Giáo trình Khí cụ điện - CĐ Nghề Công nghiệp Hải Phòng

Dưới đây là các meta tag được tạo cho bài viết "Giáo trình khí cụ điện ngành điện công nghiệp cđ công nghiệp hải phòng": { "ai_description": "Giáo trình khí

• Trường học: Trường Cao đẳng Công nghiệp Hải Phòng
• Chuyên ngành: Điện công nghiệp
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hải Phòng

Tóm tắt

I. Tổng quan về khí cụ điện ngành điện công nghiệp

Khí cụ điện đóng vai trò trung tâm trong hệ thống điện công nghiệp. Chúng đảm bảo đóng cắt, bảo vệ và điều khiển dòng điện an toàn. Các loại khí cụ này bao gồm cầu dao, công tắc, máy cắt điện và aptomat. Chúng được thiết kế để hoạt động trong điều kiện hạ thế và trung thế. Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động giúp tối ưu hiệu suất và tuổi thọ thiết bị. Khí cụ điện còn hỗ trợ kiểm soát dòng điện vượt mức và bảo vệ mạng lưới khỏi hư hỏng. Năng lực này cần thiết cho ngành điện công nghiệp hiện đại.

1.1. Vai trò và phân loại khí cụ điện

Khí cụ điện chia thành ba loại chính: đóng cắt, bảo vệ và điều khiển. Loại đóng cắt như cầu dao và công tắc dùng để kết nối hoặc ngắt mạch. Loại bảo vệ như aptomat ngắt mạch khi phát hiện dòng điện quá tải. Loại điều khiển như nút nhấn và công tắc từ xa điều khiển thiết bị từ xa. Phân loại này giúp chọn khí cụ phù hợp với từng ứng dụng cụ thể. Hiểu rõ phân loại này giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng.

1.2. Yêu cầu kỹ thuật cơ bản

Các khí cụ điện phải đáp ứng tiêu chuẩn về điện áp định mức, dòng điện và khả năng chịu nhiệt. Chúng cần đảm bảo độ bền và tuổi thọ cao. Tiêu chuẩn Việt Nam quy định các thông số kỹ thuật cụ thể cho từng loại khí cụ. Các khí cụ phải được kiểm tra định kỳ để đảm bảo an toàn và hiệu suất. Tuân thủ tiêu chuẩn giúp tránh hư hỏng và đảm bảo an toàn lao động.

II. Phân tích vấn đề về hư hỏng và bảo trì khí cụ điện

Hư hỏng khí cụ điện thường xảy ra do quá tải, ôxy hóa tiếp điểm hoặc sử dụng sai cách. Các hiện tượng này gây gián đoạn hoạt động và giảm tuổi thọ thiết bị. Để khắc phục, cần kiểm tra định kỳ và bảo trì thường xuyên. Hư hỏng thường gặp bao gồm tiếp điểm oxy hóa, dây dẫn đứt hoặc buồng dập hồ quang bị hỏng. Phát hiện sớm và sửa chữa kịp thời giúp tránh tai nạn và giảm chi phí sửa chữa. Bảo trì định kỳ là biện pháp hiệu quả để duy trì hiệu suất và an toàn.

2.1. Nguyên nhân phổ biến của hư hỏng

Hư hỏng khí cụ điện chủ yếu do quá tải điện, môi trường bụi bẩn hoặc sử dụng sai cách. Quá tải làm tăng nhiệt độ và oxy hóa tiếp điểm. Bụi bẩn làm giảm hiệu suất tiếp xúc. Sử dụng sai cách như đóng cắt quá tải cũng gây hư hỏng. Các nguyên nhân này thường xảy ra trong môi trường công nghiệp. Phát hiện nguyên nhân chính xác giúp chọn phương pháp bảo trì phù hợp.

2.2. Kiểm tra và bảo trì định kỳ

Kiểm tra định kỳ bao gồm kiểm tra tiếp điểm, dây dẫn và buồng dập hồ quang. Sử dụng đồng hồ vạn năng và bút thử điện để đo điện áp và dòng điện. Bảo trì thường xuyên bao gồm vệ sinh tiếp điểm, thay thế dây dẫn hư hỏng và kiểm tra buồng dập hồ quang. Thực hiện theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Bảo trì định kỳ giúp duy trì hiệu suất và an toàn thiết bị.

III. Giải pháp và phương pháp sử dụng khí cụ điện hiệu quả

Sử dụng khí cụ điện hiệu quả yêu cầu chọn loại phù hợp và tuân thủ hướng dẫn sử dụng. Chọn khí cụ dựa trên tiêu chuẩn điện áp và dòng điện định mức. Thao tác đóng cắt cần tuân thủ quy trình an toàn. Bảo trì định kỳ và kiểm tra thường xuyên giúp duy trì hiệu suất. Áp dụng các biện pháp bảo vệ như aptomat giúp ngăn ngừa hư hỏng. Hiểu rõ nguyên lý hoạt động giúp tối ưu hóa sử dụng và giảm chi phí sửa chữa.

3.1. Chọn khí cụ điện phù hợp

Chọn khí cụ điện dựa trên tiêu chuẩn điện áp và dòng điện định mức. Ví dụ, cầu dao phù hợp cho mạch hạ thế, còn máy cắt điện dùng cho mạch trung thế. Tiêu chuẩn Việt Nam quy định các thông số kỹ thuật cụ thể. Chọn khí cụ phù hợp giúp tránh quá tải và đảm bảo an toàn. Hiểu rõ yêu cầu kỹ thuật giúp chọn khí cụ đúng cách.

3.2. Thao tác và bảo trì an toàn

Thao tác đóng cắt cần tuân thủ quy trình an toàn như ngắt nguồn trước khi bảo trì. Sử dụng dụng cụ phù hợp như kìm và tuốc nơ vít. Bảo trì định kỳ bao gồm vệ sinh tiếp điểm và kiểm tra dây dẫn. Áp dụng các biện pháp bảo vệ như aptomat giúp ngăn ngừa hư hỏng. Thực hiện theo hướng dẫn của nhà sản xuất để đảm bảo an toàn và hiệu suất.

IV. Kết luận và ứng dụng trong ngành điện công nghiệp

Khí cụ điện đóng vai trò quan trọng trong ngành điện công nghiệp. Hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phương pháp sử dụng giúp tối ưu hóa hiệu suất và an toàn. Áp dụng các biện pháp bảo trì và kiểm tra định kỳ giúp duy trì hiệu suất và giảm chi phí sửa chữa. Khí cụ điện là yếu tố không thể thiếu trong hệ thống điện công nghiệp hiện đại. Năng lực sử dụng và bảo trì khí cụ điện hiệu quả giúp nâng cao hiệu quả kinh tế và an toàn lao động.

4.1. Tầm quan trọng trong hệ thống điện công nghiệp

Khí cụ điện đảm bảo đóng cắt, bảo vệ và điều khiển dòng điện an toàn. Chúng đóng vai trò trung tâm trong hệ thống điện công nghiệp. Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động giúp tối ưu hóa hiệu suất và tuổi thọ thiết bị. Khí cụ điện còn hỗ trợ kiểm soát dòng điện vượt mức và bảo vệ mạng lưới khỏi hư hỏng. Năng lực này cần thiết cho ngành điện công nghiệp hiện đại.

4.2. Ứng dụng trong thực tế và phát triển tương lai

Áp dụng khí cụ điện hiệu quả giúp nâng cao hiệu quả kinh tế và an toàn lao động. Trong tương lai, công nghệ mới sẽ cải tiến chất lượng và hiệu suất của khí cụ điện. Các biện pháp bảo trì và kiểm tra định kỳ sẽ trở nên quan trọng hơn. Hiểu rõ ứng dụng và phát triển tương lai giúp ngành điện công nghiệp phát triển bền vững. Khí cụ điện sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong ngành này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

mở đầu 3 3 2 Bài 1. Khí cụ điện đóng cắt 17 6 10 1 3 Bài 2. Khí cụ điện bảo vệ 12 6 5 1 4 Bài 3. Khí cụ điện điều khiển 13 5 7 1 Cộng: 45 20 22 3 5 YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔN HỌC Về kiến thức: Các lọai khí cụ điện đóng cắt, bảo vệ, đo lường.

dùng trong mạng hạ thế và trong doanh nghiệp công nghiệp. Về kỹ năng: - Lựa chọn, sử dụng đúng chức năng các loại khí cụ điện hạ thế. - Tháo lắp, sửa chữa được một số hư hỏng ở các loại khí cụ điện thông dụng. Về thái độ: BÀI KIỂM TRA 1: 30 phút; Kiểm tra viết.

Đánh giá kết quả tiếp thu về bài Khí cụ điện đóng cắt, bài Khí cụ điện bảo vệ. BÀI KIỂM TRA 2: 30 phút; Kiểm tra viết. Đánh giá kết quả tiếp thu về bài Khí cụ điện điều khiển. BÀI KIỂM TRA 3: (Thực hành): 60 phút; Tiến hành thường xuyên trong các buổi thực hành.

Nội dung trọng tâm phải đánh giá được kỹ năng của học viên về : - Lắp đặt, sử dụng các khí cụ điện. - Tính chọn khí cụ điện. - Tháo lắp, kiểm tra thông số của các khí cụ điện. - Xác định các hư hỏng, nguyên nhân gây ra hư hỏng.

Học viên phải phát hiện được từ hai đến ba sai lỗi và sửa chữa/thay thế các bộ phận bị hư hỏng của các khí cụ điện. BÀI KIỂM TRA 4: KIỂM TRA KẾT THÚC MÔN HỌC; 90 PHÚT: Gồm 2 phần: - Lý thuyết: Kiểm tra viết; Đánh giá kết quả tiếp thu của cả môn học bao gồm tất cả các ý trọng tâm. - Thực hành: Nhằm đánh giá các kỹ năng của học viên về lắp ráp/lắp đặt, phát hiện sai lỗi và sửa chữa các loại khí cụ điện trong các trường hợp xác định. Bài kiểm tra này có thể thực hiện tại xưởng, giáo viên giao cho học viên các loại khí cụ điện hoặc mạch điện có lỗi.

Học viên tìm nguyên nhân gây ra lỗi, xác định và sửa chữa lỗi. Hoặc giáo viên giao cho học viên thiết bị của doanh nghiệp (hoặc đến doanh nghiệp) để bảo dưỡng, sửa chữa. Qua việc sửa chữa thực tế giáo viên đánh giá trình độ của học viên. 6 BÀI 1: KHÁI NIỆM VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN Khái niệm về khí cụ điện: M12-01.

Giới thiệu : Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp điện năng các thiết bị điện dân dụng, điện công nghiệp cũng như các khí cụ điện được sử dụng ngày càng tăng lên không ngừng. Chất lượng của các khí cụ điện cũng không ngừng được cải tiến và nâng cao cùng với sự phát triển của công nghệ mới. Vì vậy đòi hỏi người công nhân làm việc trong các ngành, nghề và đặc biệt trong các nghề điện phải hiểu rõ về các yêu cầu, nắm vững cơ sở lý thuyết khí cụ điện. Làm cơ sở để nắm vững cấu tạo, nguyên lý làm việc và ứng dụng của từng loại khí cụ điện để không 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 cần thiết về cơ sở lý thuyết khí cụ điện nhằm ứng dụng có hiệu quả trong ngành nghề của mình. Mục tiêu: - Nêu được khái niệm, công dụng của các loại khí cụ điện - Hiểu được cách tiếp xúc điện, cách tạo hồ quang điện và dập tắt hồ quang điện. - Rèn luyện tính nghiêm túc trong học tập và trong thực hiện công việc. Nội dung chính: 1.

Định nghĩa Khí cụ điện là những thiết bị dùng để đóng, cắt, điều khiển, điều chỉnh và bảo vệ các lưới điện, mạch điện, máy điện và các máy móc sản xuất. Ngoài ra nó còn được dùng để kiểm tra và điều chỉnh các quá trình không điện khác. Các yêu cầu cơ bản đối với khí cụ điện. Khí cụ điện phải thỏa mãn các yêu cầu sau: + Khí cụ điện phải đảm bảo sử dụng lâu dài với các thông số kỹ thuật ở định mức.

Nói cách khác dòng điện qua vật dẫn không được vượt quá trị số cho phép vì nếu không sẽ làm nóng khí cụ điện và nhanh hỏng. + Khí cụ điện ổn định nhiệt và ổn định điện động. Vật liệu phải chịu nóng tốt và có cường độ cơ khí cao vì khi quá tải hay ngắn mạch, dòng điện lớn có thể làm khí cụ điện hư hỏng hoặc biến dạng. + Vật liệu cách điện phải tốt để khi xẩy ra quá điện áp trong phạm vi cho phép khí cụ điện không bị chọc thủng.

+ Khí cụ điện phải đảm bảo làm việc được chính xác, an toàn song phải gọn nhẹ, rẻ tiền, dễ gia công, dễ lắp ráp, kiểm tra và sữa chữa. + Ngoài ra khí cụ điện phải làm việc ổn định ở các điều kiện và môi trường yêu cầu. Sự phát nóng của khí cụ điện. 7 Dòng điện chạy trong vật dẫn làm khí cụ điện nóng lên (theo định luật Jun- Lenxơ).

Nếu nhiệt độ vợt quá giá trị cho phép, khí cụ điện sẽ nhanh hỏng, vật liệu cách điện sẽ nhanh hoá già và độ bền cơ khí sẽ giảm đi nhanh chóng. Nhiệt độ cho phép của các bộ phận trong khí cụ điện được cho trong bảng sau:(bảng 1.1) 8 Bảng 1-1: Cấp cách Nhiệt độ cho điện phép (0C) Các vật liệu cách điện chủ yếu 110 Vật liệu không bọc cách điện hay để xa vật cách điện. 75 Dây nối tiếp xúc cố định. 75 Tiếp xúc hình ngón của đồng và hợp kim đồng.

110 Tiếp xúc trượt của đồng và hợp kim đồng. 110 Vật không dẫn điện không bọc cách điện. Y 90 Giấy, vải sợi, lụa, phíp, cao su, gỗ và các vật liệu tương tự, không tẩm nhựa. Các loại nhựa như: nhựa polietilen, nhựa polistirol, vinyl clorua, anilin.

A 105 Giấy, vải sợi, lụa tẩm dầu, cao su nhân tạo, nhựa polieste, các loại sơn cách điện có dầu làm khô. E 120 Nhựa tráng polivinylphocman, poliamit, eboxi. Giấy ép hoặc vải có tẩm nha phenolfocmandehit (gọi chung là bakelit giấy). Nhựa melaminfocmandehit có chất độn xenlulo.

Vải có tẩm poliamit. Nhựa poliamit, nhựa phênol - phurol có độn xenlulo. B 130 Nhựa polieste, amiăng, mica, thủy tinh có chất độn. Sơn cách điện có dầu làm khô, dùng ở các bộ phận không tiếp xúc với không khí.

Sơn cách điện alkit, sơn cách điện từ nhựa phenol. Các loại sản phẩm mica (micanit, mica màng mỏng). Nhựa phênol-phurol có chất độn khoáng. Nhựa eboxi, sợi thủy tinh, nhựa melamin focmandehit, amiăng, mica,hoặc thủy tinh có chất độn.

F 155 Sợi amiăng, sợi thủy tinh không có chất kết dính. H 180 Xilicon, sợi thủy tinh, mica có chất kết dính. C Trên 180 Mica không có chất kết dính, thủy tinh, sứ. Tùy theo chế độ làm việc mà khí cụ điện phát nóng khác nhau.

Có ba chế độ làm việc: làm việc dài hạn, làm việc ngắn hạn và làm việc ngắn hạn lặp lại. Chế độ ngắn hạn lặp lại: Ở chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại thường dùng hệ số thông dòng điện ĐL%. Theo định nghĩa: tlv tlv Đ L% 100 100 tlv tng T Trong đó: 9 - tlv là thời gian làm việc. - tng là thời gian nghỉ.

- T chu kỳ làm việc. Độ chênh nhiệt (còn gọi là độ tăng nhiệt) là hiệu nhiệt độ khí cụ điện và môi trường xung quanh: 0 Trong đó: - : nhiệt độ khí cụ điện. - o: nhiệt độ môi trường xung quanh. o o Các nước miền ôn đới quy định o = 35 C.

ở Việt Nam quy định o = 40 C Sự phát nóng do tổn hao nhiệt quyết định. Đối với KCĐ một chiều đó là tổn hao đồng, đối với KCĐ xoay chiều đó là tổn hao đồng và sắt. Ngoài ra còn có tổn hao phụ. Nguồn phát nóng chính ở KCĐ là: dây dẫn có dòng điện chạy qua, lõi thép có từ thông biến thiên theo thời gian.

Cầu chì, chống sét và một số KCĐ khác có thể phát nóng do hồ quang. Ngoài ra còn phát nóng do tổn thất dòng điện xoáy. Bên cạnh quá trình phát nóng có quá trình tỏa nhiệt theo ba hình thức: truyền nhiệt, bức xạ và đối lưu. Phát nóng của vật thể đồng chất ở chế độ làm việc dài hạn.

Đường đặc tính phát nóng theo thời gian của khí cụ điện ở chế độ dài hạn. Chế độ làm việc dài hạn là chế độ khí cụ làm việc trong thời gian t > t1, t1 là thời gian phát nóng của khí cụ điện từ nhiệt độ môi trường xung quanh đến nhiệt độ ổn định (hình 1-1) với phụ tải không đổi hay thay đổi ít. Khi đó độ chênh lệch nhiệt độ đạt tới trị số nhất định tôđ. Một vật dẫn đồng chất, tiết diện đều đặn có nhiệt độ ban đầu là nhiệt độ môi trường xung quanh.

Giả thiết dòng điện có giá trị không đổi bắt đầu qua vật dẫn: Từ lúc này vật dẫn tiêu tốn năng lượng điện để chuyển thành nhiệt năng làm nóng vật dẫn. Lúc đầu, nhiệt năng tỏa ra môi trường xung quanh ít mà chủ yếu tích lũy trong vật dẫn, nhiệt độ vật dẫn bắt đầu tăng dần lên và sau một thời gian đạt tới giá trị ổn định tôđ và giữ ở giá trị này. Như vậy là nhiệt độ vật dẫn tăng nhanh theo thời gian đến một lúc nào đó chậm dần và đi đến ổn định. Nhiệt lượng tiêu tốn trong khoảng thời gian dt theo định luật Jun-Lenxơ: Pdt I 2R , Ws Với: P - công suất tác dụng, W.

I - giá trị dòng điện hiệu dụng, A. 10 R - điện trở vật dẫn, W * Phương trình cân bằng nhiệt là: Pdt CMd S .dt Trong đó: CMd : phần tích lũy đốt nóng vật dẫn. aS dt: phần toả ra môi trường xung quanh. C: tỉ nhiệt vật dẫn.

M: khối lượng vật dẫn, kg. : độ chênh nhiệt độ (0C) so với môi trường xung quanh. : hệ số toả nhiệt W/m2, oC S: diện tích toả nhiệt của vật dẫn, m2. Tiếp xúc điện Theo cách hiểu thông thường, chỗ tiếp xúc điện là nơi gặp gỡ chung của hai hay nhiều vật dẫn để dòng điện đi từ vật dẫn này sang vật dẫn khác.

Bề mặt tiếp xúc giữa các vật dẫn gọi là bề mặt tiếp xúc điện. Tiếp xúc điện là một phần rất quan trọng của khí cụ điện. Trong thời gian hoạt động đóng mở, chỗ tiếp xúc sẽ phát nóng cao, mài mòn lớn do va đập và ma sát, đặc biệt sự hoạt động có tính chất hủy hoại của hồ quang. Tiếp xúc điện phải thỏa mãn các yêu cầu sau: - Thực hiện tiếp xúc chắc chắn, đảm bảo.

- Sức bền cơ khí cao. - Không phát nóng quá giá trị cho phép đối với dòng điện định mức. - Ổn định nhiệt và điện động khi có dòng ngắn mạch đi qua.