Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5770:1993 Máy biến áp dân dụng

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 5770 - 1993

MÁY BIẾN ÁP DÂN DỤNG

Transformers for domestic apparatus

Tiêu chuẩn này áp dụng cho máy biến áp điều chỉnh thô bằng tay có công suất đến 4000 VA, điện áp sơ cấp danh định 110 V hay 220 V được nối vào mạng điện tần số 50 Hz dùng làm nguồn cung cấp cho các thiết bị điện - điện tử trong gia đình (gọi tắt là máy biến áp dân dụng).

1. Thông số cơ bản

1.1. Máy biến áp dân dụng được sản xuất theo các loại công suất 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000 VA tương ứng với trị số dòng điện danh định 2,8; 3,15; 5; 8; 12,5; 31,5 A đối với điện áp thứ cấp là 110 V và 1,25; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 16 A đối với điện áp thứ cấp là 220V

Chú thích: Cơ sở sản xuất có thể chế tạo theo các loại công suất và dòng điện danh định tương ứng khác với qui định trên cơ sở thỏa thuận với khách hàng nhưng phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật qui định trong tiêu chuẩn này.

1.2. Điện áp danh định của dây quấn sơ cấp là 110 V và 220 V.

2. Yêu cầu kỹ thuật

2.1. Máy biến áp dân dụng phải được chế tạo để làm việc trong điều kiện môi trường sau:

- Độ cao so với mực nước biển không quá 1000 m;

- Nhiệt độ môi trường không quá 40°C;

- Độ ẩm tương đối ở nhiệt độ 25°C không quá 98%;

2.2. Điện áp trên dây quấn thứ cấp được qui định như trong bảng 1.

Bảng 1

Khi điện áp trên dây quấn sơ cấp thay đổi từ 50% đến 110% Udđ thì điện áp danh định trên dây quấn thứ cấp qui định ở trên phải được đảm bảo bằng cách vặn núm điều chỉnh đến mức tương ứng

2.3. Độ chênh lệch điện áp giữa hai nấc điều chỉnh kế nhau không được lớn hơn 10 V đối với điện áp 220 V và không lớn hơn 5 V đối với điện áp 110 V.

2.4. Hiệu suất của máy biến áp dân dụng qui định như sau:

- Không nhỏ hơn 90% đối với công suất từ 1000 VA trở lên

- Không nhỏ hơn 85% đối với công suất dưới 1000 VA

2.5. Máy biến áp dân dụng khi không tải phải chịu được điện áp thử bằng 130% điện áp danh định trong 3 min mà cách điện giữa các vòng dây không bị đánh thủng.

2.6. Cơ cấu chuyển mạch phải đảm bảo các yêu cầu sau đây:

2.6.1. Cơ cấu điều chỉnh điện áp phía sơ cấp: Vị trí các mức điện áp phải theo thứ tự tăng dần từ mức thấp nhất đến mức cao nhất.

2.6.2. Cơ cấu điều chỉnh điện áp phía thứ cấp:

a) Có vị trí ngắt nguồn điện;

b) Vị trí mức điện áp thấp nhất phải ở cạnh vị trí "0";

c) Làm việc bình thường sau 5000 lần thao tác làm việc ở điện áp danh định và tải danh định;

d) Điều chỉnh dễ dàng, dứt khoát, tiếp xúc tốt.

2.7. Khả năng mang tải của máy biến áp dân dụng được qui định như trong bảng 2.

Bảng 2

2.8. Yêu cầu về kết cấu.

2.8.1. Máy biến áp dân dụng phải có đèn báo khi có điện, có đồng hồ chỉ điện áp để kiểm tra điện áp thứ cấp. Sai số của trị số đo ở phạm vi 110% đến 80% Udd không lớn hơn 5%.

Có thể bố trí đồng hồ chỉ dòng điện đối với máy biến áp dân dụng có công suất từ 1000 VA trở lên.

2.8.2. Máy biến áp dân dụng phải có thiết bị báo hiệu như chuông, đèn, còi khi điện áp thứ cấp vượt quá giới hạn làm việc cho phép của thiết bị điện điện tử dân dụng. Điện áp làm việc của thiết bị không được lớn hơn 110% điện áp danh định của dây quấn thứ cấp máy biến áp dân dụng.

2.8.3. Máy biến áp dân dụng phải bố trí ổ cắm tải hoặc cọc để bắt dây nối tải. Số lượng ổ cắm tải phải đảm bảo tổng công suất không vượt quá công suất của máy biến áp dân dụng.

2.8.4. Vỏ máy biến áp dân dụng phải có cơ cấu mang, xách.

2.8.5. Máy biến áp dân dụng có thể bố trí thiết bị bảo vệ ở phía sơ cấp và các chức năng khác như tạo nguồn một chiều 1,5 đến 12 V… nhưng phải đảm bảo các yêu cầu của tiêu chuẩn này.

2.8.6. Tất cả các chi tiết của máy biến áp dân dụng làm bằng kim loại đều phải có lớp bảo vệ chống rỉ. Bề mặt lớp bảo vệ phải đạt các yêu cầu sau đây:

a) Mặt ngoài lớp mạ phải mịn, nhẵn bóng, sáng đều và không có vết nứt, rỗ, rộp.

b) Màng sơn ở bề mặt chính không được rộp, bong, tróc thành lớp, nứt, nhăn nhúm, hoặc cháy thành vệt.

2.8.7. Phải có chỉ dẫn nơi điện áp vào, điện áp ra cùng trị số của nó.

2.8.8. Các mối ghép bằng vít (ghép nối điện và cơ) giữa các bộ phận khác nhau phải đảm bảo chắc chắn an toàn trong quá trình sử dụng.

Vít để duy trì lực tiếp xúc hoặc ghép có đường kính nhỏ hơn 3 mm phải được bắt chặt vào kim loại và không được làm bằng kim loại màu dễ biến dạng.

3. Yêu cầu về an toàn

3.1. Theo khả năng bảo vệ tránh tai nạn điện, máy biến áp dân dụng được chế tạo theo cấp bảo vệ cấp II.

3.2. Kết cấu của máy biến áp dân dụng phải đảm bảo không chạm ngẫu nhiên vào các bộ phận mang điện.

3.3. Mạch từ phải được cách ly với vỏ máy bằng kim loại bằng cách điện phụ như bakêlit, gỗ tẩm sơn, sứ.

3.4. Các cơ cấu điều chỉnh điện áp, vỏ máy, … không được có điện khi hỏng cách điện ở các bộ phận mang điện.

3.5. Máy biến áp dân dụng phải được nối đến nguồn bằng dây dẫn mềm nhiều sợi trực tiếp hay qua phích cắm. Chiều dài dây dẫn không được nhỏ hơn 2 m. Mặt cắt của dây dẫn điện phải phù hơp với công suất của máy nhưng không được nhỏ hơn 0,75 mm². Phích cắm phải phù hợp công suất máy và có kết cấu đảm bảo không được hở phần mang điện, ở chỗ dây chui ra khỏi máy phải được giữ chặt bằng đệm cách điện để không bị cọ sát làm hỏng cách điện.

3.6. Chiều dài đường rò và khe hở không khí giữa các phần khác nhau của máy biến áp dân dụng không được nhỏ hơn trị số qui định trong bảng 2.

Bảng 2

3.7. Độ tăng nhiệt cho phép của cuộn dây khi máy biến áp dân dụng làm việc ở bất kỳ chế độ tải được qui định trong bảng 2 không được lớn hơn.

55⁰C đối với cách điện cấp chịu nhiệt A;

70⁰C đối với cách điện cấp chịu nhiệt khác.

3.8. Yêu cầu về độ bền điện

3.8.1. Điện trở cách điện của máy biến áp dân dụng ngay sau khi thử nóng ẩm 2 chu kỳ theo TCVN 1611 - 75 không được nhỏ hơn:

2 MΩ đối với cách điện chính;

5 MΩ đối với cách điện phụ;

7 MΩ đối với cách điện tăng cường;

3.8.2. Sau khi thử nóng ẩm, cách điện của máy phải chịu được điện áp thử nghiệm hình sin tần số 50 Hz trong thời gian 1 min như sau:

1500 V MΩ đối với cách điện chính;

2500 V MΩ đối với cách điện phụ;

4000 V MΩ đối với cách điện tăng cường.

3.9. Dòng điện dò ra các bộ phận mà người có thể chạm tới sau khi thử độ tăng nhiệt theo điều 3.7 không được lớn hơn 0,25 mA. Dòng dò từ bộ phận mang điện ra bộ phận kim loại chỉ cách ly với bộ phận mang điện bằng cách điện chính không lớn hơn 0,5 mA.

3.10. Yêu cầu về độ bền nhiệt:

Các chi tiết, bộ phận của máy biến áp dân dụng làm bằng vật liệu cách điện mà khi hỏng có thể dẫn đến mất an toàn khi sử dụng thì phải có độ bền chịu nhiệt để không bị biến dạng, nóng chảy và cháy trong quá trình làm việc.

4. Phương pháp thử

4.1. Yêu cầu chung của thử nghiệm:

4.1.1. Phép thử được tiến hành trong điều kiện môi trường sau:

- Nhiệt độ không khí không quá 40⁰C;

- Độ ẩm tương đối ở 25⁰C không quá 98%;

- Độ cao so với mặt biển không quá 1000 m.

Chú thích: Điều kiện trên không áp dụng cho phép thử tác động của các yếu tố khí hậu.

4.1.2. Nếu máy biến áp dân dụng được chế tạo để làm việc ở hai cấp điện áp thì các chỉ tiêu có liên quan đến điện áp sẽ thử ở điện áp lớn hơn.

4.1.3. Cấp chính xác của thiết bị đo qui định như sau:

- Dụng cụ đo các thông số điện không thấp hơn 0,5 Mê gôm mét loại 500 Vôn; Cho phép dùng tần số kế cấp chính xác 1.

- Dụng cụ đo nhiệt vạch chia 0,5⁰C;

- Dụng cụ đo thời gian đến giây;

- Dụng cụ đo chiều dài vạch chia 0,5 mm.

- Dụng cụ đo dòng điện dò không thấp hơn 2,5.

4.2. Kiểm tra điện áp trên dây quấn thứ cấp (điều 2.2) như sau:

a) Quay núm điều chỉnh điện áp ra về phía giảm cho đến nấc 1. Máy biến áp dân dụng ở trạng thái không tải. Đưa điện áp vào 220 V đối với cuộn dây 220 V và 110 V đối với cuộn dây 110 V. Đo điện áp trên ổ cắm tải hay cọc bắt dây nối tải. trị số đo được phải phù hợp qui định ở điều 2.2.

b) Đưa điện áp vào đạt trị số 110 V đối với cuộn dây 220 V và 55 V đối với cuộn dây 110 V. Các núm điều chỉnh điện áp vào và điện áp ra khi phối hợp điều chỉnh phải đảm bảo điện áp ra đo trên ổ cắm tải phù hợp với qui định ở điều 2.2.

c) Đưa điện áp vào 242 V đối với cuộn dây sơ cấp 220 V và 121 V đối với cuộn dây sơ cấp 110 V. Núm điều chỉnh để ở nấc giảm điện áp nhiều nhất. Đo điện áp trên ổ cắm tải. Trị số đo được phải phù hợp với qui định ở điều 2.2.

4.3. Kiểm tra độ chênh lệch điện áp giữa hai nấc điều chỉnh kề nhau (điều 2.3): Quay núm điều chỉnh điện áp ra về vị trí cuối cùng ở phía tăng. Máy biến áp dân dụng ở vị trí không tải. Đưa vào máy biến áp dân dụng một điện áp sao cho phía thứ cấp điện áp là danh định (220 V hay 110 V). Vặn núm điều chỉnh điện áp ra về phía giảm. Khi đó điện áp đo được ở phía thứ cấp không được nhỏ hơn trị số điện áp đo được ở nấc trước quá 10 V hay 5 V tùy theo điện áp thứ cấp.

Đưa điện áp thứ cấp về danh định bằng cách điều chỉnh điện áp phía sơ cấp. Vặn núm điều chỉnh điện áp ra một nấc nữa về phía giảm. Đo điện áp phía thứ cấp. Trị số đo này không được nhỏ hơn trị số đo được ở nấc trước đó quá 10 V hay 5 V tùy theo điện áp thứ cấp.

Thử nghiệm theo trình tự trên được tiến hành cho đến nấc điều chỉnh cuối cùng về phía giảm.

4.4. Kiểm tra cách điện giữa các vòng dây (điều 2.5) bằng cách đưa vào cuộn dây điện áp tần số 50 Hz bằng 130 % điện áp danh định của cuộn dây trong thời gian 3 min. Máy biến áp dân dụng được coi là đạt yêu cầu nếu không xảy ra phóng điện trong thời gian thử nghiệm.

4.5. Kiểm tra chất lượng cơ cấu chuyển mạch (điều 2.6) bằng cách xem xét và thao tác bằng tay.

Kiểm tra độ bền của cơ cấu điều chỉnh điện áp thứ cấp (mục c, điều 2.6.2) như sau: cho máy biến áp làm việc với 5000 lần thao tác dưới tải danh định ở điện áp danh định. Sau 5000 lần thao tác, cơ cấu điều chỉnh điện áp thứ cấp phải làm việc bình thường. Tần số thao tác là 6 lần/min.

Chú thích: một lần thao tác tính từ vị trí ngắt chuyển qua nấc điện áp làm việc của tải danh định rồi lại quay về vị trí "0".

4.6. Kiểm tra các yêu cầu về kết cấu (điều 2.8) bằng cách xem xét và kiểm tra cụ thể như sau:

4.6.1. Kiểm tra sai số của trị số đồng hồ tại điểm 110 V (220 V (điều 2.8.1) như sau: Kết hợp điều chỉnh điện áp vào và ra để đồng hồ đo điện áp lắp trên máy chỉ đúng vạch 110 V (220 V). Đo điện áp ra trên ổ cắm tải. Sai số của chỉ số điện áp đọc trên đồng hồ đo điện áp lắp trên máy được tính như sau:

Trong đó:

H - Sai số chỉ số điện áp, %

Ax - Trị số chỉ của đồng hồ đo điện áp lắp trên máy biến áp dân dụng, V

Ao - Trị số chỉ của đồng hồ đo điện áp trên ổ cắm tải, V.

Tiến hành tương tự tại các điểm 110% Udđ và 80% Udđ.

4.6.2. Kiểm tra điện áp tác động của thiết bị báo hiệu (điều 2.8.2) như sau:

Quay núm điều chỉnh điện áp thứ cấp sao cho chỉ số trên đồng hồ đo điện áp lắp trên máy thử chỉ danh định (110 V hay 220 V). Tăng điện áp vào cho đến khi tín hiệu báo. Đo điẹn áp phía thứ cấp. Trị số đo được không được lớn hơn 121 V hay 242 V.

4.7. Kiểm tra các yêu cầu về an toàn được qui định ở các điều 3.1, 3.3, 3.4, 3.5 tiến hành bằng cách xem xét.

4.8. Qui định ở điều 3.2 được kiểm tra bằng que thử chuẩn cho ở hình 1. Que thử được ấn với một lực 30 N. Khi thử, que thử không được tiếp xúc với phần mang điện.

Hình 1

4.9. Qui định ở điều 3.6 được kiểm tra bằng dung cụ đo chiều dài

4.10. Kiểm tra yêu cầu về độ bền điện điều 3.8

4.10.1. Đo điện trở cách điện (điều 3.8.1) được tiến hành ngay sau khi thử nóng ẩm 2 chu kỳ theo TCVN 1611 - 75

4.10.2. Thử độ bền điện (điều 3.8.2) được tiến hành ngay sau khi đo điện trở cách điện, bằng cách đặt điện áp vào mẫu thử không quá 1/2 trị số điện áp thử qui định sau đó tăng nhanh đến giá trị quy định. Thời gian duy trì điện áp thử là 1 min. Trong thời gian thử nếu không xảy ra phóng điện bề mặt hay đánh thủng cách điện thì cách điện được coi là đạt yêu cầu. Nếu xảy ra phóng điện bề mặt nhưng không gây sụt áp thì cách điện vẫn được coi là đạt yêu cầu.

4.11. Đo dòng điện rò (điều 3.9) tiến hành sau khi thử độ tăng nhiệt. Cho máy biến áp dân dụng làm việc ở tải danh định với điện áp danh định. Sơ đồ đo dòng điện rò như ở hình 2.

1 - Bộ phận chạm tới được.

2 - Bộ phận kim loại không chạm tới được.

3 - Cách điện chính.

4 - Cách điện phụ.

5 - Cách điện tăng cường.

A - Khi đo cách điện tăng cường.

B - Khi đo cách điện chính.

Hình 2

Điện trở mạch đo lường phải đảm bảo 2000 ± 100Ω.

Nguồn điện được cách ly với đất (nếu nguồn không cách ly thì máy biến áp dân dụng phải được đặt cách ly với đất).

Dòng rò được đo ở cả hai vị trí của công tắc đổi cực (vị trí 1 và 2 trên hình 2). Trị số lớn nhất đo được không được vượt quá trị số quy định ở điều 2.10.3.

Phép đo phải được tiến hành ở các vị trí của núm điều chỉnh.

4.12. Kiểm tra yêu cầu về độ bền nhiệt (điều 3.10)

Độ bền nhiệt của các chi tiết bằng vật liệu cách điện được kiểm tra theo điều 2.4.1 TCVN 4264 - 1991.

4.13. Kiểm tra khả năng mang tải (điều 2.7) và độ tăng nhiệt (điều 3.7) tiến hành bằng phương pháp phụ tải trực tiếp, thuần trở (Cos j = 1). Sơ đồ thí nghiệm như ở hình 3.

1 - Điều chỉnh điện áp

2 - Máy biến áp dân dụng thử nghiệm

3 - Tải danh định (điện trở)

Hình 3

Khi thử, máy biến áp dân dụng được bảo vệ tránh các nguồn nhiệt cũng như luồng gió bên ngoài.

Nhiệt độ của môi trường xung quanh được đo tại không ít hơn 3 điểm bởi nhiệt kế đặt ở độ cao ngang với chiều cao trung bình của máy và ở khoảng cách không nhỏ hơn 1 m tính từ máy thử nghiệm. Trị số nhiệt độ môi trường là giá trị trung bình của các trị số đọc cùng một lúc.

Độ tăng nhiệt cuộn dây được đo bằng phương pháp điện trở.

Đo điện trở cuộn dây trước khi thử R1.

Cho máy biến áp dân dụng làm việc với tải danh định, điện áp sơ cấp là 80% Udđ cho đến khi máy đạt trạng thái cân bằng nhiệt. Ngắt máy ra khỏi nguồn cung cấp và đo điện trở R2 ở hai đầu cuộn dây là 220 V.

Độ tăng nhiệt của cuộn dây ở chế độ thử này được tính theo công thức

Trong đó:  - Độ tăng nhiệt. ⁰C ở chế độ thử này.

t1 - nhiệt độ trong phòng khi đo R1, ⁰C

t2 - nhiệt độ trong phòng khi đo R2, ⁰C

R1, R2 đã nói ở trên

Tiếp tục cho máy biến áp dân dụng làm việc với 80% tải danh định, ở điện áp sơ cấp là 70% Udđ đến trạng thái cân bằng nhiệt. Ngắt máy khỏi nguồn cung cấp và đo điện trở R2 ở hai đầu cuộn dây 220V.

Độ tăng nhiệt của cuộn dây ở chế độ thử này được tính theo công thức:

Trong đó: t'2 là nhiệt độ trong phòng khi đo R'2, ⁰C

Tiếp tục cho máy biến áp dân dụng làm việc với 65% tải danh định, ở điện áp sơ cấp bằng 60% Udđ lên trạng thái cân bằng nhiệt. Ngắt máy ra khỏi nguồn cung cấp và đo điện trở R'' ở hai đầu cuộn dây 220V.

Độ tăng nhiệt của cuộn dây ở chế độ thử này tính như sau:

Trong đó: t''2 là nhiệt độ trong phòng khi đo R''2, ⁰C

Tiếp tục cho máy biến áp dân dụng làm việc với 50% tải danh định, ở điện áp sơ cấp bằng 50% Udđ cho đến khi cân bằng nhiệt. Ngắt máy ra khỏi nguồn và đo điện trở R''2 ở hai đầu cuộn dây 220V.

Độ tăng nhiệt của cuộn dây ở chế độ thử này tính như sau:

Trong đó: t'''2 là nhiệt độ phòng khi đo R'''2, ⁰C

Chú thích: Các giá trị R2, R'2, R''2, R'''2 phải đo ngay sau khi ngắt mạch điện và thời gian đo ngắn nhất để đảm bảo độ chính xác của phép đo.

Máy biến áp dân dụng được coi là đạt yêu cầu về khả năng mang tải và phát nóng nếu độ tăng nhiệt đo được ở 4 chế độ không vượt quá quy định ở điều 3.7.

4.14. Đo hiệu suất (điều 2.4)

Sơ đồ như hình 3

Trong quá trình đo điện áp vào là 220V (hay 110V) còn điện áp ra duy trì ở 110V + 5% (hay 220 + 5%).

Trong trường hợp này máy biến áp dân dụng được chế tạo với hai loại điện áp thì hiệu suất được đo ở dòng tải lớn nhất.

Hiệu suất của máy được tính theo công thức:

Trong đó: P2 - công suất đọc trên Oat kế W2, W

P1 - công suất đọc trên Oat kế W1, W

5. Ghi nhãn, bao gói, vận chuyển, bảo quản

5.1. Trên máy phải có nhãn chỉ dẫn các nội dung sau:

- Tên cơ sở sản xuất;

- Tên sản xuất;

Công suất danh định, VA và dòng điện danh định A tương ứng điện áp thứ cấp.

- Điện áp sơ cấp và thứ cấp, V

- Thời gian sản xuất.

Nhãn và các ký hiệu chỉ dẫn khác phải được gắn chặt trên vỏ máy và có độ bền trong quá trình sử dụng.

5.2. Máy biến áp dân dụng phải được bao gói chắc chắn, chống ẩm, chống bụi và giữ cho cách điện, chi tiết kim loại không bị hư hỏng trong quá trình vận chuyển. Khi vận chuyển phải chằng buộc chắc chắn.

5.3. Máy biến áp dân dụng được bảo quản trên giá trong kho khô ráo, thoáng khí không có bụi và chất ăn mòn.