Khí cụ điện điều khiển bằng tay

1/ Cầu dao

1.1/ 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.

1.2/ Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại

a) Cấu tạo

Phần chính của cầu dao là lưỡi dao vàhệ thống kẹp lưỡi, được làm bằng hợp kim của đồng, ngoài ra bộ phận nối dây cũng làm bằng hợp kim đồng.

b) 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.

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 tớimột 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.

c/ Phân loại cầu dao

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:

Một cực Hai cực Ba cực Bốn cựcKý hiệu cầu dao có cầu chì bảo vệ: Một cực Hai cực Ba cực Bốn cực

d/ Các thông số định mức của cầu dao

Chọn cầu dao theo dòng điện định mức và điện áp định mức:

2/ Công tắc

2.1/ Khái quát và công dụng

Công tắc là khí cụ điện dùng để đóng ngắt mạch điện có công suất nmhỏ và có dòng điện định mức nhỏ hơn 6A. Công tắc thường có hộp bảo vệ để tránh sự phóng điện khi đóng mở. Điện áp của công tắc nhỏ hơn hay bằng 500V.

Công tắc hộp làm việc chắc chăn hơn cầu dao, dập tắt hồ quang nhanh hơn vì thao tác ngắt nhanh và dứt khoát hơn cầu dao.
Một số công tắc thường gặp:

2.2/ Phân loại và cấu tạo

a/ Cấu tạo

Cấu tạo của công tắc: phần chính là tiếp điểm đóng mở được gắn trên đế nhựa và có lò xo để thao tác chính xác.

b/ Phân loại

Phân loại theo công dụng làm việc, có các loại công tắc sau:

Công tắc đóng ngắt trực tiếp.
Công tắc chuyển mạch (công tắc xoay, công tắc đảo, công tắc vạn năng), dùng để đóng ngắt chuyển đổi mạch điện, đổi nối sao tam giác cho động cơ.
Công tắc hành trình và cuối hành trình, loại công tắc này được áp dụng trong các máy cắt gọt kim loại để điều khiển tự động hoá hành trình làm việc của mạch điện.

c/ Các thông số định mức của công tắc

Uđm: Điện áp định mức của công tắc.
Iđm: Dòng điện định mức của công tắc.
Ngoài ra còn có các thong số trong việc thử công tứ như độ bền cơ khí, độ
cách điện, độ phóng điện…

d/ Các yêu cầu thử của công tắc

Việc kiểm tra chất lượng công tắc phải thử các bước sau:

Thử xuyên thủng: đặt điện áp 1500V trong thởi gian một phút ở các điểm cần cách điện giữa chúng.
Thử cách điện: đo điện trở cách điện < 2MΩ.
Thử phát nóng.
Thử công suất cắt.
Thử độ bền cơ khí.
Thử nhiệt độ đối với các chi tiết cách điện: các chi tiết cách điện phải chịu đựng 1000C trong thời gian hai giờ mà không bị biến dạng hoặc sủi nhám.

3/ Nút nhấn

3.1/ Khái quát và công dụng

Nút nhấn còn gọi là nút điều khiển là một loại khí cụ điện dung để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau: các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi mạch điện điều khiển, tín hiệu liên động bảo vệ…Ở mạch điện một chiều điện áp đến 440V và mạch điện xoay chiều điện áp 500V, tần số 50Hz, 60Hz, nút nhấn thông dụng để khởi động, đảo chiều quay động cơ điện bằng cách đóng và ngắt các cuộn dây của Contactor nối cho động cơ.Nút nhấn thường được đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn. Nút nhấn thường được nghiên cứu, chế tạo làm việc trong môi trường không ẩm ướt, không có hơi hoá chất và bụi bẩn.
Nút nhấn có thể bền tới 1.000.000 lần đóng không tải và 200.000 lần đóng ngắt có tải. Khi thao tác nhấn nút cần phải dứt khoát để mở hoặc đóng mạch điện.

3.2/ Phân loại và cấu tạo

a/ Cấu tạo

Nút nhấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường hở – thường đóng và vỏ bảo vệ.

Khi tác động vào nút nhấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái: khi không còn tác động, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.

b/ Phân loại

Phân loại theo chức năng trạng thái hoạt đông của nút nhấn, có các loại:

Nút nhấn đơn: Mỗi nút nhấn chỉ có một trạng thái (ON hoặc OFF) Ký hiệu:
Nút nhấn kép: Mỗi nút nhấn có hai trạng thái (ON và OFF) Ký hiệu:

Trong thực tế, để dễ dàng sử dụng vào tháo ráp lấp lẫn trong quá trình sửa chữa, thường người ta dùng nút nhấn kép, ta có thể dùng nó như là dạng nút nhấn ON hay OFF.

Phân loại theo hình dạng bên ngoài, người ta chia nút nhấn ra thành 4 loại

Loại hở
Loại bảo vệ.
Loại bảo vệ chống nước và chống bụi.

Nút nhấn kiểu bảo vệ chống nước được đặt trong một hộp kín khít để tránh nước lọt vào.

Nút nhấn kiểu chống nổ dùng trong các hầm lò, mỏ thanh hoặc ở nơi có các khí nổ lẫn trong không khí. Cấu tạo của nó đặc biệt kín khít không lọt được tia lửa ra ngoài và đặc biệt vững chắc để không bị phá vỡ khi nổ.

Theo yêu cầu điều khiển người ta chia nút ấn ra 3 loại: một nút, hai nút, ba nút.

c/ Các thông số kỹ thuật của nút nhấn

Uđm: điện áp định mức của nút nhấn
Iđm: dòng điện định mức của nút nhấn.
Trị số điện áp định mức của nút nhấn thường có giá trị ≤ 500V.
Trị số dòng điện định mức của nút nhấn thường có giá trị ≤ 5A.

4/ Phích căm và ổ cắm điện

Ổ cắm và phích cắm được dùng cấp điện, nối chuyển tiếp trong sinh hoạt hằng ngày. Thông thường, ổ cắm và phích cắm được chế tạo ở điện áp 250V, dòng điện định mức 10A, nên dây nối điện là:

Đối với phích cắm: tối thiểu 0,75mm2, tối đa 1mmm2.
Đối với ổ cắm: tối thiểu 1mm2, tối đa 2,5mm2.V.

5/ ĐIỆN TRỞ – BIẾN TRỞ

5.1/ Khái quát – công dụng

Điện trở dùng để thay đổi các giá trị trong mạch điện để các giá trị đó phù hợp với điều kiện vận hành hay chế độ làm việc của các động cơ điện.

Biến trở là điện trở nhưng có thể thay đổi được giá trị của nó nhờ các cần gạt hoặc núm vặn. Có các loại điện trở thông dụng: điện trở mở máy và điện trở điều chình, điện trở hãm, điện trở phóng điện…

Điện trở mở máy là điện trở được sử dụng khi mở máy động cơ nhằm hạn chế dòng điện khởi động cho các động cơ có công suất trung bình và lớn (phương pháp mở máy gián tiếp) nhằm tránh sụt áp trên lưới điện và boả vệ động cơ phát nóng quá nhiệt độ cho phép khi có dòng khởi động lớn (P = 10KV).

Điện trở điều chỉnh: để điều chỉnh dòng điện trong mạch kích thích hay mạch phần ứng của động cơ điện một chiều nhằm thay đổi tốc độ quay của nó.

Điện trở hãm nhằm giảm dòng điện khi hãm động cơ.

Điện trở phóng điện để giảm điện áp khi có sự biến thiên đột ngột nhằm giảm sự phóng điện xảy ra trong quá trình biến thiên này.

4.2/ Cấu tạo

Biến trở được cấu tạo bằng các dây Kim loại Al, Zn, hợp kim đồng, thường được quấn trên các lõi từ (hình trụ tròn hình xuyến).

Biến trở cũng có thể là thanh kim loại được đưa ra các đầu dây theo các giá trị định trước. Biến trở đơn có thể ghép thành biến trở đôi. Các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất được ghi rõ trên biến trở.