Hiện nay, trong những gia đình hay trong nhà máy, xí nghiệp, công xưởng đều sẽ lắp đặt thiết bị khí cụ điện để phục vụ cho các nhu cầu về sử dụng điện, đảm bảo an toàn cho các loại máy điện. Vậy thì khí cụ điện là gì ? Công dụng và phân loại như thế nào ? Hãy cùng chúng tôi tìm hiều về thiết bị này nhé.
1. Khí Cụ Điện Là gì?
Khí cụ điện là thiết bị dùng để đóng ngắt dòng điện, giúp để bảo vệ, điều khiển và chỉnh các lưới điện, mạch điện sao cho phù hợp với các loại máy điện trong quá trình sản xuất. Khí cụ điện làm việc lâu dài trong các mạch điện, nhiệt độ của khí cụ điện tăng lên gây tổn thất điện năng và đốt nóng các bộ phận dẫn điện và lớp bảo vệ, chính vì thế khí cụ điện làm việc được trong mọi chế độ khi nhiệt đô của bộ phận không quá những giá trị cho phép
2. Những chế độ làm việc khí cụ điện dưới sự phát nóng
Vật liệu làm khí cụ điện | Nhiệt độ cho phép (oC) |
Vật liệu không bọc cách điện hoặc để xa nhất cách điện. | 110 |
Dây nối ở dạng tiếp xúc cố định. | 75 |
Vật liệu có tiếp xúc dạng hình ngón. | 75 |
Tiếp xúc trượt của Đồng vầ hợp kim Đồng | 110 |
Tiếp xúc má bạc. | 120 |
Vật không dẫn điện và không bọc cách điện. | 110 |
| Vật liệu cách điện | Cấp cách nhiệt | Nhiệt độ cho phép (oC) |
| Vải sợi, giấy không tẩm cách điện | Y | 90 |
| Vải sợi, giấy có tẩm cách điện. | A | 105 |
| Hợp chất tổng hợp | E | 120 |
| Mica, sợi thuỷ tinh | B | 130 |
| Mica, sợi thuỷ tinh có tẩm cách điện | F | 135 |
| Chất tổng hợp Silic | H | 180 |
| Sứ cách điện. | C | >180 |
3. Khí cụ điện sẻ làm việc với nhiều chế độ khác nhau và nó được quy định cụ thể gồm:
Chế độ làm việc lâu dài
Ở chế độ làm việc lâu dài, nhiệt độ khí cụ điện bắt đầu tăng đến khi nào đạt mức ổn định thì dừng, lúc này nhiệt độ sẻ tỏa ra môi trường xung quanh
Chế độ làm việc ngắn hạn
Ở chế độ này nhiệt độ không đạt đến mức nhiệt ổn định vì nó hoạt động trên nguyên tắc ngắn hạn
Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại
Nhiệt độ khí cụ điện sẻ tăng lên trong thời gian làm việc và ngược lại nhiệt độ giảm khi khí cụ điện ngừng hoạt động, nhiệt độ giảm chưa đạt đến giá trị ban đầu thì nó làm việc trở lại. Sau một thời gian, nhiệt độ đạt mức lớn nhất gần bằng nhiệt độ giảm nhỏ nhất thì khí cụ điện đạt được chế độ dừng
4. Phân loại khí cụ điện trong thực tế như thế nào?
Khí cụ điện là thiết bị đa dạng và được phân ra với nhiều loại khác nhau như cao áp, hạ áp, đóng ngắt, hạ thế cụ thể như:
Aptomat – Cầu dao tự động
Đây là thiết bị khí cụ điện dùng để cắt mạch điện khi quá tải, ngắn mạch, đoản mạch, thấp áp hay chập chạm mạch điện
Cầu dao tự động một pha
Nguyên lý hoat động : Khi có dòng điện đi qua đầu dây của cầu dao → Qua tiếp điểm tĩnh →Tiếp điểm tự động → Cuộn dây bảo vệ ngắn mạch → Tấm bimetal → Đầu đấu dây → Ra khỏi cầu dao
Cầu dao tự động đóng ngắt 2 trường hợp sau:
- Quá tải: Khi dòng điện quá tải nó sẻ đốt nóng vật dẫn điện, lúc đó tấm bimetal uốn cong, tác động lên tấm lẩy bảo vệ → Cầu dao mở tiếp điểm → Ngắt mạch
- Ngắn mạch: Khi sự cố ngắn mạch xuất hiện → Lõi cuộn dây bảo vệ bị hút xuống →Tác động vào lẫy bảo vệ →Cầu dao mở tiếp điểm -> Ngắt mạch
Cầu dao bảng điện chính
Có cấu tạo gồm:
- Nút ấn nhả cầu dao tại cầu dao
- Nút ấn đóng cầu dao tại cầu dao
- Cần nén lò xo bằng tay
- Chỉ báo trạng thái ON / OFF cầu dao tại cầu dao
- Chỉ báo trạng thái nén lò xo DISCHARGE / CHARGE tại cầu dao
- Lỗ để lồng tay quay chuyên dụng vào cầu dao để tháo tách cầu dao ra khỏi bảng điện
- Bảng điều chỉnh I, chỉnh định dòng điện bảo vệ cầu dao
- Cuộn dây bảo vệ thấp áp UVT
- Cuộn dây dùng để điều khiển đóng cầu dao từ xa
- Cuộn dây dùng để điều khiển mở cầu dao từ xa
- Động cơ nén lò xo
Cầu chì điện
là khí cụ điện dùng để bảo vệ cách thiết bị sử dụng điện và mạng lưới điện khi rơi vào trường hợp ngắn mạch. Nguyên lý hoạt động: Cầu chì điện hoạt động theo nguyên lý tự chảy hoặc uốn cong, dùng để tách ra khỏi mạch điện khi cười độ dòng điện trong mạch tăng đột biến. Điện trở của chất liệu làm dây cầu chì phải có nhiệt độ nóng chảy và kích thước, thành phần phù hợp.
Công tắc tơ
Đây là khí cụ điện hạ áp có nhiệm vụ là thực hiện việc đóng cắt thường xuyên các mạch điện động lực. Công tắc tơ là một thiết bị đặc biệt quan trọng, nhờ có thiết bị này mà có thể điều khiển các thiết bị như động cơ, tụ bù, hệ thống chiếu sáng thông qua nút nhấn, điều khiển từ xa hay chế độ tự động.
Rơle nhiệt
Là thiết bị khí cụ điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi bị quá tải, thường được dùng cùng công tắc tơ. Rơle nhiệt có chức năng tự động đóng cắt tiếp điểm nhờ vào sự co giãn nhiệt của các thanh kim loại.
Điện trở – Biến trở
Là khí cụ điện dùng để hạn chế và điều chỉnh dòng điện trong mạch điện. Khi thay thế điện trở và biến trở phải lưu ý đến giá trị điện trở và công suất của chúng.
Biến dòng, biến áp đo lường
Đồng hồ đo điện xoay chiều chỉ đo đến giá trị dòng điện giới hạn là 5A, chính vì thế để đo dòng điện xoay chiều lớn hơn 5A người ta phải dùng đến biến dòng để mở rộng thang đo. Ngoài ra, cần lưu ý do số vòng dây thứ cấp của biến dòng rất lớn nên không được để cuộn dây thứ cấp của biến dòng bị hở mạch, nếu xuất hiện trường hợp này sẽ khiến biến dòng bị hỏng.
5. Nguyên nhân khí cụ điện bị hỏng
Thực chất khí cụ điện là thiết bị rất khó hư hỏng tuy nhiên dưới tác động của môi trường, nhiệt độ và hiệu điện thế kim loại gây ra các tình trạng oxi hóa, ăn mòn nên khiến thiết bị giảm xuất chất lượng, cụ thể như sau:
Hiện tượng mòn kim loại khí cụ điện
Trong quá trình sản xuất, chế tạo hay gia công thì bề mặt tiếp xúc vấn có những lỗ nhỏ li ti. Khi đó, quá trình vận hành hơi nước, các chất có hoạt tính cao học thấm vào và đọng lại bên trong những lổ nhỏ đó gây ra phản ứng hóa học đông thời tạo ra một lớp màn mỏng. Khi ta chạm tay vào sẻ khiến lớp màng bong tróc ra và bề mặt tiếp xúc bị bào dần, đây gọi là hiện tượng ăn mòn kim loại
Tình trạng Oxy hóa khí cụ điện
Khi khí cụ điện xuất hiện tình trạng oxi hóa thì trên bề mặt sẻ tạo thành một lớp mỏng Axit mỏng, điện trở suất của lớp oxit này rất lớn nên có khả năng làm tăng RTX dần đến gây ra phát nóng tiếp điểm.
Điện thế hóa kim loại khí cụ điện
Mỗi chất đều có một điện thế hóa theo quy định, lấy H làm gốc có điện thế âm thì có bảng số kim loại có điện thế hóa học:
- Khi hai thanh kim loại có điện thế hóa học khác nhau tiếp xúc sẽ tạo ra một cặp hiệu điện thế hóa học
- Nếu bề mặt tiếp xúc có nước dính vào thì có dòng điện chạy qua và kim loại có điện thế âm hơn bị ăn mòn trước và nhanh hư hỏng tiếp điểm
Tác động từ nguồn điện
Nguồn điện tuy là các điện tích electron dịch chuyển có hướng nhưng sau một khoảng thời gian vận hành. Nếu sử dụng điện quá mức làm gây ra hiện tượng quá tải trong khi tiếp điểm rất dễ nóng chảy và có khi bị hàn dính vào nhau.
Nếu lực ép tiếp điểm quá yếu thì gây ra tia lửa làm cháy tiếp điểm. Ngoài ra, tiếp điểm bị bẩn, hoen gỉ cũng là một yếu tố làm tăng điện trở tiếp xúc và gây phát nóng dẫn đến hao mòn.
6. Làm gì khi khí cụ điện bị hỏng?
Những trường hợp hư hỏng cho chập cháy nổ thiết bị thì các bạn cần phải thay mới. Tuy nhiên để hạn chế rủi ro hư hỏng cao thì cần làm những việc như:
- Đối với những tiếp xúc cố định: nên bôi một lớp mỡ chống rỉ hoặc quét sơn chống ẩm
- Khi thiết kế nên lựa chọn vật liệu có điện thế hóa học giống nhau hoặc gần bằng nhau
- Nên sử dụng các loại vật liệu không bị oxi hóa để làm tiếp điểm
- Mạ điện với những tiếp điểm bằng lớp đồng thau, thiếc, kẽm hay cađini
- Cần thay thế những lò xo tiếp điểm có dấu hiệu bị gỉ, cần lâu sạch tiếp điểm mềm và thay thế lò xo nén khi lực nén quá yếu
- Kiểm tra, bảo dưỡng định kì và cải tiến các thiết bị dập hồ quang để ngăn chặn tình trạng cháy nổ
Phần kết
Qua bài viết ở trên thì chúng tôi tin rằng các bạn có thể biết được khí cụ điện là gì ? đặc điểm, cấu tạo, công dụng cũng như những tác hại của thiết bị này mang đến.
