GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: VẼ ĐIỆN (MÃ MÔ ĐUN: MĐ 10) – NGHỀ ĐIỆN DÂN DỤNG (TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG)

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Mô đun: Vẽ điện (Mã mô đun: MĐ 10) là tài liệu học tập và giảng dạy chính thức do Trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình biên soạn và ban hành năm 2021, dưới sự chủ biên của tác giả Nguyễn Ngọc Hoàn cùng sự tham gia của tác giả Cao Thị Hằng. Tài liệu được thiết kế dựa trên chương trình khung và chương trình dạy nghề do Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội cùng Tổng cục Dạy nghề ban hành, áp dụng cho hệ Cao đẳng và Trung cấp nghề Điện dân dụng.

Trong cấu trúc chương trình đào tạo nghề Điện - Điện tử, mô đun Vẽ điện giữ vị trí là mô đun đào tạo cơ sở bắt buộc. Về mặt phân phối chương trình, mô đun này được bố trí học sau môn An toàn lao động; học song song với các môn học và mô đun nền tảng như Điện kỹ thuật, Vật liệu điện, Vệ sinh công nghiệp; đồng thời đóng vai trò tiên quyết trước khi người học tiếp cận các mô đun chuyên môn nghề như: Máy điện, Cung cấp điện, Kỹ thuật lắp đặt điện, Trang bị điện 1 và Trang bị điện 2.

Mục tiêu học tập (learning outcomes) của giáo trình được xác định trên ba phương diện:

  • Kiến thức: Trình bày được các quy chuẩn chung về bản vẽ kỹ thuật điện; phân tích nguyên tắc chuyển đổi giữa các dạng sơ đồ điện và phương pháp lập bảng dự trù vật tư thi công.
  • Kỹ năng: Nhận dạng và vẽ chính xác các ký hiệu quy ước mặt bằng xây dựng, thiết bị điện - điện tử; đọc và thiết lập các bản vẽ điện chiếu sáng, điện công nghiệp, cung cấp điện trên các dạng sơ đồ nguyên lý, sơ đồ vị trí, sơ đồ nối dây và sơ đồ đơn tuyến.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Hình thành tác phong cẩn thận, tư duy kỹ thuật chính xác và tính kỷ luật trong hoạt động thiết kế, thi công.

Giáo trình được cấu trúc thành Bài mở đầu và hai bài học chuyên môn chính. Cách tiếp cận của tài liệu đi từ các quy chuẩn biểu diễn cơ bản đến hệ thống ký hiệu chuyên ngành, từ đó nâng cao lên kỹ thuật thiết lập và chuyển đổi sơ đồ điện thực tế. Điểm đặc thù của tài liệu là việc chuẩn hóa song song giữa hệ thống Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và tiêu chuẩn Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC), kết hợp ví dụ minh họa và bài tập ứng dụng bám sát thực tiễn lắp đặt điện.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Cấu trúc giáo trình bao gồm 3 phần chính với tính logic phát triển tuần tự:

  1. Bài mở đầu: Khái quát chung về bản vẽ điện

    • Khái niệm và vai trò: Bản vẽ điện là phương tiện thông tin kỹ thuật và tài liệu chỉ đạo sản xuất.
    • Vật liệu và dụng cụ: Quy định sử dụng giấy vẽ (giấy crôki, giấy vẽ tinh, giấy bóng mờ, giấy kẻ ô li); bút chì đen với độ cứng phân cấp (nhóm cứng H từ 1H đến 3H để vẽ nét mảnh/sắc nét; nhóm mềm B từ 1B đến 3B để vẽ nét đậm; HB có độ cứng trung bình); ván vẽ gỗ mềm có mép nẹp cứng; thước chữ T; bộ êke (tam giác vuông cân và nửa tam giác đều); compa đo và compa quay mực.
    • Quy chuẩn biểu diễn: Khổ giấy theo TCVN 2-74 (A0: 1189x841mm, A1: 594x841mm, A2: 594x420mm, A3: 297x420mm, A4: 297x210mm); vị trí khung tên ở góc phải phía dưới bản vẽ; khổ chữ viết có chiều cao $h$ quy định (2,5; 3,5; 5; 7; 10; 14 mm) với góc nghiêng $75^\circ$ hoặc viết đứng; 5 dạng đường nét cơ bản (nét liền đậm bề rộng $B = 0,8 - 1,5\text{ mm}$, nét liền mảnh $b/3$, nét lượn sóng $b/3$, nét đứt $b/2$, nét chấm gạch mảnh $b/3$); quy tắc ghi kích thước (đơn vị mặc định là mm, cấu thành từ đường gióng, đường kích thước và con số kích thước); quy cách gấp bản vẽ về khổ A4 lộ khung tên ra ngoài để quản lý lưu trữ.
    • Hệ thống tiêu chuẩn: Đối sánh Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1613-75 đến TCVN 1639-75 cho ký hiệu điện, TCVN 185-74 cho mặt bằng; sơ đồ vẽ hàng ngang, ký hiệu chữ viết tắt từ tiếng Việt) và Tiêu chuẩn Quốc tế IEC (Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế thành lập năm 1906; sơ đồ bố trí theo cột dọc, ký hiệu chữ viết tắt từ tiếng Anh).

  2. Bài 1: Vẽ các kí hiệu quy ước dùng trong bản vẽ điện

    • Ký hiệu mặt bằng xây dựng (Bảng 2.1): Cửa đi (1 cánh, 2 cánh, cửa lùa, cửa gấp), cửa sổ (đơn, kép, mở ngoài, mở trong, quay), cầu thang (hình chiếu bằng, hướng đi lên ký hiệu bằng đường gãy khúc có chấm tròn ở bậc đầu và mũi tên ở bậc cuối), bếp đun, thiết bị vệ sinh (bồn tắm, chậu rửa, vòi sen).
    • Ký hiệu điện chiếu sáng (Bảng 2.2 – 2.5): Nguồn điện (DC, AC, xoay chiều 3 pha 4 dây ký hiệu $3\sim + \text{N}$, quy ước màu dây pha A – vàng, B – xanh, C – đỏ); các loại đèn (đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang, đèn thủy ngân cao áp, đèn chống nổ, đèn chùm, đèn downlight LED, đèn LED ốp tường); thiết bị đóng cắt và bảo vệ (cầu dao 1 pha/3 pha, công tắc 2 cực, 3 cực, 4 cực, ổ cắm có tiếp địa, ổ cắm lắp tường độ cao $H = 1200\text{ mm}$, ổ cắm chống nước, ổ cắm cho lò vi sóng, cầu chì, nút bấm); thiết bị đo lường (Ampe kế, Cos kế, Tần số kế, VAr kế, Điện kế kWh).
    • Ký hiệu điện công nghiệp (Bảng 2.6 – 2.7): Máy biến áp (cách ly, tự ngẫu, tổ hợp 3 pha nối Y/Y, $\Delta$/Y có dây trung tính), cuộn cảm (không lõi, lõi sắt từ, lõi ferit); động cơ điện (động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc, rotor dây quấn, động cơ đồng bộ, động cơ 1 chiều kích từ độc lập/song song/nối tiếp/hỗn hợp, động cơ 1 pha kiểu điện dung/nội trở/vòng ngắn mạch); khí cụ điều khiển (cuộn dây rơle, công tắc tơ, rơle thời gian on-delay/off-delay, tiếp điểm thường mở, tiếp điểm thường đóng, tiếp điểm dập hồ quang, tiếp điểm rơle nhiệt reset bằng tay, nút ấn tự giữ/không tự giữ, công tắc hành trình, bộ khống chế cơ khí tay gạt theo vị trí tiếp điểm đóng kín, phanh hãm điện từ).
    • Ký hiệu cung cấp điện (Bảng 2.8 – 2.9): Thiết bị cao - hạ áp (dao cách ly, dao ngắn mạch, dao phụ tải, máy cắt cao áp, máy cắt hạ áp aptomat đi kèm các ký hiệu cắt dòng $I>$, kém áp $U<$, quá áp $U>$; cầu chì tự rơi FCO; trạm phân phối, trạm đổi điện, chống sét van/ống, tụ bù, máy biến dòng CT); đường dây và phụ kiện (thanh cái nét đậm, đường dây trên không, cáp ngầm, đường dây một chiều/xoay chiều, đường dây chiếu sáng sự cố, tiếp đất cọc thép tròn/hình, cột bê tông ly tâm, crắc sứ, U sứ, các loại hộp nối dây).
    • Ký hiệu sơ đồ điện tử (Bảng 2.10 – 2.14): Linh kiện thụ động (điện trở thường, điện trở công suất quy ước số La Mã từ 1W đến 5W, biến trở, chiết áp tròn; tụ điện thường, tụ xoay, tụ vi sai; cuộn cảm, biến áp lõi sắt từ/ferit); linh kiện bán dẫn (Diode tiếp mặt, Diode Zener, Diode biến dung varicap, Thyristor/SCR, LED, Transistor lưỡng cực BJT với các chân E-B-C, Transistor trường FET/MOSFET với các chân D-G-S, Transistor quang, mạch khuếch đại thuật toán Op-amp với cổng đảo N và cổng không đảo P); mạch logic (cổng OR, AND, NOT, NOR, XOR, XNOR; Flip-Flop RS, JK; mạch tạo hàm TH, tạo xung TX, dao động DĐ; IC tích hợp 2 hàng chân quy ước chân 1 tại dấu chấm tròn và thứ tự chân cấp nguồn $+V$, $-V$).
    • Ký hiệu bằng chữ (Bảng 2.15): Bảng tra cứu chữ viết tắt tiếng Việt đối sánh với thuật ngữ tiếng Anh (ví dụ: Cầu dao CD – SW, Cầu chì CC – F, Công tắc tơ K, Aptomat CB/Ap, Động cơ Đ/ĐC, Rơle nhiệt RN, Rơle thời gian RTh, Dao cách ly DCL, Cầu chì tự rơi FCO...).

  3. Bài 2: Vẽ sơ đồ điện

    • Sơ đồ mặt bằng và sơ đồ vị trí: Sơ đồ mặt bằng thể hiện hình chiếu bằng kích thước các phòng (ví dụ căn hộ 3 phòng: khách, ngủ, bếp); sơ đồ vị trí biểu diễn sự bố trí thiết bị điện kèm kích thước lắp đặt thực tế dựa trên mặt bằng kiến trúc.
    • Sơ đồ nối dây và sơ đồ đơn tuyến: Sơ đồ nối dây thể hiện chi tiết từng đường dây đấu nối cụ thể giữa nguồn, thiết bị đóng cắt và phụ tải (suy ra từ sơ đồ nguyên lý); sơ đồ đơn tuyến quy ước dùng một nét vẽ để biểu diễn nhóm dây nhằm đơn giản hóa bản vẽ trên mặt bằng thi công.
    • Quy tắc chuyển đổi sơ đồ và dự trù vật tư: Sơ đồ chuyển đổi thuận (thiết kế) và chuyển đổi ngược (thi công); phương pháp lập Bảng kê dự trù vật tư 3.1 với hệ số dự phòng từ 5% đến 10% cho các thiết bị dễ hỏng hóc hoặc ước tính, yêu cầu ghi rõ chỉ danh kỹ thuật chi tiết (như: Cầu chì hộp 7A, Dây điện đơn CADIVI 30/10, CB 1 pha 30A – LG).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng hệ thống cơ sở lý thuyết bao gồm:

  • Tiêu chuẩn kỹ thuật nhà nước và quốc tế: Nền tảng quy chuẩn hóa bản vẽ kỹ thuật theo TCVN 2-74, TCVN 185-74, TCVN 1613-75 đến 1639-75 và tiêu chuẩn IEC.
  • Nguyên lý biểu diễn không gian và liên kết mạch: Quy tắc chiếu hình học, xác định vị trí thực tế của thiết bị điện trong không gian kiến trúc dân dụng và công nghiệp.
  • Mối quan hệ bản chất giữa các dạng sơ đồ: Nguyên lý mạch điện là cơ sở quyết định tính đúng đắn; sơ đồ nối dây chi tiết hóa đường đi của dây dẫn; sơ đồ đơn tuyến tối ưu hóa không gian trình bày trên bản vẽ thi công.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Sử dụng thành thạo các dụng cụ vẽ tay truyền thống (thước T, êke, compa, bút chì các cấp độ H, HB, B); vẽ đúng tỷ lệ, bề rộng nét vẽ và quy cách chữ viết kỹ thuật.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích, bóc tách nguyên lý hoạt động của các mạch điện qua sơ đồ; giải mã hệ thống ký hiệu quy ước phức tạp trong các hệ thống điện dân dụng, công nghiệp và điện tử.
  • Kỹ năng thực hành chuyên môn (Practical competencies): Thiết lập bản vẽ mặt bằng, bản vẽ vị trí, bản vẽ nối dây và bản vẽ đơn tuyến; thực hiện quy trình chuyển đổi hai chiều giữa thiết kế và thi công; lập bảng dự trù khối lượng vật tư chính xác theo yêu cầu kỹ thuật công trình.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp sư phạm tích hợp lý thuyết quy chuẩn gắn liền với ví dụ ứng dụng thực hành:

  • Tiếp cận sư phạm (Pedagogical approach): Nội dung bài giảng được thiết kế theo hướng tinh giản, làm sáng tỏ lý thuyết thông qua hệ thống bảng tra cứu trực quan (15 bảng ký hiệu chuyên biệt) và các sơ đồ mẫu có chú dẫn chi tiết.
  • Ví dụ minh họa và bài tập thực tế: Giáo trình đưa vào các tình huống thực tế như: vẽ mặt bằng một căn hộ 3 phòng (phòng khách, phòng ngủ, nhà bếp tại Hình 2.1); thiết lập sơ đồ vị trí mạng điện gồm 1 bảng điều khiển và 2 bóng đèn (Hình 2.2); vẽ mặt bằng đi dây bóng đèn và mặt bằng đi dây ổ cắm; lập bảng dự trù vật tư cho một công trình điện cụ thể.
  • Phương pháp đánh giá (Assessment methods): Người học được đánh giá qua khả năng hoàn thiện các bản vẽ đúng tiêu chuẩn TCVN/IEC, độ chính xác của các đường nét, khung tên, sự chuẩn xác trong việc chuyển đổi giữa sơ đồ nguyên lý và sơ đồ đơn tuyến, cũng như tính chính xác của bảng bóc tách khối lượng vật tư.
  • Hướng dẫn tự học (Self-study guidelines): Giáo trình bố trí hệ thống câu hỏi ôn tập ở cuối mỗi bài (ví dụ: cách sử dụng dụng cụ vẽ, tính toán số lượng khổ giấy A1, A2, A3, A4 chia ra từ khổ A0, quy định về 5 loại đường nét và kích thước khổ chữ). Người học cần rèn luyện tính cẩn thận, thực hiện thao tác gấp bản vẽ đúng kỹ thuật (đưa khung tên ra ngoài) để quản lý hồ sơ lưu trữ phục vụ thi công tại công trường.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tính cập nhật về tiêu chuẩn quốc tế: Giáo trình cập nhật thông tin về tiến trình hội nhập của Việt Nam với Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC), nêu rõ các mốc thời gian Việt Nam tham gia IEC với tư cách thành viên liên kết (tháng 4/2002) và trở thành thành viên tham gia (thành viên P)/thành viên quan sát (thành viên O) của các Ban kỹ thuật IEC từ cuối năm 2011.
  • Trình bày song song hai hệ thống quy ước: Giáo trình phân tích cụ thể sự khác biệt giữa hai trường phái thiết kế: TCVN (bản vẽ trình bày theo hàng ngang, ký hiệu viết tắt từ tiếng Việt) và IEC (bản vẽ bố trí theo cột dọc, ký hiệu viết tắt từ thuật ngữ tiếng Anh).
  • Tích hợp các thiết bị điện dân dụng hiện đại: Bổ sung ký hiệu và quy chuẩn lắp đặt các thiết bị mới trong xây dựng dân dụng như: đèn LED downlight, đèn LED ốp tường, đèn rọi gương, quạt hút mùi, công tắc và nguồn chờ bình nóng lạnh, ổ cắm đôi 3 chấu lắp tường có tiếp địa xác định cao độ tâm $H = 1200\text{ mm}$, ổ cắm chống nước, ổ cắm cho lò vi sóng.
  • Tính gắn kết chặt chẽ với thực tiễn sản xuất: Giáo trình cung cấp quy tắc đi dây thực tế (dây đi tập trung thành cụm, cặp theo tường hoặc trần, không kéo chéo; đánh số các điểm nối giống nhau; đặt bảng điều khiển ở vị trí khô ráo, tránh hướng gió và thuận tiện thao tác) cùng quy tắc dự trù tăng thêm 5% đến 10% số lượng vật tư thực tế đối với thiết bị dễ hỏng hóc hoặc hao hụt khi thi công.

Đối tượng sử dụng giáo trình

Nhóm đối tượng Phạm vi và Mục đích sử dụng Điều kiện / Ghi chú
Sinh viên / Học viên Học tập mô đun bắt buộc MĐ 10 trong chương trình Cao đẳng và Trung cấp nghề Điện dân dụng, Điện công nghiệp. Đã hoàn thành môn An toàn lao động; học song song với Điện kỹ thuật, Vật liệu điện.
Giảng viên chuyên ngành Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chuẩn, làm căn cứ xây dựng đề cương bài giảng, thiết kế bài tập thực hành và đề thi môn Vẽ điện. Áp dụng thống nhất hệ thống ký hiệu Bảng 2.1 – 2.15 và khung tên theo TCVN 2-74.
Kỹ thuật viên / Thợ điện Tra cứu các ký hiệu quy ước phục vụ đọc hiểu bản vẽ thiết kế, triển khai thi công lắp đặt và bóc tách dự trù vật tư công trình. Cần nắm vững quy tắc chuyển đổi ngược từ sơ đồ đơn tuyến sang sơ đồ nối dây thực tế.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng người học nào?

Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho sinh viên hệ Cao đẳng và học sinh hệ Trung cấp thuộc ngành Điện dân dụng, Điện công nghiệp và các khối ngành kỹ thuật Điện – Điện tử.

2. Cần trang bị những kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Người học cần hoàn thành môn học An toàn lao động, đồng thời học song song các kiến thức cơ sở về Điện kỹ thuật, Vật liệu điện và An toàn lao động & vệ sinh công nghiệp để hiểu rõ bản chất làm việc của các thiết bị thể hiện trên bản vẽ.

3. Điểm đặc thù của giáo trình so với các tài liệu vẽ kỹ thuật đại cương là gì?

Tài liệu tập trung chuyên sâu vào ngành Điện với hệ thống ký hiệu chuẩn hóa toàn diện từ mặt bằng xây dựng (TCVN 185-74), thiết bị điện chiếu sáng, điện công nghiệp, cung cấp điện (TCVN 1613-75 đến 1639-75) đến linh kiện điện tử và vi mạch. Đồng thời, giáo trình đối sánh trực tiếp giữa chuẩn TCVN và chuẩn quốc tế IEC, liên kết trực tiếp bản vẽ với bảng dự trù vật tư thi công thực tế.

4. Phương pháp tự học giáo trình này đạt hiệu quả tốt nhất?

Người học nên kết hợp học thuộc các bảng ký hiệu quy ước (từ Bảng 2.1 đến Bảng 2.15) với việc luyện tập vẽ tay đúng tiêu chuẩn nét vẽ và khổ chữ TCVN 2-74; sau đó tự thực hành chuyển đổi qua lại giữa ba dạng: sơ đồ nguyên lý $\leftrightarrow$ sơ đồ vị trí/sơ đồ nối dây $\leftrightarrow$ sơ đồ đơn tuyến và lập bảng dự trù vật tư theo Bảng 3.1.

5. Giáo trình có cung cấp các mẫu biểu tra cứu bổ trợ không?

Tài liệu tích hợp đầy đủ hệ thống 15 bảng tra cứu ký hiệu hình vẽ và chữ viết tắt, quy cách khung tên cho các khổ giấy (A0, A1, A2, A3, A4), mẫu sơ đồ mặt bằng kiến trúc, sơ đồ đi dây chiếu sáng, sơ đồ đi dây ổ cắm và mẫu bảng kê dự trù vật tư kỹ thuật.

Kết luận

Giáo trình Mô đun: Vẽ điện (MĐ 10) của Trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình là tài liệu đào tạo nghề chuẩn mực, cung cấp đầy đủ các quy tắc biểu diễn bản vẽ kỹ thuật điện theo Tiêu chuẩn Việt Nam và Quốc tế. Lộ trình đào tạo đi từ các kiến thức cơ bản về dụng cụ, quy chuẩn trình bày đường nét, khổ giấy đến việc nhận dạng hàng trăm ký hiệu chuyên ngành và làm chủ kỹ thuật thiết lập các dạng sơ đồ điện (mặt bằng, vị trí, nối dây, đơn tuyến). Tài liệu đóng vai trò là nền tảng kỹ thuật bắt buộc giúp người học tiếp thu hiệu quả các mô đun chuyên sâu tiếp theo như Máy điện, Cung cấp điện và Trang bị điện. Để mở rộng kiến thức, người học có thể tham khảo thêm các tiêu chuẩn TCVN 2-74, TCVN 185-74, nhóm tiêu chuẩn TCVN 1613-75 đến 1639-75 và các tài liệu kỹ thuật của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế IEC.