Mật độ dòng nhỏ đi Chương II Hồ quang điện vμ nguyên tắc dập tắt hồ quang 2.1.Hồ quang điện 2.1.1.Khái niệm hồ quang điện Giữa hai vật dẫn khi hở sẽ kích thích bởi đện trường lớn làm
Trang 1mềm như đồng thau mạ thiếc, thép mạ thiếc Từ đó cũng đã phát triển tiếp
điểm lưỡng kim loại như tiếp điểm kim loại cứng tiếp xúc với kim loại lỏng như thuỷ ngân
Lực ép lên tiếp điểm F càng lớn thì điện trở tiếp xúc càng nhỏ
Hình dạng tiếp điểm có ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc
Nhiệt độ tiếp điểm tăng thì điện trở tiếp xúc tăng
Diện tích tiếp xúc lớn thì Rtx nhỏ Mật độ dòng nhỏ đi
Chương II
Hồ quang điện vμ nguyên tắc dập tắt hồ quang
2.1.Hồ quang điện
2.1.1.Khái niệm hồ quang điện
Giữa hai vật dẫn khi hở sẽ kích thích bởi đện trường lớn làm cho các điện tích bật ra khỏi bề mặt của vật dẫn chuyển động trong môi trường không khí làm ion hoá gây ra tia hồ quang điện
2.1.2 Nguyên nhân và quá trình phát sinh hồ quang
Khi các tiếp điểm 1 và 2 của khí cụ điện còn liền nhau (Hình 1) trong mạch điện có dòng điện chạy qua Vì điện trở tiếp xúc giữa hai tiếp điểm 1 và 2 rất nhỏ Khi các tiếp điểm này cắt ra (H2) dòng điện trong mạch điện bị cắt sẽ có hiện tượng quá điện áp và điện áp đặt giữa hai đầu tiếp xúc của tiếp điểm 1 và 2 rất lớn Lúc mới bắt đầu cắt ra khoảng cách giữa hai tiếp điểm còn rất nhỏ do đó dưới tác dụng của điện áp lớn cường độ điện trường trong khoảng không gian giữa hai đầu tiếp điểm rất lớn làm bật điện tử ra khỏi bề mặt tiếp xúc (hay từ catốt) chuyển động trong không khí dưới tác dụng của điện trường làm iôn hoá không khí gây hồ quang điện áp càng lớn thì hồ quang sẽ càng lớn và càng khó dập tắt Nếu hồ quang không bị dập tắt nó sẽ làm hư hỏng tiếp điểm
2.1.3.Hồ quang có lợi và hồ quang có hại
+ Hồ quang có lợi: Hồ quang có khả năng làm nóng chảy kim loại do đó nó được
sử dụng trong công nghiệp hàn điện đây là hồ quang có lợi
+ Hồ quang có hại: Hồ quang trong khí cụ điện làm cháy các tiếp điểm và các bộ phận khác đây là hồ quang có hại
2.2.Các phương pháp dập tắt hồ quang và ứng dụng
1 2
Z
U Hình 1
1
Z
U Hình 2
2
Trang 22.2.1.Các phương pháp dập tắt hồ quang: Để dập tắt hồ quang ta dùng những
biện pháp tăng cường quá trình phản iôn ở khu vực hồ quang như:
+ Kéo dài tia hồ quang bằng cơ khí: thân hồ quang bị nhỏ lại và dài ra làm tăng
bề mặt tiếp xúc của HQ với môI trường Vì vậy HQ bị toả nhiệt và khuyếch tán nhanh làm tăng quá trình phản ứng ion hoá Muốn vậy phải tăng khoảng cách của 2 tiếp điểm ví dụ như cầu dao cách ly, rơ le,các thiết bị điều khiển…vvv + Chia nhỏ hồ quang bằng phương pháp thổi từ ( tức dùng từ trường để tạo lực
điện động tác động vào các điện tích thổi hồ quang chuyển động nhanh và kéo dài
+ Chia hồ quang thành nhiều hồ quang ngắn nhờ các vắch ngăn
+ Dùng dòng khí nén hay dầu để thổi dập tắt hồ quang
+ Dùng khe hở hẹp để hồ quang cọ sát vào vách của khe hẹp này
+ Tạo thành chân không ở khu vực hồ quang
+ Cho hồ quang tiếp xúc với một chất cách điện làm nguội( khi có hồ quang chất cách điện cháy sinh khí chiếm chỗ ô xy
2.2.2.Một số ứng dụng
+ Công tắc tơ điện xoay chiều thường dùng phương pháp chia nhỏ hồ quang để dập tắt hồ quang tại điểm kết hợp theo tính chất bắc cầu để hạn chế hồ quang + áp tô mát thường dùng phương pháp kéo dài tia hồ quang để dập tắt tia hồ quang sinh ra tại cặp tiếp điểm
+ Van chống sét: dập tắt tia hồ quang bằng phương pháp cho hồ quang tiếp xúc với chất cách điện làm nguội tia hồ quang
2.3 Các thiết bị dập hồ quang
2.3.1 Buồng dập hồ quang kiểu khe hở dọc
* Khái niệm: Buồng dập hồ quang kiểu khe hở dọc có nghĩa là được bố chí song
song với chùm tia hồ quang Ví dụ như buồng dập hồ quang của áp tô mát gồm nhiều tấm đồng hình chữ U ghép song song
* Nguyên tắc dập hồ quang : Khi tia hồ quang phóng vào nhờ các tấm đồng mà
tia hồ quang bị chia nhỏ các tia hồ quang đồng thời kéo dài tia hồ quang đó Do
đó nó dễ dàng bị dập tắt
2.3.2 Buồng dập hồ quang kiểu khe hở ngang
* Khái niệm : Buồng dập hồ quang kiểu khe hở ngang có nghĩa là các khe hở dập
hồ quang vuông góc với chùm tia hồ quang
Ví dụ: Buồng dập hồ quang trong công tắc tơ gồm nhiều các tấm có khoan nhiều
lỗ trùng nhau ghép song song
*Nguyên tắt dập hồ quang
Khi chùm tia lửa đập vào tấm ngăn cách thứ nhất
Trang 3nhờ các lỗ nhỏ mà chùm tia lửa chia thành nhiều tia nhỏ sau đó tiếp tục đập vào vách ngăn Cách thứ hai các tia lửa bị chia một lần nữa cứ như thế tia lửa bị chia nhỏ nhiều lần nên dễ bị dập tắt
2.3.3.Buồng dập hồ quang kiểu thổi từ
Cuộn dây thổi từ được mắc nối tiếp với cặp tiếp điểm Khi cặp tiếp điểm chớm mở giữa hai tếp điểm phát sinh tia hồ quang hình thành dòng hồ quang phóng qua hai tiếp điểm Đồng thời trên cuộn dây thổi từ xuất hiện dòng tự cảm cùng chiều với dòng điện chính tạo ra cảm ứng từ B mạnh tác dụng lên dòng hồ quang một lực điện động làm tia hồ quang bị kéo dài và dễ bị dập tắt
2.4.Sự phát nóng của khí cụ điện
Khi dòng điện chạy trong vật dẫn của khí cụ nó sinh ra một nhiệt lượng Q
Q =I2Rt (Jun) hay Q= 0,24I2Rt (calo)
Trong đó: R là điện trở của phần dây dẫn có dòng điện chạy qua
Một phần nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh, phần còn lại đốt nóng các vật dẫn có dòng điện chạy qua
Khi dòng điện tăng hoặc toả nhiệt không tốt các vật dẫn càng bị đốt nóng Thực tế thấy rằng khi nhiệt độ tăng quá mức quy định thì độ bề cơ học cũng như tính chất cách điện của vật liệu giảm rất nhanh, do đó dòng điện đi qua khí cụ
điện không được lớn quá giá trị cho phép.( Nói cách khác mỗi khí cụ điện chỉ
được dùng trong một giới hạn dòng điện nhất định) dòng điện này là dòng điện
định mức của khí cụ (Iđm)
Quá trình phát nóng của khí cụ khi có dòng định mức đi qua là:
Lúc chưa có dòng điện đi qua cácvật dẫn của khí cụ đều có nhiệt độ của môi trường
Từ lúc có dòng điện vật dẫn tiêu thụ năng lượng điện để chuyển thành nhiệt nănglàm nóng vật dẫn Lúc đầu nhiệt năng toả ra môi trường xung quanh ít
mà chủ yếu tích luỹvào vật dẫn, nhiệt độ vật dẫ bắt đầu tăng và sau
một thời gian đạt tới giá trị ổn định (τôđ) và giữa ở giá trị này
Chương III
τ
τ0
τôđ
t