Thiết kế thi công bộ tích hợp thí nghiệm MCCB và RCD lên đến 400A - Nghiên cứu khoa học cấp trường

BỘ CƠNG THƯƠNG
ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU KHOA HỌCCẤP TRƯỜNG

Tên đề tài: Thiết kế thi cơng bộ tích hợp thí nghiệm MCCB và RCD lên
đến 400A
Mã số đề tài: <182.Đ07>
Chủ nhiệm đề tài: SV. Hồng Viết Tứ
Đơn vị thực hiện: Khoa Cơng Nghệ Điện

Tp. Hồ Chí Minh, ........…


LỜI CÁM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Nhà trường – Trường Đại Học Công
Nghiệp TP. HCM – đã tạo điều kiện, không gian học thuật cho sinh viên chúng tơi có
điều kiện tham gia nghiên cứu, thoả sức sáng tạo trong suốt 4 năm học tập tại trường.
Tôi xin chân thành cảm ơn đến Quý Thầy Cô khoa Công nghệ Điện trường Đại
học Công Nghiệp TPHCM đã truyền đạt vốn kiến thức quý báu và kinh nghiệm thực
tế, cùng những góp ý chân thành để tơi ngày càng hoàn thiện bản thân trong suốt thời
gian thực hiện đề tài này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến thầy Bạch Thanh Quý người trực tiếp hướng
dẫn, cố vấn cho tôi thực hiện đề tài này. Sự chỉ bảo tận tình của Thầy đã giúp tơi kịp
thời khắc phục những sai lầm cơ bản khi bắt đầu và phát triển đề tài theo hướng đúng
đắn, hiểu rõ những việc nên làm để hoàn thiện đề tài, điều đó là vơ cùng quan trọng
đối với tơi, là niềm tin to lớn để tơi kiên trì thực hiện đề tài và là kinh nghiệm quý báu
cho tôi sau này.
Bên cạnh đó tơi cũng chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Khoa đã ưu ái, tin tưởng

cho tôi thực hiện đề tài trên mơ hình hiện có của khoa, đây là cơ hội để tôi tiếp cận và
xử lý những vấn đề thực tế.
Cuối cùng tôi xin chân thành gửi lời cảm ớn đến các bạn trong lớp DHDI11E,
những người đã từng cùng tôi sống những năm tháng tươi đẹp dưới mái trường đại
học, đã sẽ chia động viên nhau những vui buồn trong cuộc sống, một phần động lực
không nhỏ giúp tơi hồn thành đề tài này của mình.
Chân thành cảm ơn !
TP. HCM tháng 11, năm 2018
Hoàng Viết Tứ

1


PHẦN I. THƠNG TIN CHUNG
I. Thơng tin tổng qt
1.1. Tên đề tài: Thiết kế thi cơng Bộ tích hợp thí nghiệm MCCB và RCD lên đến 400A
1.2. Mã số: 182.Đ07
1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài
TT

Họ và tên
(học hàm, học vị)

Đơn vị công tác

Vai trị thực hiện đề tài

1

SV. Hồng Viết Tứ

Khoa Điện

Chủ nhiệm

2

TS. Bạch Thanh Quý

Khoa Điện

Cố vấn

1.4. Đơn vị chủ trì: Khoa Công nghệ Điện
1.5. Thời gian thực hiện:
1.5.1. Theo hợp đồng: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 7 năm 2018
1.5.2. Gia hạn (nếu có): đến tháng….. năm…..
1.5.3. Thực hiện thực tế: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 11 năm 2018
1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có):
(Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết quả nghiên cứu và tổ chức thực hiện;
Nguyên nhân; Ý kiến của Cơ quan quản lý)
1.7. Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài: Năm triệu đồng.
II. Kết quả nghiên cứu
1. Đặt vấn đề
Phịng TN V5.4 tại Khoa Cơng nghệ điện được xây dựng giảng dạy cho mơn
học TN Khí cụ điện, chương trình học có 06 bài thí nghiệm, được thực hiện 6 buổi cho
mơn học TN Khí Cụ Điện trong 30h thực hành. Gồm có các bài thí nghiệm:
 Tổng quát về các loại khí cụ điện.
 Thí nghiệm MCB và Contactor.
 Thí nghiệm rờ le nhiệt và cầu chì.

 Thí nghiệm RCD.
 Thí nghiệm ACB.
 Thí nghiệm hệ thống đóng cắt MSB và ATS.
Trong các bài thí nghiệm được nêu, tất cả các bài thí nghiệm đều có mơ hình thí
nghiệm hoạt động tốt. Tuy nhiên, trong q trình thí nghiệm khi trải nghiệm mơn học
2


này, tiến hành thực hiện các thí nghiệm trên mơ hình, tơi nhận thấy cịn có các tồn tại
như sau:
 Trong thí nghiệm RCD, khơng đo được dịng rị tại thời điểm đóng cắt, vì
thiết bị đo cần tầm đo rất nhỏ - khoảng đo vài mili Ampere, và khi RCD tác động ngắt
cần dừng lại giá trị đo mA này để biết chính xác dịng rị tác động của RCD là bao
nhiêu, do vậy không đánh giá được sự tác động tin cậy của RCD khi thí nghiệm. Trong
khi đó, thiết bị đo mA trên thị trường chủ yếu là dịng DC, khơng dùng đo cho dịng
AC.
 Bài thí nghiệm MCB và contactor, được thực hiện trên mơ hình xe thí
nghiệm rất to (wxhxl = 800x1600x1200mm) rất chắc chắn, có lắp bánh xe chịu lực tốt
và có thể duy chuyển. Tuy nhiên, kết cấu và thiết bị bên trong lại rất rộng, gây ra cho
mơ hình kềnh càng, chiếm diện tích phịng thí nghiệm, và có hạn chế khi cần di
chuyển phục vụ cho các buổi training bên ngoài trường.
Căn cứ trên thực trạng tồn tại được trình bày như trên, nhưng tồn tại thứ nhất đã
được khắc phục trong đề tài “Thiết kế thi cơng mạch đo dịng dãi rộng mA – 400A
trong TN RCD”[1]. Trong đề tài của mình, em xin đề xuất lấy kết quả nghiên cứu của
đề tài “Thiết kế và thi công mạch đo dãi rơng mA-400A trong thí nghiệm RCD” để
triển khai cho đề tài “Thiết kế thi cơng Bộ tích hợp thí nghiệm MCCB và RCD lên đến
400A”. Với mục đích tích hợp hai xe thí nghiệm lớn thành một Vali nhỏ gọn có thể di
chuyển tiện lợi nhưng vẫn đảm bảo thực hiện được hai bài TN trong 1 Vali.
2. Mục tiêu
Thực hiện bộ thí nghiệm tích hợp MCCB và RCD dưới dạng vali có kích thước

nhỏ, di chuyển dễ dàng và có thể thí nghiệm được hai bài TN trong mơn học TN khí
cụ điện.
3. Phương pháp nghiên cứu
Khảo sát bằng cách đo đạt và thực hiện các bài thí nghiệm.
Phân tích kết quả thí nghiệm và các tồn tại.
Thiết kế bộ đo trên sơ đồ nguyên lý và tính tốn các thơng số thiết bị.
Chế tạo, thử nghiệm và báo cáo
4. Tổng kết về kết quả nghiên cứu
Đã giải quyết các vấn đề còn tồn tại trong khi đặt vấn đề cho đề tài, thiết kế
được vali với kích thước nhỏ gọn 240x450x600mm dạng vali kéo, chứa ba bài thí
nghiệm MCCB, Contactor, Overload relay, RCD. Tích hợp được bộ đo từ đề tài khác
vào vali. Bộ thí nghiệm hoạt động tốt, an toàn và đạt độ thẩm mỹ cao. Hoàn thành việc
3


chuyển giao bộ TN cho phịng thí nghiệm đưa vào khai thác và viết hoàn chỉnh cuốn
hướng dẫn sử dụng bộ TN.
5. Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận
Kết quả đề tài đã thông qua hội đồng nghiệm thu cấp Khoa, được đánh giá cao
về tính ứng dụng, thẩm mỹ và độ chính xác đo được có thể tin cậy đưa vào triển khai
tại phịng thí nghiệm V5.4 và có thể dùng cho các buổi training về khí cụ điện bên
ngồi nhà trường.
6. Tóm tắt kết quả
Tóm tắt:
Trong đề tài này, để thực hiện, trước tiên em đã tiến hành đọc, phân tích và thí
nghiệm 3 bài thí nghiệm khí cụ điện đang được triển khai tại phịng TN Khí cụ điện
gồm: Thí nghiệm MCB và contactor, thí nghiệm rờ le nhiệt và cầu chì, và bài thí
nghiệm RCD. Tiến hành tìm hiểu ngun lý cũng như mục tiêu các bài thí nghiệm,
tiến hành phân tích và quan sát các thành phần thiết bị được sử dụng trong các mơ hình
thí nghiệm, tiến hành tìm các loại thiết bị có thể thay thế cùng tính năng nhưng kích

thước nhỏ hơn. Phân tích cũng như phối hợp với nhóm thực hiện bộ đo trong đề tài
khác để thiết kế tối ưu hố kích thước mơ hình. Tiến hành thực hiện mơ hình thực trên
thiết kế cuối cùng và thực nghiệm để đánh giá hoạt động và hiệu quả của mơ hình. Kết
quả sản phẩm là một mơ hình nhỏ gọn với đầy đủ các tính năng cần thiết cho thí
nghiệm khí cụ điện.
Abstract:
In the subject, the first, I conducted reading, analyzing and testing three
experiment tests such as: MCB and contactor experiment, Overload relay and fules
experiment, and Residual Current Device test. Conducting the study of the principles
and objectives of the experiments, analysis and observing all components on the test
models. Replace the other devices based on the sam funtions but small size.
Coordinate and analyze the other results subject to design the new model forward to
optimal size. The final design was implemented, and the real new model with all
necessary features was became use for electrical equipment testing at Lab V5.4
III. Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo
3.1. Kết quả nghiên cứu ( sản phẩm dạng 1)

TT

Tên sản phẩm

Yêu cầu khoa học hoặc/và chỉ tiêu
kinh tế - kỹ thuật
Đăng ký

Đạt được

4

Bộ thí nghiệm tích hợp
Hoạt động tốt, an
Hoạt động tốt, an tồn, gọn
dạng Vali kéo kích thước tồn, nhỏ gọn, đầy đủ nhẹ, đủ chức năng
240x450x600mm
tính năng
3.2. Kết quả đào tạo
Thời gian
Tên đề tài
Tên chuyên đề nếu là NCS
TT Họ và tên
thực hiện đề tài
Đã bảo vệ
Tên luận văn nếu là Cao học
Nghiên cứu sinh
1

Học viên cao học
Sinh viên Đại học
IV. Tình hình sử dụng kinh phí
TT
A
1
2
3
4
5
6
7
8

B
1
2

Nội dung chi
Chi phí trực tiếp
Th khốn chun mơn
Ngun, nhiên vật liệu, cây con..
Thiết bị, dụng cụ
Cơng tác phí
Dịch vụ th ngồi
Hội nghị, hội thảo,thù lao nghiệm thu giữa
kỳ
In ấn, Văn phịng phẩm
Chi phí khác
Chi phí gián tiếp
Quản lý phí
Chi phí điện, nước
Tổng số

Kinh phí
thực hiện
Ghi chú
(triệu
đồng)
5.000.000 5.000.000
500.000
500.000
4.500.000 4.500.000

Kinh phí
được duyệt
(triệu đồng)

0

0

5.000.000

5.000.000

V. Kiến nghị ( về phát triển các kết quả nghiên cứu của đề tài)
Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể sử dụng cho mơn học thí nghiệm khí cụ
điện tại phịng TN đo ở các trường ĐH, mơ hình đo tại các trong tâm thí nghiệm đo
lường và các doanh nghiệp kiểm định sản phẩm đóng cắt.

5


VI. Phụ lục ( liệt kê minh chứng các sản phẩm nêu ở Phần III)
1. Biên bản bàn giao sản phẩm: Bộ tích hợp thí nghiệm MCCB và RCD (photo)
Tp. HCM, ngày ........ tháng........ năm .......
Chủ nhiệm đề tài

Phòng QLKH&HTQT

Khoa Cơng nghệ Điện
Trưởng (đơn vị)
(Họ tên, chữ ký)

Hồng Viết Tứ

PGS.TS Đàm Sao mai

Phạm Trung Kiên

6


PHẦN II. BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
(báo cáo tổng kết sau khi nghiệm thu, đã bao gồm nội dung góp ý của hội đồng
nghiệm thu)

Mục lục
MỤC LỤC ..............................................................................................................7
DANH MỤC HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU .............................................................8
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...............................................................................10
I. ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................................................... 10
II.
PHÂN TÍCH CÁC BÀI THÍ NGHIỆM .......................................................................................... 11
III.
CÁC TỒN TẠI..................................................................................................................... 24

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CHI TIẾT...................................................................25
I. YÊU CẦU THIẾT KẾ ................................................................................................................. 25
II.
SƠ ĐỒ THIẾT KẾ................................................................................................................. 25

CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN THIẾT BỊ .................................................................29

I. DANH MỤC THIẾT BỊ ............................................................................................................... 29
II.
LỰA CHỌN THIẾT BỊ ........................................................................................................... 30
III.
THIẾT KẾ MƠ HÌNH ............................................................................................................ 34
IV.
THỰC HIỆN CHẾ TẠO MƠ HÌNH. ............................................................................................ 35
V.
KẾT QUẢ SẢN PHẨM........................................................................................................... 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................45

7


Danh Mục Hình Ảnh, Bảng Biểu
HÌNH 1. 1 ĐẶC TUYẾN A-S CỦA CB ................................................................................ 11
HÌNH 1. 2 MỘT SỐ HÌNH ẢNH CỦA CB HÃNG MERLIN GERIN [3] ...................................12
HÌNH 1. 3 SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM MCB ...............................................................................13
HÌNH 1. 4 THÍ NGHIỆM ĐO ĐIỆN ÁP HÚT NHẢ CONTACTOR .............................................14
HÌNH 1. 5 THÍ NGHIỆM KHẢ NĂNG CẮT CỦA CONTACTOR...............................................15
HÌNH 1. 6 ĐÂY LÀ MỘT DẠNG RỜ LE NHIỆT CỦA HÃNG MERLIN GERIN .........................16
HÌNH 1. 7 MƠ TẢ ĐẶC TÍNH A - S CỦA RỜ LE NHIỆT ........................................................18
HÌNH 1. 8 ẢNH MINH HOẠ SAU ĐÂY CHO THẤY CÔNG DỤNG CỦA RCD .........................19
HÌNH 1. 9 GIỚI THIỆU RCD 1 PHA VÀ 3 PHA [5] .............................................................20
HÌNH 1. 10 CÁC THÔNG SỐ CỦA RCD ............................................................................20
HÌNH 1. 11 THÍ NGHIỆM RCD .........................................................................................21
HÌNH 1. 12 CÁC MẠNG ĐIỆN DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM .................................................22
HÌNH 2. 1 SƠ ĐỒ CHỌN LỰA TÍNH NĂNG THÍ NGHIỆM .....................................................25
HÌNH 2. 2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ THÍ NGHIỆM RCD.............................................................26

HÌNH 2. 3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH TẠO DÒNG RÒ MA..................................................26
HÌNH 2. 4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH QUÁ DÒNG 400A ...................................................28
HÌNH 3. 1 MCB NGUỒN ĐIỆN ÁP CẤP 220V AC/ 50 HZ ..................................................30
HÌNH 3. 2 ĐẾ CẦU CHỈ ỐNG ............................................................................................30
HÌNH 3. 3 ĐÈN BÁO PHA ................................................................................................30
HÌNH 3. 4 ĐỒNG HỒ ĐO DÒNG MA12 .............................................................................31
HÌNH 3. 5 RELAY BẢO VỆ Q DỊNG 900 ELR ..............................................................31
HÌNH 3. 6 CBCT DÙNG CHO RELAY 900 ELR ..............................................................32
HÌNH 3. 7 BIẾN DỊNG ĐO LƯỜNG MCT..........................................................................32
HÌNH 3. 8 TIMER ĐẾM THỜI GIAN HANYOUNG LT1-F .....................................................33
HÌNH 3. 9 BẢN VẼ TỔNG THỂ THIẾT KẾ BỘ THÍ NGHIỆM..................................................34
HÌNH 3. 10 MẶT TRÊN CỦA BỘ THÍ NGHIỆM ...................................................................34
HÌNH 3. 11 TẠO DỊNG QUÁ TẢI ......................................................................................35
HÌNH 3. 12 BỘ TẠO DỊNG RỊ MA...................................................................................35
HÌNH 3. 13 SƠ ĐỒ THIẾT BỊ ĐO DÒNG .............................................................................36
HÌNH 3. 14 DỊNG RỊ NHỎ HƠN 30MA ............................................................................36
HÌNH 3. 15 DONG RO TỪ 30MA – 300MA .......................................................................37
HÌNH 3. 16 VARIAC VÀ CT TẠO DỊNG 400A ..................................................................37
HÌNH 3. 17 HÌNH ẢNH VALI MƠ HÌNH THỰC ....................................................................38
HÌNH 3. 18 MẶT TRƯỚC THÍ NGHIỆM TRÊN VALI MƠ HÌNH .............................................38
HÌNH 3. 19 HÌNH ẢNH MẶT TRƯỚC KHI THÍ NGHIỆM VALI ..............................................39
HÌNH 3. 20 TRANG BÌA CUỐN HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG......................................................40
HÌNH 3. 21 SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM DỊNG RỊ ........................................................................41
HÌNH 3. 22 SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM Q TẢI MCCB .............................................................42
8


BẢNG 3. 1 DANH MỤC THIẾT BỊ VẬT TƯ .........................................................................29

9

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
I.

Đặt vấn đề

Phòng TN V5.4 tại Khoa Công nghệ điện được xây dựng giảng dạy cho môn
học TN Khí cụ điện, chương trình học có 06 bài thí nghiệm, được thực hiện 6 buổi cho
mơn học TN Khí Cụ Điện trong 30h thực hành. Gồm có các bài thí nghiệm:
 Tổng quát về các loại khí cụ điện.
 Thí nghiệm MCB và Contactor.
 Thí nghiệm rờ le nhiệt và cầu chì.
 Thí nghiệm RCD.
 Thí nghiệm ACB.
 Thí nghiệm hệ thống đóng cắt MSB và ATS.
Trong các bài thí nghiệm được nêu, tất cả các bài thí nghiệm đều có mơ hình thí
nghiệm hoạt động tốt. Tuy nhiên, trong q trình thí nghiệm khi trải nghiệm mơn học
này, tiến hành thực hiện các thí nghiệm trên mơ hình, tơi nhận thấy cịn có các tồn tại
như sau:
 Trong thí nghiệm RCD, khơng đo được dịng rị tại thời điểm đóng cắt, vì
thiết bị đo cần tầm đo rất nhỏ - khoảng đo vài mili Ampere, và khi RCD tác động ngắt
cần dừng lại giá trị đo mA này để biết chính xác dịng rị tác động của RCD là bao
nhiêu, do vậy không đánh giá được sự tác động tin cậy của RCD khi thí nghiệm. Trong
khi đó, thiết bị đo mA trên thị trường chủ yếu là dịng DC, khơng dùng đo cho dịng
AC.
 Bài thí nghiệm MCB và contactor, được thực hiện trên mơ hình xe thí
nghiệm rất to (wxhxl = 800x1600x1200mm) rất chắc chắn, có lắp bánh xe chịu lực tốt
và có thể duy chuyển. Tuy nhiên, kết cấu và thiết bị bên trong lại rất rộng, gây ra cho
mơ hình kềnh càng, chiếm diện tích phịng thí nghiệm, và có hạn chế khi cần di

chuyển phục vụ cho các buổi training bên ngoài trường.
Căn cứ trên thực trạng tồn tại được trình bày như trên, nhưng tồn tại thứ nhất đã
được khắc phục trong đề tài “Thiết kế thi cơng mạch đo dịng dãi rộng mA – 400A
trong TN RCD”[1]. Trong đề tài của mình, em xin đề xuất lấy kết quả nghiên cứu của
đề tài “Thiết kế và thi công mạch đo dãi rơng mA-400A trong thí nghiệm RCD” để
triển khai cho đề tài “Thiết kế thi cơng Bộ tích hợp thí nghiệm MCCB và RCD lên đến
400A”. Với mục đích tích hợp hai xe thí nghiệm lớn thành một Vali nhỏ gọn có thể di
chuyển tiện lợi nhưng vẫn đảm bảo thực hiện được hai bài TN trong 1 Vali.
10


II.

Phân tích các bài thí nghiệm

1) Bài TN: Thí nghiệm MCB và Contactor [2]
Mục tiêu bài học:
Sinh viên cần biết các đặc tính, thơng số kỹ thuật của các loại khí cụ điện điều
khiển, đóng cắt như contactor và MCB, MCCB. Yêu cầu sinh viên thao tác, xác định
các thông số, và xây dựng các đặc tuyến cần thiết của các loại khí cụ điện này. Tiến
hành so sánh các đặc tuyến do thực nghiệm có được và các đặc tuyến đưa ra từ nhà sản
xuất. Ứng dụng các đặc tuyến trong tính tốn, chọn lựa và bảo dưỡng khí cụ điện vào
các yêu cầu thực tế.
Tóm Lược Lý Thuyết.
Theo kết cấu, người ta chia CB ra ba loại: Một cực, hai cực, ba cực và bốn cực.
Theo thời gian thao tác, người ta chia CB ra loại tác động không tức thời và loại
tác động tức thời (nhanh). Sau đây là dạng đặc tuyến A -s (đặc tuyến ampere giây) của
một CB.

Hình 1. 1 Đặc tuyến A-s của CB

Với một số loại MCCB, giá trị Ir và Im là có thể điều chỉnh được. Theo đặc
tuyến A -s, Im = nIđm người ta phân ra các loại B, C, D, Z và tuỳ theo giá trị n như sau:
Loại B có giá trị n = 3,2 – 4,8
Loại C có giá trị n = 4 – 7
Loại D có giá trị n = 7 – 10
Loại Z có giá trị n  10
11


Hình ảnh sau đây giới thiệu một vài loại MCCB tiêu biểu của hãng Merlin
Gerin

Hình 1. 2 Một số hình ảnh của CB hãng Merlin Gerin [3]
Tiến hành thực nghiệm
Chuẩn bị vật tư, thiết bị :
Xe thí nghiệm Contactor, xe thí nghiệm MCCB.
Bộ đồ nghề ngành điện, VOM, Ampere kìm, dây nối.
Giáo trình hướng dẫn thí nghiệm.
Xây dựng đặc tuyến A- s MCCB và MCB
Timer

CB

F

P
220V
MCCB
B

N

Variac 1KVA

A
CT 1KVA 1/100

B

Amrpere kìm
12


Hình 1. 3 Sơ đồ thí nghiệm MCB
Các bước tiến hành:
Chỉnh Variac về mức 0V.
Lắp mạch điện như hình vẽ ở hình 1.3
Đóng CB cấp nguồn cho mạch điện. (Timer hiển thị thời gian, tuy nhiên thời
gian này không được tính).
Điều chỉnh nhanh Variac để được giá trị dịng điện qua MCCB hiển thị trên
Ampere kềm (Isc), Cắt nguồn cung cấp cho mạch điện, không chỉnh variac, timer trở
về trạng thái 0.
Đóng nguồn lại cho dịng điện qua MCCB, tại lúc MCCB ngắt.
Tháo mạch, ngắt nguồn điện, kết thúc thí nghiệm.

13


2) Đo điện áp hút nhả contactor
Sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ:

Voltmeter

CB

F

P

Contactor coil

220V

Variac 1KVA

Hình 1. 4 Thí nghiệm đo điện áp hút nhả contactor
Các bước tiến hành:
Chỉnh variac về mức 0V.
Lắp mạch như sơ đồ hình vẽ hình 1.4
Cấp nguồn điện cho mạch thí nghiệm.
Chỉnh variac để thay đổi điện áp đặt lên hai đầu cuộn dây contactor.
Chỉnh Variac lên đến giá trị định mức contactor, hạ dần variac để giảm điện áp
trên hai đầu cuộn dây contactor.
Ngắt nguồn cung cấp cho mạch điện, tháo mạch, kết thúc thí nghiệm.

14


TN khả năng cắt của contactor:
Sơ đồ thí nghiệm:
Contactor

CB

F

P

220V

Contactor

N
Variac
1KVA

A
B

CT 1KVA 1/100

Ampère kềm

Hình 1. 5 Thí nghiệm khả năng cắt của contactor
Tiến hành thí nghiệm:
Chỉnh variac về múc 0V.
Lắp mạch điện như sơ đồ hình vẽ ở hình 1.5
Cấp nguồn điện cho mạch.
Chỉnh nhanh variac để dòng điện đi qua các tiếp điểm chính contactor
(contactor đã hút lại) theo các mức như: 2IBđm, 3IBđm, 4IBđm, 5IBđm, 6IBđm, 7IBđm, 8IBđm,
9IBđm, 10IBđm

15


3) Thí nghiệm relay nhiệt – cầu chì
Mục tiêu:
Trong bài thí nghiệm này, sinh viên xây dựng đặc tính A - s của hai loại khí cụ
bảo vệ là rờ le nhiệt và cầu chì.
Tóm Lược Lý Thuyết.
Rơ-le nhiệt là một loại khí cụ để bảo vệ động cơ và mạch điện khi có sự cố quá
tải. Rờ le nhiệt khơng tác động tức thời theo trị số dịng điện vì nó có qn tính nhiệt
lớn, phải có thời gian phát nóng, do đó nó làm việc có thời gian từ vài giây đến vài
phút.[3]
Đầu vào 3 tiếp điểm chính

Chỉnh dòng của rờ le nhiệt

Nút reset ở hai chế độ A/H

Bộ tiếp điểm phụ NO và NC
Đầu ra 3 tiếp điểm chính
Ký hiệu

Phiến lưỡng kim nhiệt

Ký hiệu
OL
Hoặc
OL

OL

N
Tiếp điểm chính

Tiếp điểm phụ

O

Hình 1. 6 Đây là một dạng rờ le nhiệt của hãng Merlin Gerin

16


Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý chung của rờ le nhiệt là dựa trên cơ sở tác dụng nhiệt của dòng điện làm
giản nở phiến lưỡng kim. Phiến lưỡng kim gồm hai lá kim loại có hệ số giản nở khác nhau
(hệ số giản nở hơn kém nhau 20 lần) ghép chặt với nhau thành một phiến bằng phương pháp
cán nóng hoặc hàn ghép. Khi có dịng điện q tải lớn đi qua, phiến lưỡng kim được đốt
nóng, uốn cong về phía kim loại có hệ số giản nở bé, đẩy cần gạt làm lò xo co lại và chuyển
đổi hệ thống tiếp điểm phụ. Để rờ le nhiệt làm việc trở lại, phải đợi phiến kim loại nguội và
kéo cần reset của rờ le nhiệt.
Phân loại rờ le nhiệt
Phân loại rờ le nhiệt theo phương thức đốt nóng:
+ Đốt nóng trực tiếp: Dòng điện đi qua trực tiếp tấm kim loại kép. Loại này có cấu
tạo đơn giản, nhưng khi thay đổi dòng điện định mức phải thay đổi tấm kim loại kép, loại
này khơng tiện dụng.
+ Đốt nóng gián tiếp: Dịng điện đi qua phần tử đốt nóng độc lập, nhiệt lượng toả ra
gián tiếp đốt nóng tấm kim loại. Loại này có ưu điểm là muốn thay đổi dòng điện định mức
ta chỉ cần thay đổi phần tử đốt nóng. Khuyết điểm của loại này là khi có quá tải lớn, phần tử
đốt nóng có thể đạt đến nhiệt độ khá cao nhưng vì khơng khí truyền nhiệt kém, nên tấm kim

loại chưa kịp tác động mà phần tử đốt nóng đã bị cháy đứt.
+ Đốt nóng hỗn hợp: Loại này tương đối tốt vì vừa đốt nóng trực tiếp vừa đốt nóng
gián tiếp. Có tính ổn định nhiệt tương đối cao và có thể làm việc ở bội số quá tải lớn.
Chọn lựa rơ-le nhiệt
Đặc tính cơ bản của rờ le nhiệt là quan hệ giữa dòng điện phụ tải chạy qua và thời
gian tác động của nó (gọi là đặc tính thời gian - dịng điện). Mặt khác, để đảm bảo yêu cầu
giữ được tuổi thọ lâu dài của thiết bị theo đúng số liệu kỹ thuật đưa ra của nhà sản xuất, các
đối tượng bảo vệ cũng cần đặc tính thời gian - dịng điện.
Lựa chọn đúng rờ le nhiệt là sao cho đường đặc tính A-s của rờ le gần sát đường đặc
tính A-s của đối tượng cần bảo vệ. Nếu chọn thấp quá sẽ không tận dụng được công suất
của động cơ điện, chọn cao quá sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị cần bảo vệ.
Trong thực tế, cách lựa chọn phù hợp là chọn dòng điện định mức của rờ le nhiệt
bằng dòng điện định mức của động cơ điện cần bảo vệ, rờ le nhiệt sẽ tác động ở giá trị (1,2
– 1,3)Iđm của nó. Ngồi ra, chế độ làm việc của phụ tải và nhiệt độ môi trường xung quanh
cũng cần được xem xét sau.

17


t
Đặc tính A-s của đối tượng cần bảo vệ

10000

Đặc tính A-s tác động của relay ((1,21,3)Iđm

1
0
0
0

Đặc tính A-s của Relay nhiệt
1

00
1
0
0
1,

2

3

4

5

6

7

Hình 1. 7 Mơ tả đặc tính A - s của rờ le nhiệt

18


4) Thí nghiệm RCD
Mục Tiêu
Đo các thơng số, kiểm định khí cụ bảo vệ có đủ độ an tồn. Đối với từng loại sơ đồ

nối đất an toàn, kiểm tra điện áp chạm võ trên từng sơ đồ.
Tóm lược lý thuyết:
Trong phần này, chúng ta tham khảo vấn đề liên quan đến các khí cụ điện, RCD Residual Current Device Thiết bị bảo vệ dịng điện rị.

Hình 1. 8 Ảnh minh hoạ sau đây cho thấy công dụng của RCD
Công Dụng
RCD là khí cụ điện bảo vệ khi có sự cố rò điện xãy ra trên các thiết bị tiêu thụ điện
trong trường hợp cách điện của thiết bị hư hỏng. Dùng RCD để bảo vệ chống điện giật cho
người vận hành khi tiếp xúc với điện áp trên vỏ thiết bị điện.
Các Chủng Loại RCD
RCCB : Residual Current Circuit Breaker - CB chống dòng rò.
RCBO : Residual Current Breaker Overcurrent - CB chống dòng rò và chống quá
dòng.
CBR : Circuit Breaker Residual - CB có chứa chức năng chống dòng rò.
ELCB : Earth Leakage Circuit Breaker - CB chống dòng rò.
Phân loại RCD theo số cực : RCD 2 cực, RCD 3 cực và RCD 4 cực.
Phân loại RCD theo chức năng : RCD 1 pha và RCD 3 pha.

19


Hình 1. 9 Giới thiệu RCD 1 pha và 3 pha [5]

Inc = 10000 A
Un = 230 V ~
A

In = 40
In = 0.03 A
1492 - RCD2

Inc = 10000
Un = 230/400 V ~
In = 40
A I n = 0.03 A

A

1492 – RCD4

Hình 1. 10 Các thơng số của RCD
Các Thơng Số RCD
20


Khả năng cắt (Inc): khả năng cắt dòng điện lớn nhất có thể.
Điện áp định mức (Un): Điện áp đặt lên hai cực của RCD mà không gây ra hiện
tượng phóng điện chọc thủng cách điện.
Dịng điện định mức (In): Khả năng chịu dòng làm việc lâu dài đi qua các tiếp điểm.
Dòng điện rò danh định (IΔn): Dòng rò lớn nhất mà RCD có thể tham gia tác động
cắt.
Thực Nghiệm
Chuẩn bị vật tư, thiết bị :
Xe thí nghiệm RCD, bảng thử nghiệm Uch.
Bộ đồ nghề, VOM.
Bộ dây nối.
Thử nghiệm sự tác động tin cậy của RCD khi có dịng điện rị tăng dần.
N

P

CB

S1

S2
RCD
A

VR

Hình 1. 11 Thí nghiệm RCD
VR

: Biến trở dùng để điều chỉnh dòng rò qua RCD.

A

: Mili Ampere kế, đo dòng rò thực tế qua RCD.

Tiến Hành Thí Nghiệm
21


Lắp mạch theo sơ đồ hình 1.11 ( Khơng sử dụng công tắc S2).
Điều chỉnh biến trở VR về giá trị lớn nhất.
Đóng CB, đóng RCD, đóng cơng tắc S1.
Điều chỉnh biến trở VR, để tăng dần dòng rò, khi RCD tác động.
Thử nghiệm sự tác động tin cậy của RCD khi có dịng điện rị đột ngột.
Sử dụng sơ đồ thí nghiệm hình 1.11

Tiến hành thí nghiệm:
Lắp mạch theo sơ đồ hình 1.11 - có sử dụng cơng tắc S2.
Điều chỉnh biến trở VR về giá trị lớn nhất.
Đóng CB, đóng RCD, đóng cơng tắc S1, đóng cơng tắc S2.
Điều chỉnh biến trở VR, để tăng dần dòng
Thử nghiệm sự phân bố điện áp trên vỏ động cơ điện 1 pha (Điện áp Uch) phụ thuộc
vào giá trị dòng điện rị.
Tóm lược: Trong an tồn điện, điện áp chạm vỏ trên thiết bị Uch = 42V [6], được coi
là an toàn. Đối với các loại sơ đồ nối đất IT, TT, TN-C,TN -S, khi thiết bị chạm điện, dòng
điện rị có ảnh hưởng điện áp chạm hay khơng? Từng loại sơ đồ nối đất điện áp chạm có
khác nhau hay không? Chế độ làm việc của tải (Đầy tải, non tải, khơng tải) có ảnh hưởng
đến điện áp chạm hay không? Điện áp chạm phụ thuộc chủ yếu vào thông số nào? Đây là
các vần đề đặt ra để tìm câu trả lời hợp lý thơng qua thí nghiệm.
L

L

N

N

CB

CB

V1
A1

V1

A2

A1

A2

S

S
V2

V2

VR
M

VR
M

Hình 1. 12 Các mạng điện dùng trong thí nghiệm
22


Trình tự thí nghiệm
Lắp mạch điện theo sơ đồ hình 1.12
Đóng CB khởi động động cơ, điều chỉnh phanh hãm để thay đổi tải của động cơ, theo
các mức đầy tải, non tải và không tải – Tương ứng hệ số tải β = 1, β = 0,5 và β =0 [7], giá trị
dòng điện theo hệ số tải được thể hiện bằng giá trị dòng điện trên Ampere kế A1, giá trị này
phải được giữ ổn định trong suốt q trình thí nghiệm.
Điều chỉnh VR về giá trị lớn nhất, đóng S điều chỉnh giá trị dịng điện rị, giá trị dịng

điện được thể hiện trên Ampere kế A2.
Tính điện áp chạm tương ứng với từng giá trị dòng rị thử nghiệm theo cơng thức U1 U2 .
Kết thúc các phần thí nghiệm.

23


III.

Các tồn tại

Trong q trình thực hiện các bài thí nghiệm trên, ngoài các kiến thức lý thuyết được
củng cố vững chắc, nhóm tác giả phân tích một số tồn tại đáng chú ý như sau:
 Bộ thí nghiệm CB, khi tiến hành thí nghiệm sự tác động của MCB và MCCB,
khi các thiết bị đóng cắt, thời gian đóng cắt khơng dừng lại do đó người tiến
hành thí nghiệm phải quan sát và chú ý liên tục, có thể sai số khi đo đặc tính
A-s của CB (Tồn tại này tương tự cho bài thí nghiệm relay và cầu chì).
 Dịng q tải của bộ thí nghiệm phải đo bằng Ampere kìm rời, rất khơng tiện
dụng.
 Dịng rị có giá trị mA rất nhỏ, không tiến hành xác định được.
 Hai bộ tạo dòng quá tải và dòng rò trên hai bộ thí nghiệm riêng biệt và kích
thước của từng bộ là rất lớn nên khó di chuyển và hồn tồn chưa tối ưu hóa
diện tích phịng thí nghiệm.
Từ các tồn tại trên, nhóm sinh viên chúng em mạnh dạn xin thầy giáo hướng dẫn tiến
hành thiết kế và thi cơng lại bộ thí nghiệm tích hợp dịng q tải và dòng rò. Đồng thời khắc
phục các điểm còn tồn tại trên.

24