 2 dạng lá, sau đó đổ
đầy cát thạch anh 3. Dây chảy được hàn
đính vào đĩa 4 và được bắt chặt vào phiến
5 có cực tiếp xúc 6. Các phiến 5 được bắt
chặt vào ống sứ bằng vít 7. Hình 8.4: Cầu chì ống có cát thạch anh
Ký hiệu cầu chì:
2.2. Cấu tạo
Cầu chì bao gồm các thành phần sau :
- Phần tử ngắt mạch: đây chính là thành phần chính của cầu chì, phần tử
này phải có khả năng cảm nhận được giá trị hiệu dụng của dòng điện qua nó. Phần tử
này có giá trị điện trở suất rất bé ( thường bằng bạc, đồng, hay các vật liệu dẫn có giá trị
điện trở suất nhỏ lân cận với các giá trị nêu trên ..). Hình dạng của phần tử có thể ở dạng
là một dây (tiết diện tròn), dạng băng mỏng .
- Thân của cầu chì: thường bằng thủy tinh, ceramic (sứ gốm ) hay các vật liệu
khác tương đương. Vật liệu tạo thành thân của cầu chì phải đảm bảo được hai tính chất :
+ Có độ bền cơ khí .
+ Có độ bền về điều kiện dẫn nhiệt , và chịu đựng được các sự thay đổi nhiệt độ
đột ngột mà không hư hỏng.
- Vật liệu lấp đầy: ( bao bọc quanh phần tử ngắt mạch trong thân cầu chì )
thường bằng vật liệu silicat ở dạng hạt, nó phải có khả năng hấp thu được năng lượng
sinh ra do hồ quang và phải đảm bảo tính cách điện khi xảy ra hiện tượng ngắt mạch.
- Các đầu nối : Các thành phần này dùng định vị cố định cầu chì trên các
thiết bị đóng ngắt mạch; đồng thời phải đảm bảo tính tiếp xúc điện tốt.
2.3. Nguyên lý hoạt động
Khi có dòng điện ngắn mạch lớn quá mức cho phép đạt tới dòng tác động của dây
chảy, dây chảy đứt làm hở mạch điện.
Đặc tính cơ bản của cầu chì là sự phụ thuộc của thời gian chảy đứt với dòng điện
57
- chạy qua (đặc tính ampe - giây). Để có tác dụng bảo vệ, đường ampe - giây của cầu chì
tại mọi điểm phải thấp hơn đặc tính của đối tượng cần bảo vệ.
- Đối với dòng điện định mức của cầu chì: năng lượng sinh ra do hiệu ứng Joule -
Lenx khi có dòng điện định mức chạy qua sẽ tỏa ra môi trường và không gây nên sự
nóng chảy, sự cân bằng nhiệt sẽ được thiết lập ở một giá trị mà không gây sự già hóa
hay phá hỏng bất cứ phần tử nào của cầu chì.
- Đối với dòng điện ngắn mạch của cầu chì: sự cân bằng trên cầu chì bị
phá hủy, nhiệt năng trên cầu chì tăng cao và dẫn đến sự phá hủy cầu chì.
Đặc tính cơ bản của cầu chì là sự phụ thuộc của thời gian chảy đứt với dòng điện
chạy qua ( Đặc tính Ampe – giây, như hình 10.5).
8.5 Đặc tính Ampe-giây của cầu chì
Để có tác dụng bảo vệ đường đặc tính Ampe - giây của cầu chì (đường 2) tại mọi
điểm phải thấp hơn đường đặc tính của đối tượng được bảo vệ (đường 1). Đường đặc
tính thực tế của cầu chì là (đường 3). Trong miền quá tải lớn (vùng B) cầu chì bảo vệ
được đối tượng. Trong miền quá tải nhỏ (vùng A) cầu chì không bảo vệ được đối tượng.
Trong thực tế khi quá tải (1,5 2) Iđm sự phát nóng của cầu chì xảy ra chậm và phần lớn
nhiệt lượng đều toả ra môi trường xung quanh. Do đó cầu chì không bảo vệ được quá tải
nhỏ.
3. Thông số kỹ thuật của cầu chì
Bảng thông số kỹ thuật của một số cầu chì.
Dòng chảy và không chảy của cầu chì
Dòng định mức Idm Dòng qui ước Dòng qui ước Thời gian qui
Loại
(A) không chảy Inf chảy If ước (giờ)
Idm 4A 1.50 Idm 2.1 Idm 1
4
- Điện áp và dòng điện của dây chảy cầu chì hạ áp do hãng ABB chế tạo
Điện áp xoay chiều (V) 230, 400, 500, 690, 750, 1000
Điện áp một chiều (V) 220, 440, 500, 600, 750, 1200, 1500, 2400, 3000
2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 100, 125,
Dòng định mức (A)
160, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250
Số liệu kỹ thuật của dây chảy cầu chì tròn
Đường kính (mm) Dòng điện định Đường kính (mm) Dòng điện định
mức (A) mức (A)
0,2 0,5 1,2 9
0,3 1 1,4 11
0,4 1,5 1,6 14
0,5 2 1,8 16
0,6 2,5 2 19
0,7 3,5 2,2 24
0,8 4 2,4 28
0,9 5 2,6 32
1 6
Kích thước lá kẽm dùng làm dây chảy
Dòng điện định Chiều rộng b, Chiều dày e, (mm) Tiết diện (mm2)
mức (A) (mm)
100 5 0,5 2,5
125 8 0,5 4
160 12 0,5 6
200 17 0,5 8,5
225 8 1 8
260 10 1 10
300 13 1 13
350 5 2 10
Thông số kỹ thuật cầu chì loại tác động nhanh
Dùng để bảo vệ chỉnh lưu bán dẫn đối với dòng điện ngắn mạch, cỡ dòng điện
định mức từ 10 đến 65A.
Dòng điện Kích thước
Màu
định mức d1 d2 d3 a h1 h2
10 8,3 6,4 Màu sơn
13,3 21,8 7 5,8
16 10,3 6,4 Màu tro
59
- 20 11,3 5 Màu da trời
25 13,3 5 Vàng
35 15,7 6 Đen
50 17,7 17,7 27,3 9 6 6 Trắng
63 19,7 6 Xanh lá cây
Đặc tính kỹ thuật
Đặc tính kỹ Phần Đơn Giá
thuật yêu vị ở dòng điện xoay chiều
cầu
Điện áp định Tiếp V 500
mức điểm
chính
Dòng điện Tiếp A 10;16;25;35;50;63;80;100;125;160;200; 250;315
định mức điểm
chính
Khả Hệ số cos 0,3
năng công
đóng suất.
và cắt Dòng A 10÷25 35÷63 80÷200 250÷315
điện
định
mức.
Dòng A 4000 8000 16000 20000
điện
đóng.
Dòng
điện A 4000 8000 16000 20000
cắt.
Điện
áp V 550
thử
Mã số kG 2300 2301 2302 2303 2304 2305 2306 2307 2308 2309
0,02 0,02 0,03 0,03 0,05 0,05 0,05 0,12 0,12 0,05
trọng
lượng
4. Tính toán lựa chọn và lắp đặt cầu chì
Mục tiêu:Tính toán, lựa chọn và lắp đặt được cầu chì cho phụ tải đảm bảo đúng thông số
và quy cách.
60
- 4.1. Trong lưới điện ánh sáng sinh hoạt
Cầu chì được chọn theo 2 điều kiện sau:
UđmCC UđmLD
Iđm Itt
Trong đó:
+ UđmCC : điện áp định mức của cầu chì.
+ Iđm: dòng định mức của dây chảy (A), nhà chế tạo cho theo các bảng.
+ Itt: dòng điện tính toán là dòng lâu dài lớn nhất chạy qua dây chảy cầu chì (A).
Với thiết bị một pha (ví dụ các thiết bị diện gia dụng), dòng tính toán chính là dòng
định mức của thiết bị điện:
pdm
I tt I đmtb
U dm * cos
Trong đó: + Idmtb: Là dòng định mức của thiết bị (A)
+ Uđm: điện áp pha định mức bằng 220V
+ cos: lấy theo thiết bị điện
Với đèn sợi đốt, bàn là, bếp điện, bình nóng lạnh: cos = 1
Với quạt, đèn tuýp, điều hoà, tủ lạnh, máy giặt: cos = 0,8
Khi cầu chì bảo vệ lưới ba pha, dòng tính toán xác định như sau:
Pdm
I tt
3 * U dm * cos
Trong đó: Uđm: điện áp dây định mức của lưới điện bằng 380V
Cos: lấy theo thực tế
4.2. Cầu chì bảo vệ một động cơ
Cầu chì bảo vệ một động cơ chọn theo hai điều kiện sau:
I dm I tt K t *I dmD
I mm K mm * I dmD
I dm
Kt: hệ số tải của động cơ, nếu không biết lấy Kt = 1.
I dm I dmD
IđmD: dòng định mức của động cơ xác định theo công thức:
PdmD
I dmD
3 * U dm * cos dm *
Trong đó:
Uđm= 380V là điện áp định mức lưới hạ áp của mạng 3 pha 380V.
Cos: hệ số công suất định mức của động cơ, nhà chế tạo cho thường bằng 0,8.
: hiệu suất của động cơ.
Kmm: hệ số mở máy của động cơ do nhà chế tạo cung cấp, thường Kmm= (4 7)
: hệ số lấy như sau:
61
- Với động cơ mở máy nhẹ hoặc mở máy không tải (máy bơm, máy cắt gọt kim loại),
lấy = 2,5
Với động cơ mở máy nặng hoặc mở máy có tải (cần cẩu, cần trục, máy nâng),
=1,6
4.3. Cầu chì bảo vệ 2, 3 động cơ
Trong thực tế, cụm hai, ba động cơ nhỏ hoặc cụm động cơ lớn cùng một, hai động
cơ nhỏ ở gần có khi được cấp điện chung bằng một cầu chì. Trường hợp này cầu chì
cũng được chọn theo hai điều kiện sau:
n
I dm K ti * I dmtbi
1
n 1
I mm max K ti * I dmtbi
I dm 1
: lấy theo tính chất của động cơ mở máy.
62
- Bài 9: Áp tô mát
Thời gian: 6 giờ
Mục tiêu của bài
- Mô tả cấu tạo, giải thích nguyên lý làm việc và trình bày được công dụng của áp tô
mát.
- Kiểm tra, lắp đặt, hiệu chỉnh và thay thế được các áp tô mát.
- Tính, chọn chính xác dòng tác động của áp tô mát cho từng phụ tải cụ thể.
- Tuân thủ quy tắc lắp đặt, sửa chữa và thay thế áp tô mát
- Nghiêm túc trong công việc và luôn tuân thủ các quy tắc an toàn
Nội dung chính
1. Khái quát và công dụng
1.1. Khái quát
Áp tô mát là khí cụ điện dùng để tự động cắt mạch điện bảo vệ quá tải, ngắn
mạch, sụt áp… và là khí cụ điện dùng đóng ngắt mạch điện (một pha, ba pha).
Áp tô mát có tên tiếng Anh là: Circuit Breaker – viết tắt là CB, tên khác như :
Disjonteur (tiếng Pháp) ….
Hình 9.1: Hình ảnh của các laọi áp tô mát bảo vệ dòng điện cực
đại và bảo vệ điện áp thấp 1 pha, 2 pha, 3 pha, 3 pha 4 dây
1.2. Công dụng
Áp tô mát được dùng để bảo vệ mạch điện hạ áp tránh khỏi trạng thái quá tải,
ngắn mạch, sụt áp, quá áp, chống công suất ngược…với các yêu cầu cơ bản sau:
- Chế độ làm việc định mức là chế độ làm việc dài hạn, nghĩa là trị số dòng điện
định mức chậy qua áp tô mát bao nhiêu lâu cũng được.
- Áp tô mát ngắt được trị số dòng điện ngắn mạch lớn, đến vài chục kA. Sau khi
ngắt dòng điện ngắn mạch, áp tô mát phải đảm bảo vẫn làm việc tốt ở trị số dòng điện
định mức.
63
- 2. Phân loại, ký hiệu
2.1. Phân loại
+ Dựa vào chức năng bảo vệ, người ta chia áp tô mát thành các loại sau:
- Áp tô mát bảo vệ dòng điện cực đại.
- Áp tô mát bảo vệ dòng điện cực tiểu.
- Áp tô mát bảo vệ điện áp cực đại.
- Áp tô mát bảo vệ điện áp cực tiểu.
- Áp tô mát bảo vệ dòng điện ngược.
+ Phân loại theo kết cấu, người ta chia áp tô mát thành các loại sau:
- Áp tô mát 1 cực (1P).
- Áp tô mát 2 cực (2P).
- Áp tô mát 3 cực (3P).
- Áp tô mát 4 cực (4P).
+ Theo thời gian thao tác người ta chia Áptômát ra làm 2 loại:
- Loại tác động tức thời (nhanh)
- Loại tác động không tức thời.
Trong một vài trường hợp có yêu cầu bảo vệ tổng hợp (cực đại theo dòng điện,
cực tiểu theo điện áp) ta có loại áptômát vạn năng.
2.2. Ký hiệu
Tương ứng với từng tiêu chuẩn khi vẽ mạch điện mà áp tô mát có thể được ký hiệu như
sau:
Áp tô mát 1 cực 2 cực 3 cực 4 cực
Hình 9.2: Ký hiệu áp tô mát
64
- 3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc
3.1. Cấu tạo
a) b)
2, 3 là các tiếp điểm chính Hình 9.3: Cấu tạo Áptômát
4 là các tiêp điểm phụ a: Hệ thống tiếp điểm của một kiểu Áptômát
5 là tiếp điểm hồ quang b: Các bộ phận của một kiểu Áptômát
6 Buồng dập hồ quang
- Tiếp điểm: Áp tô mát thường được chế tạo có 2 cấp tiếp điểm (chính và hồ
quang), hoặc 3 cấp tiếp điểm (chính, phụ và hồ quang). Khi đóng mạch tiếp điểm hồ
quang đóng trước tiếp theo là tiếp điểm phụ và sau cùng là tiếp điểm chính. Khi cắt
mạch thì ngược lại tiếp điểm chính mở trước rồi tiếp điểm phụ và sau cùng là tiếp điểm
hồ quang. Như vậy hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang do đó bảo vệ được tiếp
điểm chính để dẫn điện. Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm
hỏng tiếp điểm chính.
Tiếp điểm thường được làm bằng hợp kim gốm chịu được hồ quang như: Ag - W,
Cu - W, Cu - Ni v.v...
- Buồng dập hồ quang:
Để Áp tô mát dập được hồ quang trong tất cả các chế độ làm việc của lưới điện
người ta thường dùng 2 kiểu thiết bị dập hồ quang là: kiểu nửa kín và kiểu hở.
+ Kiểu nửa kín được đặt trong vỏ kín của Áp tô mát có lỗ thoát khí. Loại này có
dòng giới hạn cắt không quá 50 kA.
+ Kiểu hở: được dùng khi dòng điện cắt lớn hơn 50 kA hoặc điện áp lớn hơn 1kV.
Trong buồng dập hồ quang thông thường người ta dùng những tấm thép xếp thành
lưới ngăn để phân chia hồ quang thành nhiều đoạn ngắn thuận lợi cho việc dập tắt hồ
quang.
- Cơ cấu truyền động cắt Áp tô mát.
65
- Truyền động cắt áp tô mát thường có hai cách: bằng tay và bằng cơ điện (điện từ).
Điều khiển bằng tay được thực hiện với các áp tô mát có dòng điện định mức
không lớn hơn 600A. Điều khiển bằng điện từ (nam châm điện) được ứng dụng ở các
Áp tô mát có dòng điện lớn hơn (đến 1000A).
Hình 9.4: Cơ cấu truyền động cắt áp tô mát
Hình 11.4 (a) cơ cấu điều khiển Áptômát cắt bằng nam châm điện có những khớp
tự do.
Khi đóng bình thường (không có sự cố), các tay đòn (2) và (3) được nối cứng vì
tâm xoay O nằm thấp hơn đường nối hai điểm O1 và O2. Giá đỡ (5) làm cho hai tay đòn
không gập lại được. Ta nói điểm O ở vị trí chết.
Khi có sự cố, phần ứng (6) của nam châm điện (7) bị hút đập vào hệ thống tay đòn
(2) , (3) làm cho điểm O thoát khỏi vị trí chết. Điểm O sẽ cao hơn đường nối O 1O2 lúc
này tay đòn (2) , (3) không được nối cứng nữa. Các tiếp điểm sẽ nhanh chóng mở ra
dưới tác dụng của lò xo kéo tiếp điểm (hình 11.4 b). Muốn đóng Áp tô mát lại ta phải
kéo tay đòn (4) xuống phía dưới như (hình 11.4 c) sau đó mới đóng vào được.
- Móc bảo vệ.
Áp tô mát tự động cắt nhờ các phần tử bảo vệ, gọi là móc bảo vệ:
Móc bảo vệ quá tải (còn gọi là quá dòng điện) để bảo vệ thiết bị điện khỏi bị quá
tải, đường thời gian – dòng điện của móc bảo vệ phải nằm dưới đường đặc tính của đối
tượng cần bảo vệ. Người ta thường dùng hệ thống điện từ và rơle nhiệt làm móc bảo vệ
đặt bên trong áp tô mát.
Móc kiểu điện từ có cuộn dây mắc nối tiếp với mạch điện chính. Khi dòng điện
vượt quá trị số cho phép thì phần ứng bị hút và móc sẽ đập vào khớp rơi tự do, làm tiếp
điểm của áp tô mát mở ra như (hình 11.4) ở trên. Điều chỉnh vít để thay đổi lực kháng
của lò xo, ta có thể điều chỉnh được giá trị dòng điện tác động. Để giữ thời gian trong
bảo vệ kiểu điện từ, người ta thêm một cơ cấu giữ thời gian (ví dụ bánh xe răng như
trong cơ cấu đồng hồ).
Móc kiểu rơle nhiệt đơn giản hơn, có kết cấu tương tự như rơle nhiệt có phần tử
66
- đốt nóng đấu nối tiếp với mạch điện chính, tấm kim loại kép giản nở làm nhả khớp rơi tự
do để mở tiếp điểm của áptômát khi có quá tải. Kiểu này có nhược điểm là quán tính
nhiệt lớn nên không ngắt được dòng điện tăng vọt khi có ngắn mạch, do đó chỉ bảo vệ
được dòng điện ngắn mạch.
Vì vậy người ta thường sử dụng tổng hợp cả móc bảo vệ kiểu điện từ và móc kiểu
rơle nhiệt trong một áp tô mát. Loại này thường được dùng ở áp tô mát có dòng điện
định mức đến 600A.
Móc bảo vệ sụt áp (còn gọi là bảo vệ điện áp thấp) cũng thường dùng kiểu điện từ.
Cuộn dây mắc song song với mạch điện chính.
3.2. Nguyên lý làm việc
Nguyên lý cấu tạo của áp tô mát như hình vẽ 11.5. 7
2 4
10
1 9
11
5 6
8
Hình 9.5: Nguyên lý cấu tạo áp tô mát
1. Bộ phận tiếp xúc 4. Tay đòn 7. Trục quay
2. Móc răng 5. Rơle dòng điện 8, 9. Lá sắt non
Lúc mạng điện bình
3. Cần thường,
răng cácđiện
6. Rơle chi áp
tiết ở vị trí10,11.
như hình
Lò xovẽ, mạch được đóng kín.
Khi mạch bị ngắn mạch (hoặc quá tải), dòng điện tăng cao nên Rơle dòng điện (5)
sẽ hút lá sắt non (8) làm tay đòn (4) tác động vào cần răng (3) làm nhã móc (2). Dưới lực
kéo của lò xo (11) bộ phận tiếp xúc sẽ mở ra và mạch bị cắt.
Tương tự khi sụt áp, Rơle điện áp (6) sẽ nhã lá sắt non (9). Dưới lực kéo của lò xo
(10) lá sắt non đảy tay đòn tác động vào cần răng và móc (2) cũng bị nhã, mạch điện
cũng bị cắt.
- Áp tô mát bảo vệ dòng cực đại.
Sơ đồ nguyên lý của CB bảo vệ dòng điện cực đại được trình bày trên hình vẽ
11.6.
67
- Hình 9.6 : Sơ đồ nguyên lý CB bảo vệ quá dòng điện
Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái
đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm với tiếp điểm động.
Bật CB ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 sinh ra lực từ
nhưng không thắng lực lò xo 6.
Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện 5 lớn hơn
lực lò xo 6 làm cho nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 xuống làm bật nhả móc 3, móc 2
được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch
điện bị ngắt.
- Áp tô mát bảo vệ sụt áp.
Sơ đồ nguyên lý của CB bảo vệ sụt áp được trình bày trên hình vẽ 11.7:
Hình 9.7: Sơ đồ nguyên lý CB bảo vệ sụt áp
Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái
đóng tiếp điểm nhờ móc 7 khớp với móc 8 cùng một cụm với tiếp điểm động.
Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 11 và phần ứng 10
hút lại với nhau thắng lực lò xo 9. Khi sụt áp quá mức, nam châm điện 11 sẽ nhả phần
ứng 10, lò xo 9 kéo móc 8 bật lên, móc 7 thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các
tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt.
- Áp tô mát bảo vệ quá áp.
68
- Sơ đồ nguyên lý của CB bảo vệ quá áp được trình bày trên hình vẽ 11.8:
Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái
đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm với tiếp điểm động.
Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4
hút nhau nhưng không thắng lực lò xo 6. Khi điện áp tăng quá mức cho phép, nam châm
điện 5 sẽ hút phần ứng 4 thắng lực lò xo 6 làm bật móc chốt 3 lên, móc 2 thả tự do, lò xo
1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt.
Hình 9.8: Sơ đồ nguyên lý CB bảo vệ quá điện áp
- Áp tô mát bảo vệ dòng điện thấp.
Sơ đồ nguyên lý CB bảo vệ thấp dòng như hình vẽ 11.9.
Hình 9.9: Sơ đồ nguyên lý CB bảo vệ thấp dòng
Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái
đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm với tiếp điểm động.
Bật CB ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 sinh ra lực từ
hút phần ứng 4 thắng lực lò xo 6.
69
- Khi dòng điện trong mạch xuống thấp quá mức cho phép, lực hút điện từ ở nam
châm điện 5 không thắng lực lò xo 6, dưới tác dụng lực lò xo 6 làm cho phần ứng 4 bị
kéo lên trên làm bật nhả móc 3, móc 2 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các
tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt.
4.Một số loại áptômát thường sử dụng
4.1. Áptômát vạn năng có các phần tử bảo vệ điện tử, nhiệt
Loại này thường có bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ mất điện áp. Nó không có vỏ,
dùng để đặt trong các trạm hạ áp, các trạm phân phối.
Hình 11.10 trình bày nguyên lý cấu tạo của áptômát vạn năng có dòng điện định
mức lớn hơn 200A ở trạng thái ngắt.
1. Tiếp điểm dập hồ quang
2. Buồng dập hồ quang
3. Tiếp điểm làm việc
4. Cuộn dây nóng
5. Rơle nhiệt
6,7. Cơ cấu tự do tuột khớp
8. Rơle dòng điện cực đại
9,10. Rơle điện áp
11. Cuộn dây cắt từ xa
12. Cần đóng cắt (tay gạt)
13. Gối tựa
Hình 9.10. Nguyên lý cấu tạo áptômát vạn năng
Nếu quay tay gạt 12 đi một góc (đến vị trí đóng) hoặc điều khiển từ xa bằng hệ
thống điện từ 4, thanh 6,7 sẽ ép lên thanh gắn các tiếp điểm quay quanh trục O 1. Lần
lượt các tiếp điểm hồ quang 1 và tiếp điểm làm việc 3 đóng, mạch điện được đóng hoàn
toàn. Khi có sự cố các phần tử bảo vệ cần tác động sẽ đẩy cơ cấu tự do tuột khớp (thanh
6, 7) lò xo 9 sẽ kéo gắn thanh gắn tiếp điểm động, lần lượt tiếp điểm làm việc 3, sau đó
tiếp điểm hồ quang 1 mở ra. Hồ quang xuất hiện trên tiếp điểm 1 và nhanh chóng được
dập tắt nhờ buồng dập hồ quang 2.
4.2. áptômát định hình
Loại áptômát này thường có dòng điện định mức đến 1600A, dùng cho cả mạch
điện xoay chiều và một chiều. Hình 11.11 trình bày nguyên lý cấu tạo của áptômát định
hình. Loại này thường chỉ có rơle nhiệt và rơle dòng điện cực đại để bảo vệ quá tải và
ngắn mạch.
70
- 1. Đầu nối
2. Đế
3. Buồng dập hồ quang
4. Tiếp điểm tĩnh
5. Cơ cấu truyền động
6. Cần điều khiển
7. Rơle nhiệt
8. Phần tử bảo vệ (RI)
Hình 9.11. Cấu tạo áptômát định hình
4.3. Áp tô mát bảo vệ dòng cực đại
Hình 9.12. Áp tô mát bảo vệ dòng điện cực đại
a. Hình ảnh một số áp tô mát bảo vệ dòng cực đại; b. Cấu tạo bên trong của áp tô mát dòng
điện cực đại
1. Lõi thép tĩnh rơ le dòng điện; 2. Lõi thép động; 3. Cuộn dây dòng; 4. Tiếp điểm động; 5.
Tiếp điểm tĩnh; 6. Buồng dập hồ quang; 7-9. Cầu đấu điện vào và ra; 8. Lẫy tác động
d. Áp tô mát chống giật
Hình 9.13. Áp tô mát
chống giật 3 pha
71
- Hình 9.14: Cấu tạo của áp tô mát chống giật 1 pha
(1) - lò xo (2) - ngàm (3) - lẫy (4) - lò xo
(5) - lõi thép (6) - cuộn dây (7) – lõi thép (8) - cuộn dây thứ cấp
5. Tính toán lựa chọn áp tô mát
Việc lựa chọn Áptômát chủ yếu dựa vào:
+ Dòng điện tính toán đi trong mạch.
+ Dòng điện quá tải.
+ Điện áp mạng.
+ Tính thao tác có chọn lọc.
Ngoài ra lựa chọn áptômát còn phải căn cứ vào tính chất làm việc của phụ tải là
áptômát không được phép cắt khi có quá tải ngắn hạn thường xẩy ra trong điều kiện làm
việc bình thường như dòng điện khởi động dòng điện đỉnh của phụ tải.
Yêu cầu chung là dòng điện là dòng điện định mức của móc bảo vệ I CB không
được bé hơn dòng điện tính toán Itt của mạch.
UđmCB Umạng
I đmCB I tt
Ichỉnh định = (1,25 1,5). Itt
Tùy theo đặc tính của phụ tải ta chọn dòng điện định mức bảo vệ bằng 125%,
150% hay lớn hơn với dòng điện tính toán mạch .
Sau cùng Áptômát được chọn theo các số liệu kỷ thuật đã cho của nhà chế tạo.
Áptômát được chọn theo các tiêu chuẩn sau:
72
- - Hệ tiêu chuẩn
- Số cực.
- Điện áp vận hành
- Dòng điện vận hành
- Tần số
- Dung lượng cắt.
- Loại mạch điện bảo vệ (đặc tính cắt)
- Các chức năng phụ.
Áptômát tự động ngắt mạch loại B đảm nhận bảo vệ dây dẫn. Áp tô mát tự động
ngắt mạch loại C sử dụng để bảo vệ các thiết bị có dòng điện đóng mạch lớn. Thí dụ các
động cơ nhỏ, máy biến áp hoặc nhóm đèn huỳnh quang lớn với tụ bù. Áptômát tự động
ngắt mạch loại B ngắt mạch ngay lập tức ở dòng điện lớn gấp 3 đến 5 lần dòng định
mức, loại C ở dòng điện lớn gấp 5 đến 10 lần dòng định mức.
6. Lắp đặt và hiệu chỉnh áp tô mát
Mục tiêu: Lắp đặt, thay thế được áp tô mát
Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng áp tô mát
6.1 Hiện tượng, nguyên nhân gây hư hỏng thường gặp đối với áp tômát
TT Hiện tượng Nguyên nhân gây ra hư hỏng
1 Một pha của áptômát không Do tiếp xúc tại vị trí tiếp điểm động
thông mạch và tĩnh của một pha gây ra
2 Thông mạch ở hai pha cạnh nhau Do cách điện của vỏ giữa pha bị đánh
thủng
3 Áptômát thường xuyên tác động Do lò xo phản kháng bị kéo dãn nên
ở chế độ dòng điện làm việc nhỏ lực cản của lò xo giảm
hơn định mức
6.2. Dụng cụ, thiết bị, vật liệu
- Dụng cụ tháo lắp, dụng cụ làm sạch
- Đồng hồ vạn năng, đồng hồ Ômmet, đồng hồ Mêgômmét
6.3. Các bước sửa chữa áptômát
Bước 1: Tháo áptômát ra khỏi bảng điện:
- Tháo dây đấu vào áptômát
- Tháo vít giữ đế áptômát
- Đưa áptômát ra ngoài
Bước 2: Làm sạch bên ngoài:
- Dùng dụng cụ làm sạch, giẻ lau… để làm sạch bên ngoài
- Yêu cầu làm sạch hết bụi bẩn, dầu mỡ bám vào áptômát nhiệt
- Đảm bảo nơi làm việc khô ráo, sạch sẽ
73
nguon tai.lieu . vn
