Giáo trình Khí cụ điện (Phần 2)

Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 46
Chương III : khí cụ điện bảo vệ 
Đ 3- 1 Cầu chì 
 Cầu chì là thiết bị để bảo vệ quá dòng điện cho mạch điện, chủ yếu là bảo 
vệ ngắn mạch và đôi khi để bảo vệ quá tải. 
Về nguyên tắc , cầu chì gồm một dây chảy thường làm bằng chì, nhôm 
đồng, kẽm... đặt trong một vỏ kín để hạn chế và dập tắt hồ quang. Cầu chì mắc 
nối tiếp trong mạch điện được bảo vệ ( hình 3- 9 ). 
 Hình 3- 9 : Mắc cầu chì để bảo vệ mạch điện 
1- Phân loại và cấu tạo cầu chì hạ áp 
 Cầu chì có loại đặt hở, có loại đặt kín, có loại có thiết bị dập hồ quang... 
Thông thường gồm các loại : 
a- Loại hở : 
Loại này không có vỏ bọc kín , thường chỉ gồm dây chảy. Đó là những 
phiến làm bằng chì lá, kẽm, hợp kim chì thiếc, nhôm lá hay đồng lá mỏng được 
dập cắt thành các dạng như hình 3- 10. Sau đó dùng vít bắt chặt vào các đầu cực 
đẫn điện đặt trên các bản cách điện bằng đá, sứ... 
 Dây chảy cũng còn có hình dạng tiết diện tròn và làm bằng chì, thông 
dụng ta dùng các cỡ 5A, 10A,15A,30A... 
 Hình 3- 10 : Các dạng dây chảy 
b- Loại vặn 
 Thường có dạng như hình 3-11a và b. Dây chảy 1 nối với nắp 2 ở phía 
trong. Nắp 2 có dạng răng vít để vặn chặt vào đế 3. Dây chảy bằng đồng, có khi 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 47
dùng bạc, có các cỡ định mức 6A, 10A, 15A, 20A, 25A,30A,60A,100A ở điện 
áp 500V. 
 Hình 3- 11: a- Hình dạng chung 
 b- Lõi dây chảy cả nắp 
c- Loại hộp 
Còn gọi là cầu chì hộp. Hộp và nắp đều làm bằng sứ cách điệnvà đều bắt 
chặt các tiếp xúc điện bằng đồng. Tiếp xúc có kết cấu kẹp chặt đơn hoặc kép. 
Loại kép giữ chặt hơn, ít bị rơi nắp trong sử dụng vận hành hơn. 
Dây chảy được bắt chặt bằng vít vào phía trong nắp. Nó không được chế 
tạo sẵn mà tuỳ nơi sử dụng. Ta thường dùng dây chảy là dây chì tròn hoặc chì lá 
có kích thước thích hợp. 
Cầu chì hộp được chế tạo theo các cỡ có dòng điện định mức là: 
5A,10A,15A,20A,30A,60A,80A,100A ở điện áp 500V. 
d- Loại kín trong ống không có cát thạch anh: 
 Vỏ làm bằng chất hữu cơ ( một loại xelulô ) có dạng hình ống mà ta 
thường gọi là cầu chì ống phíp, hình dạng chung như hình 3-12. 
 Hình 3- 12 : Cầu chì ống phíp. 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 48
 Dây chảy được đặt trong một ống kín bằng phíp 1, hai đầu có nắp bằng 
đồng 3, có răng vít để vặn chặt kín. Dây chảy 5 được nối chặt với các cực tiếp 
xúc 6 bằng các vòng đệm bằng đồng 4. 
 Dây chảy của cầu chì này làm bằng kẽm là vật liệu có nhiệt độ nóng chảy 
thấp ( 4200C ), lại có khả năng chống gỉ. Nó được dập theo dạng phiến như đã 
trình bày như hình 3-10. Số lượng chỗ hẹp ( 1- 4 ) tuỳ theo điện áp định mức. 
 Quá trình dập hồ quang của nó như sau : khi xảy ra ngắn mạch , dây chảy 
sẽ chảy đứt ra ở chỗ có tiết diện hẹp và phát sinh hồ quang. Dưới tác dụng của 
nhiệt độ cao của hồ quang , vỏ xelulô của ống bị đốt nóng sẽ bốc hơi ( 40% H2 , 
50% CO2, 10% hơi nước ), làm áp lực khí trong ống tăng lên rất lớn ( 40 – 80 at 
) sẽ dập tắt hồ quang. 
 Cầu chì ống được chế tạo có hai cỡ chiều dài tuỳ thuộc vào điện áp làm 
việc của nó. Cỡ ngắn để làm việc ở điện áp không cao hơn 380V điện xoay chiều 
. Cỡ dài để làm việc ở điện áp đến 500V. 
 Tuỳ thuộc dòng điện định mức chạy qua cầu chì mà trong cùng một cỡ 
chiều dài, ta có nhiều cỡ đường kính ( có thể tới 6 cỡ đường kính ). Trong mỗi cỡ 
đường kính, ta có thể đặt dây chảy có các trị số dòng điện định mức khác nhau. 
Ví dụ trong cầu chì ống định mức 15A , có thể đặt dây chảy có dòng định mức 
6,10 và 15A. 
e- Loại kín trong ống có cát thạch anh 
 loại này có đặc tính bảo vệ hoàn thiện hơn loại trên, có hình dáng cấu tạo 
như hình 3- 13. Loại này thường gọi là cầu chì ống sứ. 
 Hình 3- 13 : Cầu chì ống sứ 
a- Hình dạng chung 
b- Cấu tạo dây chảy bên trong. 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 49
Vỏ của cầu chì 1 làm bằng sứ hoặc steatit, có dạng là hình hộp chữ nhật. 
Trong vỏ có trụ tròn rỗng để đặt dây chảy 2 hình lá, sau đó đổ đầy cát thạch anh 
3 . Dây chảy được hàn đính vào đĩa 4 , và được bắt chặt vào phiến 5 có cực tiếp 
xúc 6 . Các phiến 5 được bắt chặt vào ống sứ bằng vít 7 . 
Dây chảy được chế tạo bằng đồng lá dầy 0,1- 0,2 mm, có dập các lỗ dài để 
tạo tiết diện hẹp. Để giảm nhiệt độ chảy của đồng ( 10800 C ), người ta hàn các 
quả cầu thiếc vào các đoạn có tiết diện hẹp. 
2. Nguyên tắc hoạt động 
Dòng điện trong mạch đi qua dây chảy sẽ toả ra nhiệt lượng theo định luật 
Jun- Lenxơ, làm cho dây chảy nóng lên. Nếu dòng điện chưa đủ lớn, nhiệt độ 
dây chảy chưa vượt quá nhiệt độ nóng chảy, mạch điện vẫn liền. Khi dòng điện 
tăng cao, nhiệt độ dây chảy tăng đến mức chảy đứt, ngắt mạch dòng điện, ta bảo 
cầu chì bị ‘‘ nổ ’’ . 
 Dòng điện nhỏ nhất vừa đủ làm cho dây chảy đứt gọi là dòng điện dây 
chảy, ký hiệu là Idc. Dòng điện dây chảy phụ thuộc vào kích thước và loại vật liệu 
làm dây chảy. Dây chảy được sản xuất theo các trị số dòng điện dây chảy quy 
định và gọi là cỡ dây chảy. Cỡ dây chảy cho trong sổ tay kỹ thuật. 
 Cầu chì được sản xuất theo cấp điện áp định mức và dòng điện định mức. 
Điện áp định mức quyết định kích thước cầu chì, vật liệu và chất lượng cách 
điện. Dòng điện định mức quyết định quy cách và kích thước các bộ phận dẫn 
điện, nhất là các đầu tiếp xúc, tức đầu để nối cầu chì vào giá cầu chì. Cần chú ý 
là dòng điện định mức Iđm là của cầu chì, còn dòng điện dây chảy Idc phụ thuộc 
vào cỡ dây chảy. Hai đại lượng này khác nhau, và ta có Iđm Idc . Ví dụ , cầu 
chì 500V, 15 A có thể lắp dây chảy cỡ 6, 10 hay 15 A. 
 Bảng tra dây chảy cầu chì 
Bảng 3- 1 
Đường kính dây chảy ( mm ) Dòng điện định mức của dây chảy ( A ) 
 Nhôm Chì đồng 
0,15 1,5 - 4 
0,2 2 0,5 8 
0,25 4 0,75 10 
0,3 6 1 12 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 50
0,4 10 1,5 14 
0,5 14 2 16 
0,6 16 2,5 21 
0,7 18 3,5 28 
0,8 20 4,2 36 
0,9 25 5 40 
1 32 6 48 
1,2 40 9 - 
1,4 50 12 - 
1,6 60 14 - 
1,8 75 17 - 
2 90 20 - 
2,5 120 32 - 
3 160 46 - 
3- Các thông số đặc trưng và tính chọn cầu chì 
a- Điều kiện lựa chọn 
 Cầu chì là thiết bị bảo vệ chủ yếu của mạng điện áp thấp . Tính chọn cầu 
chì chủ yếu là xác định dòng điện dây chảy. Căn cứ vào dòng điện dây chảy , ta 
sẽ xác định được kích thước dây chảy. 
 Việc chọn dây chảy cần đảm bảo duy trì dòng điện ứng với trạng thái làm 
việc bình thường, và sẽ chảy đứt khi dòng điện vượt quá trị số cho phép. điều 
kiện lựa chọn là dòng điện dây chảy phải bằng hoặc lớn hơn dòng điện tính toán 
của mạch điện được bảo vệ : 
 Idc Itt 
Trong đó : 
- Idc là dòng điện định mức của dây chảy, được tra trong các sổ tay kỹ 
thuật ( bảng 3- 1 ). 
- Itt là dòng điện tính toán của mạch được bảo vệ. 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 51
Dòng điện tính toán được xác định tuỳ theo tính chất của mạch được bảo 
vệ. 
b- cầu chì bảo vệ mạch điện chiếu sáng 
 Dòng điện tính toán xác định theo công thức: 

 
n
i
dmctt IkI
1
 Trong đó : 
- 
n
i
dmI
1
 là tổng dòng điện định mức của các mạch nối vào mạch chính. 
- n là số nhánh . 
- Idm là dòng điện định mức của mỗi nhánh. 
- kc là hệ số cần dùng, theo định nghĩa : 
d
dt
c
P
P
k 
Với : Pđt- Tổng công suất đóng đồng thời; 
 Pđ- Tổng công suất đặt; 
 Hệ số cần dùng được tra theo sổ tay kỹ thuật. Chẳng hạn, đối với phụ tải 
chiếu sáng, diện tích nhà được chiếu sáng dưới 100 m2, kc= 1; trên 100 m
2, kc= 
0,8 – 0,9; toà nhà có từ 10 – 15 phòng, kc= 0,75 – 0,7; chiếu sáng ngoài trời 
, kc= 1. 
 Sau khi xác định được dòng điện tính toán , căn cứ vào điều kiện lựa chọn 
và tra sổ tay kỹ thuật của cầu chì , ta chọn cỡ dây chảy thích hợp. 
* Ví dụ : Mạch điện 1 pha , điện áp 220V xoay chiều , cung cấp điện cho 15 căn 
hộ . Mỗi hộ tiêu thụ công suất để thắp sáng và sinh hoạt là 1200W, cos = 1. 
Chọn dây chảy cầu chì bảo vệ cho mạch điện trên. 
 Giải 
 Dòng điện định mức của 1 căn hộ : 
  


 4,5
1220
1200
cos U
I
I ttdm 
Dòng điện tính toán của 15 căn hộ : 
 
 
n
i
dmctt IkI
1
=0,7. 5,4. 15= 56,7 ( A ) 
Tra bảng ta chọn cầu chì có dòng điện định mức Iđm = 60 A ,dây chảy cầu 
chì bằng dây nhôm có đường kính d = 1,6 mm, Idc = 60 A. 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 52
c- Chọn dây chảy cầu chì bảo vệ cho một động cơ 
Điều kiện lựa chọn dây chảy là phải đảm bảo động cơ mở máy được ( từ 
2- 10 giây ). Dòng điện tính toán được xác định theo công thức : 
k
I
I mmtt 
Trong đó : 
- Imm là dòng điện mở máy của động cơ. 
 Imm= kmm.Iđm . 
 ở đây : - kmm là bội số mở máy của động cơ. 
 - Iđm là dòng điện định mức của động cơ. 
- k là hệ số tuỳ thuộc vào điều kiện mở máy của động cơ. nếu động cơ 
mở máy nhẹ, thời gian mở máy nhanh ( mở máy không tải ) , k = 2,5. Ngược lại , 
nếu động cơ mở máy nặng nề, thời gian mở máy kéo dài ( mở máy có kéo đủ tải 
), k = 1,6 . Các trường hợp khác có thể chọn giá trị trung gian k = 1,6 – 2,5. 
Sau khi xác định được dòng điện tính toán, căn cứ vào điều kiện lựa chọn 
và tra sổ tay kỹ thuật của cầu chì , ta chọn cỡ dây chảy thích hợp. 
* Ví dụ : Chọn cầu chì bảo vệ cho động cơ lồng sóc có Pđm = 10 KW, Uđm = 380 
V, Iđm = 19,7 A, kmm = 6,5, biết rằng động cơ mở máy không tải. 
 Giải 
 Dòng điện mở máy của động cơ : 
 Imm= kmm.Iđm= 6,5 . 19,7 = 128 A 
 Dòng điện tính toán của động cơ ( lấy k = 2,5 ) 
A
k
I
I mmtt 2,51
5,2
128
 Tra bảng , chọn cầu chì có dòng điện định mức bằng 60 A, với dây chảy 
làm bằng dây nhôm có đường kính d = 1,6 mm; Idc = 60 A. 
d- Cầu chì bảo vệ cho một nhóm động cơ 
Dòng điện tính toán được xác định theo công thức: 
5,2
1
1
max
 
n
i
mmdm
ctt
II
kI 
Trong đó : 
 - 
1
1
n
i
dmI Là tổng dòng điện định mức của các động cơ, trừ động cơ có 
dòng điện mở máy lớn nhất trong nhóm. 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 53
- Immmax là dòng điện mở máy của động cơ có dòng mở máy lớn nhất . 
 - kc là hệ số cần dùng, tra theo sổ tay kỹ thuật. 
 Đối với phân xưởng gia công nguội , kcchọn theo bảng sau : 
Số động cơ 2 3 4 5 6 8 10 20 30 
Hệ số kc 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,25 
Sau khi xác định được dòng điện tính toán , căn cứ vào điều kiện lựa 
chọn và tra sổ tay kỹ thuật của cầu chì , ta chọn cỡ dây chảy thích hợp. 
* Chú ý : xác định cỡ dây chảy, ta cần nghệm lại các điều kiện sau : 
 - Dòng điện dây chảy phải nhỏ hơn dòng điện cho phép của dây dẫn đặt 
trên cùng một mạch: 
 Idc 0,8 Idd 
 Trong đó Idd là dòng điện cho phép của dây dẫn. 
Điều kiện này đảm bảo cho cầu chì bảo vệ được quá tải cho dây dẫn. 
 - Kể từ nguồn đến hộ tiêu thụ, dòng điện dây chảy của cầu chì cấp trên 
phải lớn hơn dòng điện dây chảy của cầu chì cấp dưới ít nhất là một cấp. Điều 
kiện này đảm bảo tính chọn lọc cho cầu chì . Tính chọn lọc thể hiện ở chỗ khi 
xảy ra ngắn mạch ở đâu , cầu chì gần đó nhất phải tác động, phần còn lại của 
mạch điện vẫn tiếp tục làm việc bình thường. 
* Bài tập: 
Bài tập 1 : 
 Một khu nhà 15 phòng ở, dùng mạng điện chiếu sáng một pha , U = 
220V, mỗi phòng ở dùng hai bóng đèn 75W; một bóng đèn 40W; một quạt bàn 
60W. Ngoài ra có 5 phòng có dùng thêm máy thu thanh công suất 60W. Chọn 
dây chảy cầu chì bảo vệ cho từng hộ và của toàn khu nhà. 
Bài tập 2 : 
 Một phân xưởng cơ khí có 5 động cơ công suất 2,8 KW, 10 động cơ 
4,5 KW, 4 động cơ 7,5 KW và 1 động cơ 20 KW. Mạng điện động lực 3 pha có 
điện áp dây U = 380V. Xác định dòng điện tính toán của phân xưởng, biết các 
động cơ mở máy không tải. Lấy cos = 0,8, bội số dòng điện mở máy bằng 6 
và hiệu suất động cơ  = 1. 
4- Hư hỏng và nguyên nhân gây hư hỏng cầu chì 
 Nội dung công tác sửa chữa cầu chì chủ yếu là đánh sạch và kẹp chặt 
các đầu tiếp xúc, thay thế dây chảy và thay thế vật liệu làm đầy ống ( nếu có ). 
Khi cầu chì bị hỏng các bộ phận thì thay thế từng phần hoặc thay thế toàn bộ. 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 54
Đ 3- 2 rơ le điện từ 
1- Phân loại và cấu tạo 
Rơ le là các khí cụ điện tự động đóng cắt mạch điện điều khiển , bảo vệ và 
điều khiển sự làm việc của mạch điện. 
Hình 3-5 Sơ lược kết cấu chung của rơle điện từ 
 1- mạch từ tĩnh ; 4- lò xo ; 
 2- nắp động ; 5- tiếp điểm tĩnh ; 
 3- cuận dây ; 6- tiếp điểm động ; 
 Rơ le điện từ gồm có một mạch từ hình chữ U, trên đó có quấn cuận dây 
cho dòng điên của mạch cần được bảo vện đi qua. Phía trên có nắp chuyển động 
2 được gắn vàolò xo 4 và tiếp điểm động 6. ở trên mỏm cực từ phần tĩnh người ta 
có gắn vào đó một vòng ngắn mạch bằng đồng ( còn gọi là vòng chống rung ). 
Vòng ngắn mạch này chỉ được lắp đối với các rơ le hoạt động ở nguồn xoay 
chiều. Tiếp điểm tĩnh 5 được nối với mạch điều khiển. 
2- Nguyên lý hoạt động 
 Khi có dòng điện chạy qua cuận dây sẽ sinh ra lực hút điện từ hút nắp về 
phía thân mạch từ với một lực được tính theo công thức : 
2
2

i
kF  
Trong đó : k – hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào từng loại rơ le. 
 i - dòng điện chạy trong cuận dây. 
  - chiều dài khe hở không khí giữa mạch từ và nắp. 
 Khi dòng điện chạy vào cuận dây còn nhỏ hơn dòng điện tác động , lò xo4 
sinh lực đối kháng thắng lực hút , nên nắp giữ nguyên không chuyển động và rơ 
le không tác động. 
 Khi dòng điện chạy vào cuận dây lớn hơn hoặc bằng dòng điện tác động, 
dòng điện này sinh ra lực hút điện từ đủ lớn thắng lực cản của lò xo hút nắp động 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 55
vào mạch từ tĩnh. Kết quả là tiếp điểm thường đòng sẽ mở ra và tiếp điểm thường 
mở sẽ đóng lại đưa tín hiệu tới mạch điều khiển làm cắt mạch điện. 
 Tín hiệu vào cuận dây có thể là dòng điện hay điện áp. Rơ le có thể dùng 
ở nguồn điện một chiều hay xoay chiều. 
 Có thể thay đổi trị số dòng điện tác động bằng cách điều chỉnh lực căng 
của lò xo hay thay đổi số vòng của cuận dây. 
* Nguyên lý làm việc của vòng chống rung 
 Đối với dòng điện xoay chiều do trị số và chiều của dòng điện luôn luôn 
biến thiên, nên khi dòng điện đi qua trị số không thì từ thông trong mạch từ cũng 
bằng không. Lực điện từ lúc đó không còn, nên nắp động có xu hướng tách khỏi 
phần tĩnh . Do đó, nắp sẽ bị rung và phát ra tiếng kêu. 
 Để khắc phục hiện tượng này, người ta lắp một vòng ngắn mạch ở mỏm 
cực từ ( gọi là vòng chống rung ). Từ thông  đi qua cực từ được chia làm hai 
phần : phần từ thông 1 không đi qua vòng chống rung và phần từ thông 1’ đi 
qua vòng chống rung . Từ thông 1’ đi qua vòng chống rung sẽ sinh ra trong 
vòng một dòng điện cảm ứng. Dòng điện này sinh ra từ thông V chống lại từ 
thông 1’ . Tổng hợp từ thông đi trong vòng ngắn mạch sẽ là 2 = 1’ + V . 
 Từ thông 2 này lệch với từ thông 1 một góc từ 50 – 80
0 . Do đó, khi 
dòng điện đi qua trị số không thì từ thông 1 = 0 nhưng từ thông 2 0 ,nên lực 
điện từ vẫn còn và nắp mạch từ không bị rung nữa. 
3- ứng dụng của rơ le điện từ 
 Rơ le điện từ được dùng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau của nền 
kinh tế quốc dân, nhất là trong các hệ thống tự động hoá và cung cấp điện. 
Người ta ứng dụng nguyên lý điện từ để chế tạo ra rơ le dòng điện, rơ le điện áp, 
rơ le trung gian, rơ le thời gian, rơ  ... ỳc giữa hai cặp tiếp điểm tĩnh và động bằng cỏch 
dựng đốn thử hoặc đồng hồ ễmmet để kiểm tra. 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 90
Đ 4- 5 RƠ LE TRUNG GIAN KIỂU ĐIỆN TỪ 
 Rơle trung gian là một khớ cụ điện dựng để khuếch đại giỏn tiếp cỏc tớn 
hiệu tỏc động trong cỏc mạch điều khiển hay bảo vệ... 
 Trong mạch điện, rơle trung gian là thường lắp giữa hai rơle khỏc nhau 
(vỡ điều này nờn cú tờn là trung gian). 
 Cuộn dõy hỳt của rơle trung gian thường là cuộn dõy điện ỏp và khụng 
cú khả năng điều chỉnh giỏ trị điện ỏp. Do vậy, yờu cầu quan trọng của rơle 
trung gian là độ tin cậy trong tỏc động. Phạm vi giỏ trị điện ỏp làm việc của rơle 
trung gian thường là Uđm +15%. 
 Nguyờn lý hoạt động của rơle trung gian là nguyờn lý điện từ. 
 Bộ tiếp xỳc (hệ thống tiếp điểm) của cỏc rơle trung gian thường cú số 
luợng tương đối lớn, thường lớn hơn rất nhiều so với cỏc rơle dũng điện, rơle 
điện ỏp cũng như cỏc loại rơle khỏc. 
 Rơle trung gian chỉ làm việc ở mạch điều khiển nờn nú chỉ cú tiếp điểm 
phụ mà khụng cú tiếp điểm chớnh. Cường độ dũng điện đi qua cỏc tiếp điểm là 
như nhau. 
Hỡnh 15.1: Hỡnh ảnh một số rơ le trung gian 
 Rơ le trung gian được chế tạo cú nhiều tiếp điểm, chịu được dũng điện 
đi qua nhỏ, thường nhỏ hơn 10A vỡ vậy nú được sử dụng trong cỏc mạch điều 
khiển làm trung gian giữa hai rơ le khỏc nhau hoặc giữa bộ điều khiển với cụng 
tắc tơ. Rơ le trung gian đảm bảo an toàn cho cỏc thiết bị điện ớt bị ảnh hưởng bởi 
cỏc xung điện trong quỏ trỡnh làm việc của cỏc thiết bị. Rơ le trung gian làm 
nhiệm vụ bắc cầu tạo ra nhiều tớn hiệu điều khiển trong cỏc mạch điện. 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 91
1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc: 
Thực chất của rơ le trung gian chỉ là một nam châm điện có gắn hệ thống 
tiếp điểm (Hình 14-1). 
Nam châm điện bao gồm cuộn dây 1, lõi thép tĩnh 2 và lõi thép động 3. 
Lõi thép động được định vị nhờ vít điều chỉnh 4 và được căng bởi lò xo 5. Cuộn 
dây 1 có thể là cuộn điện áp, cuộn dòng điện, hoặc cả cuộn điện áp và cuộn dòng 
điện. 
Hệ thống tiếp điểm gồm có nhiều tiếp điểm thường mở và nhiều tiếp điểm 
thường đóng, chúng có kích thước nhỏ và chỉ dùng trong mạch điều khiển. 
Khi cuộn dây 1 có điện, lực điện từ sinh ra sẽ thắng phản lực của lò xo 5 
kéo nắp từ động 3 về phía lõi (lõi thép tĩnh 2) làm chuyển đổi trạng thái đóng mở 
của hệ thống tiếp tiếp điểm, tiếp điểm thường mở chuyển sang đóng và tiếp điểm 
thường đóng chuyển sang mở. 
Khi cuộn dây 1 mất điện thì dưới lực kéo về của lò xo 5 sẽ đưa nắp từ động 
3 và hệ thống tiếp điểm về lại trạng thái ban đầu. 
Đây là loại rơ le tác động nhanh, vì khi có điện thì nó tác động ngay, mất 
điện thì nó nhả ngay. 
2. Thụng số kỹ thuật của rơ le trung gian 
Mục tiờu: Đọc được cỏc thụng số kỹ thuật của rơ le trung gian 
 ư Cú 4 cấp điện ỏp 24, 48, 110, 220V 
Hình14-2:Ký hiệu cuộn dây và tiếp điểm 
a) Cuộn dây b) tiếp điểm thường mở và tiếp điểm thường đóng 
K 
5 
3 
1 
2 
4 
Hình14-1:Nguyên lý cấu tạo của một rơ le trung gian. 
1. Cuộn dây 
2. Lõi thép tĩnh 
3. Lõi thép động 
4. V ít đ iề u c h ỉ nh 
5. L ò x o 
a) b) 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 92
 ư Nhiệt độ mụi trường làm việc ư20+40o C 
 ư Điện ỏp tỏc động khụng quỏ 70% Uđm 
 ư Điện ỏp nhả khụng nhỏ hơn 5% Uđm 
 ư Cụng suất tiờu thụ ở điện ỏp định mức khụng quỏ 8W 
 * Rơ le trung gian xoay chiều P11ư25: 
 ư Rơ le xoay chiều cú điện ỏp định mức: Cú loại 100, 127, 220V 
 ư Tần số định mức 50Hz 
 ư Dải nhiệt độ làm việc ư20+40o C 
 ư Điện ỏp tỏc động khụng lớn hơn 0.85% Uđm 
 ư Điện ỏp nhả khụng nhỏ dưới 3% Uđm 
 ư Dũng điện tiếp điểm 6A 
3. Sơ đồ mạch điện ứng dụng rơ le trung gian 
Hình14-3 giới thiệu mạch điện điều khiển sự làm việc của hệ thống đèn 
tròn. Hai hệ thống đèn H1 và H2 khởi động sáng bằng hai nút ấn M1 và M2. 
Nhờ có rơ le trung gian Rtg mà đèn H2 chỉ được sáng khi đèn H1 đã sáng 
 K1 K2 
K1 
K2 
Rtg 
D1 M1 
 K1 
 M2 Rtg 
 K2 
 K1 
 a) b) 
Hình14-3: Sơ đồ mạch điện có sử dụng rơ le trung gian 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 93
Đ 4- 6 RƠ LE ThờI GIAN 
 Trong cỏc mạch điện, khi điều khiển cần tạo ra độ trễ làm việc giữa cỏc 
thiết bị hoặc khi truyền tớn hiệu từ phần tử này sang phần tử khỏc theo yờu cầu 
của hệ thống ta dựng rơ le thời gian để tạo ra độ trễ đú. 
 Đối với rơle thời gian xoay chiều thường là sự hợp bộ của rơle dũng 
điện, rơle điện ỏp hoặc rơle trung gian (nhiều nhất là rơle trung gian) với một cơ 
cấu thời gian. Cỏc cơ cấu thời gian này cú thể là cơ cấu cơ khớ, cơ cấu khớ nộn, 
cơ cấu lũ xo kiểu đồng hồ. Ngày nay, cơ cấu thời gian là một Board mạch điện 
tử khỏ phức tạp. 
 Đối với rơle thời gian một chiều, thường dựng theo nguyờn lý cảm ứng 
điện từ để tạo cơ cấu duy trỡ thời gian. Thường nhất là cơ cấu ống đồng để chống 
lại sự suy giảmcủa từ thụng trong mạch từ theo định luật cảm ứng điện từ. 
 Việc điều chỉnh thời gian duy trỡ của cỏc rơle thời gian thường được 
thực hiện ngay trờn cơ cấu thời gian, mà khụng chỉnh định trờn cỏc đại lượng tỏc 
động. 
 Ngày nay, rơle thời gian được cấu tạo với những cấu trỳc điện tử khỏ 
phức tạp kết hợp với rơle trung gian. Cú hai loại được ứng dụng rất rộng rói 
trong thực tế: ONưDELAY và OFFưDELAY. 
* Phõn loại 
 + Phõn loại theo nguyờn lý làm việc, rơ le thời gian cú 3 loại: 
 ư Rơ le thời gian ONưDELAY 
 ư Rơ le thời gian OFFưDELAY 
 ư Rơ le thời gian ON/OFFưDELAY 
 + Phõn loại theo cấu tạo cú 2 loại: 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 94
 ư Rơ le thời gian kiểu điện từ 
 ư Rơ le thời gian điện tử 
* Ký hiệu 
Rơ le ONưDELAY 
Rơ le OFFưDELAY 
1. Cấu tạo và nguyờn lý làm việc rơ le thời gian kiểu điện từ 
a. Cấu tạo 
Hỡnh 16.1: Nguyờn lý cấu tạo rơle thời gian kiểu 
điện từ 
 1. cuộn dõy 
 2. ống đồng ngắn mạch 
 3. Nắp phần ứng 
 4. Lũ xo 
 5. Vớt điều chỉnh. 
 6. Tiếp điểm. 
 1 
 7 
 3 6 4 
5 
 2 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 95
 Lừi thộp hỡnh chữ U, bờn phải quấn cuộn dõy (1), bờn trỏi là ống đồng 
ngắn mạch. Khi đưa điện ỏp vào 2 đầu cuộn dõy tạo nờn từ thụng  trong mạch 
sinh ra lực từ và nắp (3) được hỳt chặt vào phần cảm làm hệ thống tiếp điểm(6) 
được đống lại. 
 Khi cuộn dõy mất điện, từ thụng  giảm dần về 0. Trong ống đồng xuất 
hiện dũng điện cảm ứng tạo nờn từ thụng chụựnglaioo sự giảm của từ thụng  
ban đầu. Kết quả là từ thụng tổng trong mạch khụng bị triệt tiờu ngay sau khi 
mất điện. 
 Do từ thụng trong mạch vẫn cũn nờn tiếp điểm vẫn duy trỡ trạng thỏi 
đúng thờm 1 khoảng thời gian nữa mới mở ra. 
 Vớt (5) dựng điều chỉnh độ căng của lũ xo, lỏ đồng mỏng (7) dựng điều 
chỉnh khe hở giữa nắp và phần cảm. Hai bộ phận này đều cú tỏc dụng điều chỉnh 
thời gian tỏc động của Rơle. 
 Ngài ra cũn cú đế cắm rơ le: Cú cỏc chõn tương ứng với thõn rơ le (hỡnh 
16.2). 
Hỡnh 16.2: Sơ đồ chõn và thõn của rơ le thời gian 
b. Nguyờn lý làm việc 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 96
Hỡnh 16.3. Cấu tạo của rơ le thời gian kiểu điện từ 
1- Cuộn dõy 
2- Lừi thộp động, trong lũng cuộn dõy 
cũn cú lừi thộp tĩnh 
3 - 8-17 Lũ xo phản khỏng 
4-6- 12- Trục quay 
5-7-11-13-14- 15- 16- Bỏnh răng 
9- Bỏnh răng bỏn nguyệt 
10- Nỳm điều chỉnh 
18- Chốt cõn bằng 
19- Hệ thống tiếp điểm 
20- Đĩa vạch chia 
21- Bộ phận tinh chỉnh 
22- Gối đỡ 
 Khi cấp điện vào cuộn dõy 1, dũng điện chạy trong cuộn dõy tạo ra lực 
hỳt điện từ, lực hỳt thắng lực cản của lũ xo phản khỏng, làm cho lừi thộp động 2 
chuyển động, hỳt vào lừi thộp tĩnh. Khi lừi thộp động 2 chuyển động , làm cho 
hệ thống bỏnh răng chuyển động, ngàm hóm (cúc hóm) 17 thực hiện tỏc động 
hóm nhả thực hiện quỏ trỡnh đếm thời gian. Khi lừi thộp động chuyển động tiếp 
xỳc với lừi thộp tĩnh nú tỏc động làm cho hệ thống tiếp điểm 19 thực hiện mở ra 
hoặc đúng vào. 
 Khi cuộn dõy bị mất điện: dưới tỏc động của lũ xo phản khỏng làm cho 
hệ thống bỏnh răng chuyển động ngược lại kộo lừi thộp động từ từ mở ra. Quỏ 
trỡnh hoạt động hoàn toàn tương tự. 
 Tựy theo từng loại rơ le thời gian mà cú nguyờn lý làm việc khỏc nhau, 
ta xột hai loại rơ le thời gian được sử dụng phổ biến là onưdelay và offưdelay. 
 ư ONưDELAY: 
 Là rơ le thời gian cú cỏc tiếp điểm đúng, mở theo thời gian đặt trước 
được tớnh từ khi bắt đầu cuộn dõy được cấp điện, cuộn dõy mất điện trở về trạng 
thỏi ban đầu. 
 Khi đặt vào cuộn dõy của Timer Onưdelay (Board mạch điện tử. Chõn 2 
và 7, hỡnh 16.1) một điện ỏp định mức: Cỏc tiếp điểm thường (1ư3 và 1ư4, hỡnh 
16.1) của Timer thay đổi trạng thỏi tức thời (giống tiếp điểm của rơle điện từ), 
1ư3 đúng lại và 1ư4 mở ra; Cỏc tiếp điểm Timer (8ư5 và 8ư6, hỡnh 16.1) sau một 
khoảng thời gian (bằng khoảng thời gian chỉnh định chọn trước, tớnh từ lỳc cuộn 
dõy cú điện) mới thay đổi trạng thỏi, 8ư5 mở ra và 8ư6 đúng lại. 
 Khi ta ngưng cấp điện cho cuộn dõy Timer. Cỏc tiếp điểm lập tức trở về 
trạng thỏi ban đầu (như hỡnh 16.1). 
 ư OFF DELAY: 
 Là rơ le cú cỏc tiếp điểm đúng, mở theo thời gian đặt trước. Khi cuộn 
dõy được cấp điện cỏc tiếp điểm thay đổi trạng thỏi tức thỡ, khi cuộn dõy mất 
điện cỏc tiếp điểm tỏc động cú tớnh thời gian sẽ chuyển về trạng thỏi ban đầu sau 
khoảng thời gian đó đặt. 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 97
 Khi đặt vào cuộn dõy của Timer Onưdelay (Board mạch điện tử. Chõn 2 
và 7, hỡnh 16.1) một điện ỏp định mức: Cỏc tiếp điểm thường (1ư3 và 1ư4, hỡnh 
4.12) của Timer thay đổi trạng thỏi tức thời (giống tiếp điểm của rơle điện từ), 
1ư3 đúng lại và 1ư4 mở ra; Cỏc tiếp điểm Timer (8ư5 và 8ư6, hỡnh 16.1) thay đổi 
trạng thỏi tức thời, 8ư5 mở ra và 8ư6 đúng lại. Timer hoạt động bỡnh thường. 
 Khi ta ngưng cấp điện cho cuộn dõy Timer. Cỏc tiếp điểm thường (1ư3 
và 1ư4) lập tức trở về trạng thỏi ban đầu nhưng cỏc tiếp điểm Timer vẫn ở trạng 
thỏi làm việc một khoảng thời gian bằng chớnh thời gian chỉnh định mới trở về 
trạng thỏi ban đầu (như hỡnh 16.1). 
3. Thụng số kỹ thuật của rơ le thời gian 
Mục tiờu: Đọc được cỏc thụng số kỹ thuật của rơ le thời gian. 
 Cỏc thụng số cần quan tõm của rơ le thời gian: 
 ư Điện ỏp định mức của rơ le 
 ư Thời gian trễ (Tớnh theo giõy, phỳt hay giờ) 
 ư Số lượng tiếp điểm của rơ le 
4. ứng dụng 
Rơ le thời gian được sử dụng trong cỏc mạch điện tỏc động cú thời gian trễ, tạo 
ra một khoảng thời gian nhất định để cỏc khớ cụ, thiết bị điện lần lượt làm việc 
hoặc ngừng làm việc theo yờu cầu của cụng nghệ. Cú tỏc dụng trung gian tạo 
thời gian trễ giữa tớn hiệu điều khiển với sự tỏc động của cơ cấu chấp hành. 
 Rơ le thời gian được sử dụng trong cỏc mạch điều khiển khởi động động 
cơ, mạch băng tải, đúng cắt nguồn dự phũng. 
5. Lắp đặt và điều chỉnh rơ le thời gian 
Mục tiờu: Kiểm tra, lắp đặt, hiệu chỉnh và thay thế được cỏc rơ le thời gian. 
* Lắp đặt rơ le thời gian 
 Rơ le thời gian thường được chế tạo cú chõn đế riờng với thõn rơ le, do 
vậy khi lắp đặt ta lắp đặt chõn đế lờn vị trớ, đấu nối trờn cỏc điểm tương ứng của 
cỏc tiếp điểm trờn thõn rơ le và cuối cựng là cắm thõn rơ le lờn chõn đế đó được 
đấu nối với cỏc phần tử khỏc. 
* Điều chỉnh rơ le thời gian 
Một số hư hỏng, nguyờn nhõn và biện phỏp khắc phục của rơle thời gian 
kiểu điện từ. 
TT Hiện tượng Nguyờn nhõn Phương phỏp sửa chữa 
1 Cấp nguồn vào, rơle 
thời gian kiểu điện từ 
khụng tỏc động 
ư Do bị kẹt nắp hoặc hệ 
thống chuyển động 
trung gian 
ư Cuộn dõy bị chỏy 
ư Kiểm tra lại hệ thống 
truyền động 
ư Thay thế mới 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 98
2 Cuộn dõy rơle thời 
gian kiểu điện từ 
khụng thụng mạch 
ư Do tiếp xỳc ở mối hàn 
hoặc ở đầu cực đấu dõy 
ư Cuộn dõy bị đứt 
ư Dựng đồng hồ ụm một 
kiểm tra, xỏc định vị trớ 
tiếp xỳc, hàn lại 
ư Thay thế mới 
3 Rơle thời gian kiểu 
điện từ đó tỏc động 
nhưng tiếp điểm 
thường mở mở chậm 
khụng thụng mạch 
ư Do tiếp xỳc cặp tiếp 
điểm thường mở 
ư Cặp tiếp điểm thường 
mở bị chỏy cụt 
ư Dựng đồng hồ ụm một 
kiểm tra, xỏc định vị trớ 
tiếp xỳc, sửa lại cho tiếp 
xỳc 
ư Thay thế tiếp điểm 
khỏc 
* Cỏc bước sửa chữa rơ le thời gian 
Bước 1. Thỏo rơ le thời gian ra khỏi bảng điện: 
 Thỏo dõy đấu vào rơ le thời gian 
 Thỏo vớt giữ đế. 
 Đưa rơ le thời gian ra ngoài 
Bước 2. Làm sạch bờn ngoài : 
 Dựng dụng cụ làm sạch, giẻ lau... để làm sạch bờn ngoài. 
 Yờu cầu làm sạch hết bụi bẩn, dầu mỡ bỏm vào rơ le thời gian đảm bảo 
nơi làm việc khụ rỏo, sạch sẽ. 
Bước 3. Thỏo ra chi tiết ra ngoài: 
TT Bước thực hiện Hỡnh vẽ 
1 Thỏo cuộn dõy và lừi 
thộp 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 99
2 Thỏo cúc hóm và hệ 
thống cản dịu 
3 Thỏo gối đỡ và hệ 
thống lũ xo 
5 
Đưa trục ra khỏi bỏnh 
răng 
Chỳ ý : Khi thỏo phải sắp xếp cỏc chi tiết theo trỡnh tự thỏo 
Bước 4. Làm sạch cỏc chi tiết sau khi thỏo: 
 Làm sạch vỏ. 
 Làm sạch cỏc tiếp điểm, cần tỏc động, cuộn dõy, lừi thộp 
Chỳ ý: Cẩn thận khụng làm biến dạng cỏc chi tiết rất nhỏ nờn khi thỏo, để trờn 
một tấm bỡa khổ A0. 
Bước 5. Kiểm tra tỡnh trạng kỹ thuật của rơ le thời gian 
1. Kiểm tra vỏ rơ le thời gian: 
 Mắt quan sỏt vỏ cú vết chỏy rỗ, vỏ cú bị vỡ, nứt .... hay khụng. 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 100
2. Kiểm tra bộ phận sinh lực của rơ le thời gian: 
 Dựng đồng hồ ụm một kiểm tra: 
 Kiểm tra điện trở cuộn dõy rơ le thời gian: cần kiểm tra thụng mạch và 
đứt mạch . 
 Kiểm tra thụng số tỏc động của rơ le thời gian 
3. Kiểm tra hệ thống tiếp điểm: 
 Mắt quan sỏt sự rạn nứt, rỗ, biến dạng của tiếp điểm động và tĩnh 
 Kiểm tra ren của vớt và đai ốc. 
 Kiểm tra sự tiếp xỳc giữa cỏc cặp tiếp điểm. 
4. Kiểm tra hệ thống lũ xo phản hồi và hệ thống điều chỉnh 
5. Kiểm tra cúc, trục , bạc và hệ thống bỏnh răng. 
 Ra quyết định: 
Cỏc hư hỏng Biện phỏp khắc phục 
Ở trạng thỏi chưa làm việc, một tiếp 
điểm thường đúng khụng thụng mạch 
ư Sửa lại tiếp xỳc giữa tiếp điểm động 
và tiếp điểm tĩnh của cặp tiếp điểm đú 
hoặc thay cặp tiếp điểm mới 
Rơ le thời gian khụng làm việc ư Kiểm tra cuộn dõy nếu hỏng thỡ quấn 
lại 
Cỏc tiếp điểm khụng trở về trạng thỏi 
ban đầu khi rơ le thời gian mất điện 
ư Sửa lại lũ xo phản khỏng hoặc hệ 
thống truyền động 
Lắp rơ le thời gian: Trỡnh tự lắp rỏp rơ le thời gian ngược lại với trỡnh tự thỏo 
Giáo trình khí cụ điện 
 Trường Cao đẳng nghề Nam Định 101
Mục lục 
Nội Dung Trang 
Chương I : Khái niệm về khí cụ điện 
 Đ 1-1 Khái niệm 
1 
1 
 Đ 1-2 Công dụng và phân loại khí cụ điện 17 
Chương II : Khí cụ đóng cắt 
 Đ 2-1 Khí cụ đóng cắt bằng tay 
18 
18 
 Đ 2-2 Khí cụ đóng cắt điện từ 33 
 Đ 2-3 Khí cụ đóng cắt cao áp 39 
Chương III : Khí cụ điện bảo vệ 
 Đ 3-1 Cầu chì 
46 
46 
 Đ 3- 2 Rơ le điện từ 53 
 Đ 3- 3 Rơ le nhiệt 58 
 Đ 3- 4 Rơ le dòng điện cảm ứng 61 
 Đ 3- 5 Thiết bị chống rò điện 65 
Chương IV : Khí cụ điều khiển 
 Đ 4- 1 Nút ấn 
71 
71 
 Đ 4- 2. Bộ khống chế hình trống 77 
 Đ 4- 3 Bộ khống chế hình cam 81 
 Đ 4- 4 Công tắc hành trình 82 
 Đ 4- 5 Rơ le trung gian kiểu điện từ 90 
 Đ 4- 6 Rơle thời gian 92 
Mục lục 101