Giáo trình Khí cụ điện - CĐ Ngoại Ngữ Công Nghệ Việt Nhật

Chia sẻ: Đồng Bá Tuyến | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:59

Thêm vào BST

Báo xấu

1.760
lượt xem 673
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Khí cụ điện gồm 4 phần. Nội dung giáo trình trình bày lý thuyết cơ bản của khí cụ điện, tìm hiểu đặc tính, kết cấu, lựa chọn sử dụng khí cụ điện hạ áp, giới thiệu đặc tính, kết cấu khí cụ điện cao áp, một số sơ đồ căn bản về nguyên lý điều khiển, vận hành.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Khí cụ điện - CĐ Ngoại Ngữ Công Nghệ Việt Nhật

L I NÓI U t nư c Vi t Nam trong công cu c công nghi p hoá - hi n i hoá, n n kinh t ang trên à phát tri n, vi c s d ng các thi t b i n, khí c i n vào trong xây l p các khu công nghi p, khu ch xu t – liên doanh, khu nhà cao t ng ngày càng nhi u. Vì v y vi c tìm hi u c tính, k t c u, tính toán l a ch n s d ng r t c n thi t cho sinh viên h c ngành i n. Ngoài ra c n ph i c p nh t thêm nh ng công ngh m i ang không ng ng c i ti n và nâng cao các thi t b i n. V i m t vai trò quan tr ng như v y và xu t phát t yêu c u, k ho ch ào t o, chương trình môn h c c a Trư ng Cao ng Ngo i ng - Công ngh Vi t Nh t. Chúng tôi ã biên so n cu n giáo trình Khí c i n g m 4 ph n v i nh ng n i dung cơ b n sau: Ph n 1: Lý thuy t cơ b n c a khí c i n. - Ph n 2: Tìm hi u c tính, k t c u, l a ch n s d ng khí c i n h áp. - Ph n 3: Gi i thi u c tính, k t c u khí c i n cao áp. - Ph n 4: M t s sơ căn b n v nguyên lý i u khi n, v n hành. - Giáo trình Khí c i n ư c bi n so n ph c v cho công tác gi ng d y c a giáo viên và là tài li u h c t p c a h c sinh. Do chuyên môn và th i gian có h n nên không tránh kh i nh ng thi t sót, v y r t mong nh n ư c ý ki n óng góp c a ng nghi p và b n c cu n sách t ch t lư ng cao hơn. TÁC GI http://www.ebook.edu.vn 5
PH N I: LÝ THUY T CƠ B N C A KHÍ C IN Chương I: PHÁT NÓNG KHÍ C IN I. KHÁI NI M V KHÍ C IN 1. Khái ni m Khí c i n là thi t b dùng óng c t, b o v , i u khi n, i u ch nh các lư i i n, m ch i n, các lo i máy i n và các máy trong quá trình s n xu t. Khí c i n làm vi c lâu dài trong các m ch d n i n, nhi t c a khí c i n tăng lên gây t n th t i n năng dư i d ng nhi t năng và t nóng các b ph n d n i n và cách i n c a khí c . Vì v y khí c i n làm vi c ư c trong m i ch khi nhi t c a các b ph n ph i không quá nh ng giá tr cho phép làm vi c an toàn lâu dài. 2. Phân lo i, các yêu c u cơ b n c a khí c in a) Phân lo i Khí c i n ư c phân ra các lo i sau: - Khí c i n dùng óng c t các m ch i n: C u dao, Máy c t, Aptômat… - Khí c i n dùng m máy: Công t c tơ, Kh i ng t , B kh ng ch ch huy… - Dùng b o v ng n m ch c a lư i i n: C u chì, Aptômat, Các lo i máy c t, Rơle nhi t… b) Các yêu c u cơ b n c a khí c i n m b o an toàn cho các thi t b i n và m b o tin c y c a Khí c i n thì Khí c i n m b o m t s yêu c u: - Khí c i n m v o làm vi c lâu dài v i các thông s k thu t tr ng thái làm vi c nh m c: U m, I m. n nh nhi t, i n ng, có cư ng cơ khí cao khi quá t i, khi ng n - m ch, V t li u cách i n t t, không b ch c th ng khi quá dòng. - Khí c i n làm vi c ch c ch n, an toàn khi làm vi c. II. TÍNH TOÁN T N TH T I N NĂNG TRONG KHÍ C IN T n th t i n năng trong khí c i n ư c tính theo: http://www.ebook.edu.vn 6
t Q = ∫ I 2 .R.t 0 Trong ó: Q: i n năng t n th t. i: dòng i n trong m ch. R: i n tr c a khí c . t: Th i gian có dòng i n ch y qua. Tuỳ theo khí c i n t o nên t các v t li u khách quan, kích thư c khác nhau, hình d ng khác nhau s phát sinh t n th t khác nhau. III. CÁC CH PHÁT NÓNG C A KHÍ C IN Sau ây là b ng nhi t cho phép c a m t s v t li u: cho phép (0C) V t li u làm khí c in Nhi t V t li u không b c cách i n ho c xa 110 nh t cách i n. Dây n i d ng ti p xúc c nh. 75 V t li u có ti p xúc d ng hình ngón 75 Ti p xúc trư t c a ng v h p kim ng 110 Ti p xúc má b c. 120 V t không d n i n và không b c cách i n. 110 Nhi t cho V t li u cách i n C p cách nhi t phép (0C) V i s i, gi y không t m cách i n. Y 90 V i s i, gi y có t m cách i n. A 105 H p ch t t ng h p E 120 Mica, s i thu tinh B 130 Mica, s i thu tinh có t m cách i n F 155 Ch t t ng h p Silic H 180 S cách i n. C >180 http://www.ebook.edu.vn 7
Tuỳ theo ch làm vi c khác nhau, m i khí c i n s có s phát nóng khác nhau: 1. Ch làm vi c lâu dài c a khí c in Khí c i n làm vi c lâu dài, nhi t trong khí c i n b t u tăng và n nhi t n nh thì không tăng nũa, lúc này s to nhi t ra môi trư ng xung quanh. n nh Bt u t(s) 2. Ch làm vi c ng n h n c a khí c in Ch làm vi c ng n h n c a khí c i n là ch khi óng i n nhi t c a nó không t t i nhi t n nh, sau khi phát nóng ng n h n, khí c ư c ng t nhi t c a nó s t xu ng t i m c không so sánh ư c v i môi trư ng xung quanh. n nh Phát nóng Bt u t(s) 3. Ch làm vi c ng n h n l p l i c a khí c in Nhi t c a khí c i n tăng lên trong kho ng th i gian khí c làm vi c, nhi t gi m xu ng trong kho ng th i gian khí c ngh , nhi t gi m chưa t n giá tr ban u thì khí c i n làm vi c l p l i. Sau kho ng th i gian, nhi t tăng lên l n nh t g n b ng nhi t gi m nh nh t thì khí c i n t ư c ch d ng. http://www.ebook.edu.vn 8
CÂU H I CHƯƠNG 1 1. Nêu khái ni m, phân lo i và các yêu c u c a khí c i n. 2. Trình bày các ch phát nóng c a khí c i n. Chương 2: TI P XÚC I N - H QUANG I. TI P XÚC I N 1. Khái ni m Ti p xúc i n là nơi mà dòng i n i t v t d n này sang v t d n khác. B m t ti p xúc c a hai v t d n ư c g i là ti p xúc i n. Các yêu c u cơ b n c a ti p xúc i n: - Nơi ti p xúc i n ph i ch c ch n, m b o. - M i nơi ti p xúc ph i có b n cơ khí cao. - M i n i không ư c phát nóng quá gía tr cho phép. - n nh nhi t và n nh ng khi có dòng i n c c i i qua. - Ch u ư c tác ông c a môi trư ng (nhi t , ch t hoá h c...) m b o các yêu c u trên, v t li u dùng làm ti p i m có các yêu c u: - i n d n và nhi t d n cao. - b n ch ng r trong không khí và trong các khí khác. - b n ch ng t o l p màng có i n tr su t cao. - c ng bé gi m l c nén. - c ng cao gi m hao mòn các b ph n óng ng t. - b n ch u h quang cao (nhi t nóng ch y). - ơn gi n gia công, giá thành h . http://www.ebook.edu.vn 9
M t s v t li u dùng làm ti p i m: ng, B c, Nhôm, Vonfram... 2. Phân lo i ti p xúc i n D a vào k t c u ti p i m, có các lo i ti p xúc i n sau: a) Ti p xúc c nh Các ti p i ư c n i c nh v i các chi ti t d n dòng i n như là: thanh cái, cáp i n, ch n i khí c vào m ch. Trong quá trình s d ng, c hai ti p i m ư c g n ch t vào nhau nh các bu – lông, hàn nóng hay ngu i. b) Ti p xúc óng m Là ti p xúc óng ng t m ch i n. Trong trư ngh p này ơhát sinh h quang i n, c n xác nh kho ng cách gi a ti p i m tĩnh và ng d a vào dòng i n nh m c, i n áp nh m c và ch làm vi c c a khí c i n. c) Ti p xúc trư t Là ti p xúc c góp và vành trư t, ti p xúc này cũng d sinh ra h quang i n. 3. Các y u t nh hư ng n i n tr ti p xúc - V t li u làm ti p i m: v t li u m m ti p xúc t t. - Kim lo i làm ti p i m không b ôxy hóa. - L c ép ti p i m càng l n thì s t o nên nhi u ti p i m ti p xúc. - Nhi t ti p i m càng cao thì i n tr ti p xúc càng l n. - Di n tích ti p xúc. Thông thư ng dùng h p kim làm ti p i m. II. H QUANG I N 1. Khái ni m Trong các khí c i n dùng óng ng t m ch i n (c u dao, contactor, rơle...) khi chuy n m ch s phát sinh hi n tư ng phóng i n. N u dòng i n ng t dư i 0,1A và i n áp t i các ti p i m kho ng 250 – 300V thì các ti p i m s phóng i n âm . Trư ng h p dòng i n và i n áp cao hơn tr s trong b ng sau s sinh ra h quang i n. V t li u làm ti p i m U(V) I(A) Platin 17 0,9 http://www.ebook.edu.vn 10
Vàng 15 0,38 Bc 12 0,4 Vonfram 17 0,9 ng 12,3 0,43 Than 18 – 22 0,03 2. Tính ch t cơ b n c a phóng i n h quang Phóng i n h quang ch x y ra khi các dòng i n có tr s l n. - Nhi t trung tâm h quang r t l n và trong các khí c có th n - 6000÷80000K. dòng i n t i Cat t l n (104 ÷ 105)A/cm2. Mt - S t áp Cat t b ng 10 ÷ 20V và th c t không ph thu c vào dòng i n. - 3. Quá trình phát sinh và d p h quang a) Quá trình phát sinh h quang i n: i v i ti p i m có dòng i n bé, ban u kho ng cách gi a chúng nh t ng khi i n áp t có tr s nh t nh, vì v y trong kho ng không gian này s sinh r t l n (3.107V/cm) có th làm b t i n t t Catôt g i ra i n trư ng có cư ng là phát x t ng i n t (g i là phát x ngu i i n t ). S i n t càng nhi u, chuy n ng dư i tác d ng c a i n trư ng làm ion hoá không khí gây h quang i n. i v i ti p i m có dòng i n l n, quá trình phát sinh h quang ph c t p hơn. Lúc u m ti p i m, l c ép gi a chúng có tr s nh nên s ti p i m ti p xúc dòng i n di qua ít. M t dòng i n tăng áng k n hàng ch c nghìn A/cm2, do ó t i các ti p i m s phát nóng s tăng n m c làm cho nhau, gi t kim lo i ư c kéo căng ra tr thành c u ch t l ng và n i li n hai ti p i m này, nhi t c a c u ch t l ng ti p t c tăng, lúc ó c u ch t l ng bôc h i và trong không gian gi a hai ti p i m xu t hi n h quang i n. Vì quá trình phát nóng c a c u th c hi n r t nhanh nên s b c h i mang tính ch t n . Khi c u ch t l ng c t kéo theo s mài mòn ti p i m, i u này r t quan tr ng khi ng t dòng i n quá l n hay quá trình óng m x y ra thư ng xuyên. b) Quá trình d p t t h quang i n http://www.ebook.edu.vn 11
i u ki n d p t t h quang là quá trình ngư i l i v i quá trình phát sinh h quang: - H nhi t h quang. - Kéo dài h quang. - Chia h quang thành nhi u o n nh . - Dùng năng lư ng bên ngoài ho c chính nó th i t t h quang. - M c i n tr Shunt tiêu th năng lư ng h quang Thi t b d p t t h quang. - H nhi t h quang b ng cách dùng hơi khí ho c d u làm ngu i, dùng vách ngăn h quang c xát. - Chia h quang thành nhi u c t nh và kéo dài h quang b ng cách dùng vách ngăn chia thành nhi u ph n nh và th i khí d p t t. - Dùng năng lương bên ngoài ho c chính nó th i t t h quang, năng lư ng c a nó t o áp su t th i t t h quang. - M c i n tr Shunt tiêu th năng lư ng h quang (dùng i n tr m c song song v i hai ti p i m sinh h quang). CÂU H I CHƯƠNG 2 1. Nêu khái ni m, phân lo i ti p xúc i n. 2. Nêu khái ni m, tính ch t cơ b n c a phóng i n h quang PH N II: TÌM HI U C TÍNH, K T C U, TÍNH TOÁN L A CH N S D NG KHÍ C I N H ÁP. Chương 3: KHÍ C I N ÓNG NG T - B O V M CH I N A – CB (CIRCUIT BREAKER) I. KHÁI NI M VÀ YÊU C U. CB (CB ư c vi t t t t danh t Circuit Breaker), CB là khí c i n dùng óng ng t m ch i n (m t pha, ba pha); có công d ng b o v quá t i, ng n m ch, s t áp... m ch i n. Ch n CB ph i tho mãn ba yêu c u sau: http://www.ebook.edu.vn 12
- Ch làm vi c nh m c c a CB th i là ch làm vi c dài h n, nghĩa là tr s dòng i n nh m c ch y qua CB lâu tuỳ ý. M t khác, m ch dòng i n c a CB ph i ch u ư c dòng i n l n (khi có ng n m ch) lúc các ti p i m c a nó ã óng hay ang óng. - CB ph i ng t ư c tr s dòng i n ng n m ch l n, có th vài ch c KA. Sau khi ng t dòng i n ng n m ch, CB m b o v n làm vi c t t tr s dòng i n nh m c. - nâng cao tính n nh nhi t và i n ng c a các thi t b i n, h n ch s phá ho i do dòng i n ng n m ch gây ra, CB ph i có th i gian c t bé. Mu n v y thư ng ph i k t h p l c thao tác cơ h c v i thi t b d p h quang bên trong CB. II. C U T O VÀ NGUYÊN LÝ HO T NG 1. C u t o a) Ti p i m CB thư ng ư c ch t o có hai c p ti p i m (ti p i m chính và h quang), ho c ba c p ti p i m (chính, ph , h quang). Khi óng m ch, ti p i m h quang óng trư c, ti p theo là ti p i m ph , sau cùng là ti p i m chính. Khi c t m ch thì ngư c l i, ti p i m chính m trư c, sau n ti p i m ph , cu i cùng là ti p i m h quang. Như v y h quang ch cháy trên ti p i m i m h quang, do o b o v ư c ti p i m chính d n i n. Dùng thêm ti p i m ph tránh h quang cháy lan vào làm hư h i ti p i m chính. b) H p d p h quang CB d p ư c h quang trong t t c các ch làm vi c c a lư i i n, ngư i ta thư ng dùng hai ki u thi t b d p h quang là: Ki u n a kín và ki u h . Ki u n a kín ư c d t trong v kín c a CB và có l thoát khí. Ki u này có dòng i n gi i h n c t không quá 50KA. Ki u h ư c dùng khi gi i h n dòng i n c t l n hơn 50KA ho c i n áp l n 1000V (cao áp). Trong bu ng d p h quang thông d ng, ngư i ta dùng nh ng t m thép x o thành lư i ngăn, phân chia h quang thành nhi u o n ng n thu n l i cho vi c d p t t h quang. c) Cơ c u truy n ng c t CB Truy n ng c t thư ng có hai cách: B ng tay và b ng cơ i n ( i n t , ng cơ i n). http://www.ebook.edu.vn 13
i u ki n b ng tay ư c th c hi n v i các CB có dòng i n nh m c không l n hơn 600A. i u khi n b ng i n t (nam châm i n) ư c ng d ng các CB có dòng i n l n hơn ( n 1000A). tăng l c i u khi n b ng tay ngư i ta dùng m t tay dài ph theo nguyên lý òn b y. Ngoài ra còn có cách i u khi n b ng ng cơ i n ho c b ng khí nén. d) Móc b o v CB t ng c t nh các ph n t b o v - g i là móc b o v , s tác ng khi m ch i n có s c quá dòng i n (quá t i hay ng n m ch) và s t áp. Móc b o v quá dòng i n (còn g i là b o v dòng i n c c i) b ov thi t b i n khong b quá t i và ng n m ch, ư ng th i gian – dòng i n c a móc b o v ph i n m dư i ư ng c tính c a i tư ng c n b o v . Ngư i ta thư ng dùng h th ng i n t và rơle nhi t làm móc b o v , t bên trong CB. Móc ki u i n t có cu n dây m c n i ti p v i m ch chính, cu n dây này ư c qu n ti t di n l n ch u dòng t i và ít vòng. Khi dòng i n vư t quá tr s cho ph p thì ph n ng b hút và nóc s d p vào kh p rơi t do, làm ti p i m c a CB m ra. i u ch nh vít thay ôi l c kháng lò xo, ta có th i u ch nh ư c tr s dòng i n t c ng. gi th i gian trong bo v quá t ki u i n t , ngư i ta thêm m t cơ c u gi th i gian. Móc ki u rơle nhi t ơn gi n hơn c , có k t c u tương t như rơle nhi t có ph n t phát nóng u n i ti p v i m ch i n chính, t m kim lo i kép dãn n làm nh kh p rơi t do m ti p i m c a CB khi có quá t i. Ki u này có như c i m là quán tính nhi t l n nên không ng t nhanh ư c dòng i n tăng v t khi có ng n m ch, do ó ch b o v ư c dòng i n quá t i. Vì v y ngư i ta thư ng s d ng t ng h p c móc ki u i n t và móc ki u rơle nhi t trong m t CB. Lo i này ư c dung CB có dòng i n ính m c n 600A. Móc b o v s t áp (còn g i là b o v i n áp th p) cũng thư ng dung ki u i n t . Cu n dây m c song song v i mn ch i n chính, cu n dây này ư c qu n ít vòng v i dây ti t di n nh ch u i n áp ngu n. 2. Nguyên lý ho t ng a) Sơ nguyên lý c a CB dòng i n c c i (hình v 1.1) http://www.ebook.edu.vn 14
Hình 1.1 Sơ CB dòng i n c c i tr ng thái bình thư ng sau khi óng i n, CB ư c gi tr ng thái óng ti p i m nh móc 2 kh p v i móc 3 cùng m t c m v i ti p i m ng. B t CB tr ng thái ON, v i dòng i n nh m c nam châm i n 5 và ph n ng 4 không hút . Khi m ch i n quá t i hay ng n m ch, l c hút i n t nam châm i n 5 l n hơn l c lò xo 6 làm cho nam châm i n 5 s hút ph n ng 4 xu ng làm b t nh móc 3, móc 5 ư c th t do, lò xo 1 ư c th l ng, k t qu các ti p i m c a CB ư c m ra, m ch i n b ng t. b) Sơ nguyên lý CB i n áp th p (hình 1.2) Hình 2.2: Sơ CB i n áp th p B t CB tr ng thái ON, v i i n áp nh m c nam châm i n 11 và ph n ng 10 hút l i v i nhau. http://www.ebook.edu.vn 15
Khi s t áp quá m c, nam châm i n 11 s nh ph n ng 10, lò xo 9 kéo móc 8 b t lên, móc 7 th t do, th l ng, lò xo 1 ư c th l ng, k t qu các ti p i m c a CB ư c m ra, m ch i n b ng t. 3. Phân lo i và cách l a ch n CB Theo k t c u, ngư i ta chia CB ra làm ba lo i: m t c c, hai c c và ba c c. Theo th i gian thao tác, ngư i ta chia CB ra lo i tác ng không t c th i và lo i tác ng t c th i (nhanh). Tuỳ theo công d ng b o v , ngư i ta chia CB ra các lo i: CB c c i theo dòng i n, CB c c ti u theo i n áp. CB dòng i n ngư c ... Vi c l a ch n CB ch y u d a vào: - Dòng i n tính toán i trong m ch. - Dòng i n quá t i. - CB thao tác ph i có tính ch n l c. Ngoài ra l a ch n CB còn ph i căn c vào c tính làm vi c c a ph t i là CB không ư c phép c t khi có quá t i ng n h n thư ng x y ra trong i u ki n làm vi c bình thư ng như dòng i n kh i ng, dòng i n nh trong ph t i công ngh . Yêu c u chung là dòng i n nh m c c a móc b o v ICB không ư c bé hơn dòng i n tính toán Itt c a m ch. Tuỳ theo c tính và i u ki n làm vi c c th c a ph t i, ngư i ta hư ng d n l a ch n dòng i n nh m c c a móc b o v b ng 125%, 150% hay l n hơn n a so v i dòng i n tính toán. CÂU H I CHƯƠNG 3 PH N A 1. Cho bi t công d ng, c u t o, các lo i CB? 2. Hãy nêu nguyên lý ho t ng c a các lo i CB? 3. Cách ch n CB? B - C U CHÌ I. KHÁI NI M VÀ YÊU C U C u chì là m t lo i khí c i n dùng b o v thi t b và lư i i n tránh s c ng n m ch, thư ng dùng b o v cho ư ng dây d n, máy bi n áp, ng cơ i n, thi t b i n, m ch i n i u khi n, m ch i n th p sáng. http://www.ebook.edu.vn 16
C u chì có c i m là ơn gi n, kích thư c bé, kh năng c t l n và giá thành h nên ư c ng d ng r ng rãi. Các tính ch t và yêu c u c a c u chì: - C u chì có c tính làm vi c n nh, không tác ng khi có dòng i n m máy và dòng i n nh m c lâu dài i qua. c tính A – s c a c u chì ph i th p hơn c tính c a i tư ng b o v . - - Khi có s c ng n m ch, c u chì tác ng ph i có tính ch n l c. - Vi c thay th c u chì b cháy ph i d dàng và t n ít th i gian. II. C U T O VÀ NGUYÊN LÝ HO T NG 1. C u t o C u chì bao g m các thành ph n sau: + Ph n t ng t m ch: ây chính là thành ph n chính c a c u chì, ph n t này ph i có kh năng c m nh n ư c giá tr hi u d ng c dòng i n qua nó. Ph n t này có giá tr i n tr su t bé (thư ng b ng b c, ng hay các v t li u d n có giá tr i n tr su t nh lân c n v i các giá tr nêu trên...). Hình d ng c a ph n t có th d ng là m t dây (ti t di n tròn), d ng băng m ng. + Thân c a c u chì: Thư ng b ng thu tính, ceramic (s g m) hay các v t li u khác tương ương. V t li u t o thành thân c a c u chì ph i m b o ư c hai tính ch t: - Có b n cơ khí. - Có b n v i u ki n d n nhi t và ch u ng ư c các s thay ôi nhi t t ng t mà không hư h ng. + V t li u l p y (bao b c quanh ph n t ng t m ch trong thân c u chì): Thư ng b ng v t li u Silicat d ng h t, nó ph i có kh ngăng h p th ư c năng lư ng sinh ra do h quang và ph i m b o tính cách i n khi x y ra hi n tư ng ng t m ch. + Các u n i: Các thành ph n này dùng nh v c nh c u chì trên các thi t b óng ng t m ch; ng th i ph i m bo tính ti p xúc i n t t. 2. Nguyên lý ho t ng c tính cơ b n c a c u chì là s ph thu c c a th i gian ch y t v i dòng i n ch y qua ( c tính Ampe - giây). có tác d ng b o v , ư ng Ampe – giây c a c u chì t i m i i m ph i th p hơn c tính c a i tư ng c n b o v . http://www.ebook.edu.vn 17
i v i dòng i n nh m c c a c u chì: Năng lư ng sinh ra do hi u ng + Joule khi có dòng i n nh m c ch y qua s to ra môi trư ng và không gây nên s nóng ch y, s cân b ng nhi t s ư c thi t l p m t giá tr mà không gây s già hoá hay phá h ng b t c ph n t nào c a c u chì. i v i dòng i n ng n m ch c a c u chì: S cân b ng trên c u chì b + phá hu , nhi t năng trên c u chì tăng cao và d n n s phá hu c u chì: Ngư i ta phân thành hai giai o n khi x y ra s phá hu c u chì: - Quá trình ti n h quang (tp). - Quá trình sinh ra h quang (ta). l Dòng i n ph ng oán Dòng i n ti n h quang Dòng i n trong Quá trình h quang t t tp ta Th i gian ti n h quang Th i gian sinh h quang Th i gian toàn b quá trình Gi n th i gian c a quá trình phát sinh h quang Trong ó: t0: Th i i m b t u s c . tp: Th i i m ch m d t giai o n ti n h quang. tt: Th i i m ch m d t quá trình phát sinh h quang. * Quá trình ti n h quang: Gi s t i th i i m t0 phát sinh s quá dòng, trong kho ng th i gian tp làm nóng ch y c u chì và phát sinh ra h quang i n. Kho ng th i gian này ph thu c vào giá tr dòng i n t o nên do s c và s c m bi n c a c u chì. * Quá trình phát sinh h quang: T i th i i m tp h quang sinh ra cho n th i i m t0 m i d p t t toàn b h quang. Trong su t quá trình này, năng lư ng http://www.ebook.edu.vn 18
sinh ra do h quang làm nóng ch y các ch t làm y t i môi trư ng h quang sinh ra; i n áp hai u c u chì h i ph c l i, m ch i n ư c ng t ra. 3. Phân lo i, ký hi u, công d ng C u chì dùng trong lư i i n h th có nhi u hình d ng khác nhau, trong sơ nguyên lý ta thư ng ký hi u cho c u chì theo m t trong các d ng sau: C u chì có th chia thành hai d ng cơ b n, tùy thu c vào nhi m v : + C u chì lo i g: C u chì d ng này ch có kh năng ng t m ch, khi có s c hay quá t i hay ng n m ch x y ra trên ph t i. + C u chì lo i a: C u chì d ng này ch có kh năng b o v duy nh t tr ng thái ng n m ch trên t i. Mu n phân bi t nhi m v làm vi c c a c u chì, ta c n căn c vào c tuy n Ampe – giây (là ư ng bi u di n mô t m i quan h gi a dòng i n qua c u chì và th i gian ng t m ch c a c u chì). G i ICC: Giá tr dòng i n ng n m ch. IS: Giá tr dòng i n quá t i. V i c u chì lo i g: Khi có dòng ICC qua m ch nó ph i ng t m ch t c thì, và khi có dòng IS qua m ch c u chì không ng tm ch t c thì mà duy trì m t kho ng th i gian m i ng t m ch (th i gian ng t m ch và giá tr dòng IS t l ngh ch v i nhau). Do ó n u quan sát hai c tính Ampe – giây c a hai lo i c u chì a và g; ta nh n th y c tính Ampe – giây c a c u chì lo i a n m xa tr c th i gian (tr c tung) và cao hơn c tính Ampe – giây c a c u chì lo i g. c tính Ampe – giây c a các lo i c u chì http://www.ebook.edu.vn 19
4. Các c tính i n áp c a c u chì i n áp nh m c là giá tr i n áp hi u d ng xoay chi u xu t hi n hai - u c u chì (khi c u chì ng t m ch), t n s c a ngu n i n trong ph m vi 48Hz n 62Hz.. - Dòng i n nh m c là giá tr hi u d ng c a dòng i n xoay chi u mà c u chì có th t i liên t c thư ng xuyên mà không làm thay i c tính c a nó. - Dòng i n c t c c ti u là giá tr nh nh t c a dòng i n s c mà dây chì có kh năng ng t m ch. Kh năng c t nh m c là giá tr c c i c a dodngf i n ng n m ch mà c u chì có th c t. Sau ây là các v trí trên bi u c a các dòng i n khác nhau: Dòng i n Dòng i n Các c tính c a s d ng n g n m ch dòng i n Các c tính c a c u chì Dòng i n Dòng i n Dòng i n Kh năng nh m c c t c c ti u c t gi i h n c t nh m c CÂU H I CHƯƠNG 3 PH N B 1. Nêu công d ng c a c u chì? 2. Cho bi t c u t o c a c u chì g m các thành ph n nào? 3. C u chì có m y lo i. Ch c năng c a t ng lo i c u ch ? http://www.ebook.edu.vn 20
C - THI T B CH NG DÒNG I N RÒ I. KHÁI NI M Cơ th ngư i r t nh y c m v i dòng i n, ví d : dòng i n nh hơn 10mA thì ngư i có c m giác kim châm; l n hơn 10mA thì các cơ b p co qu p; dòng i n n 30mA ưa n tình tr ng co th t, ng t th và ch t ngư i. Khi thi t b i n b hư h ng rò i n, ch m mát mà ngư i s d ng ti p xúc vào s nh n dòng i n i qua ngư i xu ng t i n áp ngu n. Trong trư ng h p này, CB và c u chì không th tác ng ng t ngu n i n v i thi t b , gây nguy hi m cho ngư i s d ng. N u trong m ch i n có s d ng thi t b ch ng dòng i n rò thì ngư i s d ng s tránh ư c tai n n do thi t b này ng t ngu n i n ngay khi dòng i n rò xu t hi n. II. C U T O VÀ NGUYÊN LÝ HO T NG 1. C u t o Thi t b ch ng dòng i n rò ho t ng trên nguyên lý b o v so l ch, ư c th c hi n trên cơ s cân b ng gi a t ng dòng i n vào và t ng dòng i n i ra ti t b tiêu th i n. Khi thi t b tiêu th i n b rò i n, m t ph n c a dòng i n ư c r nhánh xu ng t, ó là dòng i n rò. Khi có dòng i n v theo ư ng dây trung tính r t nh và rơle so l ch s dò tìm s m t cân b ng này và i u khi n c t m ch i n nh thi t b b o v so l ch. Thi t b b o v so l ch g m hai ph n t chính: - M ch i n t d ng hình xuy n mà trên ó ư c qu n các cu n dây c a ph n công su t (dây có ti t di n l n), ch u dòng cung c p cho thi t b tiêu th i n. - Rơle m m ch cung c p ư c i u khi n b i cu n dây o lư ng (dây có ti t di n bé) cũng ư c t trên hình xuy n này, nó tác ng ng t các c c. a) i v i h th ng i n m t pha http://www.ebook.edu.vn 21
Chú thích: - I1: Ddòng i n i vào thi t b tiêu th i n. - I2: Dòng i n i t thi t b tiêu th i n ra. - Isc: Dòng i n s c . - In: Dòng i n i qua cơ th ngư i. - 1: Thi t b o lư ng s cân b ng. - 2: Cơ c u nh . - 3: Lõi t hình vành xuy n. Trư ng h p thi t b i n không ρρ có s c : I1 = I2 ρ ρ ρ Trư ng h p s c : I1 − I2 = Isc ρρ I1 − I2 do ó xu t hi n m t s cân b ng trong hìh xuy n t , d n n c m ng m t dòng i n trong cu n dây dò tìm, ưa n tác ng rơle và k t qu làm m m ch i n . b) i v i h th ng i n ba pha Chú thích: - I1: Dòng i n i qua pha 1. - I2: Dòng i n i qua pha 2. I3: Dòng i n i qua pha 3. - I0: Dòng i n i qua dây trung tính. - http://www.ebook.edu.vn 22
1: Cơ c u nh . - 2: Lõi t hình vành xuy n. - ρ ρ ρ ρ Trư ng h p thi t b i n không có s c : I1 = I2 = I3 = I 0 = 0 . T thông t ng trong m ch t hình xuy n b ng 0, do ó s không có dòng i n c m ng trong cu n dây dò tìm. ρ ρ ρ ρ Trư ng h p thi t b có s c : I1 − I2 − I3 − I 0 = 0 . T thông t ng trong m ch t hình xuy n không b ng 0, do ó s có dòng i n c m ng trong cu n dây dò tìm, v y cu n dây dò tìm s tác ng m các c c i n. c) Phân lo i RCD theo c c c a h th ng i n. RCD 4 RCD 3 RCD 2 RCD tác ng t c th i và RCD tác ng có th i gian tr . III. S TÁC NG C A THI T B CH NG DÒNG I N RÒ 1. S tác ng tin c y c a RCD - RCD tác ng nh y và tin c y. - Dòng i n tác ng rò th c t luôn th p hơn dòng tác ng rò danh nh (ghi trên nhãn hi u c a RCD) kho ng 20 ÷ 40% khi dòng i n rò xu t hi n tăng d n hay t ng t. - Th i gian tác ng th c t u nh hơn th i gian tác ng ư c nhà s n xu t quy nh (ghi trên nhãn hi u) kho ng 20 ÷ 80%. Thông thư ng th i gian tác ng c t m ch ư c ghi trên nhãn hi u c a RCD là 0,1s và th i gian tác ng c t m ch th c t n m trong kho ng 0,02 ÷ 0,08s. 2. S tác ng có tính ch n l c c a RCD b o v h th ng i n – sơ i n. - Khi xu t hi n dòng i n rò ln o n ư ng dây i n ho c ph t i, RCD ư c l p t g n nhât s tác ng c t m ch, tách o n dây ho c ph t i b rò http://www.ebook.edu.vn 23
i n ra kh i h th ng cung c p i n. Như v y m b o tính ch n l c, vi c cung c p i n không nh hư ng n ph n còn l i. - N u RCD l p t không úng yêu c u k thu t thì RCD ó s không tác ng c t m ch khi xu t hi n dòng i n rò ph n ư ng dây hay ph t i tương ng v i chúng, ho c tác ng không úng yêu c u ã ra. a) Kh năng ch n l c t ng h p Kh năng ch n l c t ng h p là nh m lo i tr duy nh t thi t b có s c . t ư c kh năng này ph i tho mãn hai i u ki n: - Dòng i n so l ch dư nh m c c a RCD phía trên ph i có giá tr l n hơn dòng i n so l ch dư nh m c c a RCD phía dư i. - Th i gian t i thi u không làm vi c c a RCD phía trên ph i có giá tr l n hơn th i gian t i thi u không làm vi c c a RCD phía dư i. b) Kh năng ch n l c t ng ph n Tính ch n l c ư c g i là t ng ph n vì nó không tiêp snh n i v i m t s giá tr dòng i n s c . Tính ch n l c ư c tho mãm khi các h qu c a m t s s c có th kéo theo ng t i n t ng ph n hay ng t i n toàn b h th ng cung c p i n. Ví d v ch n l c t ng ph n: H th ng cung c p i n công nghi p v i kh năng ch n l c t ng 3 m c ch m (tr ) m c 1: ch m 200ms; m c 2: ch m 50ms; m c 3 không có th i gian tr . CÂU H I CHƯƠNG 3 PH N C 1. Trình bày c u t o và nguyên lý ho t ng c a thi t b ch ng rò. 2. Trình bày s tác ng c a thi t b ch ng dòng i n rò. http://www.ebook.edu.vn 24