Giáo trình khí cụ điện (nghề điện công nghiệp trình độ cao đẳng)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN – XÂY DỰNG VÀ NÔNG LÂM TRUNG BỘ

GIÁO TRÌNH
KHÍ CỤ ĐIỆN
NGHỀ

: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP

TRÌNH ĐỘ : CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số 77/QĐ-CĐTB-ĐT ngày 19 tháng 01 năm 2021 của
Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cơ điện – Xây dựng và Nông lâm Trung bộ

Năm 2021


LỜI GIỚI THIỆU

Hiện nay, ở nước ta hầu hết các hoạt động của xã hội đều gắn với việc sử dụng điện
năng. Điện năng không những được sử dụng ở thành phố mà cịn được đưa về nơng thơn,
miền núi hoặc nhờ các trạm địa phương.
Cùng với sự phát triển của điện năng, các khí cụ điện được sử dụng ngày càng tăng
lên khơng ngừng. Chất lượng của các khí cụ điện cũng không ngừng được cải tiến và
nâng cao cùng với sự phát triển của cơng nghệ mới. Vì vậy, địi hỏi người cơng nhân làm
việc trong các ngành, nghề và đặc biệt trong nghề điện phải hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý
làm việc, đặc tính kỹ thuật và ứng dụng của từng loại khí cụ điện; nắm được các hiện
tượng, nguyên nhân hư hỏng và cách sửa chữa các khí cụ điện để khơng ngừng nâng cao
hiệu quả kinh tế và tiết kiệm điện năng trong sử dụng.
Nội dung môn học này nhằm trang bị cho học viên những kiến thức cơ bản và những
kỹ năng cần thiết về cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tính kỹ thuật và ứng dụng, nắm
được các hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng và cách sửa chữa một số khí cụ điện cơ bản

nhằm ứng dụng có hiệu quả trong ngành nghề của mình.
Nội dung của giáo trình được biên soạn với dung lượng 30 tiết:
Bài 1. Khái niệm về khí cụ điện
Bài 2. Khí cụ điện đóng cắt
Bài 3. Khí cụ điện bảo vệ
Bài 4. Khí cụ điện điều khiển
Giáo trình được biên soạn cho đối tượng là học sinh – sinh viên hệ Trung cấp và
Cao đẳng. Giáo trình này cũng rất bổ ích đối với đội ngũ kỹ thuật viên, công nhân kỹ
thuật để nâng cao kiến thức và tay nghề cho mình trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình chắc khơng thể tránh
khỏi những khiếm khuyết. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của đồng nghiệp, người
sử dụng để giáo trình ngày càng hồn chỉnh hơn.

Trang 2


MỤC LỤC
ĐỀ MỤC

TRANG

Lời giới thiệu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

B i

khái niệm về khí cụ điện

5

. Khái niện về khí cụ điện

5

1 1 Kh i i

, phạ

1.2. Ti p

i

5
6

1.3. H qu g v
1 4 S ph t
1.5. L

vi ứ g dụ g

ph
g

i

g ph p d p t t h qu g

h ụ i

15

g

19

2. Phân loại khí cụ điện

27

B i 2 khí cụ điện đóng cắt

33

. Cầu dao

34

1.1. Cấu tạo, guyê lý hoạt
1 2 Đặ

iể

1 3 Chọ
1 4 Sử

14

sử dụ g

g

34

t số loại ầu d o hạ p

ầu d o

35
36

hữ v bảo d ỡ g ầu d o

36

2. Các loại công tắc v nút điều khiển

36

2.1. Cô g t

36

2.2 Cơ g t

38

hành trình

38

2 3 N t iều hiể

40

3. Dao cách l (DS: disconnecting Switch)
3 1 Cấu tạo, guyê lý hoạt
3 2 Đặ

iể

sử dụ g

gd o

40

h ly

t số loại ầu d o

h ly

4. Má cắt điện
4 1 Cấu tạo

y

t dầu

4 2 M t số

y

t i

41
41
42

h

44

5. Áp tô mat (CB: Current Breaker, AB: Air Breaker)

46

Trang 3


5 1 Cấu tạo

46

5.2. Nguyên lý hoạt

g

48

5 3 T h họ

t

49

p tô

5 4 H hỏ g, v

guyê

5 5 M t số p tô
B i

hâ gây h hỏ g

t th ờ g sử dụ g

khí cụ điện bảo vệ

50
50
58

1. Cầu chì.

59

1.1. Cấu tạo

59

1.2. Nguyê lý hoạt
1.3. T h họ

g v phâ loại

ầu hì

62

2. Nam châm điện
. R le nhiệt (ther

59

64
l r le)

69

4. Một số loại r le thông dụng

61

5. Biến áp đo lường

74

B i 4. Khí cụ điện điều khiển

83

1. Cơng tắc t

83

2. Khởi động từ

85

. R le trung gian v r le tốc độ

88

4. R le thời gian

90

5. Bộ khống chế

93

T i liệu tham khảo . .

102

Trang 4


KHÍ CỤ ĐIỆN
Mã mơ đun MĐ-12

MỤC TIÊU MƠ ĐUN
Sau khi hồn tất mơn học này, học viên phải có năng lực:
- Nh

dạ g v phâ loại h ụ i ;

- Trì h b y ấu tạo v
- Sử dụ g th h thạo
- T h họ

ợ

guyê lý hoạt
loại h ụ i ;
h ụ i n;

- Th o l p

ợ

loại h ụ i ;

- Sử

ợ

loại h ụ i

hữ

Trang 5

g

loại h ụ i ;


Bài 1. KHÁI NIỆM VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN
Mã bài: MĐ 2-01

A. GIỚI THIỆU
Cù g với s ph t triể
i

g h ô g ghi p i

ô g ghi p ũ g h

h

gừ g Chất l ợ g
s ph t triể

h

ụ i

ô g gh

g h, ghề v
từ g loại h

l

ụ i

thi t bị i

ợ sử dụ g g y

ũ g hô g gừ g ải ti

ghề i

sở ể

phải hiểu rõ về

v

â g

ể hô g gừ g â g

vi

yêu ầu,

vữ g ấu tạo, guyê lý l

dâ dụ g,

g tă g lê

ới Vì v y, ịi hỏi g ời ơ g hâ l

ặ bi t tro g

lý thuy t h ụ i

ụ i

ă g,

vi

hô g

o ù g với
tro g
vữ g

sở

v ứ g dụ g

o hi u quả i h t v ti t i

i

ă g

bả v

ầ

tro g sử dụ g
N i du g
thi t ho

ô họ

y hằ

sở lý thuy t h

tr g bị ho họ viê

ụ i

hằ

ứ g dụ g

hữ g i

thứ

hi u quả tro g g h ghề

mình.

B. MỤC TIÊU THỰC HIỆN
Học xong bài này, học viên có năng lực:
- Nh

dạ g h ụ i

- Giải th h t h ă g, t
100% tro g

tro g

ở g sả

dụ g

h

uất, tro g thi t bị ạt 90%;
ụ i

tro g

ạ h i , thi t bị i

ọi tr ờ g hợp;

- Phâ loại h ụ i

h h

90% tro g

ọi tr ờ g hợp

C. NỘI DUNG
1. KHÁI NIỆM VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN:
. . KHÁI NIỆM, PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KHÍ CỤ ĐIỆN
1.1.1. Khái niệm:

Trang 6

h h


Kh

ụ i

l ới i ,
iể

l

hữ g thi t bị dù g ể

ạ h i ,

tr v

y i

iều hỉ h

g,

v

t, iều hiể , iều hỉ h v bảo v

y

sả suất Ngo i r ,

qu trì h hơ g i

ị

ợ dù g ể

h

1.1.2. Phạm vi ứng dụng

Kh

ụ i

ợ sử dụ g r

g rãi ở

h

ghi p ô g ghi p, ô g ghi p, lâ

y ph t i ,

trạ

bi

p, tro g

ghi p, thuỷ lợi, gi o thơ g v

tải, quố

phị g,…
Ở

ớ t , h

ụ i

hô g thố g hất, vi
hại h

ớ t l
i

hi

Do

, vi

ỹ thu t sử

hi

ợ

h p từ hiều

bảo quả v sử dụ g

hiều về i h t

d ỡ g, bảo quả v

hầu h t

vụ qu

h

h

hiều thi u s t dẫ

â g

hữ

ớ

h u nên qui cách
h hỏ g, gây thi t

o hi u quả sử dụ g, bổ t
ụ i

i

phù hợp iều i

thứ bảo

h h u hi t ới

trọ g ầ thi t ối với họ si h – sinh viên chuyên ngành

y

-C

y i

-C

g

y ph t i ,

thi t bị truyề tải i

p, h g i
-C

ũ g

ợ

thi t bị i

hiể , bảo v

iể

h

e

g

i

ờ g dây,

l thi t bị i

ò lại b o g

tr ,… gọi hu g l

p, th h g p, sứ

ở h

h i ,

y bi

y

thi t bị

g

t, huyể

ổi, hố g h , iều

h ụ i

1.2. TIẾP XÚC ĐIỆN
1.2.1. Khái niệm
Theo
v t dẫ

h hiểu thô g th ờ g, hỗ ti p
ể dò g i

dẫ gọi l bề
Ti p
g,
hoạt

l

ở hỗ ti p

Ti p
- Th

ặt ti p
i

g

hi

- Sứ bề

i từ v t dẫ

i

y s g v t dẫ

i gặp gỡ hu g
h

Bề

2 h y hiều

ặt ti p

giữ

v t

i
t phầ rất qu

trọ g

sẽ ph t

o,

g

h
i

t h hất huỷ hoại

h qu g

i

yêu ầu s u:

phải thỗ
ti p
h

l

h

ã

h , ả

bảo;

o;
Trang 7

ụ i

ị lớ do v

Tro g thời gi
pv

hoạt

s t, ặt bi t s

g


- Khô g ph t
-Ổ

g qu gi trị ho phép ối với dò g i

ị h hi t v

- Chịu

ợ t

dò g g

Theo bề

h ụ i

tr ợt trê

ặt ti p

ặt ti p

- Ti p

hô g rời h u bằ g bulô g, i h t ;

ở: Ti p iể

tr ợt: Chổi th

ép lê bề

ặt ầu,

- Ti p

ặt: Mặt phẳ g -

hỉ

ổ g p, v h tr ợt

ặt ầu -

ờ g: Giữ hì h trụ -

hơ g thể thấy

ở

ạ h i ;
y i

3 dạ g:

iể : Giữ 2

ặt ti p

g,

thể l bu lơ g h y lị o

- Ti p

Bề

o t bị ô y ho

:

g,

- Ti p

ứ ;

ạ h i qu ;

ôi tr ờ g u g qu h, ở hi t

ố ị h: H i v t ti p

- Ti p

L

g hi

dụ g

Có 3 loại ti p
- Ti p

i

ị h

theo dạ g
ợ Ti p

t v i iể

ặt phẳ g, hì h

ặt phẳ g

ặt phẳ g

ặt phẳ g
o ũ g

ặt phẳ g l i lõ

giữ h i v t dẫ

ti p

-

thôi Đ

hô g th

h hl

ỉ h

rất hỏ

hi
bề

ặt th ờ g

ợ trê to

ặt

b bề

ặt

bé ể dẫ dò g i

i qu
Muố ti p
bề

ặt

tốt phải l

o ã

ti p

ợ l

sạ h

ối ti p

d h

t thời gi

sạ h tro g hô g h ũ g ều bị ph

bằ g v g h y bằ g bạ , lớp ô y
ợ l

S u

sạ h bằ g giấy h

ỡ hoặ dầu phải l

y h

ị v s u

sạ h bằ g

hất ị h, bất ỳ

t

t lớp o y Ở hữ g

ối

ph t triể Thô g th ờ g, bề
l u lại bằ g vải N u bề

ặt ti p

ặt ti p iể

êtô

1.2.2. Điện trở tiếp xúc của tiếp điểm
C 2 v t ti p

h u, di

t h ti p

trở 2 v t dẫ (hình 1-2 ) t h bằ g:

Rl  

l
S

.
Trang 8

S, i

trở suất , hiều d i l L

i


R()
S

I

VËt dÉn 1

VËt dÉn 2

l/2

l/2

1
2

F(N)
-

-

-

1.2.2:

Khi dò g i
dù

ợ l

Rtx l

i

i qu 2 v t dẫ
sạ h

th

trở ti p

, i

o ũ gl

2 v t dẫ thì Rtx

R tx  R  R 1 
Trong đó:

li u h y ị gọi l h số hố g d p

F–l

R1, vì h i

uất hi

tă g i

lớp ô y l

ặt v t dẫ
trở N u gọi

ợ t h:

k
Fm

k – h số phụ thu
m – phụ thu

trở tổ g R sẽ lớ h

v o  và  (với  l ứ g suất bi

t),

g thời trạ g th i

v o dạ g ti p iể

ặt ti p

v số l ợ g iể

ép lê ti p iể

Bảng 1 – 2. Ứng suất của vật liệu:
Vật liệu tiếp xúc

, N/mm2

Vanadi

(V)

3650

Niken

(Ni)

2210

Môlipden

(Mo)

1660

Nhôm

(Al)

883

Platin

(Pt)

765

Trang 9

dạ g

;
ti p

;

v t


Đ

g ứ g (

Đ

g

ề

Bạ

g hợp i )

(Cu)

382

(Ag)

304

Graphit

129,5

Thi
Trị số

v

510

(S )
, th

44,2

hảo ở bả g 1 – 3 và 1 – 4.

Bảng 1 – 3. Trị số tham khảo k:
Vật liệu tiếp xúc

Trị số k, .N
(0,08 – 0,14).102

Đ

g

–

g

Đ

g

–

g

Đ

g

–

g loại bị ô y h

0,740. 102

Đ

g

–

g ti p

0,280. 102

Đ

g

–

g ti p

(0,07 – 0,1).102

ạ thi

dạ g g
iểu hổi

0,100. 102

Bạ

– bạ

0,060. 102

Nhôm

– nhôm

0,127. 102

Nhôm

–

g th u

1,850. 102

Nhôm

–

g

0,380. 102

Đ

g th u –

g

0,980. 102

Đ

g th u –

g th u

0,670. 102
7,600. 102

S t

–s t

S t

–

g th u

3,040. 102

S t

–

g

3,100. 102

S t

– nhôm

4,400. 102

Bảng 1 – 4. Trị số tham khảo m:

Trang 10


Hình thức tiếp xúc

Trị số m

Mặt phẳ g

–

ặt phẳ g

Mặt ầu

–

ặt ầu

0,5

Mặt ầu

–

ặt phẳ g

0,5

Chổi

–

ặt phẳng

1

1

Ti p

hiều iể

0,7 – 1,0

Ti p

ờ g

0,7 – 0,8

Ti p

ỉ h họ

–

ặt phẳ g

0,5

1.2.3. Một số ếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc
a. Vật liệu làm tiếp điểm:
N u v t li u

ề

thì dù p suất

u hả ă g hố g d p
dù g v t li u
ề
i

h

ề

ểl

g th u

loại: ti p iể

t

ợ

ti p iể

ạ thi , thép

loại ứ g ti p

bé, i
ặ tr

trở ti p

t

h h ,

g bằ g S bé thì Rtx ũ g bé Do

, th ờ g

hoặ dù g i

ũ g bé N i

loại ứ g

ạ go i bằ g i

ạ thi

Từ

, ũ g ã ph t triể ti p iể

với i

loại lỏ g h thuỷ gâ

loại
l ỡ g

b. Lực ép lên tiếp điểm F:
L

ép lê ti p iể

F

g lớ

thì i

ờ g o g hì h 1-2b Tuy hiê , l
trở ti p

sẽ hô g giả

trở ti p

ép tă g

g bé,

thể thấy rõ trê

t gi trị hất ị h

o

thì i

ữ

c. Hình dạng tiếp điểm:
Vì m khác nhau nên R tx  R  R 1 

k
ũ g h
Fm

h u (bả g 1 – 4).

d. Diện tích tiếp xúc:
C ả hh ở g

i

trở ti p

, di

t h ti p

g lớ thì Rtx càng hỏ

e. Mật độ dịng điện:
Di

t h ti p

dẫ bằ g

g ti p

ợ

ị h tùy theo

t

dò g i

ho phép Đối với th h

h u ở tầ số 50Hz thì

t

dị g i

ho phép l :

Trang 11


J cp 





I
 0,31  1,05.10 4 I  200  A/mm2
S

Trong đó:

I – gi trị dị g i
S – di

Biểu thứ t h to

trê

hi u dụ g (A)

t h

ặt ti p

hỉ

g với dò g i

2

(

)

từ N u I go i gi trị

:

I < 200A thì Jcp = 0,31A/mm2
I > 200A thì Jcp = 0,12A/mm2
Khi v t li u ti p
hất ấy

hơ g phải l

Đối với

t

i

dị g i

ho phép ối với

R tx( p )Cu

trở suất hỏ,
bề

C thể iể

Nh v y,

R ( p ) vatlieu.x

dò g i

hữ g v t dẫ
quả h

t

thể t h theo ô g thứ s u:

J cpvatlieu.x  J cpCu

phải

g (Cu) thì

ã ho tr ớ ,
g thời phải

ặt ù ì (v t
tr

uố giả

hi t
i

uố giả

i

ti p iể

dạ g toả hi t dễ hất

thể tă g l

trở suất bé v h số truyề

o qu

ợ quét s

bằ g s bi

trở ti p

v t dẫ

g ti p iể

hả ă g toả hi t

) h y v t dẫ

ti p

ph t

u

thì v t li u

ặt go i Do

sẽ toả hi t

,

hi u

s

F, tă g số iể

hi t lớ , tă g di

t h truyề

ti p

, họ

hi t v

họ

1.2.4. Cấu tạo của tiếp xúc
a. Tiếp xúc cố định:
C
t

dạ g h hì h 1-3, ở ây

ầ

h ý tới ti p

dù g

bu lô g thép

hữ g bu lơ g
dẫ

i

L

ê
thì

ố ị h

y th

hi g

t

hơ g

ạ h

v t dẫ
hữ g bu lô g
ối ti p

ể ghép,

: Ti p

hô g phải l thép sẽ ph t

gv

y hịu ứ g suất h lớ ,

sẽ y u Để tr h hi

t ợ g

b. Tiếp xúc đóng, mở và tiếp xúc trượt:
Trang 12

ố ị h

ở hiều h

hi ph t
y ê

vò g

v t li u bulô g thép

g giả

h y bị gu i lạ h

lò o d ới

iố


Đối với r le th ờ g dù g bạ , pl ti t
ti p iể

ứ g với dò g i

ho phép,

hoặ h

v o gi ti p iể

thể th

K h th ớ viê

hảo ở bả g 1 – 5.

Bảng 1 – 5.
Đường kính viên tiếp

Dịng điện I (A)

(mm)

1

<3

1,0

1–5

<6

1,5

5 – 10

<8

2,0

10 – 20

< 12

3,0

r le th ờ g dù g hì h thứ ti p

- Ti p iể
ô gt

h

t , h

ụ i

ụ

ở hoặ

qu g ợ

dị g i

iể
tru g bì h v lớ h

o p… Th ờ g ti p iể

h qu g Khi ti p iể

Khi

viên tiếp điểm

điểm (mm)

Ti p iể

iể

Bề d

g ở vị tr

l

vi

g, dò g i

loại tốt Nh v y ti p iể

tốt hô g bị h qu g ph hoại bề
- Ti p iể

th ờ g

hố g h ,

so g so g với ti p
sẽ qu ti p iể

g, h qu g ph t si h sẽ h y trê ti p iể
h tạo bằ g i

h :b

l

vi

l

h qu g Ti p iể
luô luô

vi
h

ợ bảo v

ặt ti p

hiều dạ g h

h u h hì h g

,b

ầu, hổi,

, ối

di …
+ Ti p iể

hì h g

vừ tr ợt trê ti p iể
+ Ti p iể
+ Ti p iể
tr ợt trê ti p iể

: dù g hiều ở ô g t

tĩ h v t l

tr

t

Khi

lớp ô it trê bề

g, ti p iể

g vừ lă

ặt ti p iể

b t ầu: dù g h r le
hổi g

hữ g l

g

ỏ g từ 0,1 – 0,2

, dạ g hì h hổi

p lại

tĩ h

+ Ti p iể

ẹp (

): dù g ở ầu d o, ầu hì, d o

+ Ti p iể

ối di

(ti p iể

dầu): dù g ở

h li…

y g t i

p

o

c. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy làm việc và độ phát nóng của tiếp xúc
điện:

Trang 13


Y u tố ả h h ở g h y u l
i

trở ti p

lớ l

ti p iể ,

i

ti p iể

trở ti p

ph t

Đi

g dẫ

trở ti p

g hỏ

gây h hỏ g

hất

g tốt,

h i

g

g hảy ti p iể

1.2.5. Một số êu cầu đối với vật liệu l m tiếp điểm
Nhữ g v t li u
-C

dẫ

-C
-C

ợ dù g l

i

o, dẫ

dẻo,

ề

bề

h

- Nhi t

giả

ò v

Đ

ợ dù g r

sứ bề

p

ov

i

l t h dẫ

hi t
i

ặt ti p iể ;

;
bị h y;

o;

ti p iể

ợ dù g tro g

ạ h

h v

ố ị h Đ

dò g i

i

ở

ạ h i

lớ

g

i

trở suất bé

Thép hỉ dù g ở i

trở suất thì lớ h

dị g i

, i e v hạ hữu
ov

Tr ờ g hợp dò g i
Khi dò g i

dạ g bề

trở ti p

g rãi ể l

g

g hảy

hợp i

;

ò , bi

hố g

i

ò tốt,

gv

ặ bi t

giả , do

hoặ h

v o bề

i e ,

g – vonfram.

i

g thời

th ờ g dù g bằ g
t h hất dẫ

trở ti p
ứ g

g,

i

bé Vo fr
o

g th u v

hữ g i

loại

o

lớ dù g hợp i

ỏ gd

lớp ô it ê

vừ v lớ th ờ g dù g
g hảy

bé, ti p iể

ới dù g v g Bạ

hi t tốt Pl ti (bạ h i ) hơ g

hi t

s u:

ối với dị g o y hiều

g, pl ti , vo fr

v truyề

i

ô g suất bé, về sứ bề

Đối với ti p
bạ ,

diều i

ò tốt

h,

ph t si h tổ thất lớ

ã

h;

- Chố g ă
v

i

g hảy

ô g

g, thép

trở ti p

o ể tr h ti p iể

bố h i v

- Rẻ v dễ gi

i

o, ể giả

g hảy

phải thỗ

hi t tốt;
ể giả

- Khơ g bị ơ i ho l
-C

ti p iể

i

ò bé,

ứ g lớ so g

h ợ

ể tă g hả ă g dẫ

i , g ời t

ặt ti p

th ờ g dù g l bạ – vo fr

Hợp i

h tạo th h hữ g tấ

1.2.6. Các ngu ên nhân gâ hư hỏng tiếp điểm v các biện pháp khắc phục
a. Nguyên nhân gây hư hỏng tiếp điểm:
Trang 14

iể

, bạ –


-Ă

ò

ớ v

i

loại: Do trê bề

ặt ti p iể

hất ọ g lại gây phả ứ g ho họ , bề

hữ g lỗ hỏ Tro g v

h hh i

ặt ti p

h hỏ g

bị ă

ị l

ti p iể
- Ơ i ho : Do

ơi tr ờ g t

suất lớ dẫ tới i
- Đi

trở ti p

th ho

i

ti p iể

gl

i

trở

hỏ g ti p iể

h h h ụ i

rỉ hơ g duy trì

sẽ ph t

ỏ g

ti p iể

do i : Khi v

bị rỉ, lò o bị h

ặt ti p tạo th h lớp ô it

lớ , ph t

v t li u l

- H hỏ g ti p iể
iể

dụ g lê bề

g

thể

l

l

hô g

i

ợ bảo quả tốt, ti p

trở ti p

tă g, hi

dò g

g hảy ti p iể

b. Các biện pháp khắc phục:
- Đối với hữ g

ối ti p

- Khi thi t

ê

họ v t li u

- Sử dụ g

v t li u hô g bị ô i ho l

- Th ờ g uyê

iể

ố ị h ê bôi
i

t lớp bảo v ;

th ho họ giố g h u
ti p iể

hoặ

ạ ti p iể

tr , th y th lò o h hỏ g, l u sạ h

ti p iể

1.3. HỒ QUANG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP DẬP TẮT HỒ QUANG
1.3.1. Quá trình hình th nh hồ quang
A

B

A

H1

B

d

H2

3.1: Qu trì h hì h th h h qu g

Tro g h
, hi
i

ụ i , h qu g th ờ g ảy r ở

ti p iể

g i

p trê 2 ti p iể
y dò g i

ti p iể

v

bị io ho rất

i
i

ạ h

A, B bằ g 0 Khi

hỏ, to

rất hỏ ê

Do hi t
iể

giả

tro g
b

i

ạ h ê

dò g i , i
t i , h i ti p iể

p U ặt lê 2

tr ờ g giữ
tr ờ g ở

ti p iể

h

Tr ớ

p trê phụ tải l U, ò
A, B rời h u (H 2) lúc
h d giữ h i

tr ờ g U/d)

ê tro g hoả g hô g h giữ 2 ti p

hối h trở th h dẫ
Trang 15

t dị g i

A, B do hoả g

g rất lớ (vì i

ti p iể

hi

i

(gọi l Pl s

), sẽ uất hi


ph

g i

h qu g

50000C) Đi

p

t
g

lớ (104 – 105A/cm2), hi t

dò g i

o, dị g i

g lớ thì h qu g

g

rất

o (4000 –

ã h li t

1.3.2. Tác hại của hồ quang
- Kéo d i thời gi
h

g dò g i

vẫ

g
ò t

t: do

h qu g ê s u hi

tại Chỉ hi h qu g

ti p iể

ợ d p t t hẳ

rời h u

ạ h i

ới

h y, l

rỗ bề

ợ

t
-L
ti p

hỏ g
,l

ặt ti p

tă g i

- Gây g
iể

: hi t

- H qu g

o ê l

ặt

trở ti p

ạ h giữ

trở th h dẫ

h qu g rất

i

ph : do h qu g uất hi

, vù g h

y

thể l

gr l

ph

ợ d p t t tro g hu v

hạ

thể gây h y v gây t i ạ

r

ê vù g h giữ
g i

ti p

giữ

ph

h

1.3.3. Các phư ng pháp dập hồ quang
Yêu ầu h qu g ầ phải
hất, tố

ở ti p iể

phải lớ

hô g l

thời ă g l ợ g h qu g phải ạt
v vi
v

d p t t h qu g hô g
h s g hô g qu

h hỏ g

gi trị bé hất, i

ợ

éo theo qu

i

h với thời gi

b ph

h

ụ Đ

g
g

trở h qu g phải tă g h h
p guy hiể , ti g êu phải hỏ

ạ h Để d p t t h qu g, t dù g

bi

ph p s u:

- Kéo d i h qu g;
- Dù g từ tr ờ g ể tạo l

thổi h qu g huyể

g h h;

- Dù g dò g h h y dầu ể thổi d p t t h qu g;
- Dù g he hở hẹp ể h qu g ọ s t v o v h hẹp
- Dù g ph
- Phâ

g ph p thổi bằ g

hi h qu g r

h si h h ;

hiều oạ

- D p h qu g tro g dầu

y;

g

hờ

v h gă ;

ỏ

1.4. SỰ PHÁT NÓNG CỦA KHÍ CỤ ĐIỆN
1.4. . Khái niệm
Dị g i
N u hi t

hạy tro g v t dẫ l

h

v ợt qu gi trị ho phép, h

Trang 16

ụ i
ụ i

g lê (theo ị h lu t Ju -Le
sẽ h

g hỏ g, v t li u

h i

)
sẽ


h h ho gi v
ph

bề

tro g h ụ i

h sẽ giả
ợ

i h h h

g Nhi t

ho phép

ho tro g bả g s u:

Bảng 1 – 1:
Cấp cách
điện

Nhiệt độ
Các vật liệu cách điện chủ ếu

cho phép
(0C)
110

V t li u hô g bọ

75

Dây ối ti p

75

Ti p

hì h g

110

Ti p

tr ợt

120

Ti p

110

V t hô g dẫ

h i

90

t

105

g v hợp i

g

i , hô g bọ
,

hô g tẩ

h i

o su, gỗ v
h

C

Giấy, vải sợi, lụ tẩ

dầu,

polieste,

h i

loại s

tr g polivi il pho

ép hoặ vải
E

tẩ

loại

hất

Nh
S
B

dầu l

s

tẩ

i fo
it, h

poli

iă g,

i , thuỷ ti h

h i

dầu l

hô, dù g ở

với hô g h S

h i
i

dehit (gọi

polieste,

hô g ti p

130

it, ebo i Giấy

el
poli

e lulo Vải

( i

từ h
it,

Trang 17

i

phê ol C
g

h :

hô

phe olfo

e lulo, h

phurol

h

ili …

l, poli

h

v t li u

o su hâ tạo, h

hu g l b elit giấy) Nh

120

g

bạ

g t ,

Nh

h i

g v hợp i

polyetile , polistirol, vi il loru ,
A

v t

ố ị h

Giấy, vải lụ , sợi, ph
Y

h y ể

dehit
phê ol-

it
hất
b ph
h i

l it,

loại sả phẩ

ỏ g) Nh

phe ol-

b


phurol

hất

ti h, h

êl

thuỷ ti h

ho g, h
i fo

155

Sợi

H

180

Xyli o , sợi thuỷ ti h,

C

Trên 180

vi : l

vi

dehit,

iă g,

iă g, sợi thuỷ ti h hô g

Mi

i

hoặ

hất

F

Tuỳ theo h

ebo y, sợi thuỷ

hô g

i

hất

hất
hất

td h

td h

t d h, thuỷ ti h, sứ

Polytetraflotilen, polimonoclortrifloetilen.

l

vi

d i hạ , l

h

vi

g

ụ i

ph t

hạ v l

vi

g h
g

h u C 3 h

ô l

hạ lặp lại

1.4.2. Chế độ ngắn hạn lặp lại
Ở h

l

vi

g

hạ lặp lại, th ờ g dù g h số thơ g dị g i

ĐL% Theo

ị h ghĩ :

ĐL% 
Trong đó:

Đ

t lv
t
100  lv 100
t lv  t ng
T

tlv – thời gi

Trong đó:

vi ;

tng – thời gi

ghỉ;

T – hu ì l

vi

hê h hi t  ( ị gọi l

xung quanh:

l

tă g hi t) l hi u hi t

 – hi t

N

hi t

ôi tr ờ g

t

u g

0
t1

iề ô

t  t1

0

ới qui ị h 0 = 35 C, ở Vi t

-1:

0

qui ị h 0 = 40 C.
S ph t

h

ôi tr ờ g

 od

h ụ i ;

quanh.
ớ

v

 =  – 0

0 –
C

h ụ i

ụ i

g do tổ h o hi t quy t ị h Đối với
t hiều l do tổ h o

g v s t Ngo i r , ò

g, ối với h

tổ h o phụ
Trang 18

ụ i

o y hiều l do tổ h o


Ngu

ph t

thô g bi

g h hở h

thiê theo thời gi

ụ i

l dây dẫ

dị g i

Cầu hì, hố g sét l

t số h ụ i

g do h qu g Ngo i r , ị tổ thất do ph t
trì h ph t

g

hạy qu , lõi thép từ

g dị g i

qu trì h toả hi t theo 3 hì h thứ : truyề

h

thể ph t

o y Bê

ạ h qu

hi t, bứ

ạv

ối l u

1.4.3. Phát nóng của vật thể đồng chất ở chế độ l m việc d i hạn
Ch
ph t

l
g

vi

d i hạ l

h

ụ i

h

h ụl

từ hi t

vi

tro g thời gian t > t1, t1 l thời gi

ôi tr ờ g u g qu h

phụ tải hô g ổi h y th y ổi t (hì h 1–1) Khi

,

hi t

ổ

hê h l h hi t

ị h với

ạt tới trị số

hất ị h ô .
M t v t dẫ

g hất, ti t di

u g qu h Giả thi t dò g i
dẫ tiêu tố
ă g toả r

ă gl ợ g i

Nh v y, hi t

hi t

b

ầu l

hi t

ôi tr ờ g

gi trị hô g ổi b t ầu qu v t dẫ , từ l
ể huyể th h hi t ă g l

ôi tr ờ g u g qu h t

b t ầu tă g dầ lê v s u
ổ

ều ặ

t thời gi

g v t dẫ

L

h y u t h luỹ tro g v t dẫ , hi t
ạt tới gi trị ổ

v t dẫ tă g h h theo thời gi

yv t
ầu hi t
v t dẫ

ị h (ô ) v giữ lại gi trị
tl

o

h

dầ v

ị h

Nhi t l ợ g tiêu tố tro g hoả g thời gi
theo ị h lu t Ju -Le

dt

:

Pdt = I2.Rdt (Ws)
Với:

P – công suất tác dụng (W);
I – giá trị dòng điện hiệu dụng (A);
R – điện trở vật dẫn ().

Ph

g trì h â bằ g hi t l :
Pdt = C.M.d. + .S..dt

Trong đó:

C.M.d. – phầ t h luỹ ốt
.S..dt – phầ toả r

g v t dẫ ;

ôi tr ờ g u g qu h;

C – tỉ hi t v t dẫ ;
M – hối l ợ g v t dẫ ( g);
–

hê h l h hi t
Trang 19

(0C) so với

ôi tr ờ g u g qu h;

y
i


 – h số toả hi t (W/
S – di

2 0

, C);

t h toả hi t

2

v t dẫ (

).

1.5. LỰC ĐIỆN ĐỘNG
1.5.1. Khái niệm
L
t

i

gl l

si h r

dụ g lê v t dẫ
ạ h vò g

v t dẫ

dẫ

thể
h

ợ

Do

vò g,

gi trị

oi l

v t dẫ
l

l

g dị g i
l

i

i
t

họ (

ợ

s o ho từ thơ g qu

Tro g iều i

sử dụ g bì h th ờ g,

l
h

ụ i

Vì v y, ầ phải t h to

i

g, ghĩ l

tứ thời hạy qu Vi
h th ớ

h ụ i

l

i
ụ i

i

h

ụ i

thể dù g 2 ph

F

:

Trang 20

ổi

hô g gây ê
ạ h

h ph huỷ ả

dò g i

g

ạ h

uố

ợ

h ụ i

ut

g ph p:
B

l

bi

(hoặ từ g b ph ) về sứ bề

g ầ thi t



gt

hối s t từ

g

dạ g h y ph huỷ hi ti t, th

lại

g, t

v

Tuy hiê , hi

1.5.2. Phư ng pháp tính lực điện động
l

g) T

uh ớ gl

hỏ gọ

Để t h to

i

g ều hỏ v

hô g bị ph huỷ hi

t h to

g hỗ

t y tr i” hoặ bằ g guyê

g dị g i

h

thể gây ê bi

từ thơ g tổ g t

tă g lê

g dò g i

y trở ê rất lớ

g
v t

g dò g i
“b

o tro g h
hạy tro g

ợ gọi l l
v t

dụ g lê v t dẫ

hi ti t

dò g i

ị h bằ g qui t

ạ h vò g dị g i
dạ g

ể từ thơ g u qu

t v t dẫ

luô luô

g si h r giữ

g

hu g h s u: l

bi

l

g dò g i , bất ỳ

ặt tro g từ tr ờ g tạo ê bởi

, giữ

ặt tro g từ tr ờ g L

ại

t quả l l l

Chiều

g dị g i

th y ổi hì h d g v t dẫ

v i v t dẫ

h v y, ũ g
t

t v t dẫ

uh ớ gl

Tro g h thố g g
ũ g

hi

hịu
ại

a. Phương pháp 1:
D

trê

ị h lu t t

dụ g t

g hỗ

dây dẫ

g dò g i

v từ tr ờ g

( ị h lu t Bios v L pl )
- Dây dẫ thẳ g d i l
dụ g l

i

g

g dò g i

I ặt tro g từ tr ờ g

ả

ứ g từ B hịu t

gi trị bằ g ô g thứ :

F = I.B.l.sin(N) (1)
Tro g

,l g

l h ph giữ

hiều

vé t

ả

ứ g từ v

hiều

dò g i

hạy tro g dây dẫ
-M th g

h i dây dẫ 1 v 2 ặt tuỳ ý

Tr ờ g hợp

y dây dẫ 1

g dò g i

i2 hạy tro g dây dẫ 2, g ợ lại i2

dò g i

i1 hạy tro g dây dẫ 1 Khi d , l

Trong đó: 0 – l

0
(N)
4

i1, i2 hạy qu :

ợ

oi l

ặt tro g từ tr ờ g tạo bởi

oi l

ặt tro g từ tr ờ g tạo bởi

i1

dò g i

F  C.i1.i 2 .

dị g i
ợ

i

gt

(2)

từ thẩ

2

1

hơ g h 0 =



-7

dy

4.10 (H/m);
Dây dẫ

thẩ

t

ặt tro g hơ g h thì

dx



từ

g ối l t ;
C – hằ g số phụ thu

hì h họ

dụ g giữ h i dây dẫ :

h th ớ

2 dây dẫ , ò gọi l h số

i2

ạ h

+ B

i1

:

vòng.
N u th y 0 vào (2), ta có:
F = 10-7.i1.i2.C (N)

(3)

Trong đó: dịng điện i1, i2 tính bằng A
b. Phương pháp 2.
Ph

g ph p â bằ g ă g l ợ g:

- M t dây dẫ h y

t

ạ h vò g

thứ :

Trang 21

g dò g i

I

ă g l ợ g từ t h theo ô g

WL

i2
2

(4)

Trong đó, L là điện cảm của mạch.
-H i

ạ h vò g

g

dò g i

i1 và i2

i12
i 22
W  L1  L 2  Mi1i 2
2
2

ă g l ợ g từ t h theo ơ g thứ :
(5)

Trong đó: L1, L2 – tự cảm của mạch vòng;

M – hỗ cảm của 2 mạch vòng
1.5.3. Lực điện động của một số dạng dâ dẫn
a. Tính lực điện động tác dụng lên dây dẫn thẳng mang dòng điện i:
B i to : M t dây dẫ

g dò g i

ứ g từ B = 1T H ớ g

i = 10A d i 1 , ặt tro g từ tr ờ g

từ tr ờ g l h so với h ớ g

dây dẫ

tg

ả

.

Giải: Từ ô g thứ F = i B l.sin (N) = 10.1.1.sin450 = 7,07 (N)
b. Tính lực điện động giữa 2 dây dẫn song song có tiết diện trịn mang các dịng
điện i1 và i2.
Tro g h thố g g
g

dò g i

F  C.i1i 2

2 dây dẫ so g so g

i1 và i2, hi

ti t di

trò

h h u

t hoả g

si  = 1.

4.10 7
 Ci 1i 2 .10 7 ,N
4

(6)

l2

l1

1
y


l



2
a

 

 
F

- Với h số

+

ạ h vò g:

F

+

:

dy
sin 
2
l2 

C   dx. 
l1

+

(7)

Trang 22

song

F

F

+


- N u oi dây dẫ 2 l d i vơ hạ thì lấy t h phâ thứ h i tr ớ , t

2
dx
a l

C

:

(8)

1

- N u dây dẫ 1 ũ g d i vơ hạ thì h số C ũ g ti
+ N u dây dẫ 1 (I1)

C2

(9)

g lê dây dẫ 1 sẽ l :

F  2.10 7.i1.i 2 .

ứ g, t

ợ h số

hiều d i hữu hạ l thì t lấy t h phâ với
ạ h vị g C v l

F  2.10

7

i

l  a
F  2.10 7 1  i1.i 2
a l
+ N u 2 dây dẫ
t hoả g

Tro g th

dị g i

i1 và i2 thì:

t

bằ g tổ g

thể oi h g
dụ g t
l

hiều d i
h h u

t

i1 và i2 hạy qu

T giả thi t éo d i l2 thê
oi l

(12)

t , t th ờ g gặp 2 dây dẫ

hoả g

thể vi t th h:

(N)

hô g bằ g h u h hì h 1-9, có i1 và i2

dẫ l1 ũ g

(11)

(11)

hiều d i hô g bằ g h u cách
dò g i

t oạ l3 ể bằ g l1. Dây
2 oạ l2+l3, hi

thể

g hỗ giữ 2 dây dẫ l1 và l2 (Fl1l2)
t

t h phâ t

g:

2
l 
a 

a
1     .i1.i 2 (N)
a
l
l



a
<< 0,2 thì t bỏ qu , hi
l

N u << l v

h u

(10)

l1

+ N u 2 dây dẫ

l
(N)
a

l3

t

l
a

l3

l

hiều d i hữu hạ l thì:

l2

Khi

tới vơ hạ

dụ g t

g hỗ giữ 2 dây dẫ

hiều d i l2 và l3 (Fl2l3):
Fl1l2 = Fl2l2 + Fl2l3

(13)
Trang 23

ù g

a
Hình 1. .3.2: Lực điện động
trong hai dây dẫn song song,

kh ng b ng nhau

g


T

g t , t vi t

ợ :

Fl1l2 = Fl1l1 + Fl2l3
C g 2 ph

(14)

g trì h (13) v (14), t

:

2Fl1l2 = Fl1l1 + Fl2l2 – Fl3l3
 Fl1l 2 

1
Fl1l1  Fl2 l 2  Fl 3l3 
2

(15)

c. Tính lực điện động giữa 2 dây dẫn song song có tiết diện hình chữ nhật mang

các dịng điện i1 và i2:
Tro g

h ụ i

v l ới i , g ời t sử dụ g r

hữ h t Khi l >> thì t

g rãi dây dẫ

(N)

(16)

ab
Trong đó, k hd  f 
 l h số hì h d g phụ thu
bh
hoả g

hì h

p dụ g ô g thứ :

l
F  2.10 7 i1.i 2 k hd
a

dây dẫ v

ti t di

h giữ

h

v o

h th ớ hì h họ

g

b
l
h

b

l
h
a

a

Hình a.

Hình b.

Hình 1. .2.3: Lực điện động trong hai dây dẫn song song

có tiết diện hình chữ nhật
Hì h Dây ặt ứ g
Hì h b Dây ặt ằ

Ví dụ: Ng

ầu d o

th ớ : b h = 0,005 0,08 (
0,024

Hãy t h l

i

2

ợ

h tạo từ 2 th h i

), hiều d i l = 0,42
g t

v

hoả g

dụ g giữ 2 th h,

33KA i qu
Trang 24

loại dẹt Mỗi th h
u

h giữ

h

g l

ỗi th h do dò g i

h
=


Giải: Ng
ho, t t h

ầu d o th ờ g bố tr theo hiều thẳ g ứ g Từ

h th ớ

ã

ợ :

a  b 0,024  0,005


 0,223
h  b 0,080  0,005
b 0,005

 0,062
a 0,080
Tr bả g qu

h h số

hd

với

h th ớ dây dẫ (

hd

= 0,55), ta có:

l
0,42
F  2.10 7 i1i 2 k hd  2.10 7.33 2.10 6.
.0,55  2368 N
a
0,024
d. Tính lực điện động tác dụng lên một vòng dây dẫn mang dòng điện và giữa các
vòng dây dẫn khác:
- Tr ờ g hợp

t vò g dây

éo ă g vò g dây r , ghĩ l

FR 
L

i

g dò g i
uố

Ib

i

g

uh ớ g

éo ứt vò g dây:

i 2 dL
.
2 dR

gt

h R, l

(17)

dụ g lê

td

vị hiều d i

vò g dây

ợ t h theo ô g

thứ :

fR 

FR
2R

FR

(18)

d FR
R

Trong đó, fR là lực hướng kính
Muố t h sứ bề
FR

h



vị g dây ầ

u h ớ g éo vò g dây Do

phâ hì h hi u

l

fR

ị h

h ớ g

ht

fR
FR

FR

, ầ phải lấy t h

2r

dụ g lê ¼

vị g dây, tứ l :

2R


2

i 2 dL
,(N) (19)
.
FR   f R .R cos   f R .R 
2.2 dR
0

+ Khi vò g dây

Rd

ti t di

trò , b

Trang 25

nh 1.5.2.4:

h dây r, với R > r:

điện động ở các vòng dây