Giáo trình Khí cụ điện (Phần 2) - Trường Cao đẳng nghề Nam Định
Giáo trình khí cụ điện
CHƯƠNG 3: KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ VÀ ĐIỀU KHIỂN.
BÀI 3-1: CẦU CHÌ
1. Khái niệm và công dụng:
+ Cầu chì là KCĐ dùng bảo vệ thiết bị điện và lưới điện tránh khỏi dòng
điện ngắn mạch. Cầu chì là loại KCĐ 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 không 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.
2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc.
a. Cấu tạo
+ Cầu chì là KCĐ dùng bảo vệ thiết bị điện và lưới điện tránh khỏi dòng
điện ngắn mạch. Cầu chì là loại KCĐ 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 không 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
ẹeỏn taỷi
Boọ phaọn chaỷy
Nuựm vaởn
Kớnh trong
ẹeỏ caàu chỡ
Boọ phaọn ủeọm
Hỡnh3.19 Sụ ủoà toồng quaựt cuỷa caàu
Daõy
Loứ xo
ẹaàu tieỏp xuực
Chaõn tieỏp xuực
Baựo hieọu
ngaột maùch
Caựt thaùch anh
Daõy
Hỡnh3.20 Caỏu taùo cuỷa caàu chỡ hỡnh vieõn ủaùn
34
Khoa Điện - Điện Tử
Trường Cao đẳng nghề Nam Định
Giáo trình khí cụ điện
b. Nguyên lý hoạt động.
* Nguyên lý:
Dòng điện trong mạch đi qua dây chảy sẽ làm dây chảy nóng lên theo
định luật Jeunle-Lenx. Nếu dòng điện qua mạch bình thường, nhiệt lượng sinh ra
còn trong phạm vi chịu đựng của dây chảy thì mạch phải hoạt động bình thường.
Khi ngắn mạch (hoặc bị quá tải lớn) dòng điện tăng rất cao, nhiệt lượng
sinh ra sẽ làm dây chảy bị đứt và mạch điện bị cắt, thiết bị được bảo vệ.
* Đặc tính Ampe - giây của cầu chì
I
Hình 3.21: Đường đặc tính Ampe - giây của 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).
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 không bảo vệ được đối tượng. Trong thực tế khi quá tải (1,5 2)Iđm sự phát
nóng của cầu chì xẩy ra chậm và phần lớn nhiệt lượng đều toả ra môi trường
chung quanh. Do đó cầu chì không bảo vệ được quá tải nhỏ.
3. Các yêu cầu cơ bản của cầu chì
Trong mạng điện hạ thế và trung 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 hoá gồm dòng không nóng chảy và dòng nóng
chảy: dòng qui ước không nóng chảy Inf là giá trị dòng mà cầu chì có thể chịu
được không bị nóng chảy trong một khoảng thời gian qui định.
35
Khoa Điện - Điện Tử
Trường Cao đẳng nghề Nam Định
Giáo trình khí cụ điện
Dòng qui ước nóng chảy If là giá trị dòng gây ra hiên tượng nóng chảy
trước khi kết thúc khoảng thời gian qui định.
Bảng 8: Dòng chảy và không chảy của cầu chì.
Dòng định mức
Idm (A)
Dòng qui ước
không chảy Inf
1.50 Idm
Dòng qui ước Thời gian qui
Loại
chảy If
2.1 Idm
1.9 Idm
1.6 Idm
1.6 Idm
1.6 Idm
1.6 Idm
ước (giờ)
Idm 4A
1
1
1
2
3
4
4<Idm 16A
1.50 Idm
gG
16<Idm 63A
1.25 Idm
gM
63<Idm 160A
160<Idm 400A
400<Idm
1.25 Idm
1.25 Idm
1.25 Idm
* 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 (contactor, máy cắt) nhàm mục đích bảo
vệ chống các loại quá tải nhỏ hơn 4 Idm vì vậy không được sử dụng độc lập. Cầu
chì không được chế tạo để bảo vệ chống quá tải thấp.
Điện áp và dòng điện của dây chảy cầu chì hạ áp do hãng ABB chế tạo:
Điện áp xoay chiều (V)
Điện áp một chiều (V)
230, 400, 500, 690, 750, 1000
220, 440, 500, 600, 750, 1200, 1500, 2400, 3000
2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 100,
125, 160, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250
Dòng định mức (A)
* Cầu chì rơi (FCO: Fure Cut Out) kiểu CC-15 Và CC-24:
Cầu chì rơi (FCO) kiểu CC-15 và CC-24 sử dụng để bảo vệ quá tải và
ngắn mạch hệ thống tại các trạm biến thế điện áp 6-15 kV và 22 - 27 kV. Khi tác
động, dây chì bị đứt, bộ ống cầu chì bị bật rơi xuống tạo ra khoảng cách cách
điện nhìn thấy được, cách ly mạch cần bảo vệ khỏi đường dây mang điện áp.
Cầu chì rơi kiểu CC-15 và CC-24 là thiết bị bảo vệ có đặc tính và độ tin
cậy cao phù hợp với các tiêu chuẩn IEC265-1, IEC60282-2, GOST 2213-79,
ANSI C37.41, C37.42, TCVN5767, TCVN 5768 được sản xuất trên dây chuyền
công nghệ và thiết bị hiện đại, đảm bảo chất lượng theo ISO 9001.
36
Khoa Điện - Điện Tử
Trường Cao đẳng nghề Nam Định
Giáo trình khí cụ điện
(Hình 3.22: Hình dáng ngoài của FCO)
Kiểu
CC-15 và CC-24
6-15kV và 22-27 kV
50/60Hz
Điện áp danh định (Un)
Tần số danh định (fn)
Dung lượng cắt
8,10,12kA Asym
Dòng điện định mức lớn nhất 200A
(Imax)
Dòng điện định danh (In)
Khối lượng
10,20,25,30,35,40,50,75,100A...max 200A
6,5 kg và 7kg
Kiểm tra trước khi lắp đặt: Kiểm tra trị số dòng điện danh định của đây
chì, so sánh với yêu cầu của dòng điện cần bảo vệ thiết bị đã phù hợp chưa.
Vị trí lắp đặt: cầu chì rơi cao tới 4,5m so với mặt đất. Khi lắp đặt Cầu chì
rơi kiểu CC-15 và CC-24 trong hệ thống 3 pha, khoảng cách pha phải là 450
600mm.
Gá lắp - Đấu dây:
- Gá lắp: Kết cấu gá đỡ phải cứng vững. Bộ gá đỡ Cầu chì rơi trong hệ
thống 3 pha cùng nằm trên một mặt phẳng. Các Cầu chì rơi kiểu CC-15 và CC-
24 có thể lắp phải đặt tại bất cứ kết cấu phân phối ngoài trời bằng 3 bulông M12
kẹp chặt với Ke bắt của Cầu chì rơi (Xem hình vẽ kết cấu - kích thước lắp đặt ).
- Đấu dây: đầu nối với nguồn ở phía trên được nối với dây nguồn và đầu
nối với phụ tải ở phía dưới được nối với phụ tải bằng bulông M10.
Lắp dây chì (Xem hình bên):
37
Khoa Điện - Điện Tử
Trường Cao đẳng nghề Nam Định
Giáo trình khí cụ điện
Mở Đai ốc bảo vệ, nắp che nhôm - Tháo ống bảo vệ dây chì - Lắp dây
chảy bằng 2 Vít M3 vào đầu nối dây chì và dây dẫn - Lắp ống bảo vệ bên ngoài
dây chì - Luồn đầu dây dẫn vào ống dập hồ quang - Vặn chặt đai ốc bảo vệ phía
đầu nối dây chì - Kéo dây dẫn đủ căng, sau đó bắt đủ chặt đầu cuối dây dẫn với
tiếp điểm động dưới của bộ ống cầu chì bằng vòng đệm và Tai hồng.
- Lắp bộ ống cầu chì (xem hình vẽ kết cấu - kích thước lắp đặt):
- Điều kiện máy biến thế làm việc không tải hoặc không có điện áp.
- Dùng sào cách điện lồng vào tai tháo của bộ ống cầu chì để đặt bộ ống
cầu chì vào rãnh gố đỡ của bộ tiếp điểm tĩnh dưới.
- Móc sào cách điện vào khoen thao tác phía trên của bộ ống cầu chì, đẩy
mạnh lên phía trên để đóng tiếp điểm động trên vào tiếp điểm tĩnh trên của bộ
tiếp điểm tĩnh trên.
Tháo bộ ống cầu chì: trình tự ngược lại với lắp bộ ống cầu chì.
a
38
Khoa Điện - Điện Tử
Trường Cao đẳng nghề Nam Định