cầu chì hạ áp

1. GVC.Ths. Phạm Xuân Hổ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆNTỬ

2. Nội Dung :
01
Khái niệm và công dụng
02
Phân loại cầu chì
03
Nguyên lý làm việc
04
Cấu tạo cầu chì
05
Thông số kĩ thuật
06
Lựa chọn cầu chì
07
Tra cứu cầu chì
1 số hãng sản suất

3. 1.Khái niệm:Fuse một loại khí cụ dùng để
bảo vệ thiết bị điện và lưới điện tránh khõi
dòng quá tải và ngắn mạch(cho xem video)

4. Một số cầu chì

5. Công dụng: thường được dùng để bảo vệ
đường dây điện, MBA, ĐCĐ, các loại thiết
bị điện khác, MĐĐ,MĐCS.

6. Ký hiệu trên hình vẽ mạch
điện:
Tiêu chuẩn quốc tế
Tiêu chuẩn châu âu
Institute of
Electrical and
Electronics
Engineers Viện kỹ
nghệ Điện và Điện tử
International
Electrotechnical
Commission Ủy ban
kỹ thuật điện quốc tế

7. oBảo vệ cho cáp và đường dây: L
oBảo vệ động cơ: M
oBảo vệ linh kiện bán dẫn: R
oBảo vệ máy biến áp: T
oBảo vệ gia dụng : F
oBảo vệ đặc biệt dây ngầm: B
Ký tự đầu tiên trên cầu chì
Cầu chì bảo vệ quá tải:
IECCầu chì dự phòng :
Ký tự thứ hai trên cầu chì
g
a
Phân loại

9. Theo hình thức sử dụng
Cầu chì bảo vệ quá tải
Cầu chì dự phòng
Theo phạm vi sử dụng
Cầu chì gia dụng
Cầu chì dùng trong côngnghiệp
Theo kết cấu (Cầu chì hở, cầu chì vặn, cầu chì hộp,
cầu chì kín không chất nhồi, cầu chì kín có chất nhồi)
Theo thời gian cắt mạch
Cầu chì chảy nhanh
Cầu chì chảy cực nhanh
Cầu chì chảy chậm
2. Phân loại:

10. Cầu chì gia dụng, loại gF
Cầu chì dùng trong côngnghiệp
aR: cầu chì chảy cực nhanh, dùng để bảo vệ bán dẫn, có khả
năng cắt bộ phận (chỉ bảo vệ ngắn mạch).
gR: cầu chì bảo vệ bán dẫn, có khả năng cắt toàn phần (bảo
vệ quá tải và bảo vệ ngắn mạch).
gL/gG: cầu chì để sử dụng tổng hợp, có khả năng cắt toàn
phần (bảo vệ quá tải và bảo vệ ngắn mạch).
aM: cầu chì bảo vệ động cơ điện, có khả năng cắt bộ phận
(chỉ bảo vệ ngắn mạch).
gM: cầu chì bảo vệ động cơ điện, có khả năng cắt toàn phần
(bảo vệ quá tải và bảo vệ ngắn mạch).
gF/gTF: cầu chì bảo vệ máy biến áp lực/dây cáp điện ngầm.
gB: cầu chì bảo vệ dây cáp điện ngầm, dây dẫn ở hầm mỏ.
≠
+ Điện áp định mức
+ Dòng điện định mức
+ Khả năng cắt dòng điện sựcố
Khác nhau về: dòng điện định
mức.
Điện áp thì giống nhau, cầu chì
không tiêu thụ điện năng nên không
có công suất.
Chú ý

12. 3.NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
.Trong mạch điện cầu chì được mắc nối tiếp
để bảo vệ thiết bị cần được bảo vệ
.Khi có quá tải hay ngắn mạch, nhiệt lượng
sinh ra tại dây chảy đủ làm tan chảy dây
hoặc dây chảy bị uốn công làm ngắn mạch,
vì vậy bảo vệ được lưới điện, loại được sự
cố trên lưới điên.

13. CẦU CHỈ BẢO VỆ ĐÈN TRONG MẠCH
ĐÈN CẦU THANG

14. Qúa trình cắt dòng điện
1. Giai đoạn trước hồ quang
Thời gian này là ts ,Thời gian này không phụ thuộc vào
điện áp nguồn
2. Giai đoạn hồ quang phát sinh và bị dập tắt
Thời gian này là Tl. Thời gian này phụ thuộc vào điện áp
nguồn , nhưng nếu Tl >40 ms, thì có thể bỏ qua Tl. Khi đó
ta = ts + tl = ta

15. Cầu chì hạ áp GND của CNC

16. CẦU CHÌ HẠ ÁP H.R.C CỦA HÃNG
CNC

17. Cầu chì hạ áp kiểu đế loại 5SG5, NEOZED, ba cực do
Siemens chế tạo

19. Cầu chì hạ áp
4. Cấu tạo

20. Cầu chì hạ áp
Thân cầu chì
 Bộ phận chính bền vững để liên
kết các bộ phận khác.
 Làm bằng vật liệu cách điện
như gốm sứ, thủy tinh, thủy
tinh sợi hay phíp.
 Hình dáng của thân có thể là
hình trụ ống hay hình hộp.
 Có độ bền cơ học tốt, chịu được nhiệt sinh ra khi cầu
chì bị chảy, độ bền cách điện tốt.

21. Cầu chì hạ áp
Dây chảy
 Vật liệu: kẽm, đồng, chì,
nhôm, bạc, hợp kim của
bạc…
 Hình dạng khác nhau:
dây tròn sợi nhỏ hoặc
dẹt…được cắt vát hình
chữ V hay U hay đục lỗ

22. Cầu chì hạ áp
Chất nhồi

23. Cầu chì hạ áp
Chất nhồi
 Cát thạch anh hay chân không.
 Ngăn cản quá trình oxy hóa dây chảy.
 Làm mát dây chảy trong quá trình dẫn
điện.
 Làm nguội và dập tắt hồ quang sinh
ra khi cầu chì bị đứt.

24. Cầu chì hạ áp
Vỏ cầu chì
Là bộ phận để lắp cầu chì ,thường
có đế và nắp.

26. Cầu chì hạ áp
Nắp tín hiệu
Một số cầu chì có nắp
tín hiệu ở đầu của
thân cầu chì, khi nắp
bị bung lên nghĩa là
cầu chì đã bị đứt.

28.  DÒNG ĐIỆN ĐỊNH MỨC: 𝐼Đ𝑀
 ĐIỆN ÁP ĐỊNH MỨC: 𝑈Đ𝑀
 KHẢ NĂNG CẮT ĐỊNH MỨC,
TÍCH PHÂN JOULE .
 ĐẶC TÍNH AMPE GIÂY .
5.THÔNG SỐ KỸ THUẬT

29. Dòng điện
định mức(A) In
Thời gian
quy ước
(giờ)
Dòng quy
ước không
nóng chảy
Inf
Dòng quy
ước nóng
chảy
If
≤ 4 1 1,5In 2,1In
4 - 16 1 1,5In 1,9In
16 - 63 1 1,25In 1,6In
63 - 160 2 1,25In 1,6In
160 - 400 3 1,25In 1,6In
>400 4 1,25In 1,6In
DÒNG ĐIỆN ĐỊNH MỨC
(Được ghi trên nhãn cầu chì)

30. Khả năng cắt định mức
I: giá trị hiệu dụng của dòng điện qua cầu chì
t: thời gian tác động của cầu chì= t/g nóng chảy + t/g hồ quang
I2t tổng = I2t nóng chảy + I2t hồ quang
Ứng suất nhiệt 𝐼2
𝑡 (tích phân Joule):
Là nhiệt lượng phát ra trong mạch trong quá trình
cầu chì tác động
: 𝐼 𝐶𝑢 𝑣à 𝐼𝑐𝑠

31. 1. Trường hợp có dòng điện xung chạy quacầu
chì. Để cầu chì không bị đứt :
I2t nóng chảy của cầu chì ≥ I2t xung*Fp (Fp: hệ sốxung)
Các dạng sóng sung, cách tính 𝐼2
𝑡

32. Hệ số xungFp
Cầu chì có cấu tạo kín Cầu chì có dây
chảy tiếp xúc
với không khí
Số xung Hệ số Fp Số xung Hệ số Fp
1 ÷ 100.000 1,25 100 2,1
1.000 2,6
10.000 3,4
100.000 4,6

33. 2. Trường hợp có ngắn mạch, cầu chì phải cắt mạch
nhanh để bảo vệ những thiết bị đặt dưới nó:
𝐼2 𝑡 𝑡ổ𝑛𝑔 < 𝐼2 𝑡(𝑡ℎ𝑖ế𝑡 𝑏ị đượ𝑐 𝑏ả𝑜 𝑣ệ)
Cầu chì A PHÍA NGUỒN
PHÍA
PHỤ TẢ
𝐼2 𝑡 𝑛𝑐 𝑛𝑔𝑢ồ𝑛 𝑀𝐼𝑁 > 𝐼2 𝑡(𝑡ổ𝑛𝑔 𝑝ℎụ 𝑡ả𝑖)
Cầu chì B1
Ngắn mạch
3. Trường hợp muốn thay thế cầu chì của hãng này bằng
cầu chì của hãng khác thì phải biết các giá trị 𝐼2 𝑡 tương
ứng của cầu chì

34. Đặc tính giâyampe
Quan hệ giữa dòng điện và thời gian tác động của cầu chì
được xác định bằng đo lường để đảm bảo tính đồng nhất và
chuẩn xácvới hàng loạt lô cầu chì được sản xuất.
Quan hệ này
được thể
hiện bằng đồ
thị bên

35. 100A
100A 1000A
0,2s
Đặc tính ampe
giây cầu chì
gG 500V AC
16…250A3000A
3.10-3 s

36. Đường đặc tính ampe giây dùng để phối hợp
với thiết bị được cầu chì bảo vệ
t
Đối tượng
bảo vệ
Cầu chì
Thờigian
100
10
1
0,1
Dòng điện
Đặc tính cầu chì

37. Đặc tính cầu chì
t
I
Iñm Igh
Cầu chì
không
bảo vệ
Cầu chì
bảo vệ
Igh/ Iñm= (1,62) vớiCu
gh ñmI / I = (1,251,4) với Pb
Igh/ Iñm= 1,15 với (Pb+Sn)
1. Đường dặc tính TB cần bảo vệ .
2. Đường đặc tính bảo vệ lý tưởng.
3. Đường thực tế bảo vệ của cầu chì
4. Đường đặc tính KĐ và quá tải TB.
1
2
3
4

38. Cầu chì
Công tắc tơ
M
Động cơĐặc tính cầu chì

39. Thờigian
1 2 3 4 5 6 7 Dòng điện
a. Đặc tính thấp nhất
của công tắc tơ.
b. Đặc tính tác động
của công tắc tơ
c. Đặc tính quá tải của
động cơ
d. Đặc tính ampe
giây của cầu chì
e. Đặc tính cầu chì bị
đứt
f. Đặc tính tác động của
cầu chì
A
BC
Thời gian
khởi động
động cơ
ab cde f
Đặc tính cầu chì

40. Phối hợp các cầu chì mắc nối tiếp với nhau
Máy biến áp
Cầu chì chính F3
Cầu chì
nhánh F2
Cầu chì nhánh F1
Cầu chì phía nguồn
Cầu chì phía nguồn
Cầu chì phía phụ tải
Sự cố ngắn mạch
Cắt mạch
Cầu chì phía nguồn
= 1,6 : 1,0
Cầu chì phía phụ tải
Đối với cầu chì gG
200A
Cầu chì phía phụ tải
315A
500A

41. Đặc tính cắt dòng điện (đặt tính hạn chế dòng điện)
- Cầu chì cắt dòng điện sự cố trước khi nó tăng đến giá trị
đỉnh nên ta nói cầu chì có khả năng hạn chế dòng điện
- Khả năng này được thể hiện bằng đồ thị
Đặc tính cắt
dòng cầu chì
690V AC - gG,
hãng Siemens

42. Đặc tính cắt
dòng cầu chì
690VAC
- gG, hãng
Siemens240A
2600A
5000A
2000A

44. 6. LỰA CHỌN CẦU CHÌ
1.Dòng điện làm việc định mức.
2.Điện áp làm việc.
3.Nhiệt độ môi trường.
4.Quá dòng và thời gian mà cầu chì phải cắt.
5.Dòng điện sự cố lớn nhất có thể có.
6.Dòng xung, dòng sét, dòng tăng đột biến, dòng
khởi động, những hiện tượng quá độ của mạch
7.Giới hạn về kích thước như chiều dài, đường kính
hoặc bề dày.
8.Tiêu chuẩn áp dụng.
9.Những yêu cầu về lắp đặt.
10.Những yêu cầu đối với đế lắp cầu chì.
11.Những thử nghiệm kiểm tra và chứng chỉ chất
lượng trước khi sản xuất.

45. Điều kiện lựa chọn thông thường:
UđmCC ≥ UđmLĐ
IđmCC ≥ Itt
Itt tương ứng với công suất tính
toán của thiết bị tiêu thụ điện

46. a. Đối với phụ tải không có hiện tượng quá
tải
IđmCC = (1,1 ÷ 1,2)Iptmax
IđmCC là dòng định mức của cầu chì
Iptmax là dòng phụ tải lớn nhất
Vd. Chọn cầu chì bảo vệ cho 10 bóng huỳnh quang,
mỗi bóng có P = 60W, điện áp 220V,cosφ = 0,8.
I = P/(U*Cosφ) = 60/(220*0,8) = 0,34A
Iptmax = 0,34*10 = 3,4A
IđmCC = 1,1*3,4 = 3,75A → 4A

47. b. Chọn cầu chì trong nhà ở
Công suất (Watt) Cầu chì được
chọn
700 3A
1.000 5A
> 1.000 13A
Để dễ dàng trong việc chọn cầu chì trong nhà ở ,
có sự hướng dẫn chọn theo công suất của tất cả các
thiết bị được lắp đặt trong nhà có điện áp 220V
như sau:

48. c. Chọn cầu chì bảo vệ dây cáp điện
Bảo vệ quá tải
Bảo vệ chống ngắn mạch
Cầu chì gG
Bảo vệ quá tải
Các thông sô liên quan đến việc chọn cầu chì
bảo vệ quá tải dây cáp điện:
Dòng điện làm việc của dây cáp IB
Dòng điện lớn nhất mà dây cáp có thể tải
được IZ
Dòng điện định mức của cầu chì IđmCC
Dòng điện quy ước nóng chảy của cầu chì If
IB ≤ IđmCC ≤ IZ If ≤ 1,45 IZ

49. Dòng điện định
mức của cầu
chì IđmCC (A)
Tiết diện
của cáp
đồng hay
thanh dẫn
(mm2)
Thời
gian quy
ước
(giờ)
IZ (A)
12 1 1 15
200 70 3 213
400 240 3 461
c. Chọn cầu chì bảo vệ dây cáp điện

50. Dòng điện
định mức
của cầu chì
(A)
Tiết diện của
cáp đồng hoặc
thanh dẫn
(mm2)
Thời gian
quy ước
(h)
IZ (A)
12 1 1 15
16 1,5 1 19,5
20&25 2,5 1 26
32 4 1 35
40 6 1 46
50&63 10 1 63
80 16 2 85
100 25 2 112
125 35 2 138
160 50 2 168
200 70 3 213
250 120 3 299

51. Bảo vệ ngắn mạch
I2tcc < I2tcáp Với I2tcáp= K2S2
K
115 Cáp bằng đồng bọc PVC
135 Cáp bằng đồng bọc cao su
74 Cáp bằng nhôm bọc PVC
87 Cáp bằng nhôm bọc cao su

52. d. Chọn cầu chì bảo vệ động cơ điện
Có thể chọn cầu chì loại
gG hoặc aM, nhưng ưu
tiên chọn loại aM.
Khi đã có cầu chì aM ở 1
pha nào bị đứt thì nên
thay cả 2 pha kia.

53. Đặc tính dòng
điện khởi động
của động cơ
Đặc tínhampe giây của
rơ-le bảo vệ quá tải
Đặc tính ampe giây của cầu chì
Đặc tính ampe giây
giới hạn chịu nhiệt của
rơ-le bảo vệ quá tải
Khả năng cắt của công tắc tơ
Dòng điện Iz ở giao điểm 2
đường đặc tính ampe giây
Dòng điện I
Thời
gian t
d. Chọn cầu chì bảo vệ động cơ điện

54. Chọn cầu chì bảo vệ động cơ điện
Đối với nhóm một động cơ điện
dmCCI
 

Imm

Kmm Idm
dm
PdmDC
3.U ..cos
IdmDC 
Kmm :Hệ số mở máy Kmm =5,6, 7.
α =2,5 Đối với động cơ mở máy nhẹ, không
tải.
α =1,6 Đối với động cơ mở máy nặng, có
tải(cần trục, máy nâng, cần cẩu).

55. 1
mmmax
dmCC ti dmi
mm dmmax
dmCC
I
K .I
K I
Kti.Idmi


I  
I  
n1

1
n1

Đối với nhóm nhiều động cơ điện
Chọn cầu chì bảo vệ động cơđiện
Iđmi:Dòng điện định mức của động cơ thứ i
Immmax :Dòng điện mở máy của động cơ có dòng
định mức lớn nhất.
Kti: Hệ số tải thực sự của động cơ thứ I
Thường Kti =1

56. Động cơ ba pha 400v Động cơ 3 pha 500v Cầu
chì
kW Mã lực In (A) kW Mã
lực
In (A) Incc (A)
7,5 10 15,5 11 15 18.4 20
11 15 22 15 20 23 25
15 20 30 18,5 25 28,5 40
18,5 25 37 25 34 39,5 40
22 30 44 30 40 45 63
25 34 51 40 54 60 63
30 40 60 45 60 65 80
37 50 72 51 70 75 100
45 60 85 63 109 89 100
55 75 105 80 110 112 125
75 100 138 110 150 156 160
90 125 170 132 180 187 200
110 150 205 160 220 220 250
132 180 245 220 300 310 315
160 218 300 315

57. * Cần chú ý tới các yếu tố:
- Dòng điện tăng vọt khi đóng tụ điện
-Những dòng điện sóng hài
-Quá trình quá điện áp trên đầu cực cầu chì sau
khi cắt dòng sự cố.
-IđmCC ≥ 2IC IC (dòng định mức của tụ điện)
e. Chọn cầu chì bảo vệ tụ điện công suất
S tụ điện
(KVAR)
5 10 20 30 40 50 60 75 100 125 150
Iđmcc gG
(A)
20 32 63 80 125 160 200 200 250 400 400

58. f. Sử dụng cầu chì trong mạch dòng điện 1 chiều
Thời gian hồ quang ở dòng 1 chiều lớn
hơn nhiều so với dòng xoay chiều.
Điện áp phải giảm, để giảm bớt nhiệt
lượng, tương đương với nhiệt lượng
khi cắt dòng xoay chiều.
Chú ý: cầu chì aM không thể dùng trong mạch
dòng điện 1 chiều

59. g. Phối hợp có chọn lọc
Máy biến áp
Cầu chì chính F3
Cầu chì
nhánh F2
Cầu chì nhánh F1
Để kiểm tra sự phối hợp
có chọn lọc, cần có đặc
tính ampe giây và giá trị
của ứng suất nhiệt của
cầu chì.

60. 400A
100A
Điểm có ngắn mạch,
dòng ngắn mạch 1000A
Phương pháp đánh giá sự phối hợp có
chọn lọc đòi hỏi nhiều việc làm công phu.
I2ttổng,
cầu chì phía phụ tải
I2tnóng chảy,
cầu chì phía nguồn
<