Giáo trình Khí cụ điện (Phần 1)

à nóng chảy cao - Rẻ và dễ gia công cơ khí Đồng và thép được dùng rộng rãi để làn các tiếp điểm cố định. Đồng có điện trở suất bé và có đủ sức bền cơ khí, được dùng trong mạch có dòng điện lớn. Thép chỉ dùng ở điện áp cao và công suất bé, về sức bền cơ khí thì lớn hơn đồng, song điện trở suất lại lớn và đặc biệt phát sinh tổn thất lớn đối với dòng điện xoay chiều. Đối với tiếp xúc đóng mở mạch điện có dòng điện bé, tiếp điểm thường làm bằng bạc, đồng, platin, vonfram, molipđen, niken và hạn hữu mới dùng Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 15 vàng. bạc có tính dẫn điện và truyền nhiệt tốt và lớp oxyt của nó dẫn điện. Platin ( bạch kim ) không có lớp oxyt, điện trở tiếp xúc bé. Vonfram có nhiệt độ nóng chảy cao và chống mài mòn tốt đồng thời có độ cứng lớn. Trường hợp dòng điện vừa và lớn thường dùng đồng, đồng thauvà những kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao. Khi dòng điện lớn, dùng hợp kim gốm, có độ mài mòn bé, độ cứng lớn song có nhược điểm là tính dẫn điện giảm, do đó để tăng khả năng dẫn điện , người ta chế tạo thành những tấm mỏng dán hoặc hàn vào bề mặt tiếp xúc. Hợp kim gốm thường dùng : bạc- vonfram, bạc – molipđen, bạc – niken, đồng – vonfram, đồng molipđen. IV. Hồ quang điện và các phương pháp dập tắt hồ quang 1- Quá trình hình thành hồ quang Khi đóng cắt dòng điện ở chỗ tiếp xúc xuất hiện phóng điện hồ quang, ta gọi là hồ quang điện.Hình 1- 9a vẽ mạch điện dùng cầu dao CD để đóng cắt. Lúc cầu dao đang đóng , trong mạch có dòng điện I, còn điện áp nguồn đặt vào tảI là U, điện áp đặt vào hai cực A,B của cầu dao bằng không ( bỏ qua điện trở tiếp xúc của tiếp điểm ). Khi cắt điện, hai đầu tiếp xúc A’, B’ rời nhau ra. Lúc đó dòng điện trong mạch giảm nhanh, điện trở chỗ tiếp xúc trở thành rất lớn và toàn bộ điện áp U coi như đặt vào hai cực AB ( hình 1- 9b ). Điện trường khe hở giữa hai tiếp điểm sẽ là : d U E  Lúc vừa mở tiếp điểm , khoảng cách d rất nhỏ, nên điện trường E rất lớn. Đồng thời , do dòng điện I vẫn còn ngay ở lúc tiếp điểm chưa rời hẳn, nên nhiệt độ ở chỗ tiếp xúc tăng lên. Kết quả là không khí ở khe hở bị ion hoá mạnh ( ion hoá do điện trường và do nhiệt ), làm cho khối khí trở thành dẫn điện tốt và xuất hiện hiện tượng phóng điện hồ quang giữa hai đầu tiếp xúc A’ và B’. Hình 1- 9 : Hình thành điện trường ở chỗ tiếp xúc Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 16 Như vậy, điện áp U càng cao hoặc dòng điện I càng lớn, hồ quang càng dễ phát sinh và càng mạnh, vì thế , đóng cắt điện áp cao, dòng điện lớn, hồ quang sinh ra rất mạnh. 2- Tác hại của hồ quang - Kéo dài thời gian đóng cắt - Làm hỏng mặt tiếp xúc - Gây ngắn mạch giữa các pha - Gây hoả hoạn và tai nạn - Khi hồ quang phóng chập chờn, dễ xảy ra hiện tượng cảm ứng, làm điện áp cục bộ trên các thiết bị điện tăng cao, dẫn tới quá điện áp. 3- Các phương pháp dập hồ quang Để dập tắt hồ quang, ta dùng những biện pháp sau : - Tăng độ dài hồ quang - Dùng từ trường để tạo lực thổi hồ quang chuyển động nhanh - Dùng dòng khí hay dầu để thổi dập tắt hồ quang - Dùng khe hở hẹp để hồ quang cọ sát vào vách của khe hẹp này - Tạo thành chân không ở khu vực hồ quang - Chia hồ quang thành nhiều hồ quang ngắn nhờ các vách ngăn - Cho hồ quang tiếp xúc với một chất cách điện làm nguội V. Lực điện động Lực điện động là lực sinh ra khi một vật dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường . Lực đó tác dụng lên vật dẫn và có xu hướng làm thay đổi hình dáng vật dẫn để từ thông xuyên qua mạch vòng vật dẫn có giá trị cực đại. Trong hệ thống gồm vài vật dẫn mang dòng điện, bất kỳ một vật dẫn nào trong chúng cũng có thể được coi là đặt trong từ trường tạo nên bởi các dòng điện chạy trong các vật dẫn khác. Do đó, giữa các vật dẫn mang dòng điện , luôn luôn có từ thông tổng tương hỗ móc vòng, kết quả luôn luôn có các lực cơ học ( được gọi là lực điện động ). Tương tự như vậy cũng có các lực điện động sinh ra giữa vật dẫn mang dòng điện và khối sắt từ. Chiều của lực điện động được xác định bằng quy tắc bàn tay trái hặc bằng nguyên tắc chung như sau : lực tác dụng lên vật dẫn mang dòng điện có xu hướng làm biến đổi hình dáng mạch vòng dòng điện sao cho từ thông móc vòng qua nó tăng lên. Trong điều kiện làm việc bình thường, các lực điện động đều nhỏ và không gây nên biến dạng các chi tiết mang dòng điện của các khí cụ điện. Tuy nhiên khi có ngắn mạch, các lực này trở nên rất lớn có thể gây nên biến dạng hay Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 17 phá hỏng chi tiết và thậm chí cả khí cụ điện. Vì vậy khi thiết kế khí cụ điện cần tiến hành tính toán lực điện động để trong quá trình làm việc khí cụ điện không bị phá hỏng khi có dòng ngắn mạch chạy qua.  Đ 1-2 Công dụng và phân loại khí cụ điện 1-Phân loại theo công dụng của khí cụ điện - Khí cụ điện dùng để đóng cắt lưới điện, mạch điện để đổi nối kết dây của hệ thống điện. Nhóm này gồm : áp tô mát, cầu dao, máy ngắt... - Khí cụ điện dùng để mở máy, điều chỉnh tốc độ , điều chỉnh điện áp và dòng điện. Ví dụ : công tắc tơ, khởi động từ, bộ khống chế, biến trở, điện trở... - Khí cụ điện dùng để duy trì các tham số điện ở giá trị không đổi. Ví dụ : thiết bị tự động điều chỉnh điện áp, dòng điện, tần số , tốc độ , nhiệt độ... - Khí cụ điện dùng để bảo vệ lưới điện , máy điện. Ví dụ : rơ le, áp tô mát, cầu chì... - Khí cụ điện đo lường. Ví dụ : máy biến dòng , máy biến điện áp đo lường. 2-Phân theo điện áp - Khí cụ điện cao áp : Được chế tạo dùng ở điện áp 1000V trở lên - Khí cụ điện hạ áp : Được chế tạo dùng ở điện áp dưới 1000V 3-Phân theo dòng điện : Khí cụ điện dùng trong mạch điện một chiều và xoay chiều 4-Phân theo nguyên lý làm việc : có các loại điện từ, cảm ứng, nhiệt,có tiếp điểm và không có tiếp điểm. 5-Phân theo điều kiện làm việc và dạng bảo vệ, gồm có : khí cụ điện làm việc ở vùng nhiệt đới, ở vùng có nhiều rung động, vùng mỏ có khí nổ, ở môi trường có hoá chất ăn mòn, hoá học, loại để hở, loại bọc kín... Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 18 Chương II : khí cụ đóng cắt  Đ 2-1 khí cụ đóng cắt bằng tay I. Cầu dao 1- Phân loại và cấu tạo a. Phân loại: Theo kết cấu người ta chia cầu dao làm loại 1 cực, 2 cực, 3 cực hoặc 4 cực. Người ta cũng chia cầu dao ra loại có tay nắm ở giữa hay tay nắm ở bên . Ngoài ra còn có cầu dao một ngả và cầu dao hai ngả. Theo điện áp định mức : 250V và 500V Theo dòng điện định mức : 5,25,30,60,75,100,150,200,300,400,600,1000A Theo vật liệu cách điện , có các loại đế sứ , đế nhựa bakêlit, đế đá. Theo điều kiện bảo vệ, có loại không có hộp và loại có hộp che chắn ( nắp nhựa, nắp gang, nắp sắt ). Theo yêu cầu sử dụng, người ta chế tạo cầu dao có cầu chì bảo vệ và loại không có cầu chì bảo vệ. b. Cấu tạo : Phần chính của cầu dao là lưỡi dao và phần kẹp lưỡi được làm bằng hợp kim của đồng. Bộ phận nối dây cũng được làm bằng hợp kim của đồng. Đế của cầu dao thường được làm bằng sứ. 2. Nguyên lý làm việc Khi thao tác trên cầu dao nhờ vào lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi, mạch điện được đóng hoặc ngắt. Trong quá trình ngắt mạch thường xảy ra hồ quang điện tại điểm tiếp xúc giữa lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi. Khi thao tác phải kéo lưỡi dao thật nhanh để dập tắt hồ quang. Hình 2- 1 Cầu dao có lưỡi dao phụ 1- lưỡi dao chính; 2- tiếp xúc tĩnh ( ngàm ); 3- lưỡi dao phụ; 4- lò xo bật nhanh ; Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 19 Do tốc độ kéo bằng tay không thể nhanh được nên người ta chế tạo loại cầu dao có lưỡi dao phụ ( hình 2- 1 ). Lúc dẫn điện lưỡi dao phụ cùng với lưỡi dao chính được kẹp chặt trong ngàm tĩnh. Khi ngắt điện lưỡi dao chính ngắt ra trước, khi lực lò xo đủ lớn nó sẽ kéo lưỡi dao phụ bật ra rất nhanh khỏi ngàm tĩnh làm ngắt mạch điện. Do đó hồ quang được kéo dài nhanh và bị dập tắt trong một thời gian ngắn . 3- Các hư hỏng thường gặp và phương pháp sửa chữa Những hư hỏng thông thường ở cầu dao là : Lưỡi dao tiết xúc không tốt với đầu ( ngàm ) tĩnh; ốc bắt bị lỏng; tình trạng lưỡi dao không bình thường; lò xo của lưỡi dao phụ bị tuột hoặc không đủ lực găng Nguyên nhân của lưỡi dao tiếp xúc không tốt là: - Ngàm tiếp xúc quá rộng nên lực ép vào lưỡi dao không đủ mạnh, diện tích tiếp xúc nhỏ, điện trở tiếp xúc lớn. - Mặt tiếp xúc bị bẩn làm tăng điện trở tiếp xúc. Ta biết khi đóng cắt ở mặt tiếp xúc có hồ quang tạo thành một lớp gỉ, hoặc nhám sù sì mặt tiếp xúc. Với các cầu dao để lâu không dùng, bảo quản không tốt, cũng dễ bị gỉ đầu tiếp xúc. Cách sửa chữa: - Khi lưỡi dao tiếp xúc không tốt, điện trở tiếp xúc lớn, dòng điện sẽ đốt nóng và có thể làm cháy mặt tiếp xúc. Do đó, lưỡi dao động và ngàm tĩnh phải được giữ gìn sạch sẽ, tiếp xúc tốt với nhau. Khi mặt tiếp xúc bị bẩn phải lau sạch và nếu cần thì đánh sạch muội than và vết cháy. Nếu mặt tiếp xúc bị rỗ thì phải dũa lại cho phẳng và đánh bằng giấy ráp mịn hạt, sau đó điều chỉnh lại ngàm cho tiếp xúc tốt. Không được bôi dầu mỡ để làm sạch mặt tiếp xúc, vì sau đó có hồ quang phát sinh lúc đóng cắt dễ làm cháy mặt tiếp xúc. - Trường hợp lưỡi dao bị cháy nhiều thì phải thay thế. Vật liệu để chế tạo lưỡi dao là các thanh đồng kỹ thuật điện. Kích thước của lưỡi dao phải theo đúng các kích thước cũ - Các ốc vít bắt không chặt và không đúng quy định sẽ ảnh hưởng rất xấu đến chất lượng của cầu dao. ốc bắt dây lỏng dễ gây mất điện từng pha cầu dao, hoặc gây chạm chập, quá nhiệt ở chỗ tiếp xúc làm cháy dây hoặc cực bắt dây. ốc vít bắt lưỡi dao động với nhau và với bản lề không chặt dễ làm xộc xệch và dẫn đến tình trạng làm các cực không đóng đồng thời . Một hư hỏng thường gặp là bản lề bị mài mòn trong quá trình làm việc. Để khắc phục tình trạng này ta có thể lau sạch các bản lề bằng xăng hoặc rượu, rồi phủ một lớp vadơlin kỹ thuật. - Dòng điện qua chỗ tiếp xúc ở bản lề có thể đốt nóng nó, nếu chỗ tiếp xúc ở bản lề bị gỉ bẩn hoặc không đủ lực ép. Khi bản lề bị gỉ cần thay bản lề mới, hoặc nếu còn dùng được thì phải đánh sạch gỉ, bôi vadơlin và bắt chặt lại . Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 20 4. Giới thiệu một số cầu dao thường sử dụng trong trạm bơm. Cầu dao trong các trạm bơm thông thường là khí cụ điện hạ áp thao tác bằng tay để đóng cắt mạch điện điện áp đến 500V và dòng điện đến 1000A. Thông thường cầu dao được bố trí đi cùng với cầu chì để bảo vệ ngắn mạch. Cầu dao thường được dùng để đóng ngắt mạch điện có công suất nhỏ và khi làm việc không cần thao tác đóng ngắt nhiều lần. Nếu điện áp cao hơn hoặc mạch điện có công suất trung bình và lớn thì cầu dao thường chỉ làm nhiệm vụ đóng ngắt không tải II. Aptômát áptômát là khí cụ đóng cắt chính trong mạng điện hạ áp, vừa làm nhiệm vụ thao tác ( đóng và cắt ), vừa làm nhiệm vụ bảo vệ ( quá tải, ngắn mạch, điện áp thấp... ). 1- Phân loại và cấu tạo a. Phân loại - Theo kết cấu , người ta chia áptômát ra ba loại : một cực, hai cực, ba cực, và bốn cực. - Theo thời gian thao tác, người ta chia áptômát ra loại tác động không tức thời và loại tác động tức thời ( nhanh ). - Theo công dụng của bảo vệ, người ta chia áptômát ra các loại áptômát cực đại theo dòng điện, áptômát cực tiểu theo điện áp, áptômát bảo vệ dòng điện rò (áptômát chống giật ). b. Cấu tạo Hình dáng và cấu tạo của một áptômát ba pha thông thường như hình2-12. Hình 2-12 Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 21 * Tiếp điểm : Tiếp điểm của áptômát thường được chế tạo có hai cấp ( chính và hồ quang ), hoặc ba cấp ( chính, phụ, hồ quang ). Khi đóng mạch , tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, sau cùng là tiếp điểm chính. Khi cắt mạch thì ngược lại, tiếp điểm chính mở trước, sau đến tiếp điểm phụ, cuối 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 hư hại tiếp điểm chính. Tiếp điểm của áptômát thường làm bằng hợp kim gốm chịu được hồ quang như Ag- Wo; Cu- Wo; Ni..... Hình 2- 13 trình bày hệ thống tiếp điểm trong một kiểu áptômát : 2,3 là các tiếp điểm chính; 4 là các tiếp điểm phụ; 5 là các tiếp điểm hồ quang. Hình 2-13 * Hộp dập hồ quang Để áp tô mát dập được hồ quang trong tất cả chế độ làm việc của lưới điện, người ta thường dùng hai kiểu thiết bị dập hồ quang là : Kiểu nửa kín và kiểu hở. Kiểu nửa kín được đặt trong vỏ kín của áptômát và có lỗ thoát khí. Kiểu này có dòng điện giới hạn cắt không quá 50 KA. Kiểu hở được dùng khi giới hạn dòng điện cắt lớn hơn 50 KA hoặc điện áp lớn hơn 1000V ( cao áp ) Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 22 Trong buồng dập hồ quang thông dụng , 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. Hình dạng và kết cấu hộp dập hồ quang được trình bày trên hình 2- 12, 6 là hộp dập hồ quang. Cùng một thiết bị dập hồ quang, khi làm việc ở mạch điện xoay chiều điện áp đến 500 V, có thể dập tắt được hồ quang của dòng điện đến 40 KA; nhưng khi làm việc ở mạch điện một chiều điện áp đến 440 V, chỉ có thể cắt đựơc dòng điện đến 20 KA. * Cơ cấu truyền động cắt áptômát Truyền động cắt áptômát thường có hai cách : bằng tay và bằng cơ điện ( điện từ, động cơ điện ). Điều khiển bằng tay được thực hiện với các áptômát có dòng điện định mức không lớn hơn 600 A. Điều khiển bằng điện từ ( nam châm điện ) được ứng dụng ở các áptômát có dòng điện lớn hơn ( đến 1000 A ). Để tăng lực điều khiển bằng tay người ta còn dùng một tay dài phụ theo nguyên lý đòn bẩy. Ngoài ra còn có cách điều khiển bằng động cơ điện hoặc khí nén. Hình 2-14 trình bày cơ cấu điều khiển các áptômát bằng nam châm điện có nhả khớp tự do. Hình 2- 14 Khi đóng bình thường ( không có sự cố ), các tay đòn 2 và 3 được nối cứng vì tâm xoay 0 nằm thấp dưới đường nối hai điểm 01 và 02. Giá đỡ 5 làm cho hai đòn này không tự gập lại được. Ta nói điểm 0 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 0 thoát khỏi vị trí chết. điểm 0 sẽ cao hơn đường nối 0102. 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 ( H.2- 13,b ) Muốn đóng lại áptômát , ta phải kéo tay cầm 4 xuống phía dưới như hình 2- 13,c, sau đó mới đóng vào được. * Móc bảo vệ Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 23 áptômát tự động cắt nhờ các phần tử bảo vệ – gọi là móc bảo vệ. Nó sẽ tác động cắt áptômát khi có sự cố quá dòng điện ( quá tải hay ngắn mạch ) hoặc sụt áp. - Móc bảo vệ quá dòng điện ( còn gọi là bảo vệ dòng điện cực đại ) để bảo vệ mạch điện khỏi bị quá tải và ngắn mạch. Người ta thường dùng hệ thống điện từ hoặc rơ le nhiệt làm móc bảo vệ đặt bên trong áptômát + Móc kiểu điện từ có cuộn dây mắc nối tiếp với mạch điện cần bảo vệ. Cuộn dây này có ít vòng dây và có tiết diện lớn để chịu được dòng điện phụ tải. Khi dòng điện vượt quá trị số cho phép thì phần ứng bị hút làm nhả chốt gây cắt áptômát. + Móc kiểu rơ le nhiệt có cấu tạo tương tự như rơ le nhiệt . Nó có phần tử đốt nóng đấu nối tiếp với mạch điện chính. Khi có quá tải xảy ra ,thanh kim loại kép bị đốt nóng sẽ bị cong đi làm nhả chốt hãm , gây cắt áptômát. Thường người ta dùng cả móc điện từ và móc kiểu rơ le nhiệt lắp trong áptômát. - Móc bảo vệ sụt áp ( còn gọi là bảo vệ điện áp thấp ) cũng thường dùng kiểu điện từ . Cuộn dây điện áp thấp được mắc song song với mạch điện chính. Cuộn dây này có tiết diện dây nhỏ và số vòng nhiều để chịu được điện áp nguồn. 2- Nguyên lý hoạt động a- áptômát bảo vệ dòng điện cực đại Hình 2- 15: Sơ đồ nguyên lý áptômát dòng điện cực đại 1,6- lò xo; 4- phần ứng; 2,3- móc; 5- nam châm điện; Sơ đồ nguyên lý áptômát dòng điện cực đại được vẽ trên hình 2- 15. Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 24 ở trạng thái làm việc bình thường sau khi đóng áptômát, áptômát được giữ ở trạng ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 ăn khớp với móc 3. Dòng điện chạy vào cuộn dây của nam châm điện 5 có trị số nhỏ nên lực điện từ không thắng nổi sức cản lò xo 6 ,do đó nam châm điện không đủ sức hút phần ứng 4 và áptômát vẫn đóng. Khi có ngắn mạch xảy ra trong mạch điện, dòng điện chạy qua nam châm điện có trị số lớn sẽ sinh ra lực hút điện từ . Lực điện từ này lớn hơn lực cản của lò xo 6 , do đó nam châm điện 5 sẽ hút phàn ứng 4 làm nhả móc 3. Móc 2 được thả tự do, lò xo 1 sẽ kéo tiếp điểm của áptômát bật ra, loại sự cố ra khỏi lưới điện. b- áptômát bảo vệ điện áp thấp ( kém áp ) Hình 2- 16: Sơ đồ nguyên lý áptômát bảo vệ điện áp thấp 1,6- lò xo; 4- phần ứng; 2,3- móc; 5- nam châm điện; Sơ đồ nguyên lý áptômát bảo vệ điện áp thấp được vẽ trên hình 2- 16. ở trạng thái làm việc bình thường sau khi đóng áptômát, áptômát được giữ ở trạng ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 ăn khớp với móc 3. Khi điện áp nguồn có giá trị định mức, nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 giữ chặt móc hãm 2,3. Mạch điện làm việc bình thường. Khi điện áp nguồn giảm thấp quá trị số chỉnh định, nam châm điện không đủ sức giữ phần ứng ở vị trí hút. Dưới sức căng của lò xo 6 sẽ kéo móc 3 bật khỏi móc 2. Móc 2 được tự do , dưới sức căng của lò xo 1 hệ thống tiếp điểm của áptômát được mở ra làm ngắt mạch điện. 6 3 2 4 5 Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 25 3- Các hư hỏng thông thường và phương pháp sửa chữa áp tômát Các áptômát thường hư hỏng ở hệ thống tiếp điểm bị cháy rỗ, hỏng lò xo và các chi tiết cơ khí, hỏng cuận dây . Để sửa chữa các tiếp điểm ta tiến hành lau,đánh sạch bề mặt tiếp xúc hoặc tẩy nhẹ các vết cháy rỗ. Nếu tiếp điểm bị hỏng nặng phải thay thế mới. Kích thước của tiếp điểm mới thay thế phải giống như tiếp điểm cũ. Nếu lò xo của bộ phận cơ khí bị hỏng phải thay thế mới hoặc căng lại lò xo. Các chi tiết dập định hình bị hỏng phải thay thế mới. Cuận dây bảo vệ bị hỏng phải cuân lại cuận dây khác. Đường kính dây cuân, số vòng và kích thước cuận dây mới cần đảm báo đúng như cuận dây cũ thay thế. Các ốc vít bắt đầu dây phải chặt, nếu chờn hoặc mất long đen thì phải thay thế ngay. 4- Giới thiệu một số áptômát thường sử dụng Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 26 Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 27 Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 28 Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 29 III. Công các loại công tắc Công tắc là một loại khí cụ đóng ngắt dòng điện bằng tay kiểu hộp, dùng để đóng ngắt mạch điện có công suất bé, có điện áp một chiều đến 440V, và điện áp xoay chiều đến 500V. Công tắc hộp thường được dùng làm cầu dao tổng cho các máy công cụ, dùng đóng mở trực tiếp cho các động cơ điện có công suất bé hoặc dùng để đổi nối , khống chế trong các mạch điện tự động. Có khi dùng để thay đổi chiều quay động cơ điện, hoặc đổi cách đấu cuận dây stato động cơ từ hình sao sang hình tam giác. Công tắc hộp làm việc chắc chắn hơn cầu dao , dập tắt hồ quang nhanh hơn vì thao tác nhanh và dứt khoát hơn cầu dao. Ký hiệu trên sơ đồ điện của một vài loại công tắc được trình bày trên hình 2- 2. Hình 2- 2 : a- Công tắc hành trình b- Công tắc ba pha c- Công tắc ba pha hai ngả Theo hình dạng bên ngoài người ta chia ra : - Loại hở - Loại bảo vệ - Loại kín Theo công dụng người ta chia ra : - Công tắc đóng ngắt trực tiếp - Công tắc chuyển mạch ( hay công tắc vạn năng ) Công tắc vạn năng dùng để đóng ngắt, chuyển đổi mạch điện các cuộn dây hút của công tắc tơ, khởi động từ,... chuyển đổi các mạch điện ở các dụng cụ đo lường.... Nó thường được dùng trên các mạch điện điều khiển có điện áp đến 440V một chiều và đến 500V xoay chiều, 50 Hz. - Công tắc hành trình Công tắc hành trình dùng để đóng, ngắt ở mạch điều khiển trong truyền động điện tự động hoá, tuỳ thuộc cữ gạt ở các cơ cấu chuyển động cơ khí nhằm a. b. c Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 30 tự động điều khiển hành trình làm việc hay tự động ngắt điện ở cuối hành trình để đảm bảo an toàn. 1- Công tắc 1 ngả và hai ngả Công tắc 1 ngả và hai ngả là một loại khí cụ điện dùng để đóng cắt dòng điện hoặc đổi nối mạch điện bằng tay, trong các mạng điện có công suất bé. Công tắc 1 cực Công tắc đảo chiều 2- Công tắc kiểu hộp ( hình 2- 3 ) Hình 2- 3 : Cấu tạo công tắc hộp a- Hình dạng chung b- Mặt cắt ( vị trí đóng ) c- Mặt cắt ( vị trí ngắt ) d- Kiểu bảo vệ e- kiểu kín Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 31 Phần chính là các tiếp điểm tĩnh 3 gắn trên các vành nhựa bakêlít cách điện 2 có đầu vặn vít chìa ra khỏi hộp. Các tiếp điểm động 4 gắn trên cùng trục và cách điện với trục, nằm trên các mặt phẳng khác nhau tương ứng với các vành 2 . Khi quay trục đến vị trí thích hợp , sẽ có một số tiếp điểm động đến tiếp xúc với một số tiếp điểm tĩnh , còn một số khác rời khỏi tiếp điểm tĩnh. Chuyển dịch tiếp điểm động nhờ cơ cấu cơ khí có núm vặn 5 . Ngoài ra còn có lò xo phản kháng đặt trong vỏ 1 để tạo nên sức bật nhanh làm cho hồ quang được dập tắt nhanh chóng. Hình 2- 3,d,e là hình dạng cấu tạo công tắc hộp kiểu bảo vệ và kiểu kín. Hình dạng cấu tạo công tắc hộp của Việt Nam, Liên Xô, Đức... đều tương tự như các hình vẽ trên , chỉ khác nhau ít nhiều ở hình dạng kết cấu bên ngoài như hộp trụ tròn hay hộp trụ vuông ; vỏ hộp bằng nhựa cách điện hay bằng sắt ; núm vặn hay tay gạt... 3- Công tắc vạn năng (hình 2- 4 ) Hình 2- 4 : Công tắc vạn năng a- hình dạng chung b- mặt cắt ngang 1- tiếp điểm tĩnh 2- tiếp điểm động 3- vành cách điện 4- trục nhỏ Gồm các đoạn riêng rẽ cách điện với nhau và lắp trên cùng một trục có tiết diện vuông. Các tiếp điểm 1 và 2 sẽ đóng và mở nhờ xoay vành cách điện 3 lồng trên trục 4 khi ta vặn công tắc. Tay gạt công tắc vạn năng có thể có một số vị trí chuyển đổi, trong đó các tiếp điểm của các đoạn sẽ đóng hoặc ngắt theo yêu cầu. Công tắc vạn năng được chế tạo theo kiểu tay gạt có các vị trí cố định hoặc có lò xo phản hồi về vị trí ban đầu ( vị trí không ). Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 32 4- Tính chọn công tắc và nút ấn. Công tắc và nút ấn thường được lựa chọn theo điều kiện điện áp định mức, dòng điện định mức và kiểu loại. Điều kiện lựa chọn là : Uđm tb  Uđm mạng I đm tb  I tt Trong đó: Uđm tb - Điện áp định mức của công tắc hoặc nút ấn Uđm mạng- Điện áp định mức của mạng điện Iđm tb – Dòng điện định mức của công tắc hoặc nút ấn I tt – Dòng điện tính toán của mạng điện 5- Sửa chữa công tắc và nút ấn Nội dung chủ yếu khi sửa chữa công tắc và nút ấn là thay thế các chi tiết bị mài mòn. Bộ phận hay hỏng nhất là lò xo tạo ra lực đóng cắt . Khi lò xo kém đàn hồi thì phải thay thế cái mới. Các tiếp điểm tĩnh đặt trong rãnh được vòng đệm bằng phíp ép chặt. Khi các tiếp điểm này bị các vết bẩn cháy do hồ quang hoặc muội phíp phải tháo ra và lau sạch lại đảm bảo tiếp điểm tiếp xúc tốt. Nếu tiếp điểm bị cháy, hỏng thì phải gia công cái mới theo đúng kích thước cũ để thay thế. Vòng dập hồ quang bằng phíp nếu bị mài mòn quá mức hoặc hư hỏng thì thay cái mới. Giáo trình khí cụ điện Trường Cao đẳng nghề Nam Định 33 Đ 2-2 khí cụ đóng cắt điện từ I. Công tắc tơ Công tắc tơ là một loại khí cụ điện dùng để đóng cắt từ xa tự động hoặc bằng nút ấn các mạch điện động lực có phụ tải điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A. Công tắc tơ có hai vị trí : đóng- cắt , được chế tạo có số lần đóng – cắt lớn, tần số đóng có thể lên tới 1500 lần trong một giờ. Công tắc tơ hạ áp thường dùng kiểu không khí, được phân ra nhiều loại như sau: - Theo nguyên lý truyền động, ta có công tắc tơ kiểu điện từ ( truyền động bằng lực hút điện từ ), kiểu hơi ép, kiểu thuỷ lực. Thông thường ta gặp công tắc tơ kiểu điện từ. - Theo dạng dòng điện ta có công tắc tơ điện một chiều và cống tắc tơ điện xoay chiều. - Theo kết cấu , người ta phân ra công tắc tơ dùng ở nơi hạn chế chiều cao ( ví dụ ở bảng điện gầm xe ) và công tắc tơ dùng ở nơi hạn chế chiều rộng ( ví dụ buồng tàu điện ngầm ). 1- Cấu tạo Công tắc tơ điện từ có các bộ phận chính như sau : cơ cấu điện từ ( nam châm điện ), hệ thống dập hồ quang, hệ thống tiếp điểm ( tiếp điểm chính và phụ). a- Nam châm điện : gồm có 3 thành phần - Mạch từ ( lõi sắt ) : Là các lõi thép có hình dạng EI, UI. Nó gồm những lá thép tôn silic, có chiều dầy 0,35mm hoặc 0,5 mm, ghép lại để tránh tổn hao dòng điện xoáy. Mạch từ được chia làm hai phần , một phần được kẹp chặt cố định ( phần tĩnh ), phần còn lại là nắp ( còn gọi là phần ứng hay phần động ) được nối với hệ thống tiếp điểm qua hệ thống tay đòn. - Cuộ