Giáo trình Thực hành điện cơ bản

Giáo Trình thực hành điện cơ bản Mục lục Lời nói đầu ........................................................................................................ 5 Các ký hiệu ....................................................................................................... 6 BÀI 1: AN TOÀN ĐIỆN ................................................................................... 9 Mục tiêu học tập ........................................................................................

pdf166 trang | Chia sẻ: Tài Huệ | Ngày: 17/02/2024 | Lượt xem: 143 | Lượt tải: 1download
Tóm tắt tài liệu Giáo trình Thực hành điện cơ bản, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
......... 9 Nội dung về an toàn điện ................................................................................... 9 1. Các khái niệm về an toàn điện .................................................................. 9 1.1. Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể con người ............................... 9 1.2. Điện trở cơ thể người ........................................................................ 11 1.3. Ảnh hưởng của trị số dòng điện giật đến tai nạn điện ........................ 13 1.4. Ảnh hưởng của dòng điện giật đến tai nạn điện giật .......................... 15 1.5. Ảnh hưởng của thời gian dòng điện qua người đến tai nạn điện giật . 16 1.6. Ảnh hưởng của tần số dòng điện giật đến tai nạn điện ....................... 17 1.7. Hiện tượng dòng điện đi trong đất ..................................................... 17 1.8. Điện áp tiếp xúc và điện áp bước ...................................................... 21 1.9. Địên áp cho phép .............................................................................. 25 1.10. Phân loại xí nghiệp theo quan điểm an toàn điện ............................. 25 2. Các biện pháp tách nạn nhân ra khỏi nguồn điện và phương pháp cấp cứu ................................................................................................................... 26 2.1. Tách nạn nhân ra khỏi nguồn điện ..................................................... 26 2.2. Cấp cứu ngay sau khi tách nạn nhân ra khỏi nguồn điện ................... 28 BÀI 2: KỸ THUẬT NỐI DÂY VÀ ĐI DÂY .................................................. 31 Mục tiêu học tập .............................................................................................. 31 Nội dung ......................................................................................................... 31 1. Dụng cụ, thiết bị, vật liệu ....................................................................... 31 2. Quy trình và kỹ thuật nối dây ................................................................. 31 3. Một số hư hỏng và biện pháp khắc phục ................................................. 42 4. Quy trình và kỹ thuật đi dây ................................................................... 42 4.1. Phương pháp đi dây trên sứ cách điện ............................................... 42 4.2. Phương pháp đi dây trong ống .......................................................... 45 4.3. Hướng dẫn lựa chọn dây cáp điện trong xây dựng nhà ...................... 46 Giáo Trình thực hành điện cơ bản BÀI 3. LẮP RÁP VÀ SỬA CHỮA MẠCH ĐIỆN CHIẾU SÁNG.................. 69 ĐIỀU KHIỂN TẠI MỘT VỊ TRÍ VÀ NHIỀU VỊ TRÍ .................................... 69 Mục tiêu học tập .............................................................................................. 69 Nội dung ......................................................................................................... 69 1. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị, phương tiện vật tư ........................................ 69 2. Các khí cụ điện ....................................................................................... 69 2.1. Cầu chì .............................................................................................. 69 2.2. Cầu dao ............................................................................................. 75 2.3. Cầu dao tự động CB (CIRCUIT BREAKER) .................................... 78 2.4. Thiết bị chống dòng điện rò .............................................................. 83 2.5. Công tắc ............................................................................................ 87 2.6. Phích cắm và ổ cắm .......................................................................... 89 3. Lắp ráp mạch điện điều khiển 1 vị trí .................................................... 89 3.1. Sơ đồ nguyên lý mạch điện điều khiển tại 1 vị trí .............................. 89 3.2. Sơ đồ lắp ráp mạch điện điều khiển tại 1 vị trí .................................. 90 3.3. Lập bảng dự trù dụng cụ, vật liệu, thiết bị ......................................... 92 3.4. Lắp đặt mạch điện điều khiển 1 vị trí ................................................ 93 4. Lắp ráp mạch điện điều khiển 2 vị trí .................................................... 94 4.1. Sơ đồ nguyên lý mạch điện điều khiển tại 2 vị trí ............................. 94 4.2. Sơ đồ lắp ráp mạch điện .................................................................... 95 4.3. Lập bảng dự trù dụng cụ, vật liệu, thiết bị ......................................... 96 4.4. Lắp đặt mạch điện điều khiển 2 vị trí ................................................ 97 5. Lắp ráp mạch điện điều khiển nhiều vị trí .............................................. 99 5.1. Sơ đồ nguyên lý mạch điện điều khiển tại 3 vị trí .............................. 99 5.2. Sơ đồ lắp ráp mạch điện .................................................................... 99 5.3. Lập bảng dự trù dụng cụ, vật liệu, thiết bị ....................................... 101 5.4. Lắp đặt mạch điện điều khiển 3 vị trí ............................................. 102 6. Những hư hỏng và biện pháp khắc phục ............................................... 104 BÀI 4: LẮP RÁP MẠCH ĐIỆN ĐÈN HUỲNH QUANG ............................. 105 Mục tiêu học tập ............................................................................................ 105 Nội dung và trình tự thực hành ...................................................................... 105 1. Dụng cụ thiết bị và vật liệu ................................................................... 105 2 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 2. Sơ đồ lắp đặt ......................................................................................... 106 2.1. Sơ đồ nguyên lí mạch điện đèn ống huỳnh quang ........................... 106 2.2. Nguyên lý phát sáng và nguyên lý hoạt động .................................. 109 2.3. Sơ đồ lắp ráp mạch điện .................................................................. 110 3. Lập bảng dự trù dụng cụ, vật liệu, thiết bị............................................. 112 4. Lắp đặt mạch điện đèn ống huỳnh quang .............................................. 113 5. Một số hư hỏng và biện pháp khắc phục ............................................... 115 6. Ưu nhược điểm ..................................................................................... 117 7. Đèn cao áp thuỷ ngân ........................................................................... 118 7.1. Đèn cao áp thuỷ ngân chấn lưu ngoài .............................................. 118 7.2. Đèn cao áp thuỷ ngân tự chấn lưu ................................................... 121 7.3. Một số hư hỏng thường gặp và phương pháp khắc phục ................. 123 BÀI 5: CHIẾU SÁNG TỔNG HỢP .............................................................. 124 Mục tiêu học tập ............................................................................................ 124 Nội dung thực hành ....................................................................................... 124 1. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị, vật tư .......................................................... 124 2. Sơ đồ nguyên lý .................................................................................... 124 3. Trình tự lắp ráp mạch điện .................................................................... 125 4. Lập bảng dự trù dụng cụ, vật liệu, thiết bị............................................. 127 5. Lắp đặt mạch điện ................................................................................ 128 6. Những hư hỏng và biện pháp khắc phục ............................................... 130 BÀI 6: VẬN HÀNH, KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG ........................................ 133 ĐỘNG CƠ ĐIỆN .......................................................................................... 133 Mục tiêu học tập ............................................................................................ 133 Nội dung thực hành động cơ không đồng bộ 1 pha ........................................ 133 1. Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật tư .......................................................... 133 2. Cấu tạo động cơ không đồng bộ 1 pha .................................................. 134 3. Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 1 pha ......................... 134 4. Phân loại động cơ không đồng bộ 1 pha ............................................... 135 4.1. Động cơ vận hành với tụ điện ......................................................... 136 4.2. Động cơ vận hành 2 tụ .................................................................... 137 4.3. Động cơ khởi động với cuộn phụ .................................................... 138 3 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 4.4. Động cơ có vòng ngắn mạch ........................................................... 139 5. Cách đấu dây động cơ không đồng bộ 1 pha ......................................... 140 6. Cách xác định cực tính của động cơ một pha ........................................ 141 6.1. Động cơ 1 pha không chạy tụ .......................................................... 142 6.2. Động cơ 1 pha chạy tụ..................................................................... 142 7. Một số pan về động cơ không đồng bộ 1 pha ........................................ 144 7.1. Trường hợp pan về cơ ..................................................................... 144 7.2. Động cơ 1 pha không khởi động ..................................................... 144 7.3. Trường hợp động cơ lúc chạy lúc không ......................................... 145 7.4. Trường hợp động cơ 1 pha vận hành không đạt tốc độ .................... 145 7.5. Trường hợp động cơ mất tốc độ khi vừa mang tải ........................... 145 7.6. Động cơ vận hành phát nhiệt nhiều ................................................. 145 7.7. Động cơ vận hành có tiếng rú điện .................................................. 146 7.8. Động cơ bị chạm masse .................................................................. 146 8. Nội dung thực hành động cơ không đồng bộ 3 pha ............................... 146 8.1. Cách mắc dây động cơ 3 pha (6 dây ra) ........................................... 146 8.2.Cách mắc dây động cơ 3 pha có 9 đầu dây hoặc 12 đầu dây ............. 146 8.3. Động cơ không đồng bộ 3 pha ........................................................ 149 9. Một số sơ đồ căn bản về nguyên lý điều khiển, vận hành động cơ ........ 151 9.1. Mạch điện khởi động-dừng một động cơ KĐB 3 pha ...................... 151 9.2. Mạch điện khởi động thứ tự hai động cơ KĐB 3 pha ...................... 152 9.3. Mạch điện đảo chiều động cơ KĐB 3 pha ....................................... 154 9.4. Mạch điện khởi động một động cơ KĐB 3 pha - tự động dừng ....... 156 9.5. Mạch điện tự động khởi động theo thứ tự của 2 động cơ KĐB 3 pha ............................................................................................................... 157 Phụ lục .......................................................................................................... 157 4 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Lời nói đầu Ngày nay khoa học và công nghệ ngày càng phát triển không ngừng. Để giúp cho học sinh, sinh viên nắm được kiến thức và tay nghề vững vàng phù hợp với điều kiện phát triển của khoa học công nghệ tác giả đã biên soạn giáo trình môn học “Thực hành điện cơ bản” làm tài liệu giảng dạy cho sinh viên cao đẳng và đại học các ngành công nghệ kỹ thuật điện, công nghệ điện tự động, công nghệ điện - điện tử. Với nội dung cô đọng dễ hiểu mang lại kết quả hữu ích trong việc phát triển khả năng nghề của học viên tại môi trường làm việc công nghiệp đích thực. Cuốn giáo trình gồm các nội dung sau: 1. An toàn điện 2. Kỹ thuật nối dây 3. Lắp ráp và sửa chữa mạch điện chiếu sáng điều khiển tại một vị trí và nhiều vị trí 4. Lắp ráp mạch điện đèn huỳnh quang 5. Lắp ráp và sửa chữa mạch điện 6. Vận hành, kiểm tra, bảo dưỡng động cơ điện Trong quá trình biên soạn không thể tránh khỏi những sai sót chúng tôi rất mong những ý kiến đóng góp của bạn đọc để cuốn giáo trình hoàn thiện hơn. 5 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Các ký hiệu 1. Nguån ®iÖn 2. M¸y biÕn dßng 3. TiÕp ®iÓm a. Th­êng më b. Th­êng ®ãng c. Th­êng më ®ãng chËm d. Th­êng ®ãng më chËm e. Th­êng ®ãng ®ãng chËm f. Th­êng më më chËm 6 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 4. TiÕp ®iÓm r¬ le nhiÖt 5. Cuén d©y 6. C«ng t¾c 7. CÇu dao Ký hiệu cầu dao không có cầu chì bảo vệ: Ký hiệu cầu dao có cầu chì bảo vệ: 7 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 8. ¸p t« m¸t 9. CÇu ch× 10. ThiÕt bÞ chèng dßng ®iÖn dß 10. §éng c¬ 8 Giáo Trình thực hành điện cơ bản BÀI 1: AN TOÀN ĐIỆN Mục tiêu học tập  Kiến thức:  Xây dựng được trình tự vận hành thiết bị điện và mạng điện an toàn.  Kỹ năng :  Thực hiện được phương pháp cấp cứu người khi bị tai nạn điện.  Sử dụng được một số loại dụng cụ và thiết bị an toàn dụng trong kiểm tra và sửa chữa mạch điện.  Vận dụng sáng tạo được những kiến thức của bài học vào thực tiễn.  Thái độ :  Cẩn thận, tỉ mỉ, bố trí nơi làm việc khoa học.  Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Nội dung về an toàn điện 1. Các khái niệm về an toàn điện An toàn điện nhằm ngăn ngừa những tổn thất cho người sử dụng điện và các thiết bị máy móc. Trong khi các thiết bị điện làm việc, nếu không theo đúng những quy tắc an toàn thì có thể xảy ra nguy hiểm đến tính mạng và thiết bị điện. Với quan điểm con người là vốn quý, nên phải tìm mọi biện pháp để bảo đảm an toàn cho người sử dụng điện. 1.1. Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể con người Khi gần các bộ phận mang điện hay làm việc liên quan đến dòng điện, điện áp, cần phải biết những nguy hiểm do dòng điện gây ra. 9 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Người bị điện giật là do tiếp xúc với mạch điện có điện áp hay nói một cách khác là do có dòng điện chạy qua cơ thể người. Dòng điện chạy qua cơ thể người sẽ gây ra các hiện tượng sau đây : - Tác dụng nhiệt: làm cháy bỏng thân thể, thần kinh, tim não và các cơ quan nội tạng khác gây ra các rối loạn nghiêm trọng về chức năng. - Tác dụng điện phân: biểu hiện ở việc phân ly máu và các chất lỏng hữu cơ dẫn đến phá huỷ thành phần hoá lý của máu và các tế bào. - Tác dụng sinh lý: gây ra sự hưng phấn và kích thích các tổ chức sống dẫn đến co rút các bắp thịt trong đó có tim và phổi. Kết quả có thể đưa đến phá hoại, thậm chí làm ngừng hẳn hoạt động hô hấp và tuần hoàn. Các nguyên nhân chủ yếu gây chết người bởi dòng điện thường làm tim phổi ngừng làm việc và sốc điện: - Tim ngừng đập là trường hợp nguy hiểm nhất và thường dễ cứu sống nạn nhân hơn là ngừng thở và sốc điện. Tác dụng dòng điện đến cơ tim có thể gây ra tim ngừng đập hoặc rung tim. Rung tim là hiện tượng co rút nhanh và lộn xộn các sợi cơ tim làm cho các mạch máu trong cơ thể bị ngừng hoạt động dẫn đến tim ngừng đập hoàn toàn. - Ngừng thở thường xảy ra nhiều hơn so với ngừng tim, người ta thấy bắt đầu khó thở do sự co rút do có dòng điện 20-25mA tần số 50Hz chạy qua cơ thể. Nếu dòng điện tác dụng lâu thì sự co rút các cơ lồng ngực mạnh thêm dẫn đến ngạt thở, dần dần nạn nhân mất ý thức, mất cảm giác rồi ngạt thở cuối cùng tim ngừng đập và chết lâm sàng. - Sốc điện là phản ứng phản xạ thần kinh đặc biệt của cơ thể do sự hưng phấn mạnh bởi tác dụng của dòng điện dẫn đến rối loạn nghiêm trọng tuần hoàn, hô hấp và quá trình trao đổi chất. Tình trạng sốc điện kéo dài độ vài chục 10 Giáo Trình thực hành điện cơ bản phút cho đến một ngày đêm, nếu nạn nhân được cứu chữa kịp thời thì có thể bình phục. Hiện nay còn nhiều ý kiến khác nhau trong việc xác định nguyên nhân đầu tiên và quan trọng nhất dẫn đến chết người. Ý kiến thứ nhất cho rằng đó là do tim ngừng đập song loại ý kiến thứ hai lại cho rằng đó là do phổi ngừng thở vì theo họ trong nhiều trường hợp tai nạn điện giật thì nạn nhân đã được cứu sống chỉ đơn thuần bằng biện pháp hô hấp nhân tạo. Loại ý kiến thứ ba cho rằng khi có dòng điện qua người thì đầu tiên nó phá hoại hệ thống hô hấp sau đó nó làm ngừng trệ hoạt động tuần hoàn. Do có nhiều quan điểm khác nhau như vậy nên hiện nay trong việc cứu chữa nạn nhân bị điện giật người ta khuyên nên áp dụng tất cả các biện pháp để vừa phục hồi hệ thống hô hấp (thực hiện hô hấp nhân tạo) vừa phục hồi hệ thống tuần hoàn (xoa bóp tim). 1.2. Điện trở cơ thể người Thân thể người ta gồm có da thịt xương máu...tạo thành và có một tổng trở nào đó đối với dòng điện chạy qua người. Lớp da có điện trở lớn nhất mà điện trở của da là do điện trở của lớp sừng trên da quyết định. Điện trở của người là một đại lượng rất không ổn định và không chỉ phụ thuộc vào trạng thái sức khoẻ của cơ thể người từng lúc mà còn phụ thuộc vào môi trường xung quanh, điều kiện tổn thương...Qua nghiên cứu rút ra một số kết luận cơ bản về giá trị điện trở cơ thể người như sau: - Điện trở cơ thể người là một đại lượng không thuần nhất. Thí nghiệm cho thấy dòng điện đi qua người và điện áp đặt vào có sự lệch pha. Sơ đồ thay thế của điện trở người có thể biểu diển bằng hình vẽ sau: 11 Giáo Trình thực hành điện cơ bản C1 C2 Ing R R1 R2 Trong đó: R1: điện trở tác dụng của da R2: điện trở của tổng các bộ phận bên trong cơ thể người C: điện dung của da và lớp thịt dưới da Vì thành phần điện dung rất bé nên trong tính toán thường bỏ qua. - Điện trở của người luôn luôn thay đổi trong một phạm vi rất lớn từ vài chục ngàn Ω đến 600Ω. Trong tính toán thường lấy giá trị trung bình là 1000Ω. Khi da bị ẩm hoặc khi tiếp xúc với nước hoặc do mồ hôi đều làm cho điện trở người giảm xuống. - Điện trở của người phụ thuộc vào áp lực và diện tích tiếp xúc. Áp lực và diện tích tiếp xúc càng tăng thì điện trở người càng giảm. Sự thay đổi này rất dễ nhìn thấy trong vùng áp lực nhỏ hơn 1kG/cm2 (hình 1.1). 12 Giáo Trình thực hành điện cơ bản - Điện trở người giảm đi khi có dòng điện đi qua người, giảm tỉ lệ với thời gian tác dụng của dòng điện. Điều này có thể giải thích vì da bị đốt nóng và có sự thay đổi về điện phân - Điện trở người phụ thuộc điện áp đặt vào vì ngoài hiện tượng điện phân còn có hiện tượng chọc thủng. Khi điện áp đặt vào 250V lúc này lớp da ngoài cùng mất hết tác dụng nên điện trở người giảm xuống rất thấp. Hình 1.2: Sự phụ thuộc điện trở người vào điện áp ứng với các thời gian tiếp xúc khác nhau (0,015s và 3s). Đường đi của dòng điện tay-tay Đường đi của dòng điện tay-chân 1.3. Ảnh hưởng của trị số dòng điện giật đến tai nạn điện Dòng điện là nhân tố vật lý trực tiếp gây tổn thương khi bị điện giật. Cho tới nay vẫn còn nhiều ý kiến khác nhau về giá trị dòng điện có thể gây nguy hiểm chết người.Trường hợp chung thì dòng điện 100mA xoay chiều gây nguy 13 Giáo Trình thực hành điện cơ bản hiểm chết người. Tuy vậy cũng có trường hợp dòng điện chỉ khoảng 5-10mA đã làm chết người bởi vì còn tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố khác nữa như điều kiện nơi xảy ra tai nạn, sức khoẻ trạng thái thần kinh của từng nạn nhân, đường đi của dòng điện. Trong tính toán thường lấy trị số dòng điện an toàn là 10mA đối với dòng điện xoay chiều và 50mA với dòng điện một chiều. Bảng 1.1 cho phép đánh giá tác dụng của dòng điện đối với cơ thể người: Trị số dòng Tác dụng của dòng điện Tác dụng của dòng điện điện (mA) xoay chiều một chiều 0,6-1,5 Bắt đầu thấy ngón tay tê Không có cảm giác gì 2-3 Ngón tay tê rất mạnh Không có cảm giác gì 3-7 Bắp thịt co lại và rung Đau như kim châm cảm thấy nóng Tay đã khó rời khỏi vật có điện nhưng vẫn rời được 8-10 Nóng tăng lên Ngón tay, khớp tay, lòng bàn tay cảm thấy đau Tay không rời khỏi vật có Nóng càng tăng lên thịt co quắp 20-25 điện, đau khó thở lại nhưng chưa mạnh Cơ quan hô hấp bị tê liệt. Cảm giác nóng mạnh. Bắp thịt ở 50-80 Tim bắt đầu đập mạnh tay co rút, khó thở Cơ quan hô hấp bị tê liệt 90-100 Kéo dài 3 giây hoặc dài hơn Cơ quan hô hấp bị tê liệt tim bị tê liệt đến ngừng đập 14 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Qua bảng ta thấy dòng điện xoay chiều nguy hiểm hơn dòng một chiều vì: - Qua nghiên cứu người ta thấy rằng trị số dòng điện tác dụng lên người không phải là trị số hiệu dụng mà là trị số biên độ của nó. - Đối với dòng xoay chiều trên cơ thể người tồn tại nhiều vùng nhạy nguy hiểm. 1.4. Ảnh hưởng của dòng điện giật đến tai nạn điện giật Về đường đi của dòng điện qua người có thể có rất nhiều trường hợp khác nhau, tuy vậy có những đường đi cơ bản thường gặp là: dòng qua tay - chân, tay - tay, chân - chân. Một vấn đề còn tranh cãi là đường đi nào là nguy hiểm nhất. Đa số các nhà nghiên cứu cho rằng đường đi nguy hiểm nhất phụ thuộc vào số phần trăm dòng điện tổng qua tim và phổi. Theo quan điểm này thì dòng điện đi từ tay phải qua chân, đầu qua chân, đầu qua tay là những đường đi nguy hiểm nhất vì: + Dòng đi từ tay qua tay có 3.3% dòng điện tổng qua tim. + Dòng đi từ tay trái qua chân có 3.7% dòng điện tổng qua tim. + Dòng đi từ tay phải qua chân có 6.7% dòng điện tổng qua tim. + Dòng đi từ chân qua chân có 0.4% dòng điện tổng qua tim. + Dòng đi từ đầu qua tay có 7% dòng điện tổng qua tim. + Dòng đi từ đầu qua chân có 6.8% dòng điện tổng qua tim.. 15 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 1.5. Ảnh hưởng của thời gian dòng điện qua người đến tai nạn điện giật Hình 1.3: Sự nguy hiểm khi thời điểm dòng điện chạy qua tim trùng với pha T của chu trình tim. a. Điện tâm đồ của người khoẻ b. Đặc tính phụ thuộc giữa xác suất xảy ra tai nạn và thời điểm dòng điện chạy qua tim Yếu tố thời gian tác động của dòng điện vào cơ thể người rất quan trọng và biểu hiện dưới nhiều hình thái khác nhau. Đầu tiên chúng ta thấy thời gian tác dụng của dòng điện ảnh hưởng đến điện trở của người. Thời gian tác dụng càng lâu, điện trở của người càng bị giảm xuống vì lớp da bị nóng dần và lớp sừng trên da bị chọc thủng càng nhiều. Thứ hai là thời gian tác dụng của dòng điện càng lâu thì xác suất trùng hợp với thời điểm chạy qua tim với pha T (là pha dễ thương tổn nhất của chu trình tim) tăng lên. Hay nói một cách khác trong mỗi chu kỳ của tim kéo dài độ một giây có 0,4s tim nghỉ làm việc (giữa trạng thái co và giãn) ở thời điểm này tim rất nhạy cảm với dòng điện đi qua nó. 16 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 1.6. Ảnh hưởng của tần số dòng điện giật đến tai nạn điện Ta xét xem khi tần số thay đổi thì tai nạn xảy ra nặng hay nhẹ ? Theo lý luận thông thường thì khi tần số f tăng lên thì tổng trở cơ thể người giảm xuống vì điện kháng của da người do điện dung tạo ra: ... dẫn đến dòng điện tăng càng nguy hiểm. Tuy nhiên qua thực tế và nghiên cứu người ta thấy rằng tần số nguy hiểm nhất là từ (50 - 60)Hz. Nếu tần số lớn hơn tần số này thì mức độ nguy hiểm giảm còn nếu tần số bé hơn thì mức độ nguy hiểm cũng giảm. Có thể giải thích như sau: Lúc đặt dòng điện một chiều vào tế bào, các phần tử trong tế bào bị phân thành những ion khác dấu và bị hút ra màng tế bào. Như vậy phân tử bị phân cực hoá, các chức năng sinh vật hoá học của tế bào bị phá hoại đến mức độ nhất định. Bây giờ nếu đặt nguồn điện xoay chiều vào thì ion cũng chạy theo hai chiều khác nhau ra phía ngoài của màng tế bào. Nhưng khi dòng điện đổi chiều thì chuyển động của ion cũng ngược lại. Với tần số nào đó của dòng điện, tốc độ của ion đủ lớn để trong một chu kỳ chạy được hai lần bề rộng của tế bào thì trường hợp này mức độ kích thích lớn nhất, chức năng sinh vật - hoá học của tế bào bị phá hoại nhiều nhất. Nếu dòng điện có tần số cao thì khi dòng điện đổi chiều thì ion chưa kịp đập vào màng tế bào. Khi nghiên cứu tác hại của dòng điện một chiều đối với người thấy rằng ở trường hợp một chiều điện trở của người lớn hơn xoay chiều. Điều này có thể giải thích là ở một chiều có điện dung và sự phân cực tăng lên. Nghiên cứu thấy rằng khi dòng điện một chiều lớn hơn 80mA mới ảnh hưởng đến tim và cơ quan hô hấp của con người. 1.7. Hiện tượng dòng điện đi trong đất Khi cách điện của thiết bị điện bị chọc thủng sẽ có dòng điện chạm đất, dòng điện này đi vào đất trực tiếp hay qua một cấu trúc nào đó. 17 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Về phương diện an toàn mà nói thì dòng điện chạm đất thay đổi cơ bản trạng thái của mạng điện (điện áp giữa dây dẫn và đất thay đổi xuất hiện các thế hiệu khác nhau giữa các điểm trên mặt đất gần chỗ chạm đất). Dòng điện đi vào đất sẽ tạo nên ở điểm chạm đất một vùng dòng điện rò trong đất và điện áp trong vùng này phân bố theo một quy luật nhất định. Để đơn giản nghiên cứu hiện tượng này ta giải thích dòng điện chạm đất đi vào đất qua một cực kim loại hình bán cầu. Đất thì thuần nhất và có điện trở suất là ρ (tính bằng Ohm.cm). Như thế có thể xem như dòng điện đi từ tâm hình bán kính cầu tỏa ra theo đường bán kính. Trên cơ sở lý thuyết tượng tự ta có thể xem trường của dòng điện đi trong đất giống dạng trường trong tĩnh điện, nghĩa là tập hợp của những đường sức và đường đẳng thế của chúng giống nhau. Đại lượng cơ bản trong điện trường của môi trường dẫn điện là mật độ dòng điện J. Véctơ này hướng theo hướng của véctơ cường độ điện trường. Phương trình để khảo sát điện trường trong đất là phương trình theo định luật Ohm dưới dạng vi phân : E  .J Trong đó : ρ là điện trở suất. E là điện áp trên đơn vị chiều dài dọc theo đường đi của dòng điện .Mật độ dòng điện tại điểm cách tâm bán cầu 1 khoảng X bằng : I J  d 2X 2 Ở đây Iđ là dòng điện chạm đất. Điện áp trên một đoạn vô cùng bé dx (xem hình 1.4) dọc trên đường đi của dòng điện là : 18 Giáo Trình thực hành điện cơ bản I dU  E.dX  J..dX  d .dX 2X 2 Điện áp tại một điểm A nào đấy cũng tức là hiệu số điện thế giữa điểm A và điểm vô cùng xa (thế của điểm vô cùng xa có thể xem như bằng 0) bằng : U Ud=Umax ΔU≈68%Ud Id x dx r0 Hình 1.4: Dòng chạm đất đi vào đất qua bản cực bán cầu  I   dx I  U  dU  d  d A   2 X A 2 X A x 2X A Nếu dịch chuyển điểm A đến gần mặt của vât nối đất ta có điện áp cao I d  nhất đối với đất Uđ : U d  2X d Trong đó Xđ là bán kính của vật nối đất hình bán cầu. Ở đây ta xem bản thân vật nối đất có bán kính Xđ như vật mà các điểm của nó có điện áp như nhau. Giả thiết này dựa trên cơ sở vật nối đất có điện dẫn rất lớn (Ví dụ : điện dẫn của thép gần như bằng 109 lần điện dẫn của đất). U X Ta có thể viết : A  d U d X A 19 Giáo Trình thực hành điện cơ bản X d U A  U d X A Thay tích Uđ . Xđ = K (là một hằng số ứng với những điều kiện nhất định) K ta có phương trình hyperbol sau : U A  X A 100% 1 32 U  K. x 8 1 10 20 Hình 1.5: Đường cong chỉ sự phân bố điện áp của các điểm trên mặt đất lúc có chạm đất + Như vậy, sự phân bố điện áp trong vùng dòng điện rò trong đất đối với điểm vô cực ngoài vùng dòng điện rò có dạng hyperbol. + Tại điểm chạm đất trên mặt của vật nối đất ta có điện áp đối với đất là cực đại. + Không riêng gì vật nối đất có dạng hình bán cầu mà ngay đối với các dạng khác của vật nối đất như hình ống, thanh, chữ nhật... cũng đều có sự phân bố điện áp gần giống hình hyperbol. Dùng cách đo trực tiếp điện áp từng điểm trên mặt đất quanh chỗ chạm đất ta cũng vẽ được đường cong phân bố điện áp đối với đất trong vùng dòng điện rò trong đất có dạng hyperbol. I d  + Khi x = ro ta được : U r0   U d 2.r0 20 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Gọi là điện thế đất (điện thế tại bề mặt điện cực)  Đặt: Rd  2.r0 Gọi là điện trở nối đất của điện cực kim loại bán cầu. Rđ chỉ phụ thuộc vào điện trở suất ρ của đất không phụ thuộc vào điện trở kim loại. Rđ còn gọi là điện trở tản. Trong thực tế điện trở suất của kim loại rất nhỏ so với điện trở suất của đất vì thế có thể xem điện cực là đẳng thế. Lúc này điện thế trên bề mặt kim loại là: Umax = Uđ = Iđ. Rđ + Khi x > 20m thì có thể xem như ngoài vùng dòng điện rò hay còn được gọi là những điểm có điện áp bằng không + Trong vùng gần 1m cách vật nối đất chiếm 68% điện áp rơi Những nhận xét trên đây cũng đúng với các loại điện cực khác, chỉ có hàm phân bố điện thế là khác (công thức khác) 1.8. Điện áp tiếp xúc và điện áp bước 1.8.1. Điện áp tiếp xúc 21 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Trong quá trình tiếp xúc với thiết bị điện, nếu có mạch điện khép kín qua người thì điện áp giáng lên người lớn hay nhỏ là tuỳ thuộc vào điện trở khác mắc nối tiếp với người. Điện áp đặt vào người (tay-chân) khi người chạm phải vật có mang điện áp gọi là điện áp tiếp xúc. Hay nói cách khác điện áp giữa tay người khi chạm vào vật có mang điện áp và đất nơi người đứng gọi là điện áp tiếp xúc. Vì chúng ta nghiên cứu an toàn trong điều kiện chạm vào một pha là chủ yếu cho nên có thể xem điện áp tiếp xúc là thế giữa hai điểm trên đường dòng điện đi mà người có thể chạm phải. Trên hình 1.6 vẽ hai thiết bị điện ( động cơ, máy sản xuất...) có vẽ máy được nối với vật nối đất có điện trở đất là Rđ. Giả sử cách điện của một pha của thiết bị 1 bị chọc thủng và có dòng điên chạm đất đi từ vỏ thiết bị vào đất qua vật nối đất. Lúc này, vật nối đất cũng như vỏ các thiết bị có nối đất đều mang điện áp đối với đất là : Uđ = Iđ.Rđ Trong đó, Iđ là dòng điện chạm đất. Tay ngư...Ngoài ra, còn có Dây đơn mềm không chì (LF-VCm), không tác hại cho con người và môi trường bằng cách sử dụng vật liệu PVC không chì (LF-PVC). - Dây đôi mềm dẹt (VCmd) Dây đôi mềm dẹt (VCmd) là dây có 2 ruột dẫn, mỗi ruột dẫn gồm nhiều sợi đồng xoắn lại với nhau, 2 ruột dẫn này được bọc cách điện PVC và phần cách điện của 2 ruột dẫn dính với nhau tạo ra một dây dẹt có 2 ruột dẫn cách điện song song với nhau. Cấp điện áp của dây là 250V. Ngoài ra, còn có Dây đôi mềm dẹt không chì (LF-VCmd), không tác hại cho con người và môi trường bằng cách sử dụng vật liệu PVC không chì (LF- PVC). - Dây đôi mềm xoắn (VCmx) Dây đôi mềm xoắn (VCmx) là dây được xoắn lại từ 2 dây đơn mềm (VCm) riêng biệt. Cấp điện áp của dây là 250V. 52 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Ngoài ra, còn có Dây đôi mềm xoắn không chì (LF-VCmx), không tác hại cho con người và môi trường bằng cách sử dụng vật liệu PVC không chì (LF-PVC). - Dây đôi mềm tròn (VCmt) Dây đôi mềm xoắn tròn (VCmt) là dây gồm 2 dây đơn mềm (VCm) riêng biệt được xoắn lại hoặc đặt song song rồi bọc bên ngoài một lớp vỏ bảo vệ bằng PVC. Dây này cũng được gọi là cáp CVVm. Cấp điện áp của dây là 250V. Ngoài ra, còn có Dây đôi mềm tròn không chì (LF-VCmt), không tác hại cho con người và môi trường bằng cách sử dụng vật liệu PVC không chì (LF- PVC). - Dây đôi mềm ôvan (VCmo) Dây đôi mềm ôvan (VCmo) là dây gồm 2 dây đơn mềm (VCm) riêng biệt được xoắn lại hoặc đặt song song rồi bọc bên ngoài một lớp vỏ bảo vệ bằng PVC. Dây này cũng được gọi là cáp CVVm ôvan. Cấp điện áp của dây là 250V. Ngoài ra, còn có Dây đôi mềm ôvan không chì (LF-VCmo), không tác hại cho con người và môi trường bằng cách sử dụng vật liệu PVC không chì (LF-PVC). 53 Giáo Trình thực hành điện cơ bản - Dây đơn cứng, ruột nhôm (VA) Dây đơn cứng, ruột nhôm (VA) là dây có ruột dẫn là 1 sợi nhôm, bọc cách điện PVC. Cấp điện áp của dây là 600V. Ngoài ra, còn có Dây đơn cứng ruột nhôm không chì (LF-VA), không tác hại cho con người và môi trường bằng cách sử dụng vật liệu PVC không chì (LF-PVC) - Dây điện lực ruột đồng, cách điện PVC (CV) Dây điện lực ruột đồng, cách điện PVC (CV) là dây có ruột dẫn gồm 7 (hoặc 19) sợi đồng xoắn đồng tâm, bọc một lớp cách điện PVC. Cấp điện áp của dây là 450/750V hoặc 0,6/1kV. Ngoài ra, còn có Dây điện lực ruột đồng, cách điện PVC không chì (LF- CV), không tác hại cho con người và môi trường bằng cách sử dụng vật liệu PVC không chì (LF-PVC). - Cáp điện lực ruột đồng, cách điện PVC, vỏ bảo vệ PVC (CVV) 54 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Cáp điện lực ruột đồng, cách điện PVC, vỏ bảo vệ PVC (CVV) là cáp có 1 hoặc nhiều lõi cáp, mỗi lõi cáp có ruột dẫn gồm 7 (hoặc 19) sợi đồng xoắn đồng tâm và bọc một lớp cách điện PVC. Cáp CVV có một lớp vỏ bảo vệ PVC bên ngoài. Cấp điện áp của cáp là 450/750V hoặc 0,6/1kV. Ngoài ra, còn có Cáp điện lực ruột đồng, cách điện PVC không chì, vỏ bảo vệ PVC không chì (LF-CVV), không tác hại cho con người và môi trường bằng cách sử dụng vật liệu PVC không chì (LF-PVC) cho cách điện và vỏ bọc. 4.3.4. Công suất chịu tải của các loại dây cáp điện thường sử dụng cho nhà ở Mỗi cỡ dây/cáp (tiết diện ruột dẫn) và mỗi loại dây/cáp có mức chịu tải khác nhau. Đối với mục đích nhà ở, hướng dẫn này đưa ra các bảng mô tả công suất chịu tải của các loại dây/cáp như dưới đây. Công suất chịu tải nêu trong các 55 Giáo Trình thực hành điện cơ bản bảng này là phù hợp với nhiệt độ môi trường đến 40 độ C và cũng đã xem xét đến vấn đề sụt áp nhằm đảm bảo chất lượng điện sinh hoạt cho nhà ở. Bảng 2.1: Công suất chịu tải của cáp Duplex Du-CV, Duplex Du-CX Tiết diện Công suất Chiều dài Tiết diện Công suất Chiều dài ruột dẫn chịu tải đường dây ruột dẫn chịu tải đường dây 3 mm2 ≤ 5,5 kW ≤ 30 m 10 mm2 ≤ 12,1 kW ≤ 45 m 4 mm2 ≤ 6,8 kW ≤ 30 m 11 mm2 ≤ 12,9 kW ≤ 45 m 5 mm2 ≤ 7,8 kW ≤ 35 m 14 mm2 ≤ 15,0 kW ≤ 50 m 5.5 mm2 ≤ 8,3 kW ≤ 35 m 16 mm2 ≤ 16,2 kW ≤ 50 m 6 mm2 ≤ 8,7 kW ≤ 35 m 22 mm2 ≤ 20,0 kW ≤ 60 m 7 mm2 ≤ 9,5 kW ≤ 40 m 25 mm2 ≤ 21,2 kW ≤ 60 m 8 mm2 ≤ 10,6 kW ≤ 40 m 35 mm2 ≤ 26,2 kW ≤ 70 m Chiều dài đường dây đề nghị sử dụng ở bảng này được tính tóan theo độ sụt áp không quá 5% ở điều kiện đầy tải. Đối với nguồn 1pha 2dây, 220V, sau khi chọn được tiết diện ruột dẫn phù hợp với công suất nhưng chưa phù hợp với chiều dài đường dây mong muốn thì chỉ việc tăng tiết diện lên một cấp (ví dụ tăng từ 3mm2 lên 4mm2) và kiểm tra lại theo công thức dưới đây (0,187 x P x L / S <= 11), nếu thỏa mãn thì tiết diện dây vừa tăng lên là đã phù hợp, nếu chưa thỏa mãn thì tăng tiết diện ruột dẫn lên một cấp nữa và kiểm tra lại như trên cho đến khi thỏa mãn. Trong đó: 56 Giáo Trình thực hành điện cơ bản P = Công suất tính toán để chọn dây ( kW) L = Chiều dài đường dây mong muốn (m) S = Tiết diện ruột dẫn của dây (mm2) Bảng 2.2: Công suất chịu tải của cáp Điện kế ĐK-CVV, ĐK-CXV Công suất chịu tải Công suất chịu tải Tiết diện Cách điện Cách điện Tiết diện Cách điện Cách điện ruột dẫn PVC(ĐK- XLPE(ĐK- ruột dẫn PVC(ĐK- XLPE(ĐK- CVV) CXV) CVV) CXV) 3 mm2 ≤ 6,4 kW ≤ 8,2 kW 10 mm2 ≤ 13,4 kW ≤ 17,0 kW 4 mm2 ≤ 7,6 kW ≤ 9,8 kW 11 mm2 ≤ 14,2 kW ≤ 18,1 kW 5 mm2 ≤ 8,8 kW ≤ 11,2 kW 14 mm2 ≤ 16,6 kW ≤ 20,7 kW 5,5 mm2 ≤ 9,4 kW ≤ 11,9 kW 16 mm2 ≤ 17,8 kW ≤ 22,0 kW 6 mm2 ≤ 9,8 kW ≤ 12,4 kW 22 mm2 ≤ 22,0 kW ≤ 27,2 kW 7 mm2 ≤ 10,8 kW ≤ 13,8 kW 25 mm2 ≤ 23,6 kW ≤ 29,2 kW 8 mm2 ≤ 11,8 kW ≤ 15,0 kW 35 mm2 ≤ 29,0 kW ≤ 36,0 kW Thông thường chiều dài sử dụng Cáp điện kế khá ngắn nên không cần quan tâm đến độ sụt áp. 57 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Bảng 2. 3: Công suất chịu tải của dây VC, CV, CVV Tiết diện ruột dẫn Công suất chịu tải Tiết diện ruột dẫn Công suất chịu tải 0,5 mm2 ≤ 0,8 kW 3 mm2 ≤ 5,6 kW 0,75 mm2 ≤ 1,3 kW 4 mm2 ≤ 7,3 kW 1,0 mm2 ≤ 1,8 kW 5 mm2 ≤ 8,7 kW 1,25 mm2 ≤ 2,1 kW 6 mm2 ≤ 10,3 kW 1,5 mm2 ≤ 2,6 kW 7 mm2 ≤ 11,4 kW 2,0 mm2 ≤ 3,6 kW 8 mm2 ≤ 12,5 kW 2,5 mm2 ≤ 4,4 kW 10 mm2 ≤ 14,3 kW Công suất nêu trong bảng trên phù hợp cho chiều dài dây đến 30m, với độ sụt áp không quá 5% ở điều kiện đầy tải Bảng 2.4: Công suất chịu tải của dây đôi mềm VCm, VCmd, VCmx, VCmt, VCmo Tiết diện ruột dẫn Công suất chịu tải Tiết diện ruột dẫn Công suất chịu tải 0,5 mm2 ≤ 0,8 kW 2,5 mm2 ≤ 4,0 kW 0,75 mm2 ≤ 1,2 kW 3,5 mm2 ≤ 5,7 kW 1,0 mm2 ≤ 1,7 kW 4 mm2 ≤ 6,2 kW 1,25 mm2 ≤ 2,1 kW 5,5 mm2 ≤ 8,8 kW 1,5 mm2 ≤ 2,4 kW 6 mm2 ≤ 9,6 kW 2,0 mm2 ≤ 3,3 kW - - 58 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Công suất nêu trong bảng trên phù hợp cho chiều dài dây đến 30m, với độ sụt áp không quá 5% ở điều kiện đầy tải Bảng 2.5: Công suất chịu tải của dây VA Tiết diện ruột dẫn Công suất chịu tải Tiết diện ruột dẫn Công suất chịu tải 1,0 mm2 ≤ 1,0 kW 5 mm2 ≤ 5,5 kW 1,5 mm2 ≤ 1,5 kW 6 mm2 ≤ 6,2 kW 2,0 mm2 ≤ 2,1 kW 7 mm2 ≤ 7,3 kW 2,5 mm2 ≤ 2,6 kW 8 mm2 ≤ 8,5 kW 3 mm2 ≤ 3,4 kW 10 mm2 ≤ 11,4 kW 4 mm2 ≤ 4,2 kW 12 mm2 ≤ 13,2 kW Công suất nêu trong bảng trên phù hợp cho chiều dài dây đến 30m, với độ sụt áp không quá 5% ở điều kiện đầy tải 4.3.5. Cách tính toán và lựa chọn dây dẫn Tính toán và lựa chọn dây dẫn cần phải thực hiện theo các bước sau đây. - Xác định nguồn điện sẽ dùng - Tính tổng công suất thiết bị tiêu thụ điện - Lựa chọn dây dẫn cho từng phần của nhà ở, bao gồm ba bước nhỏ: + Lựa chọn đọan dây ngoài trời + Lựa chọn đọan cáp điện kế + Lựa chọn dây cho từng nhánh và dây đến từng thiết bị tiêu thụ điện. . Xác định nguồn điện sẽ dùng 59 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Căn cứ vào thiết bị điện trong nhà mà người dùng sẽ dùng là thiết bị 1 pha hay 3 pha, đồng thời cũng phải căn cứ vào nguồn cung cấp của điện lực ở địa phương mình ở có những loại nguồn điện nào. Hầu hết nguồn điện dùng cho nhà ở hiện nay ở Việt Nam là nguồn 1 pha 2dây. Bước này thường bị phụ thuộc vào nguồn cung cấp ở từng địa phương, nếu người dùng chỉ xài thiết bị điện 1 pha và nguồn địa phương của Điện lực chỉ có 2 dây (1 nóng, 1 nguội) hoặc 4 dây (3 nóng, 1 nguội) thì chỉ có nguồn “1pha 2dây” là áp dụng được. Trong trường hợp này vẫn có thể chọn nguồn “1pha 3dây” để dùng, nhưng phải thiết kế thêm hệ thống nối đất cho hệ thống điện trong nhà, phía sau đồng hồ đo điện. . Tính tổng công suất thiết bị tiêu thụ điện Thiết bị tiêu thụ điện là những thiết bị họat động bằng năng lượng điện. Các thiết bị tiêu thụ điện trong nhà ở có thể kể ra như: Đèn điện, quạt điện, nồi cơm điện, bàn ủi, tủ lạnh, máy giặt, lò nướng vi sóng, máy điều hòa nhiệt độ, máy bơm nước Trên mỗi thiết bị tiêu thụ điện, hầu hết đều có ghi trị số công suất, có đơn vị là W (Woat) hoặc kW (Kilô-Woat) hoặc HP (Horse Power- Sức ngựa). Một cách gần đúng, có thể xem tất cả các trị số công suất ghi trên các thiết bị là công suất tiêu thụ điện. Tính tổng công suất thiết bị tiêu thụ điện là liệt kê và cộng lại tất cả trị số công suất của các thiết bị tiêu thụ điện trong nhà nhằm xác định công suất tiêu thụ điện tổng của cả ngôi nhà. Khi gặp các đơn vị công suất khác nhau thì quy đổi sang cùng một đơn vị như sau: 1kW = 1.000W 1HP = 750W 60 Giáo Trình thực hành điện cơ bản . Lựa chọn dây dẫn cho từng phần của nhà ở Đây là buớc cuối cùng tìm ra các cỡ dây cần phải dùng. Tùy theo công suất chịu tải của từng nhánh trong sơ đồ điện, người dùng có thể chọn nhiều loại dây, cỡ dây khác nhau. *Ví dụ: Tính toán lựa chọn dây dẫn cho một nhà cụ thể. Đề bài: Cần tính tóan chọn lựa dây dẫn cho hệ thống điện của một ngôi nhà 1 trệt 1 lầu, đi dây âm tường, khoảng cách từ nhà đến lưới điện địa phương là 30m, tất cả thiết bị điện trong nhà sử dụng điện 1pha 220V, và có công suất được nêu trong bảng sau. Tầng trệt Tầng lầu Tên thiết bị/ Số Tên thiết Số Tổng công suất Tổng công suất Công suất lượng bị/Công suất lượng Bóng đèn 8 40 x 8 = 320W Bóng đèn 5 40 x 5 = 200W huỳnh quang huỳnh quang 1,2m/ 40W 1,2m/ 40W Đèn trang trí/ 5 20 x 5 = 100W Đèn trang trí/ 3 20 x 3 = 60W 20W 20W Quạt điện/ 4 100 x 4 = 400W Quạt điện/ 3 100 x 3 = 300W 100W 100W Nồi cơm điện/ 1 600 x 1 = 600W Máy điều hòa/ 1 1,5 x 750 x 1 = 600W 1,5HP 1125W Tivi/ 150W 1 150 x 1 = 150W Tivi/ 150W 1 150 x 1 = 150W 61 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Đầu máy + 150 x 1 = 150W Bộ máy vi tính/ 1 500 x 1 = 500W ampli/ 150W 500W Lò nướng vi 1 1000 x 1 = 1000W Máy sấy tóc/ 1 1000 x 1 sóng/ 1000W 1000W =1000W Bàn ủi/ 1 1000 x 1 = 1000W - - - 1000W Máy điều 2 1,5 x 750 x 2 = - - - hòa/ 1,5HP 2250W Máy giặt 7kg/ 1 750 x 2 = 1500W - - - 750W Mô-tơ bơm 1 750 x 1 = 750W - - - nước/ 750W Bài giải: Bước 1: Xác định loại nguồn điện sẽ dùng Vì tất cả thiết bị điện trong nhà sử dụng điện 1pha, 220V nên ta chọn nguồn điện thông dụng nhất là nguồn 1pha 2 dây. Bước 2: Tính tổng công suất thiết bị tiêu thụ điện Cộng tất cả công suất của các thiết bị của tầng trệt, tầng lầu và công suất tổng của cả nhà ta có số liệu sau. Tổng công suất tầng trệt: 7470W Tổng công suất tầng lầu: 3335W Tổng công suất cả nhà: 10805W Bước 3: Lựa chọn dây dẫn cho từng phần của nhà ở 62 Giáo Trình thực hành điện cơ bản • Lựa chọn đọan dây ngoài trời Đoạn dây ngoài trời là đọan dây dẫn điện vào nhà nên nó phải chịu được tổng công suất cả nhà là 10.805W. Tuy nhiên, hầu như không có thời điểm nào mà tất cả các thiết bị điện trong nhà họat động đồng thời cùng một lúc, cho nên người ta có thể giảm công suất tính tóan xuống còn khoảng 80% công suất tính toán rồi mới chọn lựa dây dẫn theo công suất đã được giảm. Khi giảm xuống 80% như vậy người ta có cách gọi khác là chọn ‘hệ số đồng thời’ (kđt) = 0,8. Trong ví dụ hướng dẫn này cũng chọn kđt = 0,8 và công suất sau khi đã giảm là: P = 10.805 x 0,8 = 8644W Đoạn dây ngoài trời thông thường được sử dụng là loại dây Duplex ruột đồng, cách điện PVC (Du-CV). Căn cứ vào công suất 8644W ta tra bảng để tìm cỡ (tiết diện ruột dẫn) cáp cho thích hợp. Tra bảng 2.1 (cáp Du-CV và Du-CX), chọn giá trí lớn hơn gần nhất ta thấy cáp tiết diện ruột dẫn 6mm2 có công suất chịu tải phù hợp. Chiều dài lắp đặt của cáp có tiết diện ruột dẫn 6mm2 cho trong bảng 2.1 cũng thỏa mãn với chiều dài lắp đặt mà đầu bài yêu cầu là 30m, vì vậy ta có thể chọn đoạn cáp ngoài trời là cáp Du-CV 2×6mm2 hoặc Du-CX 2×6mm2 • Lựa chọn đọan cáp điện kế Đoạn cáp điện kế nối từ đọan dây ngoài trời vào đến nhà nên nó cũng phải có công suất chịu tải lớn hơn hoặc bằng 8644W. Tra bảng 2.2 ta thấy cáp ĐK-CVV tiết diện ruột dẫn 5mm2 hoặc cáp ĐK-CXV tiết diện ruột dẫn 4mm2 là phù hợp. Đoạn cáp điện kế thường khá ngắn (< 10m) nên không cần quan tâm đến điện áp rơi theo chiều dài. Như vậy, người dùng có thể sử dụng ĐK-CVV 2 x 5mm2 hoặc ĐK-CXV 2 x 4mm2. ` • Lựa chọn dây cho từng nhánh và dây dẫn đến từng thiết bị điện 63 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Ngôi nhà có tầng trệt và 1 tầng lầu, hai tầng có công suất tiêu thụ khác nhau nhiều, do đó để tiết kiệm người dùng có thể phân làm 2 nhánh. Đường dây cho 2 nhánh này người dùng nên chọn loại dây đơn cứng (VC). Nhánh 1 cho tầng trệt Tầng trệt có công suất tổng là 7470W tương tự như đã đề cập ở trên, hầu như các thiết bị không họat động đồng thời nên có thể chọn hệ số đồng thời kđt = 0,8 lúc đó công suất để chọn dây dẫn là 7470 x 0,8 = 5976W. Tra bảng 2.3 ta thấy dây VC tiết diện ruột dẫn 4mm2 là phù hợp, như vậy người dùng có thể chọn dây VC 4mm2 cho nhánh 1 (tầng trệt). Nhánh 2 cho tầng lầu Tầng lầu có công suất tổng là 3335W tương tự như đã đề cập ở trên, hầu như các thiết bị không họat động đồng thời nên có thể chọn hệ số đồng thời kđt = 0,8, lúc đó công suất để chọn dây dẫn là 3335 x 0,8 = 2668W. Tra bảng 2.3 ta thấy dây VC tiết diện ruột dẫn 2mm2 là phù hợp, như vậy người dùng có thể chọn dây VC 2mm2 cho nhánh 2 (tầng lầu). Dây cho từng thiết bị Theo lý thuyết thì mỗi thiết bị có công suất khác nhau sẽ cần một cỡ dây khác nhau. Việc chọn từng cỡ dây riêng cho từng thiết bị như vậy có ưu điểm là tiết kiệm được chi phí dây dẫn, nhưng lại rất phức tạp cho việc mua dây cũng như đi dây, sự phức tạp này nhiều khi cũng rất tốn kém. Vì vậy, khi trong nhà không có thiết bị nào có công suất lớn cá biệt thì người dùng có thể chọn một cỡ dây và dùng chung cho tất cả các thiết bị. Công suất sử dụng ở các ổ cắm thường không cố định, không biết trước chắc chắn, vì đôi khi có hai hay nhiều thiết bị sử dụng chung một ổ cắm, do đó, để bảm bảo, người dùng nên chọn dây cho ổ cắm hơn một cấp so với cỡ dây dự định dùng chung cho tất cả các thiết bị. 64 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Tùy theo cách lắp đặt, người dùng có thể chọn loại dây đơn cứng hoặc dây đôi mềm, ngôi nhà trong ví dụ này có yêu cầu đi dây âm tường nên ta chọn dây đơn VC cho tất cả các thiết bị. Nhìn vào bảng công suất ta thấy công suất của máy điều hòa nhiệt độ 1,5HP (1,125kW) là lớn nhất, tra bảng 2.3 ta thấy cáp VC tiết diện ruột dẫn 0,75mm2 là phù hợp, tuy nhiên cần chọn dây cho ổ cắm hơn một cấp cho nên người dùng có thể chọn dây VC 1,0mm2 cho tất cả các thiết bị và ổ cắm. Tóm lại: Các loại dây, cỡ dây đã được tính toán lựa chọn cho ngôi nhà trên như sau: - Đoạn dây ngoài trời: cáp Duplex Du-CV 2×6mm2 hoặc Duplex Du-CX 2×6mm2 - Đoạn cáp điện kế: cáp ĐK-CVV 2 x 5mm2 hoặc ĐK-CXV 2 x 4mm2 - Dây cho nhánh tầng trệt: dây VC 4mm2 - Dây cho nhánh tầng lầu: dây VC 2mm2 - Dây cho các thiết bị điện và ổ cắm: dây VC 1,0mm2 Ghi chú: Người dùng có thể lựa chọn lắp đặt các loại dây & cáp không chì với tiết diện ruột dẫn giống như đã lựa chọn ở trên. 4.3.6. Các lưu ý cho hệ thống điện nhà ở - Nên chia đường điện phân phối trong nhà ở thành nhiều nhánh để thuận tiện cho việc ngắt điện khi cần sửa chữa, thay thế. - Các dây pha (dây nóng) có cùng màu và tốt nhất là màu đỏ, màu cam hoặc màu vàng. Khi có nhiều nhánh đi chung một tuyến mà kích cỡ giống nhau thì màu của từng nhánh nên khác nhau để dễ phân biệt. - Dây cho hệ thống nối đất nên có màu riêng biệt với tất cả các dây khác và nên chọn dây màu xanh- sọc- vàng hoặc vàng- sọc- xanh. 65 Giáo Trình thực hành điện cơ bản - Khi luồn dây trong ống hoặc trong nẹp, phải chọn kích thước ống, nẹp đủ rộng sao cho dễ luồn, dễ rút mà không hư hại đến dây dẫn. - Không nên đi dây nơi ẩm thấp hoặc quá gần các nguồn nhiệt, hóa chất. - Mối nối dây phải chặt, tiếp xúc tốt để không gây ra mô-ve nặc lửa khi mang tải. - Không được nối trực tiếp ruột dẫn đồng và nhôm với nhau. - Đoạn dây đi trong ống không nên có mối nối. - Không nên đi dây âm trong nền của tầng trệt nếu nền không đảm bảo cố định với tường khi nền bị lún. - Không nên sử dụng dây có tiết diện nhỏ hơn 0.5mm2. 4.3.7. Những tác hại khi dùng dây & cáp điện kém chất lượng Khi ruột đồng kém chất lượng hoặc không đủ tiết diện có thể gây ra các tác hại sau - Dẫn điện kém, gây sụt áp trên đường dây làm cho thiết bị họat động không hiệu quả, tuổi thọ thiết bị giảm nhanh. - Phát nóng quá mức trên đường dây, gây hư hại lớp cách điện, gây chạm chập cháy nổ. - Ruột đồng kém chất lượng rất dễ gãy, khó nối, khó lắp vào các phụ kiện điện khác. Khi lớp cách điện kém chất lượng có thể gây ra các tác hại sau - Nứt cách điện, hở ruột dẫn, gây điện giật cho người. - Rạn nứt cách điện sau một thời gian ngắn, gây rò điện, tổn thất điện năng, chạm chập cháy nổ. - Không chịu được nhiệt độ cho phép của ruột dẫn, chảy nhão gây ra chạm chập cháy nổ. 66 Giáo Trình thực hành điện cơ bản - Không tự tắt khi bị phát cháy bởi tác nhân bên ngoài. - Mất màu sau một thời gian ngắn, gây nhầm lẫn các dây với nhau khi sửa chữa, thay thế. 4.3.8. Những kinh nghiệm lựa chọn dây diện cho nhà ở Những kinh nghiệm được nêu ở đây chủ yếu hướng tới các loại dây dùng trong nhà. Với rất nhiều các loại dây điện trên thị trường hiện nay, tốt có, xấu có, thật có, giả có, thậm chí có khi gặp dây chẳng có nhãn mác, tên nhà sản xuất gì cả. Vì vậy, một người không chuyên thì việc lựa chọn dây nào, nhãn hiệu nào mà có thể tin cậy được là một việc không dễ dàng gì. Bằng một vài kinh nghiệm của người biên soạn, hướng dẫn này đưa ra một số khuyến nghị và những chỉ dấu để hy vọng rằng người dùng có thể tránh được các sản phẩm dây/ cáp điện kém chất lượng. - Không nên chọn dây không có nhãn mác trên bao bì, không có tên nhà sản xuất, không địa chỉ rõ ràng. - Không nên chọn dây mà trên dây không có các thông tin cơ bản như: nhãn hiệu, tên loại dây, tiết diện, cấu trúc ruột dẫn (số sợi và đường kính mỗi sợi), tiêu chuẩn sản xuất. - Dây tốt thường có bề ngoài của vỏ nhựa bóng, láng. - Lớp nhựa cách điện của dây tốt rất dẻo, khi tuốt ra khỏi ruột dẫn, có thể kéo giãn gấp đôi, gấp ba chiều dài ban đầu mà chưa bị đứt. Dây có thể bẻ gập nhiều lần hoặc xoắn gút nhưng bề mặt cách điện không bị rạng nứt. - Có thể kiểm tra ruột dẫn, bằng cách đếm số sợi nhỏ bên trong so với số sợi được ghi bên ngoài. Đường kính của các sợi nhỏ bên trong rất khó kiểm tra, vì phải có thước chuyên dùng mới đo được. Tuy nhiên, với một thương hiệu uy tín, trên dây có ghi cụ thể cấu trúc ruột dẫn (số sợi và đường kính mỗi sợi) thì có thể tin tưởng được. 67 Giáo Trình thực hành điện cơ bản - Dây tốt thì có ruột dẫn sáng, bóng, nếu là dây đồng thì ruột dẫn rất mềm dẻo. Đối với dây ruột dẫn đồng có nhiều sợi nhỏ thì có thể dùng hai ngón tay xoắn ruột dẫn dễ dàng mà các sợi nhỏ không bung, không gãy, không đâm vào tay. Đối với dây ruột dẫn có một sợi thì có thể bẻ gập ruột đồng đến vài chục lần mà không gẫy. 68 Giáo Trình thực hành điện cơ bản BÀI 3. LẮP RÁP VÀ SỬA CHỮA MẠCH ĐIỆN CHIẾU SÁNG ĐIỀU KHIỂN TẠI MỘT VỊ TRÍ VÀ NHIỀU VỊ TRÍ Mục tiêu học tập  Kiến thức:  Xây dựng trình tự tháo lắp, kiểm tra và sửa chữa mạch điện.  Kỹ năng:  Thực hiện các thao tác lắp ráp hoàn chỉnh các sơ đồ mạch điện chiếu sáng điều khiển tại một vị trí, hai vị trí và ba vị trí đảm bảo yêu cầu.  Kiểm tra và sửa chữa được các hiện tượng hư hỏng thông thường của từng mạch điện chiếu sáng theo đúng quy trình kỹ thuật  Thái độ:  Cẩn thận, tỉ mỉ, bố trí nơi làm việc khoa học  Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị Nội dung 1. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị, phương tiện vật tư - Thiết bị: bảng thực tập, bảng điện, áp tô mat, cầu chì, công tắc 2 cực và 3 cực, ổ cắm, đèn sợi đốt, đồng hồ vạn năng. - Dụng cụ: kìm, kéo, tuavit, búa, đục, cưa, khoan điện.. - Vật tư: Dây dẫn, vít nở, ghen cách điện, băng dính 2. Các khí cụ điện 2.1. Cầu chì 2.1.1. Khái niệm và yêu cầu 69 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Cầu chì là một loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị và lưới điện tránh sự cố ngắn mạch, thường dùng để bảo vệ cho đường dây dẫn, máy biến áp, động cơ điện, thiết bị điện, mạch điện điều khiển, mạch điện thắp sáng 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. 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. - Việc thay thế cầu chì bị cháy phải dễ dàng và tốn ít thời gian. 2.1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động . Cấu tạo Cầu chì bao gồm các thành phần sau: + Phần tử ngắt mạch (dây chảy): Đây chính là thành phần chính của cầu chì, phần tử này phải có khả năng cảm nhận được giá trị hiệu dụng củ dòng điện qua nó. Phần tử này có giá trị điện trở suất 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 (vỏ ngoài): Thường bằng thuỷ 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 70 Giáo Trình thực hành điện cơ bản đổi nhiệt độ đột ngột mà không hư hỏng. Hình 3.1. Cấu tạo của cầu chì + 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 ngăng hấp thụ được năng lượng sinh ra do hồ quang và phải đảm bảo tính cách điện khi xảy ra hiện tượng ngắt mạch. + Các đấu 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 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 Ampe – giây của cầu chì tại mọi điểm phải thấp hơn đặc tính của đối tượng cần 71 Giáo Trình thực hành điện cơ bản bảo vệ. + Đối với dòng điện định mức của cầu chì: Năng lượng sinh ra do hiệu ứng Joule khi có dòng điện định mức chạy qua sẽ toả 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 hoá 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 huỷ, nhiệt năng trên cầu chì tăng cao và dẫn đến sự phá huỷ cầu chì. Người ta phân thành hai giai đoạn khi xảy ra sự phá huỷ cầu chì: - Quá trình tiền hồ quang (tp). - Quá trình sinh ra hồ quang (ta). Hình 3.2. Giản đồ thời gian Trong đó: t0: Thời điểm bắt đầu sự cố. tp: Thời điểm chấm dứt giai đoạn tiền hồ quang. tt: Thời điểm chấm dứt quá trình phát sinh hồ quang. * Quá trình tiền hồ quang: 72 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Giả sử tại thời điểm t0 phát sinh sự quá dòng, trong khoảng thời gian tp làm nóng chảy cầu chì và phát sinh ra hồ quang điện. Khoảng thời gian này phụ thuộc vào giá trị dòng điện tạo nên do sự cố và sự cảm biến của cầu chì. * Quá trình phát sinh hồ quang: Tại thời điểm tp hồ quang sinh ra cho đến thời điểm t0 mới dập tắt toàn bộ hồ quang. Trong suốt quá trình này, năng lượng sinh ra do hồ quang làm nóng chảy các chất làm đầy tại môi trường hồ quang sinh ra; điện áp ở hai đầu cầu chì hồi phục lại, mạch điện được ngắt ra. 2.1.3. Phân loại, ký hiệu, công dụng Cầu chì dùng trong lưới điện hạ thế có nhiều hình dạng khác nhau, trong sơ đồ nguyên lý ta thường ký hiệu cho cầu chì theo một trong các dạng sau: Cầu chì có thể chia thành hai dạng cơ bản, tùy thuộc vào nhiệm vụ: + Cầu chì loại g: Cầu chì dạng này chỉ có khả năng ngắt mạch, khi có sự cố hay quá tải hay ngắn mạch xảy ra trên phụ tải. + Cầu chì loại a: Cầu chì dạng này chỉ có khả năng bảo vệ duy nhất trạng thái ngắn mạch trên tải. Muốn phân biệt nhiệm vụ làm việc của cầu chì, ta cần căn cứ vào đặc tuyến Ampe – giây (là đường biểu diễn mô tả mối quan hẹ giữa dòng điện qua cầu chì và thời gian ngắt mạch của cầu chì). Gọi ICC: Giá trị dòng điện ngắn mạch. IS: Giá trị dòng điệ quá tải. 73 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Với cầu chì loại g: Khi có dòng ICC qua mạch nó phải ngắt mạch tức thì, và khi có dòng IS qua mạch cầu chì không ngắt mạch tức thì mà duy trì một khoảng thời gian mới ngắt mạch (thời gian ngắt mạch và giá trị dòng IS tỉ lệ nghịch với nhau). Do đó nếu quan sát hai đặc tính Ampe – giây của hai loại cầu chì a và g; ta nhận thấy đặc tính Ampe – giây của cầu chì loại a nằm xa trục thời gian (trục tung) và cao hơn đặc tính Ampe – giây của cầu chì loại g. Hình 3.3. Đặc tính Ampe – giây của các loại cầu chì 2.1.4. Các đặc tính điện áp của cầu chì - Điện áp định mức là giá trị điện áp hiệu dụng xoay chiều xuất hiện ở hai đầu cầu chì (khi cầu chì ngắt mạch), tần số của nguồn điện trong phạm vi 48Hz đến 62Hz.. - Dòng điện định mức là giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều mà cầu chì có thể tải liên tục thường xuyên mà không làm thay đổi đặc tính của nó. - Dòng điện cắt cực tiểu là giá trị nhỏ nhất của dòng điện sự cố mà dây chì có khả năng ngắt mạch. Khả năng cắt định mức là giá trị cực đại của dòng điện ngắn mạch mà cầu chì có thể cắt. Sau đây là các vị trí trên biểu đồ của các dòng điện khác nhau: 74 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 2.2. Cầu dao 2.2.1. Khái quát và công dụng Cầu dao là một khí cụ điện dùng để đóng cắt mạch điện bằng tay, được sử dụng trong các mạch điện có nguồn dưới 500V, dòng điện định mức có thể lên tới vài KA. Khi thao tác đóng ngắt mạch điện, cần đảm bảo an toàn cho thiết bị dùng điện. Bên cạnh, cần có biện pháp dập tắt hồ quang điện, tốc độ di chuyển lưỡi dao càng nhanh thì hồ quang kéo dài nhanh, thời gian dập tắt hồ quang càng ngắn. Vì vậy khi đóng ngắt mạch điện, cầu dao cần phải thực hiện một cách dứt khoát. Thông thường, cầu dao được bố trí đi cùng với cầu chì để bảo vệ ngắn mạch cho mạch điện. 2.2.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại . Cấu tạo Phần chính của cầu dao là lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi, được làm bằng hợp kim của đồng, ngoài ra bộ phận nối dây cũng làm bằng hợp kim đồng. 75 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Hình 3.4.Cấu tạo của cầu dao không có lưỡi dao phụ . Nguyên lý hoạt động của cầu dao cắt nhanh Khi thao tác trên cầu dao, nhờ vào lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi, mạch điện được đóng ngắt. Trong quá trình ngắt mạch, cầu dao thường xảy ra hồ quang điện tại đầu lưỡi dao và điểm tiếp xúc trên hệ thống kẹp lưỡi. Người sử dụng cần phải kéo lưỡi dao ra khỏi kẹp nhanh để dập tắt hồ quang. Hình 3.5.Cấu tạo của cầu dao có lưỡi dao phụ Do tốc độ kéo bằng tay không thể nhanh được nên người ta làm thêm lưỡi dao phụ. Lúc dẫn điện thì lưỡi dao phụ cùng lưỡi dao chính được kẹp trong ngàm. Khi ngắt điện, tay kéo lưỡi dao chình là trước còn lưỡi dao được kéo căng ra và tới một mức nào đó sẽ bật nhanh kéo lưỡi dao phụ ra khỏi ngàm một cách nhanh chóng. Do đó, hồ quang được kéo dài nhanh và hồ quang bị dập tắt trong thời gian ngắn. 76 Giáo Trình thực hành điện cơ bản . Phân loại Phân loại cầu dao dựa vào các yếu tố sau: - Theo kết cấu: cầu dao được chia làm loại một cực, hai cực, ba cực hoặc bốn cực. - Cầu dao có tay nắm ở giữa hoặc tay ở bên. Ngoài ra còn có cầu dao một ngả, hai ngả được dùng để đảo nguồn cung cấp cho mạch và đảo chiều quay động cơ. - Theo điện áp định mức: 250V, 500V. - Theo dòng điện định mức: dòng điện định mức của cầu dao được cho trước bởi nhà sản xuất (thường là các loại 10A, 15A, 20A, 25A, 30A, 60A, 75A, 100A, 150A, 200A, 350A, 600A, 1000A...). - Theo vật liệu cách điện: có loại đế sứ, đế nhựa, đế đá. - Theo điều kiện bảo vệ: loại có nắp và không có nắp (loại không có nắp được đặt trong hộp hay tủ điểu khiển). - Theo yêu cầu sử dụng: loại cầu dao có cầu chì bảo vệ ngắn mạch hoặc không có cầu chì bảo vệ. Ký hiệu cầu dao không có cầu chì bảo vệ: Ký hiệu cầu dao có cầu chì bảo vệ: 77 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 2.2.3. Các thông số định mức của cầu dao Chọn cầu dao theo dòng điện định mức và điện áp định mức: Gọi Itt là dòng điện tính toán của mạch điện. Unguồn là điện áp nguồn của lưới điện sử dụng. Iđm cầu dao = Itt Uđm cầu dao = Unguồn 2.3. Cầu dao tự động CB (CIRCUIT BREAKER) 2.3.1. Khái niệm và yêu cầu CB (CB được viết tắt từ danh từ Circuit Breaker), CB là khí cụ điện dùng đóng ngắt mạch điện (một pha, ba pha); có công dụng bảo vệ quá tải, ngắn mạch, sụt áp... mạch điện. Chọn CB phải thoả mãn ba yêu cầu sau: - Chế độ làm việc ở định mức của CB thải là chế độ làm việc dài hạn, nghĩa là trị số dòng điện định mức chạy qua CB lâu tuỳ ý. Mặt khác, mạch dòng điện của CB phải chịu được dòng điện lớn (khi có ngắn mạch) lúc các tiếp điểm của nó đã đóng hay đang đóng....áp hoàn chỉnh sơ đồ mạch điện chiếu sáng tổng hợp đảm bảo yêu cầu. Kiểm tra sửa chữa được các hiện tượng hư hỏng thông thường của mạch điện.  Vận dụng sáng tạo được những kiến thức của bài học vào thực tiễn.  Thái độ:  Cẩn thận, tỉ mỉ, bố trí nơi làm việc khoa học.  Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Nội dung thực hành 1. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị, vật tư - Thiết bị: bảng thực tập, bảng điện, áp tô mat, cầu chì, công tắc 2 cực và 3 cực, ổ cắm, đèn sợi đốt, đồng hồ vạn năng, công tơ điện - Dụng cụ: kìm, kéo, tuốc nơ vit, búa, đục, cưa, khoan điện.. - Vật tư: Dây dẫn, vít nở, gen cách điện, băng dính 2. Sơ đồ nguyên lý 124 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Hình 5.1. Sơ đồ nguyên lý Mạng điện trong nhà thường có 2 loại bảng điện: bảng điện chính và bảng điện nhánh. + Bảng điện chính có nhiệm vụ cung cấp điện cho toàn bộ hệ thống điện trong nhà, trên đó thường lắp cầu dao, cầu chì + Bảng điện nhánh có nhiệm vụ cung cấp điện tới đồ dùng điện,trên đó thường lắp cầu chì, công tắc hoặc áptômát, ổ cắm điện, hộp số quạt 3. Trình tự lắp ráp mạch điện Bước 1: Xác định đường dây cấp nguồn 125 Giáo Trình thực hành điện cơ bản B2: Xác định vị trí để bảng điện và thiết bị điện Buớc 3: Xác định vị trí các thiết bị trên bảng điện 126 Giáo Trình thực hành điện cơ bản B4: Sơ đồ đi dây 4. Lập bảng dự trù dụng cụ, vật liệu, thiết bị Tên dụng cụ, vật liệu, STT Số lượng Yêu cầu kĩ thuật thiết bị 1 Dao thợ điện 1 Không mẻ, cách điện tốt 2 Kìm tuốt dây 1 Còn tốt 3 Kìm điện 1 Còn tốt 4 Bút thử 1 Còn tốt 5 Búa 1 Cán chắc chắn 6 Dùi khoan 1 Mũi nhọn, sắc, cứng 7 Khoan tay 1 Mũi nhọn, sắc, cứng 8 Tuốc nơ vít to + nhỏ 1 Còn tốt 9 Thước 1 Còn tốt 127 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 10 Cưa 1 Còn tốt 11 Công tắc 2 cực 2 Còn tốt 12 Chuông điện 1 Còn tốt 13 Đồng hồ điện 1 Còn tốt 14 Quạt trần 1 Còn tốt 15 Đèn tuýp 1 Còn tốt 16 Cầu chì 6 Còn tốt 17 Bảng điện 4 Còn tốt 18 Vít gỗ 16 Còn tốt 19 Đui đèn 1 Còn tốt 20 Băng cách điện, giấy ráp 1 cuộn, 2 tờ Còn tốt 5. Lắp đặt mạch điện Lắp thiết Nối dây Vạch Khoan bị điện mạch Kiểm dấu lỗ vào bảng điện tra điện Các công Nội dung công việc Dụng cụ Yêu cầu kĩ thuật 128 Giáo Trình thực hành điện cơ bản đoạn - Vạch dấu vị trí lắp đặt Thước Vạch dấu các thiết bị điện - Bố trí thiết bị hợp lí Mũi vạch - Vạch dấu đường đi dây - Vạch dấu chính xác Bút chì và vị trí lắp đặt bộ đèn - Khoan lỗ bắt vít Khoan chính xác lỗ Khoan lỗ Mũi khoan - Khoan lỗ luồn dây khoan bảng điện Máy khoan Lỗ khoan thẳng - Nối dây các thiết bị Mối nối đúng yêu cầu Kìm tuốt dây, Lắp thiết bị đóng cắt, bảo vệ trên kĩ thuật kìm tròn, kìm điện vào bảng điện Lắp thiết bị đúng vị điện, băng bảng điện - Lắp dặt các thiết bị trí dính, tuốc nơ điện vào bảng điện vít Các thiết bị lắp chắc, đẹp Nối dây Đi dây từ bảng điện ra Kìm - Nối dây đúng sơ đồ mạch điện đèn Tuốc nơ vít mạch điện - Lắp đặt thiết bị và đi - Mạch điện đúng, sơ dây đúng sơ đồ mạch đồ đẹp, chắc. Kiểm tra điện Bút thử điện - Mạch điện làm việc - Nối nguồn tốt đúng yêu cầu kĩ - Vận hành thử thuật Sơ đồ lắp đặt mạch điện 129 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 6. Những hư hỏng và biện pháp khắc phục TT Hiện tượng hư hỏng Nguyên nhân Khắc phục sửa chữa Sửa tiếp điểm 1 Đèn không tắt được Công tắc bị chập Thay thế 3 Đèn sáng ở một vị trí Lắp sai mạch Kiểm tra mạch điện Đèn già cỗi 4 Đèn cháy hỏng Đèn không đảm bảo kỹ Thay mới thuật Mất nguồn Kiểm tra lại nguồn, Đui đèn không tiếp xúc dây dẫn Chấn lưu đứt Vệ sinh làm sạch 5 Đèn không sáng Đứt tim Dùng VOM kiểm tra lại chấn lưu, bóng đèn 6 Đèn nhấp nháy Starter tiếp xúc kém Sửa chữa hoặc thay 130 Giáo Trình thực hành điện cơ bản hoặc bị hỏng thế Chấn lưu không đúng Thay chấn lưu phù quy cách hợp Bóng già cỗi Thay thế Kiểm tra VOM tụ chống nhiễu trong Đèn chỉ sáng ở hai Starter bị hỏng, chập starter, nếu tụ chập 7 đầu, giữa không sáng dính thay thế, nếu chập lưỡng kim thì thay starter Đèn sử dụng lâu Thay bóng Starter bị hỏng làm cho Thay starter Hai đầu đèn bị đen phát sạ ở đầu đèn bốc 8 hoạc lốm đốm hơi nhanh Thay chấn lưu Chấn lưu hỏng Hạ điện áp Điện áp nguồn cao Điện áp quá cao Hạ thập điện áp Ngắn mạch trong cuộn Thay chấn lưu dây 9 Chấn lưu kêu lớn Chất lượng chấn lưu Thay chấn lưu phù kém hợp 10 Quạt không quay Nguồn điện Cấp nguồn 131 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Hộp số hỏng Thay hộp số Tụ hỏng Thay tụ Cuộn dây hỏng Quấn lại 132 Giáo Trình thực hành điện cơ bản BÀI 6: VẬN HÀNH, KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN Mục tiêu học tập  Kiến thức:  Xây dựng được trình tự vận hành, kiểm tra và bảo dưỡng động cơ điện 1 pha  Kỹ năng:  Thực hiện thành thạo các thao tác xác định cực tính, đấu dây, vận hành, kiểm tra các thống số kỹ thuật và bảo dưỡng động cơ điện 1 pha  Vận dụng sáng tạo được những kiến thức của bài học vào thực tiễn  Thái độ:  Cẩn thận, tỉ mỉ, bố trí nơi làm việc khoa hoc  Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị Nội dung thực hành động cơ không đồng bộ 1 pha 1. Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật tư Thiết bị: Bảng thực tập, bảng điện, áptômat, động cơ KĐB xoay chiều 1 pha công suất nhỏ, máy biến áp, bộ nguồn 1 chiều, am pe kìm, đồng hồ vạn năng, tốc độ kế. Dụng cụ: Kìm, kéo, tuôcnơvit, búa, đục, dao, cưa, khoan điện, vam Vật liệu: Dây dẫn, vít nở, ốc vít, ghen cách điện, băng dính 133 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 2. Cấu tạo động cơ không đồng bộ 1 pha 2.1. Stato Là phần cố định, cấu tạo bởi các lá sắt mỏng được ghép lại thành khối trụ ống và bề mặt phía trong được tạo bởi nhiều đường rãnh, là nơi đặt các cạnh của các cuộn dây. Tuỳ theo loại động cơ, stato có 1 cuộn dây hoặc 2 cuộn dây 2.2. Roto Là phần quay, cũng được cấu tạo bởi các lá sắt mỏng ghép lại thành khối trụ có nhiều đường rãnh chứa các thanh dẫn bằng đồng hoặc nhôm, hai đầu các thanh dẫn này được nối ngắn mạch thành một mạch kín giống như dạng lồng sóc Các đường rãnh của roto động cơ 1 pha thường được thiết kế lệch xiên so với trục roto, nhằm mục đích cho động cơ dễ dàng khởi động và khi vận hành động cơ giảm bớt hiện tượng rung chuyển do lực điện từ tác dụng lên roto không liên tục Vỏ bọc cách từ của động cơ 1 pha có thể bằng gang đúc nên có công suất lớn, thông thường là hợp kim nhôm, hoặc tôn dập, lắp ở hai đầu trục. Ngoài ra tuỳ theo loại động cơ, còn có các phụ kiện tụ điện, ngắt điện ly tâm, do đó dễ dàng phân biệt khác với động cơ 3 pha 3. Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 1 pha Nếu dùng nguồn điện 1 pha sẽ không tạo được từ trường quay, do đó sẽ không tạo được momen quay. Vì thế nếu trên stato của động cơ 1 pha chỉ có một bộ dây, khi cho điện vào, từ trường sinh ra do cuộn dây này là từ trường đập mạch, chỉ nằm trên một phương nhất định, được coi như là từ trường tổng hợp của hai từ trường chuyển động ngược chiều nhau. Do đó sinh ra các momen tác động lên roto cùng độ lớn nhưng ngược chiều nhau. Vì thế roto không thể quay được. Nếu ta quay trục roto thì động cơ vận hành được ngay 134 Giáo Trình thực hành điện cơ bản theo bất kỳ chiều lực quay. Đó là đặc điểm không tự khởi động được của động cơ không đồng bộ một pha. Vì khi đó từ trường đập mạch bị mất cân bằng. Để động cơ tự khởi động được, người ta quấn thêm vào phần stato là một bộ dây phụ, dây cuốn phụ thuộc bố trí đặt lệch với dây cuộn chính một góc 900 điện và nó phải có điện trở hoặc cảm kháng lớn, hoặc thông thường cuộn phụ được mắc nối tiếp với tụ điện nhằm mục đích tạo sự lệch pha dòng điện trong 2 cuộn chính và phụ, như thế động cơ mới tự khởi động được. Ngoài cách cuốn thêm cuộn phụ dùng để khởi động, còn cách xẻ mặt từ cực để đặt vòng ngắn mạch hình thành từ cực phụ có tác dụng khởi động động cơ. Trên phần stato loại động cơ này, chỉ thấy có cuốn một bộ dây chính. Động có loại này được gọi là động cơ khởi động với vòng ngắn mạch. 4. Phân loại động cơ không đồng bộ 1 pha Căn cứ vào cơ cấu và cách khởi động, động cơ 1 pha được phân biệt như sau: - Động cơ khởi động với cuộn phụ (có ngắt điện ly tâm). - Động cơ khởi động với tụ đầu. - Động cơ khởi động với tụ hoá (có ngắt ly tâm). 135 Giáo Trình thực hành điện cơ bản - Động cơ khởi động với hai tụ (có ngắt ly tâm). - Động cơ khởi động vòng ngắn mạch. - Động cơ khởi động đẩy-cảm ứng (roto cuốn dây-cổ góp). - Động cơ đảy (roto cuốn dây-cổ góp). Ngoài ra còn có loại: động cơ nối tiếp 1 pha. Các loại động cơ kể trên do cấu tạo, nguyên lý làm việc và cách khởi động mà mỗi loại động cơ có đặc tính khởi động và vận hành khác nhau tuỳ theo yêu cầu đòi hỏi mà thiết kế đáp ứng với đặc điểm nơi sử dụng. 4.1. Động cơ vận hành với tụ điện Cơ cấu mạch của động cơ loại này cũng giống như loại động cơ nêu trên, nhưng tụ mắc nối tiếp với cuộn phụ là loại tụ đầu vận hành liên tục được với dòng điện xoay chiều. Vì thế trong mạch cuộn phụ không cần ngắt ly tâm, mà động cơ luôn luôn vận hành với cả cuộn chính và cuộn phụ trong thời gian khởi động cả lúc vận hành bình thường 0 0 Để thoả mãn điều kiện lệch pha  = 90 giữa dòng IA và IB, cuộn phụ được thiết kế với cảm kháng và điện trở lớn hơn cuộn chính, tức là nó được tính thường có số vòng dây nhiều hơn và cỡ dây bé hơn. Loại động cơ này có đặc tính vận hành tốt, tuy nhiên momen khởi động thấp khoảng 50% momen định mức. Vì thế loại động cơ này chỉ được chế tạo đến công suất 1 HP mà thôi và thường làm động cơ quạt với công suất vài chục watt. 136 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Sơ đồ mắc dây như sau : Hình 6.1. Sơ đồ nguyên lý động cơ vận hành với tụ điện 4.2. Động cơ vận hành 2 tụ Loại động cơ này được thiết kế nhằm đạt các ưu điểm của 2 loại động cơ trên. Tức là nó có đặc tính khởi động tốt, đạt hiệu suất cao. Trong động cơ này, cuộn phụ được mắc nối tiếp với cụm tụ đầu và tụ hoá học mắc song song. Khi động cơ khởi động đạt đến 75% tốc độ đồng bộ, tụ hoá được ngắt ra khỏi mạch bởi một ngắt điện ly tâm mắc nối tiếp với tụ hoá học này. Vì vậy, sau khi khởi động xong, động cơ làm việc như đặc tính của loại động cơ vận hành với tụ đầu. Loại động cơ này có đặc tính vận hành tốt nên thường được chế tạo với công suất lớn hơn 1 HP và có thể đến 5 HP. Tuy nhiên, đối với tất cả loại động cơ không đồng bộ 1 pha, việc chế tạo với công suất lớn rất hạn chế. Vì kèm theo nhiều trật tự cồng kềnh và dễ nguy hiểm lúc vận hành bị quá tải làm đứng máy, gây nhiều sự cố cho mạng điện cung cấp. 137 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Sơ đồ mắc dây như sau: Hình 6.2. Sơ đồ nguyên lý động cơ vận hành với 2 tụ điện 4.3. Động cơ khởi động với cuộn phụ Cơ cấu mạch của động cơ nay cũng giống như động cơ khởi động với tụ hoá, tuy nhiên trong mạch của cuộn phụ không có tụ khởi động. Để tạo sự lệch pha giữa hai cuộn chính và phụ, cuộn phụ được thiết kế sao cho có điện trở, cảm kháng lớn, nhưng hầu như chỉ đạt 150% momen định mức mà thôi. Công suất loại động cơ này được sản xuất không qúa 1HP Sơ đồ mắc dây: Hình 6.3. Sơ đồ nguyên lý động cơ vận hành với cuộn phụ 138 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 4.4. Động cơ có vòng ngắn mạch Ở mỗi cực từ của động cơ này có lắp một vòng ngắn mạch chiếm khoảng 1/3 phần bề mặt từ cực hình thành từ cực phụ. Nhiệm vụ của từ cực phụ này thay thế cho cuộn từ phụ dùng để khởi động động cơ cho vận hành. Nguyên lý làm việc của động cơ này như sau: Khi có dòng điện vào động cơ, cuộn dây cuốn trên từ cực tạo từ thong chính C trong cực từ. Do phần từ cực phụ có vòng ngắn mạch nên phát sinh từ thống ứng ư chống sự biến thiên của từ thông chính C. Ở thời điểm từ thông C tăng, thì mật độ từ trong phần từ cực phụ rất ít so với từ cực chính. Nhưng ở chu kỳ kế tiếp từ thông C giảm dần, thì ư đổi chiều nên tạo mật độ từ ở trong phần từ cực phụ cao hơn so với mật độ từ ở phần từ cực chính. Sự biến thiện mật độ từ làm hình thành sự chuyển dịch từ thông đi từ phía cực chính sang từ cực phụ giống như dạng từ trường quay. Vì thế tạo được momen quay, làm quay roto. Cứ tương tự như trên, xảy ra ở bán chu kỳ âm của dòng điện mà tạo ra momen quay liên tục . Do đặc tính vận hành nêu trên nên momen khởi động của động cơ có vòng ngắn mạch rất thấp, hiệu suất thấp, nhưng có cơ cấu đơn giản, giá thành hạ. Loại động cơ này thường được sản xuất với công suất nhỏ làm quạt điện, quạt thông gió. Hình 6.4. Sơ đồ nguyên lý động cơ có vòng ngắn mạch 139 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 5. Cách đấu dây động cơ không đồng bộ 1 pha 5.1. Đấu dây phù hợp với điện áp nguồn Thông thường động cơ 1 pha thường được sử dụng với hai cấp điện áp 110V hoặc 220V. Do đó thường được đưa ra ngoài hộp nối dây có 6 dây và được đánh số thứ tự từ 1 đến 6 Cách đấu dây cho điện áp 110V và 220V Hình 6.5. Sơ đồ đấu dây động cơ không đồng bộ 1 pha 5.2. Mắc mạch đảo chiều quay của động cơ 1 pha Ta biết rằng muốn đổi chiều quay của động cơ không đồng bộ 1 pha thì phải đổi chiều của từ trường quay. Muốn thế, ta phải đổi chiều dòng điện 1 trong 2 cuộn chính hoặc cuộn đề. Cách mắc đảo điện dùng để đổi chiều quay của động cơ 1 pha ở trường hợp động cơ đang đấu 220V. 140 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Cách mắc mạch đảo chiều động cơ 1 pha có 4 dây ra hoặc 6 dây ra 6. Cách xác định cực tính của động cơ một pha 141 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 6.1. Động cơ 1 pha không chạy tụ Động cơ chỉ có một bối dây làm việc. Việc xác định cực tính đơn giản ta chỉ cần xác định đầu đầu và đầu cuối cuộn dây Có thể sử dụng đèn thử hoặc đồng hồ vạn năng đo tín hiệu trở cuộn dây và điện trở cách điện pha với vỏ Loại động cơ này thường dùng thêm 1 cuộn dây khởi động để khởi động trong thời gian rất ngắn khoảng vài giây sau đó được cắt ra khỏi mạch điện chủ yếu được dùng trong trường hợp đặc biệt. Còn lại được dùng hầu hết trong loại động cơ roto dây quấn có công suất nhỏ như động cơ máy có tải trọng nhỏ. 6.2. Động cơ 1 pha chạy tụ Loại này ta đi xác định cực tính của từng cuộn dây Đối với loại động cơ thông dụng như hiện nay được sử dụng rộng rãi như quạt trần quạt bàn. Việc xác định cực tính của cuộn làm việc và cuộn khởi động như sau: 142 Giáo Trình thực hành điện cơ bản - Xác định cực tính cuộn làm việc và cuộn đề + Dùng đèn thử ta đo sự thông mạch của cuộn dây LV1 và LV2, tiếp tục ta cũng đo được sự thông mạch cuộn đề Đ1 và Đ2 và so sánh sự khác nhau qua sự đo trên. Nếu cuộn nào sáng hơn ta xác định được đó là cuộn làm việc còn cuộn nào tối hơn ta xác định được cuộn khởi động và cũng bằng phương pháp này ta cũng đặt 2 đầu que đo đèn thử và 2 đầu LV2 và Đ2 ta cũng đo được sự thông mạch của 2 cuộn dây làm việc và đề nối tiếp với nhau và mức đó là đèn tối nhất so với hai lần đo trước từ 2 đầu này được đấu cố định với 2 đầu của tụ. Trong các phương pháp xác định trên nếu cuộn dây bị đứt thì đèn không sáng còn nếu sáng bình thường (đèn không tối đi) thì cuộn dây đã bị chạm chập Phương pháp xác định đối với động cơ có sử dụng công tắc ly tâm: Đối với loại này có sử dụng tụ điện và số vòng dây khởi động rất ít. + Xác định bằng đồng hồ vạn năng Việc xác định bằng cách đo điện trở của từng cuộn dây ta cũng dùng đồng hồ vạn năng đo để thang đo ở X10 để xác định cực tính. Đo cuộn nào có điện trở thấp nhất để xác định cuộn làm việc Rlv Đo cuộn nào có điện trở lớn hơn một ít là cuộn đề Rđ Đo cuộn nào có điện trở lớn nhất là cuộn R = Rlv + Rđ điện trở nối tiếp của 2 cuộn dây làm việc và đề 143 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 7. Một số pan về động cơ không đồng bộ 1 pha 7.1. Trường hợp pan về cơ - Bạc đạn, bạc thau quá nóng có thể là nguyên nhân do chất lượng dầu mỡ bôi trơn xấu, bi khô, bạc đỡ lệch, kẹt bi, dây cu-roa quá căng tác động gây ma sát sinh nhiệt. - Động cơ vận hành bị rung mạnh và có tiếng động bất thường do bạc đạn mòn, cánh quạt bị lỏng, hoặc va chạm vào vỏ, roto chạm vào stato, có vật lạ trong khe hở giữa roto và stato - Động cơ không khởi động được mặc dù có điện vào động cơ là do trục động cơ lúc lắp ráp bị trẹo trục gây ma sát quá lớn, có vật lạ làm chẹt cứng roto, động cơ chịu tải quá lớn. 7.2. Động cơ 1 pha không khởi động - Nếu mới lắp đặt, động cơ có thể mắc sai quy cách, mắc sai mạch khởi động từ điều khiển động cơ, do nguồn quá thấp.. - Nếu động cơ đang sử dụng do bị chạm masse cuộn chính bị chập vòng quá nặng, hở mạch cuộn chính hoặc đề bị hở mạch. Dùng ohm-kế kiểm tra cuộn chính, cuộn đề chú ý các mối nối lỏng lẻo, đóng ten rỉ ở ngắt điện ly tâm, tụ đề, cuối cùng đến các mối nối trong bộ dây quấn. - Nếu kiểm tra thấy cuộn chính có khả năng tốt, cuộn đề bị hở mạch. Ta xác định lại tình trạng cuộn chính bằng cách dùng dây cuốn quanh trục động cơ, rồi giật mạnh lấy trớn cho trục máy quay và đồng thời đóng điện cho vào động cơ. Nếu động cơ vận hành bình thường dòng điện chạy không tải ở trị số cho phép, ta kết luận cuộn chính tốt, chỉ sửa chữa cuộn đề hay phần khác mà thôi 144 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 7.3. Trường hợp động cơ lúc chạy lúc không Trong trường hợp này là do nguồn điện cấp điện bị gián đoạn, cần kiểm tra lại các đường dây dẫn vào động cơ, cầu dao cấp điện cho động cơ có thể các mối nối bị lỏng lẻo, đóng ten rỉ Kế đến kiểm tra chất lượng tụ đề, các mối nối ở hộ nối dây, ngắt điện ly tâm. 7.4. Trường hợp động cơ 1 pha vận hành không đạt tốc độ - Nguyên nhân chính do cuộn đề còn hoạt động sau khi động cơ đã khởi động. Cần kiểm tra lại ngắt điện ly tâm có thể là do lò xo bị kẹt, tiếp điểm bị cháy dính chặt lại, tụ điện bị khô giảm trị số điện dung nên lực khởi động yếu - Có thể do điện áp nguồn bị suy giảm qúa hoặc kéo tải quá lớn - Do ngắt điện ly tâm mở quá sớm khi chưa đạt đến 75% tốc độ đồng bộ. Cần kiểm tra thay mới lò xo bị yếu. Cuối cùng do cuộn dây chính bị chập 1 số vòng, rất dễ phát hiện khi thấy phát nhiệt nhanh, có thể bốc khói. Tình trạng này cũng xảy ra khi cuộn đề bị chập vòng. 7.5. Trường hợp động cơ mất tốc độ khi vừa mang tải - Do roto bị đứt mạch nên dùng “grô-nha” kiểm tra lại - Có thể do bạc đạn, bạc thau hoặc ổ lót bạc đạn bị rơ nên khi vừa kéo tải dây cu-roa ghịt mạnh làm roto cọ sát vào stato 7.6. Động cơ vận hành phát nhiệt nhiều - Do động cơ kéo quá tải hoặc nguồn điện cung cấp bị sụp áp mà động cơ vẫn ráng vận hành nên tiêu thụ dòng điện quá định mức. Vì thế động cơ phát nhiệt thái quá. - Do dây cu-roa căng qúa 145 Giáo Trình thực hành điện cơ bản - Do sự thông gió xấu, không đủ sức giải nhiệt làm mát động cơ, có thể do môi trường làm việc quá nóng. - Có thể do mạch từ cũ, bị rỉ sét hoặc trong trường hợp mới cuốn lại do thiếu vòng. 7.7. Động cơ vận hành có tiếng rú điện - Do cuộn chính hoặc cuộn đề bị chập một số vòng, điều này thường nghe thấy có tiếng ù điện, kèm sự phát nhiệt, tốc độ bị suy giảm. Trường hợp này phải quấn lại. - Do sự thay thế tụ thường trực có trị số quá lớn trong loại động cơ vận hành với hai tụ điện 7.8. Động cơ bị chạm masse - Trong trường hợp này rất dễ phát hiện vì gây ra giật điện cho người sử dụng. Nếu động cơ đang vận hành có sự chạm masse nặng tác động làm cho nổ cầu chì bảo vệ. - Nếu sự chạm masse nhẹ, động cơ vẫn vận hành được là do đường dây dẫn pha bị tróc lớp cách điện chạm vỏ, hoặc có sự chạm mạnh từ ở một điểm trong cuộn dây chính, hoặc trong cuộn phụ hoặc tụ đề vỏ nhôm bị hỏng chạm vỏ, hoặc do động cơ bị ấm, lớp cách điện rãnh bị lão hoá, trường hợp sau cùng phải quấn lại. 8. Nội dung thực hành động cơ không đồng bộ 3 pha 8.1. Cách mắc dây động cơ 3 pha (6 dây ra) 8.1.1. Trường hợp mắc  Trên thẻ máy của động cơ 3 pha có ghi điện áp định mức 2 cấp 220V/380V và động cơ được lắp đặt sử dụng với mạng điện 127/220V-3pha thì động cơ được đấu  cho phù hợp với điện áp 146 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 8.1.2. Trường hợp đấu  Nếu động cơ 3 pha trên được lắp đặt sử dụng với mạng điện 220/380V- 3pha thì động cơ được đấu theo cách đấu  mới phù hợp cho điện áp của mạng điện. Chú ý: + Động cơ có ghi 127/220V chỉ đấu  và sử dụng với điện áp thấp 220V/3 PH + Động cơ có ghi 380/660V chỉ đấu  để sử dụng với mạng điện 220/380V-3 PH mới phù hợp 147 Giáo Trình thực hành điện cơ bản P1 B X Y Z A B C A P2 C P3 8.2.Cách mắc dây động cơ 3 pha có 9 đầu dây hoặc 12 đầu dây - Đối với loại động cơ có 9 đầu dây hoặc 12 đầu dây được thiết kế sử dụng với 2 cấp điện áp 220V/380V-3PH được đấu dây theo dạng sau: + Đấu nối tiếp  để sử dụng với điện áp 380V/3PH + Đấu sao song song (   ) để sử dụng điện áp thấp 220V/3PH Khi đấu dây phải nắm quy luật đánh số từ 1 đến 12 và đấu mạch theo sơ đồ sau: 148 Giáo Trình thực hành điện cơ bản - Cách bố trí các đầu dây tại hộp nối và ký hiệu các pha bằng mẫu tự (Động cơ 3 pha VEM) Pha 1: U-X, U’-X’ Pha 2: V-Y, V’-Y’ Pha 3: W-Z, W’-Z’ P1 P3 W U Z W’ Z X P2 W’ U’ P1 U Z’ W Z’ X’ Y’ U’ X’ Y’ Y V V’ X V’ Y V P2 P3 8.3. Động cơ không đồng bộ 3 pha 8.3.1. Phương pháp xác định 6 đầu dây động cơ điện xoay chiều không đồng bộ ba pha 149 Giáo Trình thực hành điện cơ bản - Trước hết ta phải xác định các đầu dây của từng pha để xác định được ba pha ( dùng đồng hồ vạn năng thang đo điện trở). Giả thiết đặt tên đầu đầu A,B,C đầu cuối X,Y,Z Sau đó ta phải xác định đầu nào là đầu đầu pha, đầu nào là đầu cuối pha. Có hai phương pháp để xác đinh: phương pháp dùng nguồn một chiều và phương pháp dùng nguồn xoay chiều * Phương pháp dùng nguồn một chiều: - Lấy một cặp đầu dây( hai đầu của một pha) làm chuẩn ví dụ pha A mắc vào nguồn một chiều qua khóa K như hình vẽ nguồn một chiều (2 9 V), âm nguồn đấu vào X cuối của cuộn chuẩn còn dương nguồn thì nối vào đầu đầu A qua khóa K. Còn pha C nối vào đồng hồ mv cực dương đồng hồ nối vào đầu dây C cực âm nối vào đầu dây Z. Khi ta mở khóa K mà kim chỉ đồng hồ dịch chuyển về phía dương thì các đầu dây nối vào cực dương của đồng hồ (C) và cực dương của nguồn (A) cùng cực tính gọi là đầu đầu, hai đầu còn lại X, Z đầu cuối. Nếu kim đồng hồ chỉ về phía âm thì ngược cực tính ta phải đổi đầu đầu và cuối của một trong hai cuộn dây. Cách làm tương tự để xác định đầu đầu và cuối đối với pha B còn lại. * Phương pháp dùng nguồn xoay chiều: Nối mạch như hình vẽ: 150 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Đưa nguồn xoay chiều điện áp thấp ( 20% Uđm ) vào hai đầu A và Y, ta quan sát kim vôn kế : nếu kim không lên hoặc nhích ra khỏi vị trí “ 0 “ một ít thì hai đầu dây A và B ra cùng một cực tính, tức là, cùng là đầu đầu, hoặc cùng là đầu cuối.Còn nếu Vôn kế chỉ một giá trị nào đó, thì hai đầu ra A và B khác cực tính tức là một đầu là đầu đầu, một đầu là đầu cuối ta phải đổi lại đầu đầu và cuối của một cuộn dây. Làm tương tự sẽ xác định được hai đầu C và Z. 8.3.2. Đấu dây động cơ điện xoay chiều không đồng bộ ba pha * Đấu Y: ba đầu đầu pha hoặc ba đầu cuối pha chụm lại thành một mối, ba đầu còn lại đấu vào nguồn xoay chiều 3 pha. * Đấu  : Chụm từng cặp đầu pha nọ và cuối pha kia lại thành 3 mối dây chung, 3 mối đó được nối với ba dây pha của lưới điện xoay chiều 3 pha. 9. Một số sơ đồ căn bản về nguyên lý điều khiển, vận hành động cơ 9.1. Mạch điện khởi động-dừng một động cơ KĐB 3 pha a) Nguyên lý: Dùng mạch để khởi động một động cơ KĐB 3 pha, có tiếp điểm duy trì để động cơ làm việc, sau đó dừng động cơ. b) Sơ đồ mạch (hình 6.6) c) Thứ tự thực hiện: 151 Giáo Trình thực hành điện cơ bản - Nhấn nút S2, Contactor K1 có điện, các tiếp điểm chính đóng lại, động cơ hoạt động, các tiếp điểm phụ thay đổi trạng thái, tiếp điểm phụ thường đóng hở ra làm cho đèn H1 tắt, tiếp điể phụ thường hở đóng lại duy trì nguồn cho Contactor K1 và đèn H2. Hình 6.6: Sơ đồ mạch điện khởi động - dừng một động cơ KĐB 3 pha 9.2. Mạch điện khởi động thứ tự hai động cơ KĐB 3 pha a) Nguyên lý Dùng mạch để khởi động thứ tự hai động cơ KĐB 3 pha. Động cơ 1 (điều khiển bởi Contactor K1) chạy trước, sau đó động cơ 2 (điều khiển bởi Contactor K2) chạy theo. Nếu có sự tác động nhầm lẫm, mạch điện không hoạt động. Cuối cùng dừng cả hai động cơ. b) Sơ đồ mạch: (hình 2) c) Thứ tự thực hiện: - Nhấn S3, động cơ M1 hoạt động, đèn H1 sáng. 152 Giáo Trình thực hành điện cơ bản - Nhấn S4, động cơ M2 hoạt động, đèn H2 sáng. - Nhấn S2, để dừng động cơ M2, đèn H2 tắt. - Nhấn S1, để dừng động cơ M1, dừng toàn bộ mạch điều khiển, đèn H1 tắt 153 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Hình 6.7: Sơ đồ mạch khởi động thứ tự hai động cơ KĐB 3 pha 9.3. Mạch điện đảo chiều động cơ KĐB 3 pha a) Nguyên lý: Đảo chiều quay động cơ KĐB ba pha bằng cách đảo hai trong ba dây nguồn trước khi đưa nguồn vào động cơ. Mạch điện này dùng điều khiển động cơ KĐB ba pha làm việc hai chiều quay, sau đó dừng động cơ. b) Sơ đồ mạch: (hình 3) c) Thứ tự thực hiện: - Nhấn S2, động cơ hoạt động theo chiều thuận, đèn H1 sáng. - Nhấn S3, động cơ hoạt động theo chiều nghịch, đèn H1 tắt, đèn H2 sáng. 154 Giáo Trình thực hành điện cơ bản - Nhấn S1, để dừng toàn bộ mạch điều khiển, động cơ ngừng hoạt động Hình 6.8: Sơ đồ mạch đảo chiều động cơ KĐB ba pha 155 Giáo Trình thực hành điện cơ bản 9.4. Mạch điện khởi động một động cơ KĐB 3 pha - tự động dừng Hinh 6.9: Sơ đồ mạch điện khởi động - dừng động cơ KĐB 3 pha a) Nguyên lý: Dùng mạch để khởi động một động cơ KĐB 3 pha, có tiếp điểm duy trì để động cơ làm việc, sau thời gian làm việc đã định trên Timer, tiếp điểm thường đóng mở chậm của Timer hở ra, động cơ dừng. b) Sơ đồ mạch: ( hình 4) 156 Giáo Trình thực hành điện cơ bản c) Thứ tự thực hiện: - Nhấn S2, động cơ hoạt động, đèn H1 tắt, đèn H2 sáng. - Rơle thời gian KTON có điện và bắt đầu tính thời gian động cơ làm việc. Khi hết khoảng thời gain đã định, tiếp điểm thường đóng KTON hở ra làm ngưng cấp điện cho Contactor K1, động cơ ngưng hoạt động đèn H1 sáng, đèn H2 tắt. - Nhấn S1 để dừng động cơ khẩn cấp. 9.5. Mạch điện tự động khởi động theo thứ tự của 2 động cơ KĐB 3 pha a) Nguyên lý Mạch điện sử dụng TON. Dùng mạch để khởi động thứ tự hai động cơ KĐB 3 pha. Động cơ 1 (điều khiển bởi Contactor K1) khởi động trước, sau thởi gian khởi động của động cơ thì tiếp điểm thường hở đóng chậm lại của Rơle thời gian TON đóng lại động cơ (điều khiển bởi Contactor 2) khởi động. Cuối cùng dừng cả hai động cơ, ta nhấn S1 b) Sơ đồ mạch: (hình 5) c) Thứ tự thực hiện: - Nhấn S1 động cơ M1 hoạt động đèn H1 sáng. - Rơle thời gian KTON chuyển trạng thái, động cơ M2 hoạt động, đèn H2 sáng. - Nhấn S1 để dừng cả hai động cơ. 157 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Hình 6.10: Sơ đồ mạch khởi động thứ tự hai động cơ KĐB ba pha 158 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Phụ lục Dụng cụ, thiết bị, vật tư Ổ cắm Dây dẫn Bảng điện Cầu chì Công tắc 2 cực Công tắc 3 cực Bãng ®Ìn Áp tô mat §ui ®Ìn 159 Giáo Trình thực hành điện cơ bản CÇu dao §Ìn sîi ®èt Dao Tuốc nơ vit K×m c¾t d©y K×m tuèt d©y Kìm mỏ nhọn K×m c¾t d©y Mỏ hàn Đồng hồ vạn năng 160 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Búa Cưa Khoan tay Cà lê Ampe k×m Khoan ®iÖn Bút chì Kìm bấm cốt 161 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Khoan ®iÖn Bót thö ®iÖn 0 5 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 Thước kẻ §Ìn tuýp Công tơ điện Quạt tường Quạt tường Quạt trần Nồi cơm điện Phích điện 162 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Ấm điện Bàn là Tủ lạnh Điều hoà Động cơ điện Kiểm tra tốc độ Sµo c¸ch ®iÖn 163 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Sµo ®é cao Sµo c¾t c©y Sµo tiÕp ®Þa ®iÒu khiÓn ngoµi Sµo tiÕp ®Þa ®iÒu khiÓn trong Sµo c¸ch ®iÖn Sµo thao t¸c lång rót 164 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Mẫu 1: Dùng để kiểm tra kiến thức về cơ sở lý thuyết thực hành (Giáo viên phát phiếu và ghi nội dung các câu hỏi kiểm tra từng bài cụ thể sinh viên làm vào phiếu để thu về đánh giá điểm) TT Nội dung Tình trạng thiết bị, Đánh giá kết quả hoạt động của mạch 1 Chuẩn bị dụng cụ thiết bị Thiết bị cho từng mạch . 2 Kiểm tra dụng cụ thiết bị Thiết bị tốt đảm bảo . 3 Kiểm tra mạch điện Mạch đúng đạt yêu cầu . 4 Vận hành mạch điện Mạch làm việc tin cậy . Mẫu 2: Dùng để kiểm tra kiến thức về thực hành (Lắp ráp và sửa chữa) (Giáo viên phát phiếu sinh viên phải ghi các nội dung quá trình làm được vào phiếu để đánh giá kết quả) TT Hiện tượng Nguyên nhân Kiểm tra mạch Đánh giá kết dự đoán và sửa chữa quả 1 Mạch đèn không . ... sáng 2 Ổ cắm không có ... điện 3 Quạt không chạy ... 4 ... 165 Giáo Trình thực hành điện cơ bản Tµi liÖu tham kh¶o [1]. Ng« Quang Hµ - Ch©u ChÝ §øc. Thùc tËp ®iÖn c¬ b¶n, Trung T©m ViÖt - §øc §HSPKT [2]. NguyÔn Xu©n Phó – TrÇn Thanh T©m. Kü thuËt an toµn trong cung cÊp vµ sö dông ®iÖn, NXB Khoa häc kü thuËt. 1989. [3]. Phan ThÞ Thanh B×nh. H­íng dÉn thiÕt kÕ l¾p ®Æt ®iÖn theo tiªu chuÈn quèc tÕ IEC; NXB Khoa Häc Kü ThuËt. 2001. [4]. NguyÔn NguyÔn Xu©n Phó & Hå Xu©n Thanh. VËt liÖu kü thuËt ®iÖn, Nhµ xuÊt b¶n khoa häc kü thuËt. 2001. [5]. §Æng V¨n §µo. Gi¸o tr×nh m¸y ®iÖn, Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ Kü thuËt. 2007. [6]. TrÇn §×nh Long. B¶o vÖ c¸c hÖ thèng ®iÖn, NXB Khoa Häc Kü ThuËt. 2002. [7]. NguyÔn C«ng HiÒn, NguyÔn Xu©n Phó, NguyÔn Béi Khuª. Cung CÊp ®iÖn. NXB Khoa häc kü thuËt, 1998. [8]. Clayton Paul: Fundamentals of Electric Circuit Analysis-John Wiley&Son- 2001. [9]. V.Popov; Electronic Measurements; Mir Publisher. Moscow,1982. 166

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfgiao_trinh_thuc_hanh_dien_co_ban.pdf