Bài 8: Cầu chì Thời gian:5 giờ Mục tiêu của bài - Mô tả cấu tạo, giải thích nguyên lý làm việc và trình bày được công dụng của cầu chì. - Kiểm tra, tháo lắp, hiệu chỉnh và thay thế được các cầu chì. - Tính, chọn chính xác dây chảy cho từng phụ tải cụ thể. - Tuân thủ quy tắc lắp đặt, sửa chữa và thay thế cầu chì. - Tích cực, nghiêm túc trong công việc và luôn tuân thủ các quy tắc an toàn. Nội dung chính 1. Khái niệm và công dụng 1. Khái niệm 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. Các tính chất và yêu cầu của cầu chì: - Cầu chì có đặc tính làm việc ổn định, không tác động khi có dòng điện mở máy và dòng điện định mức lâu dài đi qua. - Đặc tính A-s của cầu chì phải thấp hơn đặc tính của đối tượng bảo vệ. - Khi có sự cố ngắn mạch, cầu chì tác động phải có tính chọn lọc. - Công suất của thiết bị càng tăng, cầu chì càng phải có khả năng cắt lớn hơn. - Việc thay thế cầu chì bị cháy phải dễ dàng và tốn ít thời gian. Công dụng Cầu chì có đặc điểm là đơn giản, kích thước bé, khả năng cắt lớn và giá thành hạ nên được ứng dụng rộng rãi. Cầu chì thường dùng để bảo vệ ngắn mạch cho đường dây dẫn, máy biến áp, động cơ điện, thiết bị điện, mạch điện điều khiển, mạch điện thắp sáng…. Phân loại và ký hiệu 2. Phân loại - Dựa vào khả năng bảo vệ, trong mạng điện hạ 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. 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. + 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 (Công tắc tơ, máy cắt) nhằm 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. - Dựa vào kết cấu, cầu chì hạ áp chia làm các loại sau: + Loại hở: Loại này không có vỏ bọc kín, thường chỉ có dây chảy. Đó là những phiến làm bằng chì lá, kẽm, hợp kim chì thiếc, nhôm lá hay đồng lá mỏng được dập cắt thành các dạng như hình 10. Sau đó dùng vít bắt chặt vào các đầu cực dẫn điện đặt trên các bản cách điện bằng sứ, đá….1: Cầu chì hạ áp loại hở Dây chảy còn có dạng tiết diện tròn làm bằng chì (hình 10.1b), được thông dụng ở các cỡ 5A, 10A, 15A, 30A. 55 + Loại vặn: Thường có dạng như hình vẽ 10.2: Dây chảy 1 nối với nắp 2 ở phía trong. Nắp 2 có dạng răng vít để vặn chặt vào đế 3. Dây chảy bằng đồng, có khi dùng bạc, có các cỡ định mức 6A, 20A, 25A, 30A, 60A, 100A ở điện áp 500V.2: Cầu chì vặn + Loại hộp (cầu chì hộp): Hộp và nắp đều làm bằng sứ cách điện và đều bắt chặt các tiếp xúc điện bằng đồng. Tiếp xúc có kết cấu kẹp chặt đơn hoặc kép. Loại kép kẹp giữ chặt hơn, ít bị rơi nắp trong sử dụng vận hành. Dây chảy được bắt chặt bằng vít vào phía trong nắp. Nó không được chế tạo sẵn mà tùy nơi sử dụng, thường dùng dây chảy là dây chì tròn hoặc chì lá có kích thước thích hợp. Cầu chì hộp chế tạo theo các cỡ có dòng điện định mức là: 5A, 10A, 15A, 20A, 30A, 60A, 80A, 100A ở điện áp 500V. + Loại kín trong ống không có thạch anh: Vỏ làm bằng chất hữu cơ (một loại xenlulô) có dạng hình ống, thường gọi là cầu chì ống phíp, có hình dạng chung như hình 10. Dây chảy được đặt trong ống kín bằng phíp 1, hai đầu có nắp bằng đồng 3, có răng vít để vặn chặt kín. Dây chảy 5 được nối chặt với các cực tiếp xúc 6 bằng các vòng đệm đồng 4. Dây chảy của cầu chì này làm bằng kẽm là vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp (4200C), lại có khả năng chống gỉ. Nó được dập theo dạng phiến. Quá trình dập hồ quang như sau: Khi xảy ra ngắn Hình 8.3: Cầu chì mạch, dây chảy sẽ đứt ra ở chỗ có tiết diện hẹp và phát sinh ống phíp hồ quang. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao của hồ quang, vỏ xenlulô của ống bị đót nóng sẽ bốc hơi, làm áp lực trong ống tăng lên rất lớn (40÷80 at) sẽ dập tắt hồ quang. 56 + Loại kín trong ống có cát thạch anh: Loại này có đặc tính bảo vệ tốt hơn loại trên, có hình dạng cấu tạo như hình 10. Loại này còn gọi là cầu chì ống sứ. Vỏ cầu chì 1 làm bằng sứ có dạng là hình hộp chữ nhật. Trong vỏ có trụ tròn rỗng để đặt dây chảy 2 dạng lá, sau đó đổ đầy cát thạch anh 3. Dây chảy được hàn đính vào đĩa 4 và được bắt chặt vào phiến 5 có cực tiếp xúc 6. Các phiến 5 được bắt chặt vào ống sứ bằng vít 7.4: Cầu chì ống có cát thạch anh Ký hiệu cầu chì: 2. Cấu tạo Cầu chì bao gồm các thành phần sau : - Phần tử ngắt mạch: đây chính là thành phần chính của cầu chì, phần tử này phải có khả năng cảm nhận được giá trị hiệu dụng của dòng điện qua nó. Phần tử này có giá trị điện trở suất rất bé ( thường bằng bạc, đồng, hay các vật liệu dẫn có giá trị điện trở suất nhỏ lân cận với các giá trị nêu trên . Hình dạng của phần tử có thể ở dạng là một dây (tiết diện tròn), dạng băng mỏng . - Thân của cầu chì: thường bằng thủy tinh, ceramic (sứ gốm ) hay các vật liệu khác tương đương. Vật liệu tạo thành thân của cầu chì phải đảm bảo được hai tính chất : + Có độ bền cơ khí . + Có độ bền về điều kiện dẫn nhiệt , và chịu đựng được các sự thay đổi nhiệt độ đột ngột mà không hư hỏng. - Vật liệu lấp đầy: ( bao bọc quanh phần tử ngắt mạch trong thân cầu chì ) thường bằng vật liệu silicat ở dạng hạt, nó phải có khả năng hấp thu được năng lượng sinh ra do hồ quang và phải đảm bảo tính cách điện khi xảy ra hiện tượng ngắt mạch. - Các đầu nối : Các thành phần này dùng định vị cố định cầu chì trên các thiết bị đóng ngắt mạch; đồng thời phải đảm bảo tính tiếp xúc điện tốt. Nguyên lý hoạt động Khi có dòng điện ngắn mạch lớn quá mức cho phép đạt tới dòng tác động của dây chảy, dây chảy đứt làm hở mạch điện. Đặc tính cơ bản của cầu chì là sự phụ thuộc của thời gian chảy đứt với dòng điện 57 chạy qua (đặc tính ampe - giây). Để có tác dụng bảo vệ, đường ampe - giây của cầu chì tại mọi điểm phải thấp hơn đặc tính của đối tượng cần bảo vệ. - Đối với dòng điện định mức của cầu chì: năng lượng sinh ra do hiệu ứng Joule - Lenx khi có dòng điện định mức chạy qua sẽ tỏa ra môi trường và không gây nên sự nóng chảy, sự cân bằng nhiệt sẽ được thiết lập ở một giá trị mà không gây sự già hóa hay phá hỏng bất cứ phần tử nào của cầu chì. - Đối với dòng điện ngắn mạch của cầu chì: sự cân bằng trên cầu chì bị phá hủy, nhiệt năng trên cầu chì tăng cao và dẫn đến sự phá hủy 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, như hình 10.5 Đặc tính Ampe-giây của cầu chì 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 xảy ra chậm và phần lớn nhiệt lượng đều toả ra môi trường xung quanh. Do đó cầu chì không bảo vệ được quá tải nhỏ. Thông số kỹ thuật của cầu chì Bảng thông số kỹ thuật của một số cầu chì. Dòng chảy và không chảy của cầu chì Dòng định mức Idm Dòng qui ước Dòng qui ước Thời gian qui Loại (A) không chảy Inf chảy If ước (giờ) Idm 4A 1.9 Idm 1 gG 16<Idm 63A 1.6 Idm 1 gM 63<Idm 160A 1.
Giáo trình khí cụ điện nghề điện nước trung cấp phần 2 tại Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô
Giáo trình khí cụ điện nghề điện nước trung cấp phần 2 cung cấp kiến thức chuyên sâu cho sinh viên trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xô.
Trường đại học
Trường Đại Học Kỹ ThuậtChuyên ngành
Khí Cụ ĐiệnNgười đăng
Ẩn danhThể loại
Giáo TrìnhPhí lưu trữ
30 PointMục lục chi tiết
THÔNG TIN CHI TIẾT
Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật
Chuyên ngành: Khí Cụ Điện
Đề tài: Giáo Trình Khí Cụ Điện Trung Cấp Phần 2
Loại tài liệu: Giáo Trình
Năm xuất bản: 2023
Địa điểm: Hà Nội
Trích đoạn nội dung tài liệu
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ