GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: LẮP ĐẶT THIẾT BỊ ĐIỆN CHIẾU SÁNG (MÃ SỐ: KTĐ19MĐ27) – TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Lắp đặt thiết bị điện chiếu sáng (Mã số mô đun: KTĐ19MĐ27) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề được ban hành theo Quyết định số 187/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao Đẳng Dầu Khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam), phục vụ đào tạo trình độ Cao đẳng cho nghề Lắp đặt thiết bị điện. Tài liệu do Tổ bộ môn Điện biên soạn với ban biên soạn gồm: ThS. Lê Thị Hải Huyền (Chủ biên), cùng các giảng viên Nguyễn Lê Cương và Nguyễn Xuân Thịnh.

Trong cấu trúc chương trình đào tạo nghề Lắp đặt thiết bị điện (tổng khối lượng 86 tín chỉ / 2025 giờ), mô đun KTĐ19MĐ27 có thời lượng 04 tín chỉ, tương đương 90 giờ đào tạo (bao gồm 28 giờ lý thuyết, 54 giờ thực hành/thí nghiệm/thảo luận và 8 giờ kiểm tra). Về vị trí đào tạo, mô đun được bố trí giảng dạy sau khi sinh viên đã hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở và chuyên môn như: Đo lường điện (KTĐ19MĐ14), Trang bị điện 1 (KTĐ19MĐ57), Trang bị điện 2 (KTĐ19MĐ58), Máy điện cơ sở (KTĐ19MĐ35); đồng thời là điều kiện tiên quyết trước khi học mô đun Lắp đặt thiết bị bảo vệ (KTĐ19MĐ26).

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định trên ba phương diện chuẩn đầu ra:

  • Kiến thức: Trình bày chuẩn xác cấu tạo, nguyên lý làm việc, thông số kỹ thuật và công dụng của các chủng loại khí cụ đóng cắt và nguồn sáng điện.
  • Kỹ năng: Đọc, lập sơ đồ và thi công lắp đặt hoàn chỉnh các mạng điện chiếu sáng sinh hoạt, công nghiệp; đo kiểm, phát hiện và sửa chữa các sự cố kỹ thuật thường gặp.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện ý thức chấp hành quy chuẩn an toàn điện, an toàn lao động, tác phong tỉ mỉ, khả năng phối hợp nhóm và quản trị thiết bị, dụng cụ xưởng thực hành.

Giáo trình có kết cấu 10 bài học tuần tự từ quy chuẩn thể hiện bản vẽ, lắp đặt khí cụ điều khiển cơ bản, các nguồn sáng dân dụng (sợi đốt, huỳnh quang), mạng phân phối (bảng điện, ổ cắm, hộp nối) đến các hệ thống chiếu sáng đặc thù (đèn cầu thang đa vị trí, đèn cao áp thủy ngân, đèn quảng cáo neon và đèn chiếu sáng khẩn cấp). Tỷ trọng thực hành chiếm 60% tổng thời lượng, định hướng hình thành năng lực thao tác thực tế cho kỹ thuật viên trình độ cao đẳng.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình được cấu trúc thành 10 bài học chuyên đề, phân bổ theo tiến trình logic từ khí cụ điều khiển đến phụ tải chiếu sáng và phương pháp lắp đặt hoàn thiện:

  1. Bài 1: Lắp đặt công tắc đơn (6 giờ: 2 LT - 4 TH): Giới thiệu quy chuẩn bản vẽ điện; phân loại vật liệu vẽ (giấy tinh, bóng mờ, kẻ ô li; bút chì H, HB, B; thước dẹp, thước chữ T, thước rập tròn, êke); quy định khổ giấy (A0 đến A4); quy cách khung tên bản vẽ; kiểu chữ kỹ thuật (đứng hoặc nghiêng 75°, chiều cao $h$ từ 2,5mm đến 14mm); các dạng đường nét và cách ghi kích thước; quy trình gấp bản vẽ kỹ thuật đưa khung tên ra ngoài; cấu tạo, nguyên lý và quy trình lắp đặt công tắc đơn.
  2. Bài 2: Lắp đặt đèn sợi đốt (6 giờ: 2 LT - 4 TH): Cấu tạo dây tóc vonfram/tungsten (chịu nhiệt độ tới 3650°K, phát xạ hồng ngoại từ 1000 µm đến 0,78 µm, nạp khí trơ Nitơ/Argon/Kripton); vỏ thủy tinh pha chì tráng mờ; phân loại đui đèn (đui gài B15, B22; đui xoáy E14, E27, E40); chỉ số hoàn màu $Ra \approx 100$; quy trình lắp đặt mạch 1 đèn, mạch 2 đèn mắc song song và mạch 2 đèn mắc nối tiếp có cầu chì bảo vệ, đi dây trong máng nẹp hình hộp.
  3. Bài 3: Lắp đặt đèn huỳnh quang (12 giờ: 3 LT - 7 TH - 2 KT): Khái niệm phóng điện trong hơi thủy ngân kết hợp bột huỳnh quang (hợp chất phốt pho); vỏ thủy tinh natri cacbonat ngăn tia cực tím; phân loại bóng huỳnh quang dạng ống (T12 đường kính 38mm, T10, T8, T5) và huỳnh quang compact (CFL dạng T3, gồm loại CFG liền chấn lưu và CFN chấn lưu rời); cấu tạo catot vonfram mạ bari cacbonat; nguyên lý chấn lưu sắt từ tạo sức điện động tự cảm $u = L\frac{di}{dt}$ kết hợp tắc-te rơ le nhiệt lưỡng kim; nguyên lý chấn lưu điện tử tần số cao ($\ge 20\text{ kHz}$); quy trình đấu nối mạch đèn huỳnh quang 1,2m - 220V, mạch ballast 3 dây 1,2m - 110V và mạch chấn lưu điện tử.
  4. Bài 4: Lắp đặt bảng điều khiển điện (8 giờ: 3 LT - 5 TH): Yêu cầu kỹ thuật mạng điện lắp đặt nổi (trên puli sứ, khuôn gỗ, ống cách điện) và lắp đặt ngầm (trong tường, sàn bê tông); quy trình vạch dấu vị trí bảng điện (mép dưới cách sàn 1,3m - 1,5m, cách mép cửa 200mm); kỹ thuật xác định tâm trần bằng giao điểm hai đường chéo sàn nhà và dây dọi; kỹ thuật định vị lỗ bắt vít bằng nở nhựa (quả nở) trên kết cấu gạch, bê tông.
  5. Bài 5: Lắp đặt công tắc đèn cầu thang (9 giờ: 3 LT - 6 TH): Cấu tạo và nguyên lý công tắc 3 chấu (công tắc chuyển mạch đơn cực hai ngả); sơ đồ điều khiển đèn từ 2 nơi (phương pháp chuẩn dùng 1 cầu chì và phương pháp tiết kiệm dây dẫn cấp nguồn); sơ đồ điều khiển đèn từ 3 nơi sử dụng 2 công tắc 3 chấu kết hợp 1 công tắc 5 chấu (công tắc trung gian).
  6. Bài 6: Lắp đặt ổ cắm điện (11 giờ: 3 LT - 5 TH - 3 KT): Phân loại ổ cắm nổi và ổ cắm âm tường; tiêu chuẩn tiếp xúc và dẫn dòng định mức; quy trình vạch dấu, cố định đế âm/nổi, kéo dây và đấu nối thiết bị an toàn.
  7. Bài 7: Lắp đặt hộp nối điện (7 giờ: 3 LT - 4 TH): Tiêu chuẩn kỹ thuật mối nối dây dẫn trong hộp nối ngầm; kỹ thuật ghép nối ống luồn dây PVC ngầm trong kết cấu xây dựng và phân nhánh lộ dây.
  8. Bài 8: Lắp đặt đèn cao áp thuỷ ngân (9 giờ: 3 LT - 6 TH): Phân loại và nguyên lý nguồn sáng phóng điện: Đèn thủy ngân cao áp chấn lưu ngoài (gồm bóng thạch anh chịu áp suất 2 - 5 at, cực chính 1-2, cực phụ gắn điện trở mồi 15 - 100 kΩ, tụ điện bù hệ số công suất, thời gian hồi nhiệt 5 - 10 phút sau khi ngắt điện, tuổi thọ 5000 - 10000 giờ) và đèn thủy ngân cao áp tự chấn lưu (sử dụng dây tóc hạn dòng nội bộ, $\cos\varphi \approx 1$, tuổi thọ ~1000 giờ); quy trình lắp đặt bảo vệ bằng cầu chì, đi dây nổi máng hộp.
  9. Bài 9: Lắp đặt đèn quảng cáo neon (9 giờ: 3 LT - 6 TH): Cấu tạo ống phóng điện khí neon/argon cao áp; biến áp đánh lửa chuyên dụng; kỹ thuật uốn lắp ống thủy tinh và các biện pháp cách điện an toàn cho biển quảng cáo.
  10. Bài 10: Lắp đặt đèn chiếu sáng khẩn cấp (13 giờ: 3 LT - 7 TH - 3 KT): Cấu tạo bộ đèn sự cố tự sạc; nguyên lý chuyển mạch tự động khi mất nguồn lưới AC; quy trình kiểm tra ắc quy/pin dự phòng và đấu nối vào mạng điện công trình.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình trang bị hệ thống lý thuyết kỹ thuật điện cơ sở gắn liền với thi công:

  • Nguyên lý phát quang: Hiện tượng bức xạ nhiệt quang do nung nóng điện trở vonfram; hiện tượng phóng điện hồ quang trong môi trường hơi kim loại (thủy ngân) và khí trơ (Argon, Neon, Kripton); cơ chế chuyển đổi bức xạ tử ngoại thành ánh sáng khả kiến qua lớp bột huỳnh quang.
  • Hiện tượng điện từ trong khí cụ phụ trợ: Nguyên lý sinh điện áp mồi của cuộn cảm ($u = L\frac{di}{dt}$) trong chấn lưu điện từ; cơ chế đóng cắt nhiệt của thanh lưỡng kim trong tắc-te; cơ chế tạo xung dao động tần số cao ($\approx 20\text{ kHz}$) ở chấn lưu điện tử.
  • Tiêu chuẩn thể hiện bản vẽ kỹ thuật: Hệ thống quy ước về khổ giấy (TCVN/ISO), tỷ lệ, quy cách khung tên (chiều cao chữ $h = 2,5 \div 14\text{ mm}$), hệ thống đường nét, ký hiệu quy ước sơ đồ nguyên lý và sơ đồ đi dây lắp đặt.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng đọc bản vẽ và thiết kế thi công: Phân tích sơ đồ nguyên lý mạch điện chiếu sáng, chuyển đổi sang sơ đồ lắp đặt thực tế (đi dây nổi trên máng nẹp hoặc đi dây chìm trong tường).
  • Kỹ năng định vị và thao tác cơ khí lắp đặt: Vạch dấu vị trí bảng điện, hộp nối, thiết bị chiếu sáng theo đúng kích thước hình học tiêu chuẩn (thước lá, dây dọi lấy tâm trần); kỹ thuật khoan cấy quả nở nhựa trên tường gạch/bê tông chịu tải trọng tĩnh.
  • Kỹ năng đấu nối và đo kiểm: Sử dụng đồng hồ vạn năng VOM đo thông mạch, điện áp nguồn, kiểm tra tình trạng làm việc của cầu chì, CB, công tắc 2 cực, công tắc 3 cực, 5 cực, chấn lưu, tắc-te và các loại bóng đèn.
  • Kỹ năng xử lý sự cố: Khắc phục lỗi đứt dây tóc, hỏng tắc-te, chập cháy chấn lưu, đấu sai sơ đồ mạch cầu thang hoặc sụt áp trên đường dây.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Tiếp cận sư phạm (Pedagogical approach)

Chương trình áp dụng phương pháp dạy học tích hợp giữa lý thuyết chuyên môn và thực hành nghề nghiệp:

  • Đối với giảng viên: Áp dụng phương pháp giảng dạy tích cực bao gồm: diễn giảng kết hợp trình chiếu mô phỏng cấu tạo khí cụ, thực hiện thao tác mẫu chuẩn xác tại xưởng, đặt câu hỏi vấn đáp kỹ thuật và tổ chức dạy học giải quyết vấn đề (Problem-based learning) qua các tình huống sự cố mạch điện. Giảng viên chịu trách nhiệm biên soạn giáo án tích hợp, phân chia ca nhóm thực hành và thiết kế hệ thống phiếu hướng dẫn thực hành (phiếu học tập/phiếu đánh giá kỹ năng).
  • Đối với người học: Thực hiện quy trình học tập chủ động: nghiên cứu giáo trình và bản vẽ trước giờ học, tham gia thảo luận nhóm, thực hiện bài tập tình huống và trực tiếp thực hành đấu nối đơn lẻ hoặc theo nhóm tại xưởng.

Điều kiện và môi trường thực hành

Quá trình học tập được tổ chức tại Xưởng lắp đặt điện chuyên môn hóa, trang bị đầy đủ danh mục cơ sở vật chất:

  • Thiết bị hiển thị: Máy tính, máy chiếu phục vụ phân tích sơ đồ mạch điện.
  • Dụng cụ đo lường và cơ khí: Đồng hồ VOM, kìm tuốt dây, kìm bấm, tua vít, khoan cầm tay, thước lá, dây dọi, dụng cụ gá lắp.
  • Vật tư khí cụ thực hành: Aptomat (CB), cầu chì, máng nẹp hình hộp, ống luồn dây PVC, quả nở nhựa, hộp nối, bảng điện cách điện, công tắc đơn, công tắc 3 cực, công tắc 5 cực, ổ cắm, đui đèn (E14, E27, E40, B15, B22), chấn lưu điện từ, chấn lưu điện tử, tắc-te, bóng đèn sợi đốt, bóng huỳnh quang T12/T8/compact, bộ đèn cao áp thủy ngân, bộ đèn neon và đèn chiếu sáng sự cố.

Phương thức kiểm tra và đánh giá

Kết quả học tập mô đun được đánh giá theo quy chế đào tạo nghề nghiệp qua các hình thức:

  • Kiểm tra thường xuyên: Gồm 02 bài do giảng viên thực hiện bất kỳ trong quá trình học (vấn đáp chuyên môn trên lớp, kiểm tra viết $\le 30\text{ phút}$, kiểm tra kỹ năng thao tác hoặc chấm điểm bài tập tình huống).
  • Kiểm tra định kỳ: Gồm 05 bài kiểm tra được thiết kế chi tiết:
    • Bài kiểm tra số 1 (Thực hành - Thời gian 45 $\div$ 60 phút): Đánh giá kỹ năng lắp ráp mạch Bài 1, Bài 2, Bài 3 (Công tắc đơn, đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang).
    • Bài kiểm tra số 2 & 3 (Lý thuyết và Thực hành - Thời gian 60 phút): Đánh giá kiến thức và kỹ năng Bài 4, Bài 5, Bài 6 (Bảng điều khiển, công tắc đèn cầu thang, ổ cắm điện).
    • Bài kiểm tra số 4 & 5 (Lý thuyết và Thực hành - Thời gian 60 phút): Đánh giá kiến thức và kỹ năng Bài 7, Bài 8, Bài 9, Bài 10 (Hộp nối điện, đèn cao áp thủy ngân, đèn quảng cáo neon, đèn chiếu sáng khẩn cấp).
  • Thi kết thúc môn học: Thi thực hành tích hợp tự luận, thời gian làm bài từ 60 đến 120 phút trên pan-nen lắp đặt xưởng.

Điểm nổi bật và cập nhật

Giáo trình phản ánh các yêu cầu kỹ thuật thi công thực tế tại thời điểm ban hành năm 2020:

  • Chi tiết hóa quy chuẩn thi công cơ điện (M&E): Giáo trình quy định các thông số kích thước hình học cụ thể trong lắp đặt: vị trí mép dưới bảng điện tiêu chuẩn cách mặt sàn từ 1,3m đến 1,5m; khoảng cách bảng điện đến mép khuôn cửa ra vào cố định 200mm; phương pháp dọi tâm sàn bằng giao điểm đường chéo để định vị đèn trung tâm và quạt trần; kỹ thuật cấy vít quả nở nhựa trên nền bê tông/tường gạch đảm bảo độ bền cơ học cho thiết bị chịu tải tĩnh.
  • Tích hợp song song công nghệ chấn lưu truyền thống và điện tử: Bên cạnh chấn lưu sắt từ và tắc-te cơ nhiệt truyền thống, giáo trình bổ sung cấu tạo và sơ đồ đấu nối của chấn lưu điện tử tần số cao ($\ge 20\text{ kHz}$) và đèn huỳnh quang compact (CFL loại CFG/CFN), phản ánh quá trình chuyển đổi thiết bị chiếu sáng tiết kiệm năng lượng.
  • Hệ thống sơ đồ điều khiển đa dạng: Mô tả chi tiết sơ đồ điều khiển chiếu sáng từ 2 vị trí (mạch đèn cầu thang sử dụng công tắc 3 chấu với 2 phương án đấu dây: mạch tải độc lập và mạch chung nguồn tiết kiệm dây) cùng sơ đồ điều khiển từ 3 vị trí (sử dụng phối hợp 2 công tắc 3 chấu và 1 công tắc 5 chấu trung gian).
  • Đặc tả kỹ thuật các loại đèn công nghiệp đặc thù: Phân tích cơ chế phóng điện và thông số vật lý của đèn thủy ngân cao áp chấn lưu ngoài (áp suất bóng thạch anh $2 \div 5\text{ at}$, điện trở mồi cực phụ $15 \div 100\text{ k}\Omega$, tụ bù nâng cao $\cos\varphi$, độ trễ khởi động lại $5 \div 10\text{ phút}$) so với loại tự chấn lưu bằng dây tóc; quy trình lắp ráp mạch đèn chiếu sáng sự cố khẩn cấp tự động.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  1. Sinh viên hệ Cao đẳng nghề Lắp đặt thiết bị điện: Là tài liệu học tập chính thức thuộc khối kiến thức chuyên môn nghề bắt buộc (Mã MH/MĐ: KTĐ19MĐ27). Sinh viên cần hoàn thành các môn học tiên quyết bao gồm: Mạch điện cơ bản (KTĐ19MH32), Vật liệu điện (KTĐ19MH64), Khí cụ điện (KTĐ19MĐ15), Đo lường điện (KTĐ19MĐ14), Trang bị điện 1 & 2 (KTĐ19MĐ57, KTĐ19MĐ58) và Máy điện cơ sở (KTĐ19MĐ35).
  2. Giảng viên chuyên ngành Điện: Tài liệu làm chuẩn mực kỹ thuật để lập kế hoạch giảng dạy, xây dựng giáo án lý thuyết, giáo án tích hợp, thiết kế hệ thống pan-nen xưởng thực hành và biên soạn ngân hàng đề thi kiểm tra thường xuyên, định kỳ và thi tốt nghiệp môn học.
  3. Kỹ thuật viên, thợ điện và người tự học: Có thể sử dụng tài liệu làm cẩm nang tra cứu về quy chuẩn thể hiện bản vẽ điện dân dụng, cách phân loại đui đèn/nguồn sáng, sơ đồ mạch điều khiển đèn cầu thang, phương pháp đấu nối chấn lưu và quy trình an toàn điện trong thi công công trình dân dụng và công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này được thiết kế cho cấp độ đào tạo nào?

Giáo trình được biên soạn phục vụ đào tạo trình độ Cao đẳng, thuộc chuyên ngành Lắp đặt thiết bị điện tại Trường Cao Đẳng Dầu Khí, được ban hành chính thức theo Quyết định số 187/QĐ-CĐDK ngày 25/03/2020.

2. Sinh viên cần hoàn thành những môn học nào trước khi học mô đun này?

Sinh viên cần tích lũy các học phần cơ sở kỹ thuật và chuyên ngành nền tảng gồm: An toàn điện, Mạch điện cơ bản, Vẽ điện chuyên ngành, Vật liệu điện, Khí cụ điện, Đo lường điện, Trang bị điện 1 & 2, và Máy điện cơ sở.

3. Tỷ lệ phân bổ giữa lý thuyết và thực hành trong giáo trình như thế nào?

Tổng thời lượng mô đun là 90 giờ (4 tín chỉ), trong đó lý thuyết chiếm 28 giờ (31,1%), thực hành/thí nghiệm/thảo luận chiếm 54 giờ (60,0%), và thời gian dành cho các bài kiểm tra đánh giá là 8 giờ (8,9%).

4. Quy trình tự học và chuẩn bị của sinh viên được yêu cầu ra sao?

Sinh viên được yêu cầu đọc trước nội dung từng bài trong giáo trình trước khi đến lớp, chuẩn bị đầy đủ vở ghi và dụng cụ học tập, giải quyết các câu hỏi thảo luận, bài tập tình huống được giao trong giáo trình, hoàn thành phiếu học tập đúng thời hạn và tuân thủ tuyệt đối quy định an toàn tại xưởng thực hành.

5. Những nguồn tài liệu tham khảo chính nào được viện dẫn trong giáo trình?

Giáo trình sử dụng 4 nguồn tài liệu tham khảo chuyên ngành:

  1. Lắp đặt sửa chữa nâng cấp mạng điện dân dụng – Trần Thế San, Nguyễn Trọng Thắng (NXB Đà Nẵng).
  2. Thiết kế lắp đặt điện nhà – Trần Duy Phụng (NXB Đà Nẵng).
  3. Dụng cụ điện – Nguyễn Bá Ngọc (NXB Lao động xã hội).
  4. Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tầm (NXB Khoa học và kỹ thuật).

Kết luận

Giáo trình Lắp đặt thiết bị điện chiếu sáng (KTĐ19MĐ27) cung cấp toàn diện hệ thống kiến thức lý thuyết về các nguồn sáng điện, khí cụ đóng cắt bảo vệ và quy trình thao tác lắp đặt hệ thống điện dân dụng - công nghiệp cho trình độ Cao đẳng nghề. Cấu trúc mô đun chú trọng rèn luyện kỹ năng thực hành, kết hợp chặt chẽ giữa tiêu chuẩn thể hiện bản vẽ kỹ thuật với thao tác lắp đặt máng nẹp, ống luồn và khí cụ thực tế.

Sau khi hoàn thành mô đun này, người học tiếp tục lộ trình học tập chuyên môn nghề với các mô đun kế tiếp như Lắp đặt thiết bị đo lường điện (KTĐ19MĐ29), Lắp đặt thiết bị bảo vệ (KTĐ19MĐ26), Lắp đặt thiết bị điện dân dụng (KTĐ19MĐ28), Lắp đặt hệ thống điều hòa không khí (KTĐ19MĐ25), tiến tới Thực tập sản xuất (KTĐ19MĐ55) và hoàn thiện Khóa luận tốt nghiệp (KTĐ19MĐ21) theo chuẩn chương trình đào tạo của Trường Cao Đẳng Dầu Khí.