Bài giảng An toàn điện: Chương 4 Bảo vệ nối dây trung tính

17/02/2014

An toàn là trên hế
hết- safety first

LOGO

CÁC NỘI DUNG SẼ NGHIÊN CỨU

1. Mục đích, ý nghĩa
2. Phạm vi ứng dụng
3. Nối đất làm việc và nối đất lặp lại
4. Cách thực hiện bảo vệ nối đây trung tính
5. Thiết bị đóng cắt và bảo vệ hạ áp

www.themegallery.com

1. Mục đích, ý nghĩa


Mục đích
•

Bảo vệ nối dây trung tính nhằm bảo đảm an toàn cho
người khi có sự chạm vỏ của 1 pha nào đó bằng cách
nhanh chóng cắt phần điện có sự chạm vỏ.

1. Mục đích, ý nghĩa


Mục đích

• Bảo vệ nối vỏ thiết bị với trung
tính được coi là bảo vệ chính.
• Đôi khi ta còn nối vỏ thiết bị với
đất qua một điện trở phụ Rp = 4
và được coi là bảo vệ phụ.

1


17/02/2014

1. Mục đích, ý nghĩa


Ý nghĩa
•

2. Phạm vi áp dụng


Biến sự chạm vỏ của thiết bị thành ngắn mạch một pha để

Phạm vi áp dụng
•

Dùng cho mạng điện 3 pha 4 dây,

các thiết bị bảo vệ cắt nhanh phần bị chạm vỏ bảo đảm an

điện áp < 1000V, có trung tính

toàn cho người.

nối đất.
•

Dùng cho mọi cơ sở sản xuất
không phụ thuộc vào môi trường
xung quanh.

3.1. Nối đất làm việc

3. Nối đất làm việc và nối đất lặp lại
3.1. Nối đất làm việc



Nối đất làm việc: Nối đất ở đầu nguồn điện, tạo điều kiện

3.2. Nối đất lặp lại

làm việc bình thường cho các thiết bị điện.
•

Đối với mạng 660/380V điện trở nối đất < 2Ω

•

Đối với mạng 380/220V điện trở nối đất < 4Ω

•

Đối với mạng 220/127V điện trở nối đất < 8Ω

2


17/02/2014

3.2. Nối đất lặp lại


Nối đất lặp lại: Nối đất lặp lại từng đoạn của mạng điện
•

Giảm điện áp đối với đất của dây trung tính khi có sự chạm

3.2. Nối đất lặp lại
 Trường hợp không có nối đất lặp lại
• Dây trung tính không đứt
- Điện áp Utx1 trên vỏ thiết bị
U tx 1  I N Z K  U f

vỏ thiết bị hay khi có sự lệch pha.
•

Giảm được chế độ sự cố ở trường hợp dây trung tính bị đứt.

Trong đó
•

IN là dòng ngắn mạch 1 pha

•

ZK là tổng trở ngắn mạch của dây trung tính tính từ
nguồn đến điểm ngắn mạch.

3.2. Nối đất lặp lại
 Trường hợp không có nối đất lặp lại
• Dây trung tính bị đứt
- Điện áp Utx1 = 0V
- Điện áp Utx2 = Utx3 = Uf

3.2. Nối đất lặp lại
 Trường hợp có nối đất lặp lại
• Dây trung tính không bị đứt
- Điện áp Utx1 trên vỏ thiết bị
U

tx 1

Trong đó

 Id * R2 

IN * ZK
R2
R0  R2

• Utx1 là điện áp trên vỏ thiết bị khi nối đất lặp lại
• R0 là điện trở nối đất trung tính
• R2 là điện trở nối đất lặp lại

3


17/02/2014

3.2. Nối đất lặp lại
 Trường hợp có nối đất lặp lại

4. Cách thực hiện bảo vệ nối đây trung tính
 Khi thực hiện bảo vệ nối dây trung tính

• Dây trung tính bị đứt

• Tất cả các phần kim loại của các thiết bị điện

- Điện áp trên vỏ thiết bị trước chổ đứt

• Vỏ thiết bị

U tx1  I d * R0 

Uf
R0  R 2

R0  U f

- Điện áp trên vỏ thiết bị sau chổ đứt
U tx2  Utx3  I d * R2 

Uf
R0  R2

R2  U f

• Khung bệ của thiết bị phân phối điện
• Vỏ kim loại của cáp,..
• Phải được nối một cách chắc chắn với dây trung
tính.

4. Cách thực hiện bảo vệ nối đây trung tính
 Khi thực hiện bảo vệ nối dây trung tính
• Không được đặt cầu chì trên dây trung tính
• Không được đặt cầu dao trên dây trung tính
• Không được đặt các thiết bị đóng cắt khác trên
dây trung tính
• Trừ trường hợp đặc biệt khi cắt đồng thời các
dây pha và dây trung tính.

4. Cách thực hiện bảo vệ nối đây trung tính
1. Điểm nối vỏ thiết bị với dây trung
tính.
2. Thiết bị đóng cắt bảo vệ: cầu dao, áp
tô mát...
3. Thiết bị 1 pha: đèn chiếu sáng.
4. Thiết bị 2 pha
5. Thiết bị 3 pha

6. Nối đất lập lại dây trung tính

4


17/02/2014

4. Cách thực hiện bảo vệ nối đây trung tính

4. Cách thực hiện bảo vệ nối đây trung tính

 Dây trung tính không được đặt cầu chì, cầu dao hoặc các thiết
 Dây nối trung tính bảo vệ phải

bị đóng cắt

dùng một dây riêng, dây này
không được đồng thời dùng
Sai

đúng

4. Cách thực hiện bảo vệ nối đây trung tính

làm dây dẫn điện

5. Thiết bị đóng cắt và bảo vệ hạ áp
5.1. Máy cắt hạ áp

 Trong mạng có trung tính trực

tiếp nối đất, nếu vì một nguyên
nhân nào đó mà bị mất trung tính,

5.2. Thiết bị chống rò dòng
5.3. Cầu chì

không cho phép dùng đất như một
dây dẫn.

5


17/02/2014

5.1. Máy cắt hạ áp
5.1.1. Khái niệm

5.1.1. Khái niệm


Khái niệm: Máy cắt hạ áp ( Circuit
Breaker – CB ) là loại khí cụ điện điều

5.1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc

khiển bằng tay nhưng có khả năng tự

5.1.3. Phân loại CB

động cắt mạch khi mạng điện bị ngắn

5.1.4. Các thông số cơ bản của BC

mạch, quá tải hoặc sụt áp,…


Lĩnh vực sử dụng: Sử dụng trong công
nghiệp và dân dụng

5.1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc
1. Cần tác động
2. Cơ cấu tác động đóng, mở

5.1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc


Cấu tạo
•

Vỏ của CB có chức năng đảm bảo

3. Các tiếp điểm

an toàn cho người sử dụng và thao

4. Các đầu nối

tác đóng cắt trên CB.

5. Lưỡng kim nhiệt

6. Vít hiệu chỉnh dòng tác động
7. Cơ cấu cắt điện từ

•

Cơ cấu cắt điện từ có bộ phận cơ
bản là cuộn dây. Cuộn dây có một
lõi sắt cố định và lõi chuyển động.

8. Hệ thống dập hồ quang

6


17/02/2014

5.1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc


Cấu tạo
•

5.1.3. Phân loại CB


Cơ cấu nhiệt bảo vệ quá tải bằng thanh

• Thường sử dụng trong công nghiệp thương mại,

lưỡng kim

•

thiết bị trong nhà và trong dân dụng.

Tiếp điểm gồm có tiếp điểm hồ quang,

• Có kích thước nhỏ, dòng định mức nhỏ.

tiếp điểm động, tiếp điểm tĩnh.
•

MCB ( Miniature Circuit Breakers)

• Chỉ phù hợp cho việc bảo vệ cáp, bảo vệ chiếu

Hệ thống dập hồ quang: ngăn dẫn hồ

sáng, mạch nung, mạch điều khiển động cơ công

quang và buồng dập hồ quang.

suất nhỏ.

5.1.3. Phân loại CB


MCB ( Miniature Circuit Breakers)
• Số cực: 1P, 1P+1N, 2P, 3P, 4P
• Dòng định mức: 0.1-100A
• Điện áp định mức: 220-415VAC, 60-110VDC

• Khả năng cắt dòng ngắn mạch: 3, 4, 5, 6, 10 KA

5.1.3. Phân loại CB


MCCB (Moulded Case Circuit Breakers)
• Thường sử dụng trong các hệ thống phân
phối
• Các giá trị điện áp định mức cao hơn có thể
lên đến 1000VAC, 1200VDC.

7


17/02/2014

5.1.3. Phân loại CB


MCCB (Moulded Case Circuit Breakers)
• Giá trị dòng điện định mức cao hơn 100A, có
thể lên đến 2500A hay lớn hơn.
• Khả năng cắt dòng cũng cao hơn lên đến
50KA hay lớn hơn.

5.1.4. Các thông số cơ bản của CB


Các thông số cơ bản
• Số cực: 1P, 1P+1N, 2P, 3P, 4P

• Điện áp định mức ( Uc )
• Điện áp cách điện ( Ui )
• Đện áp làm việc cực đại ( UBmax )
• Điện áp làm việc cực tiểu ( UBmin )
• Dòng điện định mức ( In )

5.1.4. Các thông số cơ bản của CB


Các thông số cơ bản
• Dòng điện tác động bộ phận bảo vệ quá dòng (Ir)
• Tần số làm việc (f)

5.2. Thiết bị chống dòng rò
2.2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc
2.2.2. Phân loại thiết bị chống dòng điện rò
2.2.3. Thông số chính của thiết bị chống dòng rò

• Khả năng cắt dòng ngắn mạch lớn nhất (Icu)
• Điện áp thử nghiệm xung (Uimp)
• Các đặc tuyến ngắt dòng B, C, D, K, Z và MA

8


17/02/2014

5.2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc


Thiết bị chống rò cơ cấu cơ điện

5.2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc


1. Rơ le tác động

Thiết bị chống rò cơ cấu cơ điện
•

Biến dòng lõi cân bằng (mạch từ hình xuyến lõi Ferrit
có từ thẩm cao).

2. Lõi biến dòng
•

3. Nút nhấn kiểm tra

Trên lõi được quấn hai cuộn dây có số vòng bằng nhau,
sao cho khi có dòng điện đi qua thì từ thông tổng của

4. Điện trở hạn dòng

hai từ thông sinh ra bởi dòng điện đi và dòng điện về
qua hai cuộn dây này có trị số bằng 0

5.2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc


Thiết bị chống rò cơ cấu cơ điện

•

5.2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc


Cấu tạo thiết bị chống rò rờ le điện tử

Một cuộn dây cảm ứng quấn nhiều

1. Vi mạch điện tử

vòng dây cỡ dây nhỏ dùng để nhận

2. Rơ le tác động

dòng điện cảm ứng cung cấp cho

3. Lõi biến dòng

cuộn rơle dòng điện tác động cơ cấu
ngắt làm mở hệ thống tiếp điểm cắt
mạch điện.

4. Nút nhấn kiểm tra
5. Điện trở hạn dòng

9


17/02/2014

5.2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc


Thiết bị chống dòng rò rờ le điện tử
•

5.2.2. Phân loại thiết bị chống dòng rò


Về cơ bản giống như thiết bị chống dòng rò với cơ cấu

Thiết bị chống dòng rò RCD, RCCB
•

điện cơ chỉ thêm vào vi mạch khuếch đại. Vi mạch này

Là thiết bị ngắt mạch điện khi chúng phát hiện dòng rò
khỏi mạch vượt quá giá trị an toàn.

dùng để khuếch đại dòng điện cung cấp cho rờ le, nhằm
mục đích tăng độ nhay và tính chính xác cao hơn.
•

Khi lắp đặt phải đúng dây pha vào cực L, dây trung tính
vào cực N và sử dụng điện áp đúng định mức → đảm
bảo vi mạch không hư hỏng.

RCD

5.2.2. Phân loại thiết bị chống dòng rò


Thiết bị chống dòng rò RCD (Residual Current Device)
•

5.2.2. Phân loại thiết bị chống dòng rò


Thiết bị chống dòng rò RCCB (Residual-Current Circuit

RCD hai cực cung cấp bảo vệ chống quá dòng và hỏng cách
điện cho các mạch điện cuối, Thích hơn với mạch điện TT,

RCCB

Breaker)
•

vận hành trên các mạng điện 1 pha.

RCCB được dùng chống dòng rò xuống đất trong mạng điện
hiện hữu được trang bị nhiều CB và cầu chì.

•

Bảo vệ người RCD có dòng rò định mức 30mA

•

•

Bảo vệ chống cháy RCD có dòng định mức rò 300mA-

 Chú ý: Các thiết bị RCD, RCCB cần được sử dụng ghép với

500mA.

RCCB tương thích với mọi dạng nối đất của hệ thống.

máy cắt hạ áp kiểu từ-nhiệt hay cầu chì để bảo vệ chống quá
dòng và chống ngắn mạch

10


17/02/2014

5.2.2. Phân loại thiết bị chống dòng rò


5.2.2. Phân loại thiết bị chống dòng rò


Thiết bị ngắt dòng rò đất ELCB (Earth

Thiết bị chống rò với bảo vệ quá tải RCBO

Leakage Circuit Breaker)
•

ELCB gồm mô dun EL tích hợp trong CB

•

Bảo vệ chống quá dòng và hỏng cách điện cho
các tủ điện chính hạ áp, các mạch phân phối

( Residual Current Breaker with Overload )
•

RCBO là tổ hợp thiết bị chống rò dòng RCD
và máy cắt hạ áp kiểu điện từ nhiệt MCB.

ELCB

•

phụ trong công nghiệp; bảo vệ động cơ hay

RCBO có cả hai chức năng bảo vệ chống quá
dòng và chống dòng chạm đất.

mạch cáp có dòng định mức 250A.

5.3. Cầu chì

5.2.3. Các thông số chính


Các thông số chính
•

Dòng rò tác động làm việc I∆n

•

Dòng rò không tác động I∆ = 0,5 I∆n
- Nếu I∆ < 0,5 I∆n thiết bị RCD không tác động
- Nếu 0,5 I∆n < I∆ < I∆n thiết bị RCD có thể tác động



Là thiết bị bảo vệ bằng cách chảy một hay nhiều dây chảy
để ngắt mạch và cắt dòng nếu dòng vượt quá giá trị cài đặt
trong khoảng thời gian cho



Chống quá tải và ngắn mạch trong mạng điện hạ áp dân
dụng có đặt tính gG phù hợp với tiêu chuẩn IEC 60269-3.

- Nếu 0,5 I∆n < I∆ < I∆n thiết bị RCD chắc chắn tác động
•

Ngoài ra, thiết bị chống dòng rò, đặc biệt có tích hợp máy cắt hạ
áp còn có các thông số chính như mày cắt hạ áp

11

17/02/2014

LOGO

www.themegallery.com

12