Giáo trình: Khí cụ điện docx

Giáo trình

Khí cụ điện
Chơng I
Khái niệm chung về khí cụ điện
Ô1 các trạng thái làm việc không bình thờng của khí cụ điện
1.1.Trạng thái làm việc bình thờng:
Khi thiết bị điện làm việc ở trạng thái bình thờng thì các thông số kỹ thuật vận hành nh
dòng điện, điện áp, công suất đều đạt giá trị định mức hoặc trong giới hạn cho phép, vì vậy
thiết bị điện vận hành đợc lâu dài, nhiệt độ không vợt quá giới hạn cho phép, cách điện và tuổi
thọ của thiết bị điện đợc đảm bảo. Nếu một trong các thông số kỹ thuật trên, vận hành vợt quá
hoặc giảm quá thấp so với giá trị định mức ghi trên nhãn thiết bị điện thì xem nh nó đã chuyển
sang trạng thái làm việc không bình thờng, có thể dẫn tới làm giảm tuổi thọ hoặc h hỏng thiế
t

bị điện.

1.2. Các trạng thái làm việc không bình thờng của khí cụ điện:
a. Quá tải: là trạng thái dòng điện chạy qua thiết bị điện lớn hơn giá trị định mức của nó:
I
đm
< I
vh
< I
Nmin
nhng vẫn nhỏ hơn dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất, làm cho nhiệt độ của thiế
t

bị điện vợt quá chỉ số cho phép, dẫn tới cách điện của thiết bị điện mau chóng bị già hoá do
nhiệt, nếu thiết bị điện vận hành trong trạng thái quá tải thì tuổi thọ của nó giảm rất nhanh,
nguy cơ xảy ra ngắn mạch tăng.

b. Quá điện áp: U
vh
> U
đm

Là trờng hợp điện áp đặt vào thiết bị điện lớn hơn giá trị định mức của nó bao gồm :
- Quá điện áp thiên nhiên (quá điện áp cảm ứng) do sét đánh trực tiếp vào thiết bị điện hoặc
do sét cảm ứng trên đờng dây, lan truyền vào thiết bị điện.

- Quá điện áp nội bộ (quá điên áp thao tác) do việc đóng cắt mạng điện sai quy trình, quy
phạm, hoặc điều chỉnh sai lệch trị số trong vận hành, hoặc do đứt dây trong mạng điện 3
pha 4 dây, do chạm đất 1 pha trong mạng 3 pha 3 dây hoặc do hồ quang điện chập chờn
Khi bị quá điện áp thì điện trờng có thể vợt quá giới hạn điện trờng ion hoá E > E
i
gây ra
hiện tợng đánh thủng cách điện, làm h hỏng thiết bị điện. Trong trờng hợp quá điện áp
không đủ lớn thờng gây ra quá tải.

c. Kém áp : U
vh
< U
đm


-Trờng hợp điện áp đặt vào thiết bị điện giảm quá thấp so với điện áp định mức của nó thì sẽ
gây ra quá tải hoặc có thể gây ra ngắn mạch làm h hỏng thiết bị điện.

1.3. Sự cố trong hệ thống điện:
a. Sự cố do ngắn mạch:
Định nghĩa: Ngắn mạch là vật dẫn có điện thế khác nhau tiếp xúc trực tiếp với nhau
hoặc bị nối tắt qua một vật dẫn khác có điện trở kháng rất nhỏ so với tổng trở toàn mạch. Ngắn
mạch đợc chia ra:

- Ngắn mạch 3 pha (ngắn mạch đối xứng) ký hiệu N
3
. Đó là trờng hợp 3 pha bị nối tắt: Nếu
xét ở cùng một điểm xảy ra ngắn mạch, thì thờng dạng ngắn mạch này có dòng điện lớn
nhất.

- Ngắn mạch hai pha ký hiệu N
2
là trờng hợp 2 pha A và B hoặc B và C hoặc A và C bị nối
tắt.

- Ngắn mạch một pha nối đất ký hiệu N
1
là dạng ngắn mạch một pha nối tắt với đất, trong
mạng điện có trung tính trực tiếp nối đất.

- Ngắn mạch 2 pha nối đất ký hiệu N
1,1
.

A
B
n
(2)
n
(1)
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -







Trong mạng điện trung tính cách đất chỉ tồn tại 3 dạng ngắn mạch: N
3
, N
2
, N
1,1
trờng hợp
một pha nối tắt với đất, trong mạng điện này không gọi là ngắn mạch mà gọi là chạm đất mộ
t

pha vì khi đó dòng điện qua điểm chạm đất là dòng điện dung có trị số nhỏ I
đ
= (5 ữ30 ) A.
Dòng điện ngắn mạch bao giờ cũng chạy từ nguồn đổ về điểm ngắn mạch, rồi trở lại nguồn.
Điện áp ở điểm ngắn mạch đợc xem là bằng không.

Trị số dòng ngắn mạch thờng I
N
= (5 ữ 20)I
đm
vì vậy khi nó chạy qua dây dẫn hoặc
thiết bị điện sẽ gây ra cháy hỏng, vì nhiệt năng nó toả ra rất lớn. Khi công suất nguồn càng lớn
thì trị số dòng điện ngắn mạch càng lớn. Ngắn mạch là trạng thái sự cố vì vậy cần phải loại tr
ừ

thiết bị hoặc bộ phận bị ngắn mạch ra khỏi hệ thống càng nhanh càng tốt.

b. Sự cố cơ học trong hệ thống điện:
Do các nguyên nhân khách quan hoặc chủ quan gây ra bao gồm :
- H hỏng phần cơ máy phát điện: bó biên, lột biên, vợt tốc
- H hỏng đờng dây: vỡ sứ, đứt dây, đổ cột, gãy xà
- H hỏng bộ truyền động thiết bị đóng cắt điện, máy biến áp bị chảy dầu
Tất cả các loại sự cố xảy ra trong hệ thống điện đều phải tạm ngừng cung cấp điện để sữa
chữa.




Ô2 Hồ quang điện

2.1. Khái niệm :
Hồ quang điện là hiện tợng phóng điện trong chất khí, chất lỏng hoặc hơi có mật độ
dòng điện rất lớn đạt tới hàng chục ngàn A/Cm
2
, làm phát sinh nhiệt độ ở vùng thân hồ quang
rất cao từ (3000ữ10000)
0
C.

Trong luyện kim hoặc hàn điện ngời ta cần duy trì tia hồ quang ổn định để làm nóng
chảy kim loại. Nhng trong các loại thiết bị điện đóng, cắt mạch điện tia hồ quang thờng phá
t

sinh ở hai đầu tiếp xúc động và tĩnh cần phải dập tắt nhanh chóng để tránh xảy ra h hỏng cho
thiết bị điện.

2.2. Quá trình hình thành hồ quang :

Xét mạch điện đơn giản nh hình vẽ : gồm điện áp nguồn U
1
đợc xem là không đổi U
2
=
u
u
z
A
B
C

A
B
n
A
B
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
I.Z
t
là điện áp đầu cực phụ tải.




U
tx
= I.R
tx
là điện áp tiếp xúc trên bề mặt tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh của công tắc
K.

Giả sử công tắc K đang đóng ở vị trí 1 nếu bỏ qua điện trở kháng đờng dây thì U
1
= U
tx
+ U
2
. Khi mạch điện đang đóng, điện trở tiếp xúc rất bé (U
tx
= 0). Vì vậy U
1

= U
2
. Khi cắ
t

điện qua công tắc K, tiếp xúc động bắt đầu rời khỏi tiếp xúc tĩnh, làm cho điện trở tiếp xúc
tăng dần lên, do đó U
tx
cũng tăng theo vì vậy U
2
bị giảm dần (U
1
= const). Khi tiếp xúc động
của công tắc K di chuyển đến vị trí 2 thì có thể xem nh dòng điện trong mạch bị ngắt, do không
khí giữa 2 đầu tiếp xúc rất nhỏ (d<<) vì vậy cờng độ điện trờng E rất lớn (E = U/d) có thể đạ
t

tới 10
7
v/cm làm cho mật độ của dòng điện giữa hai đầu tiếp xúc động và tĩnh của công tắc K
tăng lên hàng chục lần. Không khí giữa khe hẹp của hai đầu tiếp xúc động và tĩnh bị ion hoá rấ
t

mạnh, cho nên không khí trở nên dẫn điện, gây ra phóng điện giữa hai đầu tiếp xúc động và
tĩnh, ta gọi đó là hồ quang điện.

Khi điện áp đặt vào giữa hai đầu tiếp xúc càng cao, hay dòng điện chạy qua mạch càng
lớn thì hồ quang điện phát sinh càng mãnh liệt. Nếu dòng điện tải lớn, khi tiếp xúc động bắ
t

đầu rời khỏi tiếp xúc tĩnh thì nhiệt độ tiếp xúc tăng lên đến mức làm nóng chảy lớp kim loại
trên bề mặt tiếp xúc, tạo thành gọt kim loại lỏng. Khi tiếp xúc động bắt đầu rời khỏi tiếp xúc
tĩnh ra xa thì gọt kim loại lỏng cũng bị kéo dài ra tạo thành một cần kim loại lỏng nối liền giữa
tiếp xúc động và tiếp xúc tĩnh. Nếu nhiệt độ tăng quá cao làm cho cần kim loại bốc hơi xảy ra
nhanh quá sẽ kèm theo tiếng nổ.

Vậy bản chất hồ quang điện là quá trình ion hoá lớp điện môi giữa hai đầu cực, gây ra
hiện tợng phóng điện khi cờng độ điện trờng ở đó đạt tới giới hạn điện trờng ion hoá E
i
.

2.3. Tác hại của hồ quang:
Ngoài lợi ích hồ quang điện dùng để cắt kim loại, làm nóng chảy kim loại, hàn điện thì
tai hại hồ quang điện gây ra cho thiết bị điện cũng không nhỏ.

- Hồ quang điện phát sinh nhiệt cao vì vậy sau một số lần đóng cắt mạch điện thì bề mặt tiếp
xúc của các tiếp điểm trong thiết bị điện đóng cắt điện thờng bị cháy, bị rỗ, làm tăng R
tx
của tiếp điểm.
- Nếu để xảy ra hồ quang điện phóng chập chờn sẽ gây ra hiện tợng quá điện áp nội bộ làm
hỏng cách điện của thiết bị điện hoặc cách điện của đờng dây tải điện.

- Nếu thiết bị đóng cắt điện hỏng bộ phận dập hồ quang hoặc do thao tác đóng cắt sai quy
trình, quy phạm thì hồ quang điện có thể phát sinh đan chéo giữa các pha gây ra ngắn mạch
nhiều pha.

- Hồ quang điện làm kéo dài thời gian đóng cắt điện, vì tai hồ quang dẫn điện, chỉ đến khi hồ
quang tắt hẳn thì mạch điện mới đợc cắt hoàn toàn.

- Hồ quang điện gây ra cháy nổ nếu nó phát sinh ở những nơi có vật liệu dễ cháy nổ.

- Hồ quang điện có thể gây ra bỏng hoặc tử vong cho ngời.


Ô3 các biện pháp dập tắt Hồ quang
Tác dụng nhiệt của hồ quang điện làm h hỏng các đầu tiếp xúc trong khí cụ điện đóng
cắt mạch điện. Vì vậy khi hồ quang điện phát sinh cần phải đợc dập tắt càng nhanh càng tốt.
Các phơng pháp dập tắt hồ quang thờng sử dụng là:

3.1. Phơng pháp tăng nhanh khoảng cách:
Hồ quang bị kéo dài thì điện áp duy trì cần phải cao. Nếu điện áp giữa 2 đầu tiếp xúc
nhỏ hơn điện áp duy trì thì hồ quang sẽ bị dập tắt. Do đó khi thao tác đóng cắt mạch điện, phải
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
thực hiện nhanh và dứt khoát. E = U/d nếu tăng nhanh khoảng cách d thì E giảm nhanh khi E <
E
i
thì hồ quang bị dập tắt.

3.2. Phơng pháp chia nhỏ hồ quang:
Đặt giữa 2 đầu tiếp xúc động và tĩnh một buồng dập hồ quang trong buồng có tấm kim
loại chịu nhiệt đặt song song với nhau tạo thành cách tử chia nhỏ hồ quang nh hình vẽ:


Khi hồ quang phát sinh giữa hai đầu tiếp xúc động và tĩnh, do áp lực của không kh
í

hoặc dầu cách điện bị giãn nở và do lực điện từ sẽ đẩy tia hồ quang vào sâu trong khe hở của
các cách tử, vì vậy hồ quang bị chia nhỏ, nhanh chóng bị làm nguội và dập tắt.

Phơng pháp này thờng đợc ứng dụng để dập tắt hồ quang trong các loại aptomat, dao
phụ tải, máy cắt dầu

3.3. Phơng pháp thổi bằng từ trờng:

Đặt cuộn dây thổi từ cạnh khe hở giữa hai đầu tiếp xúc động và tĩnh nh hình vẽ : Dòng
điện chạy qua cuộn dây thổi từ nối tiếp với tiếp xúc tĩnh.










Từ trờng cuộn dây sinh ra nh hình vẽ. Khi tiếp xúc động rời khỏi tiếp xúc tĩnh hồ quang
phát sinh bắt cầu giữa 2 đầu tiếp xúc, lực điện từ do cuộn dây thổi từ sinh ra sẽ đẩy tia hồ quang
kéo dài lên phía trên, bị làm nguội và dập tắt.

Khi dòng điện đổi chiều thì từ trờng cuộn dây cũng đổi chiều, do đó lực điện từ F có ph-
ơng chiều không thay đổi. Phơng pháp này thờng đợc sử dụng để dập tắt hồ quang trong máy
cắt điện hoặc dao phụ tải.

3.4. Phơng pháp dập hồ quang bằng thổi sinh khí :
Vật liệu sinh khí thờng ở thể rắn, khi bị nhiệt phân do hồ quang nhiệt độ cao, sẽ chuyển
sang thể hơi (thăng hoa) làm cho áp suất ở vùng phát sinh hồ quang tăng lên rất lớn, có thể đạ
t

tới hàng chục at thổi dập tắt hồ quang.

Phơng pháp này đợc ứng dụng để dập tắt hồ quang trong chống sét ống, cầu chì tự rơi

Ô4 tiếp xúc điện
4.1. Khái niệm :
Tiếp xúc điện là chỗ tiếp xúc của hai hay nhiều vật dẫn, để truyền dẫn dòng điện đi t
ừ

cách tử
Tiếp xúc động
Tiếp xúc tĩnh
i
i
f
f
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
vật này sang vật khác. Bề mặt tiếp xúc giữa các vật dẫn đợc gọi là bề mặt tiếp xúc điện.
Tiếp xúc điện là phần rất quan trọng của khí cụ điện, trong quá trình đóng cắt mạch
điện, chỗ tiếp xúc của tiếp điểm đóng cắt bị phát nóng cao, bị mài mòn do va đập và ma sát, đặ

t

biệt là sự huỷ hoại của hồ quang điện.

4.2. Phân loại tiếp xúc điện : đợc chia ra làm 3 loại chính sau :

a. Tiếp xúc cố định: Khi hai vật dẫn tiếp xúc không rời nhau bằng bu lông hoặc đinh
tán. Ví dụ nh: Tiếp xúc của kẹp nối dây, tiếp xúc giữa dây dẫn và cốt bắt dây ở sứ xuyên







b. Tiếp xúc đóng mở:


Đó là tiếp xúc giữa tiếp điểm động và tĩnh của các loại khí cụ điện đóng cắt mạch điện.
Ví dụ nh: Tiếp xúc của tiếp điểm cầu dao, công tắc, aptomat, máy cắt







c.
Tiếp xúc trợt:

Đó là dạng tiếp xúc vật dẫn này truợt trên vật dẫn kia. Ví dụ: Chổi than trợt trên cổ góp
của máy phát điện hoặc động cơ.





d.
Các loại tiếp xúc thờng gặp:




a)
c)
Tiếp xúc cố định
Tiếp xúc đóng mở
Tiếp xúc trợt
b)
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

d)
e)
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
a. Tiếp điểm kiểu ngón.
b. Tiếp điểm kiểu bắt cầu.
c. Tiếp điểm kiểu vút má.
d. Tiếp điểm kiểu thuỷ ngân.
e. Tiếp điểm kiểu lỡi.

4.3. Hình thức tiếp xúc:
Có 3 hình thức tiếp xúc :
- Tiếp xúc điểm : Là hình thức các vật dẫn tiếp xúc nhau ở diện tích rất nhỏ đợc xem là mộ
t

điểm. Ví dụ: Tiếp xúc giữa mặt cầu với mặt cầu, tiếp xúc giữa mặt cầu với mặt phẳng trong mộ
t
số loại Rơle điện từ.
- Tiếp xúc đờng: Là hình thức các vật dẫn tiếp xúc nhau trên đờng thẳng hoặc đờng cong.
- Tiếp xúc mặt: là hình thức các vật dẫn tiếp xúc nhau trên nhiều điểm của mặt phẳng hoặc mặ
t

cong. Ví dụ : Tiếp xúc giữa tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh của máy cắt, cầu dao, áptomát

4.4. Các yêu cầu kỹ thuật cơ bản đối với tiếp xúc điện:
- Thực hiện tiếp xúc phải đảm bảo chắc chắn, sức bền cơ khí phải cao.
- Không đựơc phát nóng quá nhiệt độ cho phép khi dòng điện định mức chạy qua.
- Phải ổn định nhiệt và ổn định động khi có dòng điện ngắn mạch cực đại chạy qua.
4.5. Điện trở tiếp xúc và các yếu tố ảnh hởng đến điện trở tiếp xúc:
a.
Điện trở tiếp xúc: R
tx


Tại vị trí tiếp xúc của vật dẫn, tồn tại một điện trở tiếp xúc đợc xác định theo công thức
kinh nghiệm :
Trong đó: : là điện trở suất của vật dẫn làm tiếp điểm.


b
: ứng suất chống dập của vật liệu làm tiếp điểm.

F : Lực ép lên bề mặt tiếp xúc của tiếp điểm do bu lông, đinh tán hoặc lò xo tạo
nên.
n : Là số điểm tiếp xúc trên bề mặt tiếp xúc của tiếp điểm.

b. Các yếu tố ảnh hởng đến điện trở tiếp xúc:
Từ công thức (4-1) ta thấy điện trở tiếp xúc phụ thuộc vào: Điện trở suất của vật liệu làm tiếp
điểm, số điểm tiếp xúc, lực ép lên bề mặt tiếp xúc và ứng suất chống dập của vật liệu làm tiếp
điểm. Ngoài ra điện trở tiếp xúc còn phụ thuộc vào tình trạng bề mặt tiếp xúc: Nếu bề mặt tiếp
xúc bị bẩn, bị rỗ, bị cháy thì điện trở tiếp xúc tăng lên, làm tăng tổn thất điện áp, và tổn thấ
t

công suất trên mạng điện. Điện trở tiếp xúc còn phụ thuộc vào nhiệt độ điểm tiếp xúc. Khi
nhiệt độ điểm tiếp xúc càng cao thì điện trở tiép xúc cũng tăng.

Trong đó : a
0
: hệ số điện trở nhiệt.


0
: nhiệt độ ban đầu của tiếp điểm.

: nhiệt độ của tiếp điểm tại thời điểm đang xét.


Ô5 mạch từ
5.1. Khái niệm :
Các thiết bị nh Rơle, công tắc tơ,
khởi động từ, áptomát đều có bộ phận
làm nhiệm vụ biến điện năng thành c
ơ

f
đt


.
.
.2
b
tx

nF
R =
)2.4)((.
3
2
1).()(
00







+=

aRR
txtx
(4.1)
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
năng. Gồm có cuộn dây và mạch từ gọi là
cơ cấu điện từ.


1.
Cuộn dây
2. Mạch từ
3. Nắp mạch từ

4.

Lò xo phản lực.



Mạch từ đợc chia làm các phần :

- Nơi đặt cuộn dây gọi là lõi mạch từ.
- Phần thân và gông từ.
- Nắp mạch từ.
- Khe hở không khí phụ
p
và khe hở không khí chính
c
.

Khi cho dòng điện chạy trong cuộn dây thì sẽ có một
từ thông chạy trong mạch từ.
Từ thông chính
c
=

=
lv
.

Từ thông tản
t
là từ thông đi ra ngoài khe hở không khí chính.

Từ thông rò

R
.

5.2. Nam châm điện:
Khi có dòng điện trong cuộn dây sẽ sinh ra từ trờng. Vật liệu sắt từ của cuộn dây sẽ bị từ hoá
có cực tính ngợc với cực tính của cuộn dây do đó đợc hút về phía cuộn dây.


f

đt
n
s
s
n
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Nếu đổi chiều dòng điện trong cuộn dây từ trờng đổi chiều. Vật liệu sắt từ sẽ bị từ hoá
có đờng sức từ ngợc với cực của cuộn dây cho nên nó cũng đợc hút về phía cuộn dây.

5.3. Phân loại :

Phân theo nguồn điện :
Nam châm điện một chiều.
Nam châm điện xoay chiều.
Theo cách nối cuộn dây vào nguồn :
Nối tiếp.
Song song.
Theo các dạng mạch từ : Mạch từ nắp hút thẳng, chập.
Mạch từ nắp hút xoay.
Trong quá trình làm việc nắp mạch từ chuyển động khe hở không khí giữa nắp và lõi sẽ thay

đổi lực hút điện từ sẽ thay đổi.








Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Chơng II
Khí cụ điện đóng cắt Điện áp thấp
Ô1 cầu dao



Ký hiệu cầu dao 1 pha, 3 pha không có cầu chì và có cầu chì

1.1. Công dụng:
Cầu dao là một loại khí cụ điện hạ áp đợc sử dụng để đóng cắt hoặc đổi nối sơ đồ kết dây
của mạch điện thao tác trực tiếp bằng tay.
1.2. Ph
ân loại:
- Cầu dao một pha, cầu dao ba pha.
- Cầu dao một chiều, cầu dao hai chiều
- Cầu dao có cầu chì, cầu dao không có cầu chì.
- Cầu dao có lỡi dao phụ và cầu dao không có lỡi dao phụ.
1.3. Cấu tạo một số loại cầu dao thờng gặp:
Cấu tạo chính của cầu dao gồm : Tiếp xúc động và tiễp xúc tĩnh, cốt bắt dây từ nguồn
vào cầu dao và từ cầu dao ra tải, tiếp xúc động thờng là lỡi dao, ngoài ra cầu dao còn có tay
đóng cắt bằng vật liệu cách điện là gỗ, sứ, nhựa để đảm bảo an toàn cho ngời thao tác, cầu
1 cực 2 cực 3 cực
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
dao còn đợc bao bọc bằng võ nhựa cách điện. Cầu dao sử dụng trong mạch điện hạ áp thờng
lắp kèm theo cầu chì để bảo vệ quá tải hoặc ngắn mạch. Ưu điểm cầu dao là đơn giản, dễ lắp
đặt và dễ thao tác, dễ kiểm tra và sữa chữa, giá thành rẻ nên đợc sử dụng rộng rãi.



Ô2 cầu chì

Ký hiệu trong sơ đồ mạch điện
2.1. Công dụng:
Cầu chì là một loại khí cụ điện đợc sử dụng để bảo vệ quá tải hoặc ngắn mạch cho thiết bị
và lới điện.

2.2. Nguyên tắc tác động cắt mạch:
Cầu chì tác động theo nguyên tắc dựa vào hiệu ứng nhiệt của dòng điện. Khi thiết bị
điện hoặc mạng điện phía sau cầu chì bị ngắn mạch hoặc quá tải lớn, dòng điện chạy qua dây
chảy cầu chì sẽ lớn hơn dòng điện định mức làm cho dây chảy bị đốt nóng chảy, do đó dây
chảy bị đứt, cho nên phần lới điện bị ngắn mạch đợc tách ra khỏi hệ thống.

2.3. Cấu tạo:
Cấu tạo cầu chì gồm các bộ phận chính nh sau :
- Thân cầu chì đợc chế tạo từ gốm sứ hoặc nhựa tổng hợp có thể có nắp hoặc không có nắp.
-
ốc, đinh vít bắt dây chảy còn đợc gọi là cốt bắt dây đợc chế tạo từ kim loại dẫn điện nh
đồng, bạc, nhôm

- Dây chảy cầu chì đợc chế tạo từ hợp kim chì hoặc đồng và còn đợc chia ra dây chảy
nhanh, dây chảy chậm .

2.4. Đặc tính bảo vệ và yêu cầu kỹ thuật của cầu chì:
a. Đặc tính bảo vệ:
1. Đờng đặc tính A-s của dây chảy cầu chì.
2. Đờng đặc tính A-s của đối tợng đợc đặt cầu chì bảo vệ.
A là vùng bảo vệ của cầu chì. Khi xảy ra ngắn mạch hoặc quá tải ở vùng A th
ì
cầu chì
tác động cắt mạch theo hiệu ứng nhiệt Q = RI
2

t.


Khi đó nhiệt độ dây chảy cầu chì >
ôđ

B là vùng cầu chì không tác động do dòng điện chạy qua dây chảy là dòng định m
ứ
hoặc dòng quá tải nhỏ, khi đó nhiệt độ của dây chảy
0
<
ôđ
nên dây chảy cầu chì khô
n
bị đứt (khi quá nhỏ nhiệt độ dây chảy
ôđ
).












b. Yêu cầu kỹ thuật cơ bản khi lắp đặt cầu chì:

Cầu chì phải đợc lắp đặt nối tiếp ở dây pha, không lắp đặt ở dây trung tính.
Đặctính A-s của dây chảy cầu chì phải thấp hơn đặc tính A-s của đối tợng đợc lắp đặt cầu
I
1
2
A
B
t
t
2t1
Iđm
Igh
IN
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
chì đợc bảo vệ và phải ổn định.
Khi lắp đặt cầu chì bảo vệ phải bảo đảm tính chọn lọc theo thứ tự từ tải về nguồn tức là
phần tử nào bị sự cố ngắn mạch hoặc quá tải lớn thì cầu chì bảo vệ nó phải tác động.

Cầu chì làm việc bảo đảm tin cậy tức là khi phần tử đợc cầu chì bảo vệ bị quá tải lớn hoặc
ngắn mạch, thì cầu chì phải tác động cắt phần tử bị quá tải hoặc ngắn mạch ra khỏi hệ
thống điện. Không đợc từ chối tác động.

Khi cần thay thế sữa chữa cầu chì phải đảm bảo an toàn tiện lợi.
2.5. Phân loại cầu chì:
1. Cầu chì hộp .
2. Cầu chì cá.
3. Cầu chì kiểu nắp vặn.
4. Cầu chì kiểu ống sứ.

Ô3 khái niệm chung về áptomát
3.1. Công dụng:
áptomát là một loại khí cụ điện đóng cắt và bảo vệ chính trong mạch điện hạ áp. Nó
đợc sử dụng để đóng cắt từ xa và tự động cắt mạch khi thiết bị điện hoặc đờng dây phía sau
nó bị ngắn mạch hoặc quá tải, quá áp, kém áp, chạm đất

3.2. Phân loại :


áptomát bảo vệ quá dòng (ngắn mạch hoặc quá tải)
áptomát bảo vệ quá điện áp.
áptomát bảo vệ kém áp.
áptomát bảo vệ chống dật (Aptomát vi sai)
áptomát bảo vệ vạn năng.









Ô4 các bộ phận chính áptomát bảo vệ quá
dòng điện

4.1.Sơ đồ nguyên lý cấu tạo một pha:
Khi aptomát đang ở vị tri đóng, tiếp xúc động 2 đóng chặt lên tiếp xúc tĩnh 1, dòng
điện từ nguồn chạy qua tiếp xúc tĩnh , qua tiếp xúc động, qua Rơle dòng điện 10, qua Rơle

nhiệt 7, đi về tải. ở chế độ làm việc bình thờng thì lực điện từ Rơle dòng điện sinh ra nhỏ hơn
lực căng lò xo 8 nên áptomát luôn giữ ở trạng thái đóng.






Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -















1.
Tiếp xúc tĩnh
2. Tiếp xúc động
3. Gối hớng dẫn
4. 6.Thanh truyền động
5. Móc hãm

7. Rơle nhiệt
8, 13 Lò xo kéo
9. Gối đỡ
10. Rơle dòng điện
11. Chốt quay
12. Tay thao tác đóng cắt
14. Cách tử dập hồ quang

Nếu đờng dây hoặc thiết bị điện sau áptomát bị ngắn mạch thì dòng điện chạy qua
áptomát sẽ lớn hơn rất nhiều so với dòng điện định mức. Vì vậy dòng điện ở rơle 10 sinh ra sẽ
lớn hơn lực căng lò xo 8, cho nên thanh truyền động 6 bị lực điện từ kéo tụt xuống làm cho
móc hãm 5 mở ra, khi đó lò xo 13 sẽ kéo thanh truyền động 4 sang trái đa tiếp xúc động 2 rời
khỏi tiếp xúc tĩnh 1, mạch điện đợc cắt, hồ quang điện phát sinh giữa hai đầu tiếp xúc động
và tĩnh đợc cách tử 14 dập tắt.

Sau khi kiểm tra khắc phục xong sự cố ngắn mạch ta đóng lại áptomát qua tay thao
tác đóng cắt 12. Trờng hợp đờng dây hoặc thiết bị điện sau khi áptomát bị quá tải sau thời
gian t (khoảng 1-2 phút) rơle nhiệt sẽ tác động lên thanh truyênf 6 làm cho móc hãm 5 mở ra.
Khi đó lò xo 13 sẽ kéo thanh truyền động 4 sang trái đa tiếp xúc động rời khỏi tiếp xúc tĩnh,
nên mạch điện đợc cắt ra. Muốn đóng, cắt mạch thì tác động vào tay thao tác 12 (đẩy lên
đóng, đẩy xuống cắtnh hình vẽ).


Ô5 áptomát bảo vệ kém áp và mất điện
5.1. Nhiệm vụ: Đóng, cắt và tự động bảo vệ kém áp cho mạch điện hạ áp.
5.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc:
a.Cấu tạo:

10
11
12
13
4
5
6
tải
9
8
7
Cấu tạo nguyên lý một pha áptomát
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -













1. Lò xo kéo
2. Gối đỡ trợt

3. Cách tử dập hồ quang
4. Lõi thép non
5. Rơle điện áp
6. Tiếp xúc tĩnh
7. Tiếp xúc động
8. Thanh truyền dộng
9. Chốt quay
10. Tay thao tác đóng cắt

b. Nguyên lý:

Nếu áptomát đang ở vị trí đóng nh hình vẽ: tiếp xúc động 7 đóng chặt lên tiếp xúc
tĩnh 6, mạch điện nối liền, tải có điện.
ở trạng thái làm việc bình thờng U
vh
= U
đm
thì lực
điện từ của rơle điện áp sinh ra lớn hơn lực kéo của lò xo 1 cho nên áptomát đợc giữ ở vị tr
í

đóng.

Khi mạch điện bị kém áp U
vh
< U
đm
(khoảng 0,8 U
đm
) thì lực điện từ rơle điện áp

sinh ra nhỏ hơn lực kéo của lò xo 1. Khi đó lò xo 1 sẽ kéo thanh truyền động 8 sang trái, đa
tiếp xúc động 7 rời khỏi tiếp xúc tĩnh 6, mạch điện đợc cắt ra, hồ quang phát sinh giữa hai
đầu tiếp xúc động và tĩnh đợc buồng dập hồ quang 3 dập tắt.


Ô6 áptomát bảo vệ quá áp
á
ptomát bảo vệ kém áp và mất điện
F
đt
1
9
10
nguồn
tải
2
3
13
8
7
5
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
6.1. Nhiệm vụ: Đóng, cắt và tự động bảo vệ quá điện áp cho mạch điện hạ áp khi U
vh
> U
đm
6.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc:
a. Cấu tạo:

1. Tay thao tác đóng cắt
2. Chốt quay
3. Tiếp xúc tĩnh
4. Tiếp xúc động
5. Rơle điện áp
6. Lõi thép non
7. Cách tử dập hồ quang
8. Gối đỡ trợt
9. Thanh truyền động cách điện
10. Lò xo kéo

b.

Nguyên lý làm việc:
Nếu áptomát đang ở vị trí đóng nh hình vẽ, tiếp xúc động 4 đóng chặt vào tiếp xúc tĩnh
á
ptomát bảo vệ quá áp
nguồn
8
tải
10
1
7
F
đt
5
6
9
2
4
3
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
3, mạch điện nối liền, tải có điện. ở trạng thái làm việc bình thờng U
vh
= U
đm
lực điện
từ của cuộn dây điện áp sinh ra nhỏ hơn lực kéo của lò xo 10. Vì vậy áptomát đợc giữ ở vị tr
í

đóng.

Khi mạch điện bị quá áp U

vh
> U
đm
(khoảng 1,2 U
đm
) thì lực điện từ của cuộn dây
điện áp áp lớn hơn lực kéo của lò xo 10. Khi đó lõi thép 6 bị hút chập vào mạch từ rơle điện
áp, kéo theo tiếp động 4 rời khỏi tiếp xúc tĩnh 3 mạch điện đợc cắt ra, hồ quang phát sinh
giữa hai đầu tiếp xúc động và tĩnh đợc buồng cách rử 7 dập tắt.

Muốn đóng hoặc cắt điện khỏi tải thì tác động vào tay thao tác1 ở vị đóng, cắt nh hình
vẽ: tay thao tác quay quanh chốt 2 đẩy lên đóng mạch, kéo xuống cắt điện khỏi tải.



Ô7 áptomát vạn năng
7.1. Nhiệm vụ:
Là một loại áptomát đa chức năng, sử dụng để đóng cắt mạch điện hạ áp tại chỗ hoặc
từ xa, và tự đóng cắt mạch khi đờng dây hoặc thiết bị điện sau nó : ngắn mạch, quá tải, quá
áp, kém áp

7.2. Cấu tạo:
áptomát này là tổ hợp các loại áptomát : bảo vệ quá dòng, quá áp, kém áp, và có thể
điều khiển đóng căt từ xa nhờ hệ thống nam châm điện điều khiển và đóng cắt mạch.

Do tính chất đặc thù, cấu tạo phức tạp, giá thành cao nên phạm vi sử dụng loại áptomát
này rất hạn chế. Thờng chỉ đợc sử dụng lắp đặt trong các nhà máy công nghiệp có yêu cầu
cao về chất lợng điện năng và an toàn.

Ô8 công tắc tơ
8.1. Công dụng:
Công tắc tơ là một loại khí cụ điện hạ áp đợc sử dụng để điều khiển đóng cắt mạch t
ừ

xa tự động hoặc bằng nút ấn các mạch điện lực có phụ tải điện áp đến 500V, dòng điện đến
600A.

Công tắc tơ có hai vị trí đóng- cắt. Tần số có thể đến 1500 lần/giờ.
Nhiệm vụ
Công tắc tơ là một thiết bị điện đóng cắt điện áp thấp dùng để khống chế tự động và điều
khiển xa các thiết bị điện một chiều và xoay chiều có điện áp tới 500 v. Công tắc tơ đợc tính
với tần số đóng cắt lớn nhất tới 1500 lần trong một giờ.


8.2. Phân loại:
a. Phân loại theo nguyên lý truyền động:
- Công tắc tơ điện từ.
- Công tắc tơ kiểu hơi ép.
- Công tắc tơ kiểu thuỷ lực.
b. Phân loại theo dạng dòng điện:
- Loại công tắc tơ điều khiển điện áp một chiều.
- Loại công tắc tơ điều khiển điện áp xoay chiều.
c. Phân loại theo kiểu kết cấu:
- Công tắc tơ hạn chế chiều cao.
- Công tắc tơ hạn chế chiều rộng.
k
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

8.3. Đặc điểm cấu tạo:
Cấu tạo nguyên lý mh hình vẽ: gồm các bộ phận chính sau:
- Cuộn dây điện áp điều khiển số 7.
- Mạch từ chế tạo từ thép kỹ thuật điện.
- Vỏ thờng chế tạo từ nhựa cứng.
- Bộ phận truyền động gồm lò xo và thanh truyền động.
- Hệ thống tiếp điểm thờng mở và thờng đóng
Gồm các tiếp điểm công tác (tiếp điểm chính) và các tiếp điểm phụ. Tiếp điểm công
tác gồm các đầu tiếp xúc tĩnh 6 và đầu tiếp xúc động 2 gắn trên trục quay 1 bằng nhựa cách
điện. Tiếp điểm phụ gồm các đầu tiếp xúc tĩnh 5 và tiếp xúc động 4 cũng gắn trên trục quay
1. Tiếp điểm phụ gồm hai loại tiếp điểm thờng mở và tiếp điểm thờng đóng. Công dụng của
tiếp điểm phụ thờngg đợc thực hiện chức năng trong mạch điều khiển tự động.

Ký hiệu công tắc tơ trên sơ đồ hình vẽ.
Công tắc tơ đóng mở bằng lực điện từ nhờ cuộn hút 8 cùng lõi thép tĩnh 7 và lõi thép động 3
gắn trên trục quay 1. Cuộn dây đợc mắc vào điện áp nguồn thông qua các nút bấm điều khiển
M và D. Khi cuộn dây có điện lực điện từ sẽ hút lõi thép 3 chập vào lõi thép tĩnh 7. làm trục
một quay một góc theo chiều đóng tiếp điểm chính.

Khi điện vào cuộn hút bị cắt, lực lò xo và trọng lực phần động sẽ làm lõi 3 rời khỏi lõi 7 phần
động trở về trạng thái cũ, công tắc tơ bị cắt.

8.4. Nguyên lý làm việc:
Muốn đóng điện cho tải thì đóng khoá K trên mạch điều khiển, cuộn dây công tắct
ơ

sẽ sinh ra lực điện từ hút chập hai nửa mạch từ lại với nhau, vì F
tđ
> F
lò xo

nên lò xo bị nén lại
đồng thời thanh truyền động 1 kéo tiếp xúc động đóng chặt vào tiếp xúc tĩnh, khi đó tiếp
điểm thờng đóng mở ra, còn tiếp điểm thờng mở đóng lại, mạch điện đợc nối liền.

Muốn cắt điện khỏi tải, ngắt khoá K cuộn dây điện áp mất điện, lực điện từ bị triệt
tiêu, lò xo 6 đẩy 2 nửa mạch từ ra xa nhau đa tiếp xúc động rời khỏi tiếp xúc tĩnh, mạch điện
đợc cắt.

8.5. Các tham số chủ yếu của công tắc tơ:
a. Điện áp định mức: là điện áp của mạch điện tơng ứng mà tiếp điểm chính phải đóng
cắt, có các cấp : + 110V, 220V, 440 V một chiều.

+ 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều.
Cuộn hút có thể làm việc bình thờng ở điện áp trong giới hạn từ 85% tới 105%.
b. Dòng điện định mức: là dòng điện đi qua tiếp điểm chính trong chế độ làm việc
gián đoạn lâu dài, nghĩa là ở chế độ này thời gian công tắc tơ đóng không lâu quá 8 giờ.

Công tắc tơ hạ áp có các cấp dòng thông dụng: 10, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 250, 300,
600A. Nếu đặt công tắc tơ trong tủ điện thì dòng điện định mức phải lấy thấp hơn 10% vì làm
mát kém, khi làm việc dài hạn thì chọn dòng điện định mức nhỏ hơn nữa.

c. Khả năng đóng cắt: là dòng điện cho phép đi qua tiếp điểm chính khi cắt và khi
đóng mạch. Ví dụ nh công tắc tơ xoay chiều dùng để điều khiểnđộng cơ không đồng bộ ba
pha lồng sóc cần có khả năng đóng yêu cầu (3ữ7)I
đm.

d. Tuổi thọ công tắc tơ: Tính bằng số lần đóng cắt, sau số lần đóng cắt ấy công tắc t
ơ

sẽ không dùng đợc tiếp tục. H hỏng có thể do mất độ bền cơ học hoặc bền điện.

e. Tần số thao tác: số lần đóng cắt trong thời gian 1 giờ, bị hạn chế bởi sự phát nóng
của tiếp điểm chính do hồ quang. Có các cấp : 30, 100, 120, 150, 300, 600, 1200, 1500 lần
trên một giờ, tuỳ chế độ công tác của máy sản xuất mà chọn công tắc tơ có tần số thao tác
khác nhau.

8.6. u nhợc điểm :
Kích thớt gọn nhỏ có thể tận dụng khoảng không gian hẹp để lắp đặt và thao tác mà
cầu dao không thực hiện đợc. Điều khiển đóng cắt từ xa, có vỏ ngăn hồ quang phóng ra bên
n
g
oài nên an toàn tu
y
ệt đối cho n
g
ời thao tác, thời
g
ian đón
g
cắt nhanh, vì nhữn
g
u điểm trên
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
công tắc tơ đợc sử dụng rộng rãi điều khiển đóng cắt trong mạch điện hạ áp đặc biệt sử dụng
nhiều trong các nhà máy công nghiệp.

Câu hỏi:
1. Trình bày nhiệm vụ công tắc tơ
2. Nêu nguyên lý làm việc công tắc tơ.

Ô9 khởi động từ
9.1. Khái niệm và công dụng:
Khởi động từ là một loại thiết bị điện dùng để điều khiển từ xa việc đóng cắt đảo
chiều và bảo vệ quá tải (nếu có mắc thêm rơle nhiệt) cho các động cơ rôto dây lồng sóc. Khởi
động từ khi có một công tắc tơ gọi là khởi động từ đơn, thờng dùng để đóng cắt động cơ điện.
Khởi động từ khi có hai công tắc tơ gọi là khởi động từ kép, thờng dùng khởi động và điều
khiển đảo chiều động cơ điện. Muốn khởi động từ bảo vệ đợc ngắn mạch phải mắc thêm cầu
chì.

9.2. Điều khiển động cơ bằng khởi động từ đơn:
a. Công dụng: Khởi động từ đơn là một loại khí cụ điện hạ áp đợc sử dụng để điều khiển đón
g

cắt từ xa và bảo vệ quá tải cho động cơ điện.
b. Cấu tạo: Khởi động từ đơn gồm một công tắc tơ và một bộ rơle nhiệt ghép lại với
nhau(bộ rơle nhiệt có từ 2-3 rơle).

c. Sơ đồ điều khiển động cơ điện:
- Mạch động lực gồm : cầu dao, cầu chì, tiếp điểm công tắc tơ K2, cuộn dây dòng điện của
rơle nhiệt.

- Mạch điều khiển gồm : nút ấn dừng D (stop) thờng đóng, nút ấn mở máy M thờng m
ở

(start). Nếu hộp nút bấm điều khiển kép sẽ có 3 nút ấn : dừng D (stop) điều khiển động c
ơ

quay thuận MT (For), Điều khiển động cơ quay ngợc MN (REV). Cuộn dây công tắc t

ơ

K, tiếp điểm tự duy trì của công tắc tơ K
1
và tiếp điểm 1RN, 2RN của Rơle nhiệt.

Muốn đóng điện cho động cơ điện trớc hết đóng cầu dao, nhng động cơ vẫn cha có
điện vì K
2
đang mở. Muốn khởi động nhấn nút đóng M thì công tắc tơ K có điện, nó sẽ đóng
tiếp điểm K
1
để tự duy trì đồng thời đóng tiếp điểm K
2
đa điện vào cho động cơ khởi động.
Khi khởi động cơ đang làm việc nếu bị quá tải rơle nhiệt RN sẽ tác động mở tiếp điểm thờng
a
b
c
D
M
k
2k
n
1k
n
m
r
n
r

n
k
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
đóng 1RN và 2RN làm cho công tắc tơ K bị mất điện khi đó K
1
và K
2
sẽ đợc mở ra
cắt điện khỏi động cơ.

Muốn cắt điện động cơ nhấn nút cắt C công tắc tơ K mất điện do đó K
1
và K
2
sẽ m
ở

ra. Nếu động cơ hay mạch động lực hoặc mạch điện điều khiển bị ngắn mạch th
ì
cầu chì sẽ
tác động cắt mạch.

d. u nhợc điểm và phạm vi ứng dụng:
Khởi động từ u điểm hơn cầu dao ở chỗ điều khiển đóng cắt từ xa nên an toàn cho ngời
thao tác đóng cắt nhanh, bảo vệ đợc quá tải cho động cơ, khoảng không gian lắp đặt và
thao tác gọn (một tủ điện có thể lắp đặt nhiều động cơ). Vì vậy đựoc sử dụng rộng rãi cho
mạch điện hạ áp.
9.3. Điều khiển
động cơ bằng khởi động từ kép:
a. Công dụng: Khởi động từ kép là một loại khí cụ điện hạ áp đợc sử dụng để điều khiển đón

g

cắt, bảo vệ quá tải và đảo chiều quay cho động cơ điện.
b. Cấu tạo: Khởi động từ kép gồm 2 công tắc tơ và một bộ rơle nhiệt ghép lại với
nhau.

c. Sơ đồ mạch điện và nguyên tắc điều khiển:
Khi đóng cầu dao động cơ vẫn cha có điện vì tiếp điểm KT
2
và KN
2
đang mở. Muốn
động cơ quay theo chiều thuận ta nhấn nút điều khiển MT thì công tắc tơ KT có điện, sẽ đóng
tiêp điểm KT
1
để tự duy trì, đóng tiếp điểm KT
2
trên mạch động lực, đa điện vào cho động c
ơ

khởi động đồng thời mở tiếp điểm KT
3
khoá không cho điện vào công tắc tơ điều khiển quay
ngợc KN. Để tránh trờng hợp khi động cơ đang quay thuận nếu nhấn tiếp nút điều khiển MN
sẽ gây ra ngắn mạch.

Muốn đảo chiều quay động cơ phải nhấn nút dừng D thì công tắc tơ KT mới mất điện
làm tiếp điểm KT
1
và KT

2
mở ra, tiếp điểm KT
3
đóng lại, chờ cho động cơ dừng hẳn, nhấn
nút điều khiển ĐN thì công tắc tơ điều khiển quay ngợc KN có điện, nó sẽ đóng tiếp điểm
KN
1
và KN
2
đa điện vào cho động cơ khởi động theo chiều quay ngợc lại, đồng thời mở tiếp
điểm KN
3
khoá không cho điện vào công tắc tơ điều khiển quay thuận.

Muốn cắt điện nhấn nút dừng D, công tắc tơ mất điện do đó tiếp điểm KT
2
hoặc KN
2
sẽ mở ra cắt điện khỏi động cơ.
Nếu động cơ bị quá tải thì rơle nhiệt sẽ tác động mở tiếp điểm 1RN và 2RN công tắc
tơ sẽ mất điện do đó KT
2
hoặc KN
2
mở ra. Nếu động cơ bị ngắn mạch thì cầu chì sẽ tác động
cắt mạch.

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

m
rn
rn
D
c
b
a
1rn
2rn
kt
Mt
Mn
kn
kt
kn
kt
kn
kt
kn
a
b
c
c
b
a
c
b
a

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -






Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
hơng III
Rơle và cơ cấu điện từ chấp hành
Ô1 khái niệm chung về rơle
1.1. Công dụng :

Rơle điện là một loại thiết bị điện tự động, thờng đợc lắp đặt ở mạch điện nhị thứ, dùng để
điều khiển đóng cắt hoặc báo tín hiệu, bảo vệ an toàn trong quá trình vận hành của thiết bị điện
mạch nhất thứ trong hệ thống điện.

1.2. Các bộ phận chính của rơle :
a. Cơ cấu tiếp nhận tín hiệu (khối tiếp nhận tín hiệu vào) có nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu
làm việc không bình thờng hoặc sự cố trong hệ thống điện từ BU, BI hoặc các bộ cảm biến điện,
để biến đổi thành đại lợng cần thiết cung cấp tín hiệu cho khối trung gian.

b. Cơ cấu trung gian (khối trung gian) làm nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu đa đến từ khối tiếp
nhận tín hiệu, để biến đổi nó thành đại lợng cần thiết cho rơle tác động.

c. Cơ cấu chấp hành (khối chấp hành) Làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điều khiển.
Ví dụ : các khối trong cấu tạo rơle điện từ.
Khối tiếp nhận tín hiệu vào là cuộn dây điện từ.
Khối trung gian là mạch từ.

Khối chấp hành là hệ thống tiếp điểm.
1.3. Phân loại rơle điện :
Có nhiều loại rơle điện với nguyên lý và chức năng làm việc rất khác nhau đợc phân thành
các nhóm sau :

a. Phân loại theo nguyên lý làm việc : Gồm
Rơle điện cơ (rơle điện từ, rơle cảm ứng, rơle từ điện, rơle phân cực )
Rơle từ
Rơle nhiệt
Rơle điện tử, bán dẫn, vi mạch.
Rơle số
b. Phân loại theo nguyên tắc tác động của cơ cấu chấp hành :
Rơle có tiếp điểm : đóng ngắt mạch bằng tiếp điểm.
Rơle không có tiếp điểm (rơle tĩnh) tác động đóng cắt mạch bằng cách thay đổi tham số điện
trở, điện cảm hoặc điện dung.

c. Phân loại theo tín hiệu đầu vào :
Rơle dòng điện
Rơle điện áp
Rơle công suất
Rơle tổng trở
d. Phân loại theo vị trí lăp đặt :
Rơle nhất thứ lắp đặt trực tiếp ở mạch động lực
Rơle nhị thứ lắp đặt ở mạch nhị thứ thông qua BU, BI, cảm biến.
e. Phân loại theo trị số và chiều của tín hiệu đầu vào :
Rơle cực đại
Rơle cực tiểu
Rơle cực đại, cực tiểu
a
b

c
BU,
B
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Rơle so lệch
Rơle định hớng chiều tiếp nhận tín hiệu đầu vào.
1.4. Các thông số kỹ thuật cơ bản của rơle điện
a. Hệ số điều khiển :
Trong đó : P
đk
là công suất điều khiển định mức của rơle (chính là công suất của tiếp
điểm Rơle).

P
tđ
là công suất tác động (công suất khối tiếp nhận tín hiệu vào) loại rơle điện
từ chính là công suất của cuộn dây điện từ.

b. Thời gian tác động :
T
tđ
là thời gian kể từ khi khối tiếp nhận có tín hiệu đến khi khối chấp hành làm việc, ví dụ
đối với loại rơle điện từ là quãng thời gian từ khi cuộn dây rơle có điện đến khi tiếp điểm của nó
đóng hoặc mở hoàn toàn.

c. Hệ số trở về :
Trong đó : I
tv
là trị số dòng điện trở về xác định bằng cách sau khi tiếp điểm thờng m
ở

rơle đóng hoàn toàn, thí nghiệm giảm từ từ dòng điện khởi động đến khi tiếp điểm rơle mở ra, tại
thời điểm đó sẽ đo đợc I
tv
. K
tv
càng gần 1 thì rơle càng chính xác.

d. Độ nhạy của rơle :
Trong đó : I
R
là dòng điện chạy qua rơle khi ngắn mạch cuối vùng bảo vệ. Yêu cầu kỹ
thuật đối với sơ đồ bảo vệ chính K
n
>= 1,5 và đối với sơ đồ bảo vệ dự trữ (dự phòng) K
n
>= 1,2.



Ô2 rơle điện từ
2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc :

Xét một Rơle nh hình vẽ: khi cho dòng điện đi vào cuộn dây nam châm điện thì nắp sẽ
chịu một lực hút F.

Lực hút điện từ đặt vào nắp :
Với : khe hở
I : dòng điện
K : hệ số

Khi dòng điện vào cuộn dây i > I
tđ
(dòng điện tác động) thì lực hút F tăng dẫn đến khe h
ở

giảm làm đóng tiếp điểm (do tiếp điểm đợc gắn với nắp).

Khi dòng điện i I
tv
(dòng trở về) thì lò xo F
lò xo
> F (lực điện từ) và rơle nhả. Tỷ
số đợc gọi là hệ số trở về.

Rơle dòng cực đại K
tv
< 1

td
dk
dk
P
P
K =
kd
R
n
I
I
K =

2
2
.

iK
F =
4
1
2
3
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Rơle dòng cực tiểu K
tv
> 1

Rơle càng chính xác thì K
tv
càng gần 1 Hệ số điều khiển rơle :

Với P
đk
là công suất điều khiển.

P
tđ
là công suất tác động của rơle.

Rơle càng nhạy thì K
đk
càng lớn

Khoảng thời gian từ lúc dòng điện i bắt đầu > I
tđ
thì đến lúc chấm dứt hoạt động của rơle gọi là
thời gian tác động t
tđ
.

Rơle điện từ phân ra làm hai loại :
+ Rơle một chiều thì
có U là điện áp đặt vào cuộn dây.
+ Rơle xoay chiều : lực F = 0 (tần số 2f) khi I = 0. Giá trị trung bình của lực hút sẽ là :
nếu cuộn dây đặt song song với nguồn U thì
Nam châm xoay chiều khi lực F = 0 lò xo kéo nắp ra do vậy rơle loại này khi làm việc có rung
động gây tiếng kêu, để hạn chế ngời ta sử dụng vòng ngắn mạch .

Rơle điện từ có :
- Công suất điều khiển P
đk
từ vài (W) đến vài nghìn (W).

- Công suất tác động P
tđ
từ vài (W) đến vài nghìn (W).

- Hệ số điều khiển K
đk
= (5 - 20).

- Thời gian tác động t

tđ
= (2 - 20)ms.

2.2. Nhợc điểm của rơle điện từ :
Công suất tác động P
tđ
tơng đối lớn, độ nhạy thấp, K
đk
nhỏ.

Loại mới tăng đợc K
đk
.



Ô3 rơle dòng điện

Ký hiệu

3.1. Công dụng :
Rơle dòng điện có chức năng bảo vệ quá dòng trong hệ thống điện

3.2. Ph
ân loại :
a. Phân loại theo nguyên tắc tác động :
Rơle dòng điện kiểu điện từ
Rơle dòng điện kiểu cảm ứng
Rơle dòng điện kiểu không tiếp điểm.
b. Phân loại theo chức năng bảo vệ :

Rơle dòng điện cực đại
Rơle dòng điện thứ tự không
ri
td
dk
dk
P
P
K =
2
2
'
'
.

U
KF
R
U
I ==
2
2
''
.

I
KF =
2
2
''

.

U
KF
tb
=
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -