Giáo trình Trang bị điện lạnh (Nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí)

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ NẴNG

GIÁO TRÌNH
TRANG BỊ ĐIỆN LẠNH
Nghề:
KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
Trình độ:
CAO ĐẲNG VÀ TRUNG CẤP
(Ban hành kèm theo Quyết định số
/QĐ-CĐN ngày tháng
của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Đà Nẵng)

Đà Nẵng, năm 2021

năm 2021


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

1


LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình Trang bị điện lạnh là giáo trình được biên soạn ở dạng cơ bản và
tổng quát cho học sinh, sinh viên nghề Kỹ thuật Máy lạnh và Điều hịa khơng khí
từ kiến thức nền cho đến kiến thức chuyên sâu. Giáo trình giúp học sinh, sinh viên

có được kiến thức chung rất hữu ích khi cần phải nghiên cứu chuyên ngành sâu
hơn. Mặc khác giáo trình cũng đã đưa vào các nội dung mang tính thực tế giúp
học sinh, sinh viên gần gũi, dễ nắm bắt vấn đề khi va chạm trong thực tế.
Trong quá trình biên soạn giáo trình, tác giả đã tham khảo rất nhiều các tài
liệu của các tác giả khác nhau cả trong và ngoài nước.
Tác giả cũng xin chân thành gởi lời cảm ơn đến lãnh đạo nhà trường Trường
Cao đẳng nghề Đà Nẵng đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả hồn thành giáo trình
này. Đặc biệt là sự giúp đỡ hỗ trợ nhiệt tình của tập thể giáo viên bộ môn Điện
lạnh, khoa Điện – Điện tử của trường cũng như các bạn đồng nghiệp đã nhiệt tình
đóng góp ý kiến trong quá trình biên soạn.
Đà Nẵng, tháng 8/2021
Tham gia biên soạn
Chủ biên: ThS. Nguyễn Văn Văn

2


MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU ............................................................................................... 2
GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN .................................................................................... 9
BÀI 1:

KHÍ CỤ ĐIỆN ĐĨNG CẮT, ĐIỀU KHIỂN ..................................... 11

I. KHÍ CỤ ĐĨNG CẮT, BẢO VỆ................................................................ 11
1. Cầu dao ................................................................................................. 11
2. Cầu chì .................................................................................................. 19
3. Áptơmát ................................................................................................ 27
4. Nút ấn ................................................................................................... 42
5. Rơle nhiệt .............................................................................................. 52

II. KHÍ CỤ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN .................................................................. 60
1. Rơle trung gian...................................................................................... 60
2. Công tắc tơ ............................................................................................ 64
3. Rơle thời gian........................................................................................ 74
BÀI 2:

MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN KĐB 3 PHA ........... 82

I. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 3 PHA CÓ BẢO VỆ QUÁ TẢI
BẰNG RƠLE NHIỆT................................................................................... 83
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................... 83
2. Nguyên lý làm việc của mạch điện ........................................................ 83
3. Lắp đặt mạch điện ................................................................................. 84
4. Vận hành mạch điện .............................................................................. 85
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ..................................................... 86
6. Câu hỏi và bài tập.................................................................................. 86
II. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 3 PHA ĐÀO CHIỀU QUAY CÓ
KHÓA LIÊN ĐỘNG CƠ, ĐIỆN .................................................................. 87
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................... 87
2. Nguyên lý làm việc của mạch điện ........................................................ 87
3. Lắp đặt mạch điện ................................................................................. 88
4. Vận hành mạch điện .............................................................................. 89
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ..................................................... 90
6. Câu hỏi và bài tập.................................................................................. 91

3


III. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 3 PHA TỪ CÁC VỊ TRÍ KHÁC
NHAU .......................................................................................................... 91

1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................... 91
2. Nguyên lý làm việc của mạch điện ........................................................ 91
3. Lắp đặt mạch điện ................................................................................. 92
4. Vận hành mạch điện .............................................................................. 93
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ..................................................... 94
6. Câu hỏi và bài tập.................................................................................. 95
IV. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 2 ĐỘNG CƠ 3 PHA LÀM VIỆC
THEO THỨ TỰ (Dùng Rơle thời gian) ........................................................ 95
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................... 95
2. Nguyên lý làm việc của mạch điện ........................................................ 95
3. Lắp đặt mạch điện ................................................................................. 96
4. Vận hành mạch điện .............................................................................. 97
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ..................................................... 98
6. Câu hỏi và bài tập.................................................................................. 98
V. MẠCH ĐIỆN ĐỔI NỐI SAO – TAM GIÁC CHO ĐỘNG CƠ KHÔNG
ĐỒNG BỘ 3 PHA, SỬ DỤNG NÚT ẤN ..................................................... 99
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................... 99
2. Nguyên lý làm việc của mạch điện ........................................................ 99
3. Lắp đặt mạch điện ............................................................................... 100
4. Vận hành mạch điện ............................................................................ 102
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ................................................... 103
6. Câu hỏi và bài tập................................................................................ 103
VI. MẠCH ĐIỆN ĐỔI NỐI SAO – TAM GIÁC CHO ĐỘNG CƠ KHƠNG
ĐỒNG BỘ 3 PHA, CĨ KHỐNG CHẾ THỜI GIAN KHỞI ĐỘNG CỦA
ĐỘNG CƠ .................................................................................................. 104
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................. 104
2. Nguyên lý làm việc của mạch điện ...................................................... 104
3. Lắp đặt mạch điện ............................................................................... 105
4. Vận hành mạch điện ............................................................................ 107
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ................................................... 107

6. Câu hỏi và bài tập................................................................................ 108
BÀI 3:

MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN KĐB 1 PHA ......... 109
4


I. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU MỘT PHA SỬ
DỤNG CÔNG TẮC TƠ ............................................................................. 109
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý của mạch điện ........................................... 109
2. Công tắc tơ .......................................................................................... 110
3. Nguyên lý làm việc của mạch điện : .................................................... 112
4. Lắp đặt mạch điện ............................................................................... 113
5. Vận hành mạch điện ............................................................................ 114
6. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ................................................... 115
7. Câu hỏi và bài tập................................................................................ 115
II. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT PHA CÓ BẢO VỆ QUÁ
TẢI BẰNG RƠLE NHIỆT ......................................................................... 116
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................. 116
2. Rơle nhiệt ............................................................................................ 116
3. Nguyên lý làm việc của mạch điện : .................................................... 118
4. Lắp đặt mạch điện ............................................................................... 118
5. Vận hành mạch điện ............................................................................ 120
6. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ................................................... 120
7. Câu hỏi và bài tập................................................................................ 121
III. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT PHA TẠI CÁC VỊ TRÍ
KHÁC NHAU ............................................................................................ 121
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................. 121
2. Nguyên lý làm việc của mạch điện : .................................................... 122
3. Lắp đặt mạch điện ............................................................................... 122

4. Vận hành mạch điện ............................................................................ 124
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ................................................... 124
6. Câu hỏi và bài tập................................................................................ 125
IV. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 2 ĐỘNG CƠ MỘT PHA LÀM VIỆC THEO
THỨ TỰ SỬ DỤNG BỘ NÚT BẤM ......................................................... 125
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................. 125
2. Nguyên lý hoạt động : ......................................................................... 125
3. Lắp đặt mạch điện ............................................................................... 126
4. Vận hành mạch điện ............................................................................ 127
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ................................................... 128
6. Câu hỏi và bài tập................................................................................ 128
5


V. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 2 ĐỘNG CƠ LÀM VIỆC THEO THỨ TỰ CĨ
KHỐ LIÊN ĐỘNG CƠ ............................................................................ 129
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................. 129
2. Nguyên lý làm việc của mạch điện ...................................................... 129
2. Lắp đặt mạch điện ............................................................................... 130
4. Vận hành mạch điện ............................................................................ 131
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ................................................... 132
6. Câu hỏi và bài tập................................................................................ 132
VI. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 2 ĐỘNG CƠ LÀM VIỆC THEO
THỨ TỰ (Dùng Rơle thời gian) ................................................................. 133
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................. 133
2. Nguyên lý làm việc của mạch điện ...................................................... 133
3. Lắp đặt mạch điện................................................................................... 134
4. Vận hành mạch điện ............................................................................ 135
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ................................................... 136
6. Câu hỏi và bài tập................................................................................ 136

BÀI 4:

MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN MÁY NÉN LẠNH ............................ 138

I. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN MÁY NÉN LẠNH CÓ SỬ DỤNG RƠ LE ÁP
SUẤT THẤP VÀ RƠ LE ÁP SUẤT CAO ................................................. 139
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên ý của mạch điện : .......................................... 139
2. Nguyên lý làm việc của mạch điện ...................................................... 141
3. Lắp đặt mạch điện ............................................................................... 141
4. Vận hành mạch điện ............................................................................ 142
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ................................................... 143
6. Câu hỏi và bài tập................................................................................ 143
II. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN MÁY NÉN LẠNH VỚI ĐÈN BÁO HỎNG
RIÊNG KHƠNG CĨ RESET ..................................................................... 144
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................. 144
2. Nguyên lý làm việc của mạch điện ...................................................... 144
3. Lắp đặt mạch điện ............................................................................... 145
4. Vận hành mạch điện ............................................................................ 146
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ................................................... 147
6. Câu hỏi và bài tập................................................................................ 147

6


III. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN MÁY NÉN LẠNH VỚI ĐÈN BÁO CHUNG
CÓ RESET ................................................................................................. 148
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................. 148
2. Nguyên lý làm việc của mạch điện ...................................................... 148
3. Lắp đặt mạch điện ............................................................................... 149
4. Vận hành mạch điện ............................................................................ 150

5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ................................................... 151
6. Câu hỏi và bài tập................................................................................ 151
IV. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN MÁY NÉN LẠNH VỚI ĐÈN BÁO RIÊNG
CÓ RESET ................................................................................................. 152
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................. 152
2. Nguyên lý làm việc của mạch điện ...................................................... 152
3. Lắp đặt mạch điện ............................................................................... 153
4. Vận hành mạch điện ............................................................................ 154
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ................................................... 155
6. Câu hỏi và bài tập................................................................................ 155
V. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN MÁY NÉN HÚT KIỆT........................... 156
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................. 156
2. Nguyên lý làm việc của mạch điện ...................................................... 157
3. Lắp đặt mạch điện ............................................................................... 158
4. Vận hành mạch điện ............................................................................ 159
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ................................................... 160
6. Câu hỏi và bài tập................................................................................ 161
VI. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN MÁY NÉN VỚI 3 CẤP NĂNG SUẤT
LẠNH......................................................................................................... 161
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................. 161
2. Nguyên lý làm việc của mạch điện ...................................................... 161
3. Lắp đặt mạch điện ............................................................................... 162
4. Vận hành mạch điện ............................................................................ 163
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ................................................... 164
6. Câu hỏi và bài tập................................................................................ 164
VII. MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN MÁY NÉN LẠNH KHỞI ĐỘNG SAO –
TAM GIÁC VÀ MẠCH HÚT KIỆT .......................................................... 165
1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý mạch điện ................................................. 165
7

2. Nguyên lý làm việc của mạch điện ...................................................... 166
3. Lắp đặt mạch điện ............................................................................... 166
4. Vận hành mạch điện ............................................................................ 168
5. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập ................................................... 169
6. Câu hỏi và bài tập................................................................................ 169
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................ 170

8


GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN
Tên Mơ đun:
Mã Mơ đun:

TRANG BỊ ĐIỆN LẠNH
KTML 08

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơ đun:
- Vị trí:
Là mơ đun chun ngành, được giảng dạy sau khi sinh viên học xong các
mô đun/môn học cơ sở và một số mô đun/ môn học chuyên ngành như Máy điện,
Đo lường điện lạnh, Lạnh cơ bản.. để có thể tiếp thu nội dung các kiến thức chuyên
môn phần điện trong các môn học chuyên môn của chun ngành Kỹ thuật máy
lạnh và điều hịa khơng khí.
- Tính chất:
Là mơ đun quan trọng và khơng thể thiếu trong nghề kỹ thuật máy lạnh và
điều hồ khơng khí. Các hệ thống lạnh được điều khiển q trình bằng các mạch
điện, hoạt động theo nguyên lý hoạt động về nhiệt độ, áp suất, công suất lạnh...
Mục tiêu của mơ đun:

- Kiến thức
+ Trình bày được cấu tạo, chức năng, nguyên lý làm việc và phương pháp
tính chọn các khí cụ điện, thiết bị điện thơng dụng được sử dụng trong mạch điện
của hệ thống máy lạnh và điều hồ khơng khí;
+ Thuyết minh được Chức năng, ứng dụng, nguyên lý làm việc của các
mạch điện cơ bản.
+ Trình bày được các phương pháp, quy trình lựa chọn lắp đặt, kiểm tra,
vận hành, bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa các mạch điện cơ bản có trong hệ thống
lạnh.
- Về kỹ năng:
+ Lựa chọn đúng các khí cụ điện có thông số phù hợp với hệ thống lạnh
điện;

+ Sử dụng thành thạo các dụng cụ điện cầm tay dùng trong lắp đặt mạch

+ Lắp đặt, kiểm tra, vận hành, bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa các mạch điện
cơ bản có trong hệ thống lạnh đúng quy trình, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và thời
gian thực hiện.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Cẩn thận, kiên trì; Đảm bảo an tồn và vệ sinh cơng nghiệp

9


Nội dung của mơ đun:
Thời gian (giờ)
Thực
hành, thí
Tổng
Lý

Kiểm
nghiệm,
số thuyết
tra
thảo luận,
bài tập

Số
TT

Tên các bài trong mơ đun

1

Bài 1: Khí cụ điện đóng cắt, điều
khiển

10

5

4

1

2

Bài 2: Mạch điện điều khiển động
cơ điện KĐB 3 pha

40

10

28

2

3

Bài 3: Mạch điện điều khiển động
cơ điện KĐB 1 pha

15

5

9

1

4

Bài 4: Mạch điện điều khiển Máy
nén lạnh

25

8

15

2

Tổng cộng

90

28

56

6

10


BÀI 1:

KHÍ CỤ ĐIỆN ĐĨNG CẮT, ĐIỀU KHIỂN

Mục tiêu:
- Trình bày được công dụng, chức năng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động
của các khí cụ điện có trong bài học
- Tính tốn, lựa chọn được các khí cụ điện theo cơng suất phụ tải
- Nhận biết được khí cụ thực tế, các bộ phận trên khí cụ
- Biết tháo lắp, sửa chữa các khí cụ điện
- Cẩn thận, chính xác, khoa học.
Nội dung chính:
1. Khí cụ đóng cắt, bảo vệ

2. Khí cụ điều khiển
I. KHÍ CỤ ĐĨNG CẮT, BẢO VỆ
1. Cầu dao
1.1. Khái niệm và công dụng
1.1.1. Khái niệm
Cầu dao là một khí cụ điện hạ áp đóng cắt bằng tay, điện áp cung cấp đến
660VAC.
1.1.2. Công dụng
Cầu dao được dùng để đóng cắt trực tiếp các mạch điện cơng suất nhỏ, các
mạch điện cơng suất trung bình và lớn chỉ được đóng cắt khơng tải.
Các cực của cầu dao có cơng suất cắt rất hạn chế. Cầu dao thường được
dùng để đóng ngắt và đổi nối mạch điện, với công suất nhỏ và những thiết bị khi
làm việc khơng cần thao tác đóng cắt nhiều lần. Nếu điện áp cao hơn hoặc mạch
điện có cơng suất trung bình và lớn thì cầu dao thường chỉ làm nhiệm vụ đóng cắt
khơng tải. Vì trong trường hợp này khi ngắt mạch hồ quang sinh ra sẽ rất lớn, tiếp
xúc sẽ bị phá hỏng trong một thời gian rất ngắn và khơi mào cho việc phát sinh
hồ quang giữa các pha, từ đó vật liệu cách điện sẽ bị phá hỏng, gây nguy hiểm
cho thiết bị và người thao tác.
1.2. Phân loại và ký hiệu
1.2.1. Phân loại
Tùy theo đặc tính kết cấu và nhu cầu sử dụng của cầu dao mà người ta phân
cầu dao theo các loại sau:
- Theo kết cấu: chia cầu dao làm loại 1 cực, 2 cực, 3 cực, 4 cực.
11


- Theo điện áp định mức: 250V và 500V.
- Theo dòng điện định mức: loại 15, 25, 30, 60, 75, 100, 150, 200, 300, 350,
600A....
- Theo vật liệu cách điện: có loại đế sứ, đế nhựa bakêlít, đế đá.

- Theo điều kiện bảo vệ: loại khơng có hộp, 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 (dây chảy) bảo
vệ và loại khơng có cầu chì bảo vệ.
Một số nhà máy đã sản xuất cầu dao nắp nhựa, đế sứ hay đế nhựa, có dịng
điện định mức 60A, các cầu dao này đều có chỗ bắt dây chảy để bảo vệ ngắn
mạch.
1.2.2. Ký hiệu

1 cực

2 cực

3 cực

Đổi nối 2 cực

Đổi nối 3 cực

Hình 1.1. Cầu dao khơng có cầu chì bảo vệ

1 cực

2 cực

3 cực

Hình 1.2. Cầu dao có cầu chì bảo vệ

1.3. Cấu tạo

1.3.1. Cầu dao khơng có lưỡi dao phụ.
Sơ đồ ngun lý cấu tạo

12


2
3
1

4

2

Hình 1.3. Ngun lý cấu tạo cầu dao khơng có lưỡi dao phụ
1. Tiếp điểm động (dao cắt)

2. Tiếp điểm tĩnh (ngàm)

3. Tay nắm cách điện

4. Đế cách điện

Để giảm điện trở tiếp xúc tiếp điểm tĩnh 2 (má dao) thường có cấu tạo như
trên hình. Lưỡi dao 1 và má dao 2 thường làm bằng đồng đỏ. Khi lưỡi dao 1 chém
vào khe giữa của má dao 2, nhờ lực đàn hồi của 2 má ép chặt vào lưỡi dao nên
điện trở tiếp xúc nhỏ. Khi ngắt, hồ quang phát sinh giữ má dao và lưỡi dao được
dập tắt bằng phương pháp kéo dài hồ quang.
1.3.2. Cầu dao có lưỡi dao phụ:
Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của cầu dao

Hình 1.4. Ngun lý cấu tạo cầu dao có lưỡi dao phụ

Để tăng năng lực dập hồ quang, ở một số cầu dao, người ta lắp thêm bộ
phận hồ quang và dao phụ. Khi đóng dao phụ đóng trước, cịn khi ngắt dao phụ
ngắt sau, nên lưỡi dao chính ít bị ảnh hưởng của hồ quang. Mặt khác nhờ lò xo
mà khi ngắt, dao phụ ngắt nhanh nên hạn chế được hồ quang phát sinh.
Khi đóng cầu dao, lưỡi dao chính 1 và lưỡi dao phụ 3 tiếp xúc với tiếp
điểm tĩnh 2 của các pha tương ứng, nối thông mạch giữa nguồn với với mạch phía
sau cầu dao. Muốn cắt điện, đưa tay nắm cầu dao xuống dưới, ban đầu lưỡi dao
chính số 1 mở ra kéo lị xo bật nhanh số 4 dãn ra, lò xo số 4 dãn dài đến một mức
độ nào đó, lực kéo của lò xo số 4 thắng lực ma sát giữa tiếp điểm phụ số 3 và tiếp
điểm tĩnh số 2 làm cho lưỡi dao phụ 3 bật nhanh tách khỏi tiếp điểm tĩnh 2 làm
cắt điện mạch giữa nguồn với với mạch phía sau cầu dao.
Cầu dao cần được đảm bảo ngắt điện tin cậy cho các thiết bị dùng điện ra
khỏi nguồn điện áp. Do đó khoảng cách giữa tiếp xúc điện đến và đi, tức chiều
13


dài lưỡi dao cần phải lớn hơn 50mm. Ta sử dụng lưỡi dao phụ và lò xo để làm
tăng tốc độ ngắt mạch. Như vậy sẽ dập được hồ quang một cách nhanh chóng,
khơng làm cho ngàm dao và lưỡi dao bị cháy sém.
đề:

Để tiếp xúc giữa lưỡi dao và ngàm dao được tốt cần phải giải quyết hai vấn
- Bề mặt tiếp xúc phải nhẵn, sạch và chính xác.
- Lực ép tiếp điểm phải đủ mạnh.

Nếu lưỡi dao và ngàm dao tiếp xúc tốt thì đảm bảo dẫn điện tốt, nhiệt sinh
ra chỗ tiếp xúc ít. Nếu mặt tiếp xúc khơng tốt, điện trở tiếp xúc lớn, dịng điện đi

qua sẽ đốt nóng mối tiếp xúc, nhiệt độ tại mối tiếp xúc tăng do đó dễ bị hỏng.
Để giảm bớt điện trở tiếp xúc, người ta thường mạ lớp kim loại bao phủ bên
ngoài để bảo vệ kim loại chính.
Mặt khác, để bảo vệ tốt bề mặt kim loại, kim loại mạ phải có điện thế hóa
học gần bằng điện thế hóa học của kim loại làm tiếp điểm, tăng lực ép F và giảm
bớt khe hở, giảm bớt độ ăn mịn.
Tay nắm được bố trí ở một bên hay ở giữa hoặc có tay nắm điều khiển
được nối dài ra phía trước để thao tác có khoảng cách.
Hoạt động của cầu dao khi ngắn mạch:
- Khi quá tải và đặc biệt khi ngắn mạch, nhiệt độ chỗ tiếp xúc của tiếp điểm
rất cao làm giảm tính đàn hồi và cường độ cơ khí của tiếp điểm. Nhiệt độ cho
phép khi ngắn mạch đối với đồng, đồng thau là (200  300)0C, cịn đối với nhơm
là (150  200)0C.
Ta có thể phân biệt 3 trường hợp sau:
- Tiếp điểm đang ở vị trí đóng bị ngắn mạch: tiếp điểm sẽ bị nóng chảy và
hàn dính lại. Kinh nghiệm cho thấy lực ép lên tiếp điểm càng lớn thì dịng điện để
làm tiếp điểm nóng chảy và hàn dính càng lớn. Thường lực ép F vào khoảng (200
 500)N. Do đó tiếp điểm cần phải có lực giữ tốt.
- Tiếp điểm đang trong q trình đóng bị ngắn mạch: lúc đó sẽ sinh lực điện
động kéo rời tiếp điểm ra xa, song do chấn động nên dễ bị sinh ra hiện tượng hàn
dính.
- Tiếp điểm đang trong q trình mở bị ngắn mạch: trường hợp này sẽ sinh
ra hồ quang làm nóng chảy tiếp điểm và mài mịn mặt tiếp xúc.
1.4. Tính chọn cầu dao
Lựa chọn cầu dao dựa vào các điều kiện sau:
Uđm CD ≥ Uđm.mạng
Iđm CD ≥ Ilv.max
Với cầu dao có cầu chì bảo vệ ngắn mạch phải lựa chọn cầu chì:
14

Dịng điện định mức cầu chì dùng bảo vệ động cơ điện được chọn xuất phát
từ 2 điều kiện sau:
1.4.1. Theo điều kiện làm việc bình thường:
Iđm.cc ≥ Ilv.đc
Với: I lv.đc 

b.Pđm.đc

. 3U đm . cos 

- Dòng điện làm việc của động cơ.

b - hệ số mang tải của động cơ, hệ số này là tỷ số giữa công suất động cơ
tiêu thụ với công suất định mức của nó.
 - hiệu suất của động cơ ứng với cơng suất tiêu thụ của có.
Pđm.đc - cơng suất định mức của động cơ.
1.4.2. Theo điều kiện mở máy:
Khi mở máy nhẹ: I đm.cc 

I mm
2,5

Khi mở máy nặng: I đm.cc 

I mm
1,6  2

Trong đó: Imm - dịng điện mở máy cực đại của động cơ.
Dựa vào trị số tính tốn để lựa chọn và kiểm tra cầu dao.

Ngồi những yêu cầu kỹ thuật trên, cầu dao khi lựa chọn cịn phải dựa vào
u cầu đóng cắt của mạch điện để chọn loại 2 cực, 3 cực hay 4 cực, loại một ngả
hay hai ngả.
1.5. Tháo lắp, sửa chữa cầu dao
1.5.1. Thiết bị dụng cụ, vật tư
(Tính cho số lượng 20 HSSV)
TT

THIẾT BỊ, DỤNG CỤ

SỐ LƯỢNG

1

Cầu dao các loại

10 cái

2

Dụng cụ tháo lắp

10 bộ

3

Dụng cụ làm sạch

1 bộ

4

Đồng hồ vạn năng(VOM)

10 cái

5

Đèn thử

10 cái

6

Đồng hồ megommet.

5 cái

7

Giấy nhám, giẻ lau

10 bộ

15

GHI CHÚ


1.5.2. Các bước thực hiện

Bước 1: Tháo cầu dao ra khỏi bảng điện
- Tháo dây đấu vào cầu dao
- Tháo vít giữ đế .
- Đưa cầu dao ra ngồi
Bước 2: Làm sạch bên ngoài cầu dao
- Dùng dụng cụ làm sạch, giẻ lau... để làm sạch bên ngoài.
Yêu cầu: làm sạch hết bụi bẩn, dầu mỡ bám vào cầu dao đảm bảo nơi làm
việc khô ráo, sạch sẽ.
Bước 3: Tháo ra chi tiết ra ngồi
TT

Trình tự
tháo

1

Tháo vỏ
bảo vệ

2

Tháo dây
chảy bảo vệ

Hình ảnh

16


3

Tháo tiếp
điểm tĩnh

4

Tháo tiếp
điểm động
(dao cắt)

5

Xắp xếp
thứ tự theo
trình tự
tháo

Chú ý: Các chi tiết tháo tháo ra được sắp xếp tuần tự lần lượt theo thứ tự
các bước
Bước 4: Làm sạch các chi tiết sau khi tháo
- Làm sạch vỏ.
- Làm sạch các tiếp điểm.
Chú ý: Cẩn thận, không làm biến dạng các tiếp điểm tình hoặc làm gãy
chốt.
17


Bước 5: Kiểm tra tình trạng kỹ thuật của cầu dao
- Kiểm tra đế cầu dao:
+ Quan sát đế có vết cháy rỗ không. Trường hợp đế làm bằng sứ thì kiểm

tra xem đế có vết nứt hay khơng.
+ Dùng đồng hồ megommet đưa hai que đo vào hai vị trí cần kiểm tra (Chú
ý: Thực hiện đúng quy trình kiểm tra cách điện). Nếu đồng hồ megommet chỉ giá
trị < 1 M thì vỏ khơng đảm bảo u cầu cách điện.
- Kiểm tra tiếp điểm:
+ Dùng mắt quan sát và kiểm tra tiếp điểm động:
Kiểm tra lưới dao chính và lưỡi dao phụ xem có bị cháy rỗ hay khơng.
Kiểm tra tiếp xúc giữa lưỡi dao chính và cọc đấu dây ra
+ Kiểm tra tiếp điểm tĩnh:
Kiểm tra khe hở giữa hai lá tiếp điểm đối diện (Yêu cầu khoảng cách khe
hở phải nhỏ hơn chiều dày của tiếp điểm động).
Kiểm tra cọc đấu dây
Kiểm tra tiếp xúc giữa cọc đấu dây và tiếp điểm tĩnh
Bước 5: Sửa chữa hư hỏng của cầu dao
TT

Các hư hỏng

Biện pháp khắc phục

1

Vít bắt bị chờn không vặn chặt
được.

- Khoan, ta rô lại và thay vít mới

2

Phóng điện hồ quang ở vị trí tiếp

xúc trong cầu dao.

- Bắt chặt lại vít tại chỗ tiếp xúc

3

Tiếp điểm tĩnh bị cháy cụt

- Thay tiếp điểm khác

4

Tiếp điểm tĩnh và tiếp điểm động
không tiếp xúc với nhau

- Chỉnh lại khe hở của tiếp điểm tĩnh.

5

Tay nắm cầu dao và tiếp điểm
động bị lỏng

- Xiết chặt vít giữa tay nắm cầu dao
và lưỡi tiếp điểm động

Bước 6: Lắp cầu dao
Trình tự lắp cầu dao ngược lại với trình tự tháo
Bước 7: Vận hành, kiểm tra cầu dao
- Dùng đồng bộ vạn năng đo kiểm tra thông mạch các cặp tiếp điểm của
cầu dao

18


- Đấu nguồn điện vào cầu dao, bật cầu dao và tiến hành đo điện áp đấu ra
của cầu dao
Bước 8: Nộp báo cáo cho giáo viên hướng dẫn
Bước 9: Thực hiện vệ sinh công nghiệp
1.5.3. Nhưng hư hỏng thường gặp và cách khắc phục
Hiện tượng

TT

Nguyên nhân gây ra hư hỏng

1

Mất pha.

- Do tiếp xúc hoặc tiếp điểm
động của một pha bị cháy

2

Khi cắt cầu dao một pha vẫn thông
mạch

- Do cách điện của đế bị đánh
thủng hoặc hỏng lò xo bật nhanh

3

Không kẹp chặt dây điện vào đầu cực - Do vít kẹp bị nhờn
của cầu dao được
- Vặn khơng chặt
2. Cầu chì
2.1. Khái niệm và cơng dụng
2.1.1. Khái niệm

Cầu chì là khí cụ điện dùng bảo vệ thiết bị điện và lưới điện tránh khỏi dòng
điện ngắn mạch. Cầu chì là loại khí cụ điện 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 khơng 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 u cầu của cầu chì:
- Cầu chì có đặc tính làm việc ổn định, khơng tác động khi có dịng điện
mở máy và dịng 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.
hơn.

- Cơng suất của thiết bị càng tăng, cầu chì càng phải có khả năng cắt lớn
- Việc thay thế cầu chì bị cháy phải dễ dàng và tốn ít thời gian.

19


2.1.2. Cơng 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….
2.2. Phân loại và ký hiệu
2.2.1. 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 hố gồm dịng khơng nóng chảy và dịng nóng chảy:
dịng qui ước khơng nóng chảy Inf là giá trị dịng mà cầu chì có thể chịu được
khơng bị nóng chảy trong một khoảng thời gian qui định.
Dịng qui ước nóng chảy If là giá trị dịng 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 (Cơng tắc tơ, máy cắt) nhằm mục đích bảo vệ
chống các loại quá tải nhỏ hơn 4 Idm vì vậy khơng được sử dụng độc lập. Cầu chì
khơng 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 khơng có vỏ bọc kín, thường chỉ có dây chảy. Đó là
những phiến làm bằng chì lá, kẽm, hợp kim chì thiếc, nhơm lá hay đồng lá mỏng
được dập cắt thành các dạng như hình 1.5a. Sau đó dùng vít bắt chặt vào các đầu
cực dẫn điện đặt trên các bản cách điện bằng sứ, đá….

20


Dây chảy cịn có dạng tiết diện trịn làm bằng chì (hình 10.1b), được thơng
dụng ở các cỡ 5A, 10A, 15A, 30A.

a)
Hình 1.5. Cầu chì hạ áp loại hở

+ 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 1.6. 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 khơng được chế
tạo sẵn mà tùy nơi sử dụng, thường dùng dây chảy là dây chì trịn hoặc chì lá có
kích thước thích hợp.
Cầu chì hộp chế tạo theo các cỡ có dịng điện định mức là: 5A, 10A, 15A,
20A, 30A, 60A, 80A, 100A ở điện áp 500V.
+ Loại kín trong ống khơng có thạch anh:
Vỏ làm bằng chất hữu cơ (một loại xenlulơ) có dạng hình ống, thường gọi
là cầu chì ống phíp, có hình dạng chung như hình 1.7
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.
21


Quá trình dập hồ quang như sau: Khi xảy ra ngắn mạch, dây chảy sẽ đứt ra
ở chỗ có tiết diện hẹp và phát sinh hồ quang.

Hình 1.7. Cầu chì ống phíp

Dưới tác dụng của nhiệt độ cao của hồ quang, vỏ xenlulơ 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.
+ 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 1.8. Loại này cịn gọi là cầu chì ống sứ.
Vỏ cầu chì 1 làm bằng sứ có dạng là hình hộp chữ nhật. Trong vỏ có trụ trịn
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 1.8. Cầu chì ống có cát thạch anh

2.2.2. Ký hiệu

22


2.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc
2.3.1. 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 dịng 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.
2.3.2. Ngun 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 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 dịng điện định mức chạy qua sẽ tỏa ra mơi trường và khơng
gây nên sự nóng chảy, sự cân bằng nhiệt sẽ được thiết lập ở một giá trị mà khơng
gây sự già hóa hay phá hỏng bất cứ phần tử nào của cầu chì.
- Đối với dịng 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 1.9).
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 khơng
bảo vệ được đối tượng. Trong thực tế khi quá tải (1,5  2) Iđm sự phát nóng của
23

cầu chì xảy ra chậm và phần lớn nhiệt lượng đều toả ra mơi trường xung quanh.
Do đó cầu chì khơng bảo vệ được q tải nhỏ.

Hình 1.9. Đặc tính Ampe – giây của cầu chì

2.4. Thơng số kỹ thuật của cầu chì
Bảng thơng số kỹ thuật của một số cầu chì.
* Dịng chảy và khơng chảy của cầu chì
Dịng qui ước
khơng chảy Inf

Dịng qui
ước chảy If

Thời gian
qui ước
(giờ)

Idm  4A

1.50 Idm

2.1 Idm

1

4

1.50 Idm

1.9 Idm

1

gG

16
1.25 Idm

1.6 Idm

1

gM

63
1.25 Idm

1.6 Idm

2

160
1.25 Idm

1.6 Idm

3

400
1.25 Idm

1.6 Idm

4

Loại

Dòng định mức
Idm (A)

* 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

Dòng định mức (A)

2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 100,
125, 160, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250

* Số liệu kỹ thuật của dây chảy cầu chì trịn

24