So sánh hiệu quả bảo vệ quá điện áp 2 tầng 3 tầng trên đường nguồn hạ áp

Khi một quá áp quá độ xuất hiện trong hệ thống, khe hở không khí trong khối carbon sẽ bị ion hóa và bị đánh thủng, sự đánh thủng khe hở tạo thành một đường dẫn đến đất với trở kháng rất

Trang 1

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh

-o0o -

MAI THANH SƠN

SO SÁNH HIỆU QUẢ BẢO VỆ QUÁ ĐIỆN ÁP 2 TẦNG & 3 TẦNG TRÊN ĐƯỜNG NGUỒN HẠ ÁP

Chuyên ngành: THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN

Mã số ngành : 605250

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2008

Trang 2

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH

Cán bộ chấm nhận xét 1:………

Cán bộ chấm nhận xét 2:………

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:

HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày………tháng………năm 200

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

-

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

-

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 12 năm 2008

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên: MAI THANH SƠN Phái : Nam

Ngày sinh: 2 – 7 – 1977 Nơi sinh: Tỉnh Hòa Bình Chuyên ngành: Thiết bị, Mạng và Nhà Máy Điện MSHV: 01806501

I- TÊN ĐỀ TÀI:

SO SÁNH HIỆU QUẢ BẢO VỆ QUÁ ĐIỆN ÁP

2 TẦNG & 3 TẦNG TRÊN ĐƯỜNG NGUỒN HẠ ÁP II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1 Nghiên cứu cấu tạo và xây dựng mô hình phần tử bảo vệ chống sét cấp I (Spark Gap và Trigger Spark Gap)

2 Nghiên cứu cấu tạo và xây dựng mô hình phần tử bảo vệ chống sét cấp II (MOV-Metal Oxide Varistor)

3 Xây dựng một số mô hình nguồn xung sét tiêu chuẩn

4 Mô phỏng mô hình bảo vệ quá điện áp 3 tầng và 2 tầng trên lưới hạ thế

5 So sánh và đánh giá các kết quả thu được

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: - - 2008

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 01 - 12 - 2008

V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH

QL CHUYÊN NGÀNH

PGS TS QUYỀN HUY ÁNH

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày tháng năm 200

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với Giáo sư Tiến sĩ Quyền Huy Ánh, người Thầy đã tận tình hướng dẫn và dìu dắt em trong suốt quá trình thực hiện luận văn này

Con vô cùng biết ơn Ba Mẹ và gia đình đã nuôi con khôn lớn, luôn là chỗ dựa vững chắc về vật chất lẫn tinh thần, tạo mọi điều kiện để con được học tập, trưởng thành cho đến ngày hôm nay

Xin cảm ơn em Ngọc Hạnh và bé Mạnh Tuấn thương yêu đã luôn động viên khuyến khích Anh vượt qua mọi khó khăn để hoàn thành khóa học

Em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô đã giảng dạy, truyền đạt tri thức giúp em trưởng thành trong nghề nghiệp và tự tin trong cuộc sống

Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc, Lãnh đạo và các đồng nghiệp tại P Kỹ thuật sản xuất đã tận tình giúp đỡ động viên, tạo điều kiện tốt nhất trong suốt quá trình học tập

Xin chân thành cảm ơn các anh chị học viên cao học ngành thiết bị, mạng và hệ nhà máy điện khóa 2006 đã đóng góp ý kiến trong quá trình thực hiện luận văn này

Trang 5

MỤC LỤC

Chương mở đầu 1

I Đặt vấn đề 1

II Nhiệm vụ của luận án 2

III Phạm vi nghiên cứu 2

IV Các bước tiến hành 2

V Điểm mới của luận án 3

VI Giá trị thực tiễn của đề tài 3

VII Nội dung luận văn 3

Chương 1 Tổng quan về hiện tượng quá độ và các các thiết bị bảo vệ quá áp trên đường nguồn hạ áp 5

I Giới thiệu 5

II Hiện tượng quá độ 5

III Các dạng xung quá độ điển hình 7

IV Các thiết bị bảo vệ quá áp 8

4.1.Bộ lọc 8

4.2.Khe hở phóng điện 9

4.3.Diod thác Silic 10

4.4.Biến trở oxid kim loại (MOV) 10

V Lựa chọn các thiết bị bảo vệ quá áp 12

Chương 2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và đặc tính của khe hở phóng điện .13

I Nguyên lý cấu tạo của khe hở phóng điện 13

1 Khe hở phóng điện (Spark Gap_SG) 14

2 Ống phóng khí 15

3 Khe hở phóng điện tự kích (Triggered Spark Gap_TSG) 17

Trang 6

II Các thông số kỹ thuật chính của khe hở phóng điện 20

III Nguyên lý làm việc 21

IV Trạng thái đáp ứng 22

V Vật lý phóng điện trong chất khí của khe hở phóng điện 23

5.1 Một số dạng phóng điện trong chất khí 23

5.2 Lý thuyết Ion hoá va chạm 24

5.3 Thác điện tử 25

5.4 Phóng điện xuyên thủng khoảng cách khí trong điện trường đồng nhất 27

5.5 Phóng điện trong chất khí khi điện áp tác dụng có dạng xung 28

VI Kết luận 31

Chương 3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của biến trở oxide kim loại (MOV) 32

I Cấu tạo cơ bản 32

1 Giới thiệu 32

2 Cấu trúc vi mô 33

II Tính năng hoạt động của biến trở oxide kim loại MOV 36

III Đặc tính V-I 39

IV Sơ đồ tương đương 41

1 Trong vùng dòng điện rò thấp < 10-4A 42

2 Trong vùng hoạt động bình thường ( 10-5 –103 A) 42

3 Trong vùng dòng điện cao (>103A) 43

V Thời gian đáp ứng 43

VI Năng lượng cho phép và Công suất tiêu tán trung bình 44

1 Năng lượng cho phép 44

2 Công suất tiêu tán trung bình 46

VII Ảnh hưởng của nhiệt độ 47 VIII Các đặc tính của MOV

Trang 7

và các hư hỏng thường gặp khi quá áp xảy ra 48

Chương 4 Giới thiệu phần mềm MatLab và Xây dựng mô hình nguồn phát xung .50

I Giới thiệu phần mềm MATLAB 50

a Cơ sở về SIMULINK 51

b Các khối ( Block) sử dụng trong mô hình 52

c Giới thiệu công cụ Curve Fitting Toolbox 54

II Các dạng xung không chu kỳ chuẩn 56

2.1 Dạng tổng quát 56

2.2 Xây dựng mối liên hệ giữa các thông số trong mô hình 59

III Xây dựng mô hình nguồn phát xung 63

3.1 Xây dựng sơ đồ khối 63

3.2 Thực hiện mô phỏng 65

IV Kết luận 69

Chương 5 Xây dựng và mô phỏng mô hình khe hở phóng điện không khí .70

I Một số phương pháp tính toán xây dựng mô hình 70

II Các mô hình khe hở phóng điện 73

1 Các phương pháp đầu tiên 73

2 Quá trình nghiên cứu phát triển mô hình khe hở phóng điện .73

3 Mô phỏng mô hình Spark Gap .84

III Xây dựng mô hình đơn giản của khe hở phóng điện không khí 80

1 Mô hình Spark Gap đơn giản 80

2 Xây dựng sơ đồ khối mô hình Spark Gap 82

4 Xây dựng mô hình Triggered Spark Gap 88

4.1 Xây dựng mô hình dựa trên cơ sở mô hình Spark Gap 88

4.2 Mô phỏng mô hình TSG 89

Trang 8

IV Kết luận 96

Chương 6 Xây dựng mô hình biến trở oxide kim loại (MOV) 98

I Các dạng mô hình MOV đã được nghiên cứu 98

1 Mô hình điện trở phi tuyến 98

2 Mô hình điện trở phi tuyến kết hợp điện cảm phi tuyến 99

3 Mô hình MOV của Schmidt 101

4 Mô hình MOV của IEEE 103

5 Mô hình MOV của Mardira 106

II Các Mô hình MOV đã được xây dựng 108

1 Mô hình Matlab 108

2 Mô hình MOV của IEEE 110

3 Mô hình MOV hạ thế 113

III Kết luận 122

Chương 7 Khảo sát sự phối hợp bảo vệ quá điện áp của các mô hình trên đường nguồn hạ áp 123

I Giới thiệu 123

II Sơ đồ khảo sát mô phỏng hệ thống bảo vệ quá điện áp nhiều tầng 124

2.1 Hệ thống bảo vệ quá điện áp 3 tầng (sử dụng Spark Gap/Triggered Spark Gap) 124

2.2 Hệ thống bảo vệ quá điện áp 2 tầng (sử dụng Triggered Spark Gap/Triggered Spark Gap) 124

2.3 Hệ thống bảo vệ quá điện áp 2 tầng sử dụng chống sét MOV 125

III So sánh hiệu quả bảo vệ quá điện áp cho các mô hình hệ thống 125

3.1 Thực hiện mô phỏng với dòng xung sét 10/350μs 127

3.1.1 Khảo sát mô hình hệ thống bảo vệ quá điện áp 3 tầng (có sử dụng Spark Gap /Triggered Spark Gap) .127

Trang 9

3.1.2 Khảo sát mô hình hệ thống bảo vệ quá điện áp 2 tầng

(có sử dụng Spark Gap /Triggered Spark Gap) .128 3.1.3 Khảo sát mô hình hệ thống bảo vệ quá điện áp 2 tầng sử dụng

chống sét MOV .129 3.2 Thực hiện mô phỏng với dòng xung sét 8/20μs 130 3.2.1 Khảo sát mô hình hệ thống bảo vệ quá điện

áp 3 tầng (SG /TSG-MOV-MOV) 130 3.2.2 Khảo sát mô hình hệ thống bảo vệ quá điện áp 2 tầng

(có sử dụng Spark Gap /Triggered Spark Gap) .131 3.2.3 Khảo sát mô hình hệ thống bảo vệ quá điện áp 2 tầng sử dụng

chống sét MOV .132

IV Kết luận 132

Chương kết luận 133

Phụ lục 1

Phụ lục 2

Tài liệu tham khảo

Trang 10

Chương mở đầu

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Nước Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới ẩm gió mùa, khí hậu thuận lợi cho sự phát triển của dông sét vì vậy trong mạng điện, đặc biệt là mạng lưới điện hạ áp, tuy không truyền tải công suất lớn nhưng phạm vi phân bố rộng lớn và cung cấp điện trực tiếp cho hộ tiêu thụ nên nó là nguyên nhân dẫn sét vào công trình, gây ngừng dịch vụ, hư hỏng thiết bị

Nhu cầu sử dụng các thiết bị điện tử được sử dụng ngày càng nhiều và rất phổ biến trong các tòa nhà, các công trình ở mọi lãnh vực như viễn thông, phát thanh, truyền hình, công nghiệp… các thiết bị này vốn rất nhạy cảm với điện áp, cách điện không cao Mặt khác trong thực tế phần lớn hư hỏng do sét gây ra lại do sét đánh lan truyền hay ghép cảm ứng vì vậy việc nghiên cứu chế tạo, đề ra các giải pháp chống sét, lựa chọn, phối hợp các thiết bị bảo vệ phù hợp

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại sản phẩm chống sét lan truyền trên đường nguồn hạ áp của nhiều nhà sản xuất khác nhau trên thế giới, về cơ bản các thiết bị bảo vệ chống sét có cấu tạo bao gồm nhiều phần tử bảo vệ được phân loại theo các cấp (theo tiêu chuẩn IEC 61643-1) Bao gồm:

Phần tử bảo vệ chống sét cấp I (Class I): thường là khe hở phóng điện

cơ bản ( SG-Spark Gap) hay khe hở phóng điện tự kích (TSG_Trigger Spark Gap)

Bảo vệ chống sét cấp II (Class II, Class III): thường là điện trở phi tuyến ( MOV-Metal Oxyde Varistor)

Các phần tử bảo vệ có cấp bảo vệ khác nhau thì sẽ khác nhau về hiệu quả bảo vệ (điện áp thông qua, tốc độ đáp ứng, khả năng tản năng lượng sét,….)vị trí lắp đặt và phạm vi ứng dụng… Do đó, vấn đề được đặt ra là lựa chọn phối hợp các phần tử bảo vệ để tạo thành thiết bị bảo vệ chống sét hoàn thiện có nhiều tầng, nhằm tối

ưu hóa các tính năng bảo vệ và nâng cao độ tin cậy trong quá trình vận hành

Luận văn này nghiên cứu mô hình phối hợp các phần tử bảo vệ chống sét trên đường nguồn hạ áp nhằm mục đích đánh giá hiệu quả bảo vệ với các phương án

Trang 1

Trang 11

phối hợp khác nhau giữa các phần tử bảo vệ Các mô hình phối hợp các phần tử bảo vệ được khảo sát gồm có:

- Mô hình bảo vệ quá điện áp 3 tầng cổ điển

- Mô hình bảo vệ quá điện áp 3 tầng cải tiến

- Mô hình bảo vệ quá điện áp 2 tầng

Bên cạnh đó vấn đề kiểm tra việc phối hợp năng lượng cũng được xem xét

II NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN

1 Nghiên cứu cấu tạo và xây dựng mô hình phần tử bảo vệ chống sét cấp I (Spark Gap và Trigger Spark Gap)

2 Nghiên cứu cấu tạo và xây dựng mô hình phần tử bảo vệ chống sét cấp II (MOV-Metal Oxide Varistor)

3 Xây dựng một số mô hình nguồn xung sét tiêu chuẩn

4 Mô phỏng mô hình bảo vệ quá điện áp 3 tầng và 2 tầng trên lưới hạ thế

5 So sánh và đánh giá các kết quả thu được

III PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1 Nghiên cứu cấu tạo và tính năng thiết bị chống sét lan truyền trên đường nguồn hạ áp

2 Mô hình hoá và mô phỏng thiết bị chống sét lan truyền trên đường nguồn hạ áp

3 Nghiên cứu phần mềm mô phỏng hỗ trợ

IV CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH

1 Thu thập tài liệu từ các nguồn khác nhau như sách báo, tạp chí và Internet

2 Tổng hợp và phân tích tài liệu

3 Nghiên cứu phần mềm hổ trợ mô phỏng

4 Nghiên cứu các tiêu chuẩn chống sét trong và ngoài nước

5 Nghiên cứu cấu tạo thiết bị chống sét lan truyền trên đường nguồn hạ áp

6 Lập mô hình đơn giản phần tử SG (Spark Gap)

7 Lập mô hình phần tử MOV (Metal Oxide Varistor)

Trang 2

Trang 12

8 Lập mô hình phần tử Trigger Spark Gap

9 Mô phỏng và đánh giá kết quả của mô hình bảo vệ quá điện áp 3 tầng và

2 tầng trên lưới hạ áp

V ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN VĂN

1 Đề ra mô hình phần tử Trigger Spark Gap cấu tạo nên thiết bị chống sét trên đường nguồn hạ áp

2 Xây dựng và đánh giá hiệu quả bảo vệ của mô hình bảo vệ quá điện áp 2 tầng và 3 tầng

VI GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài dự kiến sẽ đạt được những kết quả mang tính thực tiễn như sau :

1 Kết quả nghiên cứu phần nào đáp ứng công tác nghiên cứu lựa chọn, phối hợp và kiểm tra hiệu quả các thiết bị bảo vệ chống sét lan truyền trên đường nguồn hạ áp một cách chính xác trong điều kiện thiếu phòng thí nghiệm hiện nay

2 Cung cấp một công cụ mô phỏng hữu ích cho cho những ai quan tâm đến việc nghiên cứu các đáp ứng của thiết bị chống sét dưới tác động của xung sét lan truyền và đánh giá hiệu quả của các hệ thống bảo vệ chống sét lan truyền trong các công trình

3 Đề tài có khả năng phát triển ở những cấp nghiên cứu cao hơn với điều kiện cho phép

Với mức độ phát triển về công nghệ thông tin như hiện nay, hoàn toàn cho phép thực hiện những mô phỏng chi tiết hơn, gần với thực tế hơn Làm tiền đề cho công tác nghiên cứu chống quá áp do sét lan truyền trên đường nguồn hạ áp phù hợp với điều kiện môi trường, phân bố sét và sự phát triển của mạng điện Việt Nam

VII NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN

Luận án gồm 9 chương:

Chương mở đầu

Trang 3

Trang 13

Chương 1: Tổng quan về hiện tượng quá độ và các thiết bị bảo vệ quá áp trên

đường nguồn hạ áp

Chương 2: Cấu tạo, nguyên lý hoặt động và đặc tính của khe hở phóng điện Chương 3: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của biến trở oxide kim loại

Chương 4: Giới thiệu phần mềm MatLab & Xây dựng mô hình nguồn phát

xung

Chương 5: Xây dựng & Mô phỏng mô hình khe hở phóng điện không khí

(Spark Gap)

Chương 6: Xây dựng mô hình biến trở oxide kim loại (MOV)

Chương 7: Khảo sát sự phối hợp bảo vệ quá điện áp của các mô hình trên

đường nguồn hạ áp

Chương kết luận

Trang 4

Trang 14

Tổng quan bảo vệ quá áp trên đường nguồn hạ áp

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG QUÁ ĐỘ VÀ CÁC THIẾT BỊ

BẢO VỆ QUÁ ÁP TRÊN ĐƯỜNG NGUỒN HẠ ÁP

Bảo vệ hệ thống điện xoay chiều hạ áp chống lại các hiện tượng quá áp quá độ đang là mối quan tâm để bảo đảm chất lượng điện năng cung cấp, bảo đảm an toàn cho các thiết bị Hiện nay các thiết bị điện - điện tử có mức điện áp chịu xung thấp ngày càng được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện, phương pháp hữu hiệu và kinh tế nhất để bảo vệ quá áp cho thiết bị này chính là chọn và lắp đặt các thiết bị bảo vệ hạ áp có khả năng làm việc lâu dài và vận hành với độ tin cậy cao

I Giới thiệu

Việc sử dụng ngày càng nhiều các phần tử bán dẫn trong hệ thống điện hiện nay đã dẫn đến mối quan tâm đến độ tin cậy của hệ thống điện, các phần tử bán dẫn rất nhạy cảm với các hiện tượng quá áp tản mạn có thể xuất hiện trong hệ thống điện phân phối xoay chiều Việc sử dụng các phần tử bán dẫn ban đầu cũng bị hư hỏng rất nhiều mà không thể giải thích, nghiên cứu các hư hỏng này cho thấy chúng

bị hư hỏng là do các điều kiện quá áp khác nhau xuất hiện trong hệ thống phân phối Điện áp quá độ là kết quả của sự phóng thích đột ngột của năng lượng tồn tại trước đó từ các điều kiện như sét đánh, đóng cắt tải có tính cảm, xung điện từ hay phóng điện các điện cực Các hư hỏng gây ra bởi hiện tượng quá độ phụ thuộc vào tần số xuất hiện, giá trị đỉnh và dạng sóng của quá độ

Quá áp trong mạch điện xoay chiều có thể gây ra sự hư hỏng vĩnh cửu hay tạm thời của các phần tử điện tử và hệ thống, bảo vệ chống lại quá áp quá độ có thể thực hiện bằng cách sử dụng các phần tử được thiết kế đặc biệt mà sẽ giới hạn biên độ của quá áp quá độ bằng một trở kháng lớn nối tiếp hay bởi việc làm chệch hướng quá độ bằng một trở kháng nhỏ mắc shunt Các thiết bị được chọn bảo vệ hệ thống phải có khả năng làm tiêu tán năng lượng xung của quá độ vì thế hệ thống đang được bảo vệ sẽ không còn bị ảnh hưởng

II Hiện tượng quá độ

Vấn đề căn bản chính là sự xuất hiện các xung quá áp trên điện áp bình thường của hệ thống chúng là một dạng nhiễu loạn, sự tăng giảm biên độ diễn ra trong thời gian ngắn, sự cắt điện hay là sự kết hợp các yếu tố trên và đây là các khái niệm tổng quát hóa về hiện tượng quá độ Thông thường kết quả của hiện tượng quá áp này là sự hư hỏng nhanh chóng của các phần tử bán dẫn và các phần tử nhạy cảm khác, một ảnh hưởng nghiêm trọng khác là sự mất khả năng điều khiển hệ thống logic, khi đó hệ thống có thể hiểu các xung quá độ là tín hiệu điều khiển và cố gắng thực hiện theo

Trang 5

Trang 15

Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để xác định nguyên nhân của xung quá độ trong hệ thống điện, và kết quả thu được có thể là do một trong những nguyên nhân sau:

• Sét

• Đóng, cắt các tiếp điểm ở trạng thái mang tải

• Sự lan truyền xung thông qua các máy biến áp

• Sự thay đổi tải trong các hệ thống gần kề

• Sự dao động và các xung công suất

• Ngắn mạch hay nổ cầu chì

Hệ thống điện bao gồm một mạng lớn các đường dây truyền tải, phân phối liên kết với nhau và thường bị nhiễu bởi các quá độ bắt nguồn từ một trong các nguyên nhân đã đề cập ở trên

Quá độ do sét có thể tạo ra một dòng điện rất cao trong hệ thống, các tia sét này thường đánh vào các dây truyền tải sơ cấp, nhưng có thể truyền qua các dây thứ cấp thông qua các điện cảm hay tụ điện mắc trong mạch, đôi khi các tia sét đánh trực tiếp vào hệ thống bảo vệ chống sét hay các cấu trúc kim loại của các tòa nhà cũng gây nên hiện tượng quá áp trên hệ thống điện trong tòa nhà do việc lan truyền của xung sét Thậm chí khi tia sét không đánh trúng đường dây cũng có thể cảm ứng một điện áp đáng kể trên đường dây sơ cấp, các chống sét van hoạt động và sinh ra quá độ

Quá độ do đóng cắt ít nguy hiểm hơn nhưng xảy ra thường xuyên hơn, đóng cắt lưới điện có thể gây ra quá độ làm hư hỏng các thiết bị đấu nối trên lưới, việc sử dụng các thyristor trong mạch đóng cắt hay điều khiển công suất cũng có thể tạo ra quá độ như vậy

Nghiên cứu và thực nghiệm đã cho thấy trong hệ thống điện hạ áp xoay chiều công nghiệp hay dân dụng, biên độ của quá độ tương ứng với tỷ lệ xuất hiện của nó,

ví dụ như biên độ quá độ nhỏ thì xuất hiện thường hơn Tỷ lệ xuất hiện của các xung quá độ khác nhau rất nhiều và phụ thuộc vào từng hệ thống, theo số liệu thống kê xung 1kV hay nhỏ hơn thì tương đối phổ biến trong khi xung 3kV thì hiếm hơn

Hình 1.1 minh họa các dữ liệu thu thập được về số lần xuất hiện của các xung quá độ cùng với giá trị đỉnh của nó từ các nghiên cứu đã thực hiện Số lần xuất hiện của các xung quá độ được mô tả bởi các đường giới hạn thấp (low exposure), trung bình (medium exposure) và cao (high exposure)

Trang 6

Trang 16

Hình 1.1: Tỷ lệ xuất hiện của xung theo biên độ điện áp tại các khu vực không được bảo vệ

Vùng “low exposure” là vùng có rất ít xung sét hoạt động và số lần đóng cắt tải trong hệ thống điện xoay chiều cũng rất ít, vùng “high exposure” rất hiếm xảy ra nhưng trên thực tế vẫn xuất hiện, vùng “medium exposure” là vùng có xung sét hoạt

động nhiều và quá độ do đóng cắt xảy ra thường xuyên Khi thiết kế mang tính tổng thể, thiết thực, lâu dài, ít nhất phải thiết kế thiết bị vận hành trong điều kiện như vùng xuất hiện xung quá độ trung bình

III Các dạng xung quá độ điển hình

Bảng 1.1 trình bày điện áp và dòng điện xung được cho là điển hình của quá độ trong hệ thống xoay chiều hạ áp trong nhà, là tài liệu thao khảo cho việc lựa chọn thiết bị bảo vệ quá độ

Bảng 1.1: Điện áp và dòng điện của quá độ điển hình trong nhà

Nghiên cứu mạng điện hạ áp trong nhà phát hiện rằng quá độ bắt gặp trong mục A (mạch nhánh dài và mạch ra) có dạng sóng với tần số thay đổi từ 5kHz đến hơn 500kHz; trong đó dạng sóng với tần số 100kHz được xem là phổ biến nhất (Hình 1.2) Xung đo được tại đường nguồn trong mục B (mạch cung cấp chính và mạch nhánh ngắn), dao động và không trực tiếp trong tự nhiên Dạng xung sét đã được chuẩn hóa: sóng áp 1.2/50μs và sóng dòng 8/20μs (Hình 1.3a và 1.3b)

Trang 7

Trang 17

Hình 1.2: Dạng sóng 0.5μs-100kHz (áp mạch hở)

Hình 1.3a: Dạng sóng xung áp 1.2/50μs

Hình 1.3b: Dạng sóng xung áp 8/20μs

IV Các thiết bị bảo vệ quá áp

4.1 Bộ lọc

Việc lắp đặt một bộ lọc nối tiếp với các thiết bị dường như là một giải pháp hiển nhiên có tác dụng giảm quá áp Trở kháng của bộ lọc thông thấp, ví dụ như tụ điện, làm thành bộ ngăn cách áp với trở kháng nguồn Khi tần số của quá độ lớn hơn một vài lần tần số làm việc của mạch điện xoay chiều, bộ lọc sẽ làm việc và làm suy giảm quá độ ở tần số cao, tuy nhiên cũng có các ảnh hưởng như sau:

Trang 8

Trang 18

• Sự cộng hưởng không mong muốn với thành phần cảm kháng trong hệ thống sẽ dẫn đến đỉnh áp tăng cao

• Dòng điện quẩn cao trong suốt quá trình đóng cắt

• Tải phản kháng quá mức trong điện áp hệ thống điện

Những ảnh hưởng không mong muốn này có thể giảm bớt nếu lắp thêm một điện trở nối tiếp, vì thế việc sử dụng các bộ giảm sóc (snubber) RC ngày càng thông dụng, tuy nhiên việc lắp thêm trở kháng này sẽ làm giảm tác dụng kẹp điện áp Ngoài ra bộ lọc có đáp ứng như là một hàm tuyến tính của dòng điện, đây là một bất lợi lớn trong trường hợp không biết nguồn quá độ và phải giả định trở kháng nguồn hay điện áp hở mạch Nếu sự giả định đặc tính của quá độ tác động sai, hậu quả là bộ bảo vệ quá áp tuyến tính không còn tác dụng Một thay đổi nhỏ của trở kháng nguồn có thể làm tăng điện áp kẹp một cách không tương xứng

4.2 Khe hở phóng điện

Khe hở phóng điện là một kỹ thuật triệt xung quá áp dạng đòn bẩy, trong suốt quá trình quá áp thiết bị đòn bẩy thay đổi từ cách điện sang dẫn điện gần như lý tưởng Thiết bị đòn bẩy triệt quá độ bởi một lực rất mạnh (chúng có hiệu quả như việc thả một đòn bẩy kim loại băng ngang hệ thống), dạng chính của thiết bị đòn bẩy là chống sét van ống phóng khí

Khe hở phóng điện đầu tiên được đề cập là các khối carbon, các bộ triệt xung khối carbon này sử dụng nguyên tắc hồ quang điện áp xuyên qua khe hở không khí, khe hở kích thước nhỏ nhất được dùng để cung cấp mức độ bảo vệ thấp nhất mà không gây nhiễu hoạt động bình thường của hệ thống Khi một quá áp quá độ xuất hiện trong hệ thống, khe hở không khí trong khối carbon sẽ bị ion hóa và bị đánh thủng, sự đánh thủng khe hở tạo thành một đường dẫn đến đất với trở kháng rất thấp

vì thế làm chệch hướng xung quá độ khỏi các thiết bị Ngay sau khi tình trạng quá áp kết thúc, khe hở không khí phục hồi và hệ thống hoạt động tiếp tục

Sự bất lợi của kỹ thuật khe hở phóng điện khối carbon là các xung phá hủy bề mặt của khối carbon trong khoảng thời gian ngắn, vì thế tạo ra các mảnh nhỏ của bề mặt chất liệu trong khe hở Chất liệu này tích tụ sau một số xung và cuối cùng là thu ngắn khe hở lại dẫn đến phải thay thiết bị bảo vệ Một bất lợi khác của kỹ thuật này là khó để điều khiển chính xác đặc tính đánh thủng trên một dãy điều kiện hoạt động rộng và khác nhau của thiết bị

Để khắc phục các bất lợi của khối carbon, một khe hở phóng điện kín được phát triển sử dụng khí trơ trong một vỏ bọc gốm (ceramic), kỹ thuật này được biết như là chống sét van xung dạng ống phóng khí Trong chế độ không dẫn điện, trở kháng của nó có giá trị rất lớn, lên đến hàng GOhm Khi có xung sét, không khí giữa 2 điện cực bị ion hóa tại một điện áp định trước và cung cấp một đường dẫn

Trang 9

Trang 19

đến đất có trở kháng cực thấp Ngay sau khi tình trạng quá áp kết thúc, khí này hết

bị ion hóa và mạch điện phục hồi lại hoạt động bình thường tiếp tục

Ống phóng khí là một thiết bị 2 chiều vốn có và bao gồm 2 hay 3 cực nằm đối diện nhau trong một buồng bịt kín Khi mà điện áp ngang qua ống phóng khí vượt quá một giới hạn nào đó, như là điện áp đánh thủng hay điện áp cháy, nó sinh ra hồ quang điện Hồ quang này giới hạn điện áp của các thiết bị nối với nó Ống phóng khí có điện áp cháy một chiều từ 150V đến 1000V Chúng có điện trở shunt nhỏ nhất trong tất cả các bộ triệt xung quá độ phi tuyến, nó khoảng vài mOhm Điện dung của chúng thì nhỏ từ 1pF đến 5pF, và chúng rất phổ biến trong các ứng dụng truyền tải tần số cao, chẳng hạn như hệ thống điện thoại Một thuận lợi của kỹ thuật này là nó có thể chịu đựng xung dòng cao (lên đến 20kA)

4.3 Diod thác Silic

Mặc dù hiếm khi được sử dụng trong mạch điện xoay chiều chính, do khả năng chịu đựng xung quá độ rất thấp, diod thác silic là một bộ triệt xung quá độ hiệu quả trong mạch điện điện áp thấp một chiều Diod thác được thiết kế với mối nối lớn hơn diod Zener tiêu chuẩn Mối nối lớn này tạo cho chúng khả năng giải phóng năng lượng lớn hơn diod Zener Diod thác cung cấp điện áp kẹp chặt nhất mà một thiết bị có thể làm Khi điện áp cung cấp lớn hơn ngưỡng đánh thủng của thiết bị, diod sẽ dẫn điện theo hướng ngược lại

Công suất xung đỉnh định mức thường được cho trong bảng dữ liệu của diod Giá trị thông dụng là 600W và 1.500W Công suất xung đỉnh này là kết quả của dòng điện xung đỉnh định mức lớn nhất IPP và điện áp kẹp lớn nhất VC trong suốt khoảng thời gian quá độ xung 10/1000μs Việc sử dụng công suất đỉnh định mức có thể nhầm lẫn khi xung quá độ khác 10/1000μs Năng lượng định mức lớn nhất của những xung quá độ ngắn, không lặp lại được cung cấp tương tự như MOV có lẽ sẽ hữu ích hơn cho công tác thiết kế

Đặc tính V-I chính là đặc trưng tốt nhất của diod thác Một thiết bị hạ áp cực tốt Diod thác có khả năng kẹp điện áp tuyệt vời, nhưng chỉ vượt phạm vi dòng một chút (10 lần) Điểm bất lợi lớn nhất khi sử dụng diod thác như là bộ triệt xung quá độ trong mạch xoay chiều chính là khả năng chịu đựng dòng đỉnh thấp

4.4 Biến trở oxid kim loại (MOV)

Biến trở oxid kim loại (MOV) là một thiết bị phi tuyến có đặc tính duy trì mối quan hệ: điện áp 2 đầu của nó thay đổi rất ít trong khi dòng điện xung không đối xứng rất lớn chảy qua nó Hoạt động phi tuyến này cho phép MOV làm chệch hướng dòng điện xung khi mắc song song băng ngang đường dây và giữ điện áp ở mức mà bảo vệ được thiết bị nối với đường dây đó Bởi vì điện áp ngang qua thiết bị MOV được giữ tại một số mức cao hơn điện áp đường dây bình thường khi dòng xung chảy

Trang 10

Trang 20

qua, nên sẽ có năng lượng tồn tại trên biến trở trong suốt thời gian làm trệch hướng xung quá độ của nó

Kỹ thuật dẫn điện cơ bản của MOV là kết quả của các mối nối bán dẫn (mối nối P-N) tại biên của các hạt oxid kẽm (ZnO) MOV là một thiết bị nhiều mối nối với hàng triệu hạt hoạt động phối hợp mắc nối tiếp-song song giữa 2 điện cực Điện áp rơi trên 1 hạt đơn gần như là hằng số và không phụ thuộc vào kích cỡ của hạt

Biến trở oxid kiâm loại cấu tạo chính bởi oxid Zn cộng với một số kiâm loại như bismuth, cobalt, manganses và các oxid kiâm loại khác Cấu trúc biến trở gồm một

ma trận các hạt oxid ZnO dẫn điện bị ngăn cách nhau bởi biên của các hạt, chính là mối nối P-N mang đặc tính bán dẫn Khi MOV tiếp xúc với xung, oxid ZnO biểu lộ đặc tính “hoạt động chủ yếu” cho phép nó dẫn một lượng lớn dòng mà không bị hư hỏng Hành động chủ yếu này có thể dễ dàng giải thích bởi việc hình dung cấu tạo của MOV gồm một dãy các mối nối P-N sắp xếp nối tiếp và song song vì thế dòng xung được chia nhỏ giữa các hạt Bởi vì trở kháng có hạn của các hạt, chúng hoạt động như các điện trở giới hạn dòng điện và do đó dòng điện được phân phối thông qua phần chủ yếu của chất liệu theo cách mà làm giảm sự tập trung dòng tại mỗi mối nối

Thiết bị MOV đã được nghiên cứu rất nhiều và trở thành một thiết bị bảo vệ quá áp hoàn thiện trên mạng xoay chiều hạ thế Bản chất chủ yếu của cấu trúc của nó đã khiến nó có đủ khả năng để xử lý các hậu quả quá độ mức II từ các nguồn sét không trực tiếp

MOV vừa có giá cả hợp lý lại có nhiều kích cỡ và không có số lần vượt quá đáng kể Không có dòng điện chảy kèm theo tần số công nghiệp và thời gian đáp ứng của chúng thì đủ tốt hơn đối với các dạng quá độ trong mạch xoay chiều chính

Dưới điều kiện quá độ năng lượng cao vượt quá định mức thiết bị, đặc tính V-I của biến trở được thay đổi Sự thay đổi này phản ánh qua việc giảm điện áp của biến trở Sau khi chịu một xung lần thứ hai hay thứ 3, điện áp biến trở có thể trở về giá trị ban đầu của nó (Hình 1.4) Một cách thận trọng, giới hạn xung đỉnh đã được thiết lập, trong nhiều trường hợp, đã vượt quá nhiều lần mà không làm hư hại thiết

bị Những nghiên cứu và kiểm tra thí nghiệm đã chỉ ra rằng sự giảm phẩm chất của MOV có lẽ là nguyên nhân ảnh hưởng đối với sự an toàn của thiết bị được bảo vệ sau khi một số xung vượt ngoài định mức của thiết bị Điều này không có nghĩa là giới hạn thiết lập sẽ được bỏ qua nhưng lại được xem xét trong triển vọng định nghĩa một thiết bị hư hỏng Một thiết bị hư hỏng được định nghĩa bởi việc thay đổi ±10% điện áp của biến trở tại 1mA Điều này không đưa đến kết quả là thiết bị đó không còn bảo vệ, nhưng đúng hơn đó là một thiết bị mà điện áp kẹp đã biến đổi một ít

Trang 11

Trang 21

Hình 1.4: Khả năng chịu đựng xung lặp lại

V Lựa chọn các thiết bị bảo vệ quá áp:

Để chọn các thiết bị bảo vệ quá áp thích hợp, cần căn cứ vào các yêu cầu sau:

1 Điện áp hiệu dụng cực đại của hệ thống

2 Chế độ bảo vệ của thiết bị bảo vệ quá áp

3 Thiết bị bảo vệ quá áp có điện áp lớn hơn 10%-25% điện áp hệ thống

4 Năng lượng quá độ trường hợp xấu nhất mà thiết bị bảo vệ quá áp phải hấp thu (Sử dụng hướng dẫn trong ANSI/IEEE C62.41-1980)

5 Điện áp kẹp yêu cầu để bảo vệ hệ thống

Trang 12

Trang 22

Cấu tạo, nguyên lý làm việc và đặc tính của khe hở phóng điện

Chương 2

CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ ĐẶC TÍNH

CỦA KHE HỞ PHÓNG ĐIỆN

Hiện tượng quá điện áp và hiện tượng phóng điện sét trên mạng lưới điện làm nhiễu đối với các thiết bị điện tử, làm giảm cách điện đối với các thiết bị có mức điện áp chịu xung thấp, hoặc trong tình huống xấu nhất là phá hủy thiết bị Để ngăn ngừa hiện tượng quá áp lan truyền trên đường nguồn, thiết bị cắt sét bằng khí hay còn gọi là khe hở phóng điện đã được sử dụng từ lâu và ngày càng được cải tiến nhằm nâng cao khả năng cắt nhanh dòng sét một cách hiệu quả nhất

Thiết bị cắt sét này có khả năng thoát sét năng lượng cao cộng với điện dung kí sinh rất nhỏ ( 0.5-2pF), với đặc điểm này khe hở phóng điện được lắp ngay tại đầu nguồn của hệ thống nhằm cắt quá điện áp truyền dẫn vào hệ thống lưới điện

Hình 2.1: Sơ đồ vị trí các thiết bị chống sét lan truyền trên đường nguồn hạ áp

I Nguyên lý cấu tạo của khe hở phóng điện:

Khe hở phóng điện có 2 dạng cơ bản là sử dụng khe hở không khí ( chất điện môi giữa hai điện cực là không khí) hoặc ống phóng khí ( là cải tiến của khe hở không khí)

Trang 13

Trang 23

1 Khe hở phóng điện (Spark Gap_SG):

Hình 2.2: Mặt cắt ngang Spark Gap

Cấu tạo gồm một khe hở không khí giữa các điện cực phóng điện dạng thanh, sừng, hình xuyến hay hình cầu… khi điện áp đặt lên giữa hai điện cực gia tăng đến một mức cần thiết phải phóng điện qua khe hở giữa hai điện cực Khoảng cách của khe hở giữa 2 điện cực phải đảm bảo sao cho khe hở phóng điện trước khi xảy ra hư hỏng thiết bị

Ưu điểm của Khe hở phóng điện không khí:

- Có cấu tạo đơn giản

- Có khả năng cho phép năng lượng quá độ cao chảy qua

- Điện dung thấp

- Giá thành thấp

- Là phương tiện kiểm soát phóng điện bề mặt và tạo đường dẫn dòng sét xuống đất

Tuy nhiên Khe hở phóng điện không khí cũng có các nhược điểm sau:

- Mức phóng điện thay đổi do phụ thuộc điều kiện môi trường xung quanh, điện cực bị ăn mòn sau mỗi lần phóng điện dẫn đến khoảng cách của khe hở phóng điện thay đổi

- Khe hở không khí không có khả năng tự dập tắt hồ quang trong quá trình phóng điện, hồ quang này tồn tại cho đến khi bị cắt do các thiết bị bảo vệ lưới điện tác động, điều này tạo nên sự cố pha – đất ở lưới trung tính trực tiếp nối đất và là nguyên nhân gây ngừng cung cấp điện

- Quá trình làm việc của Khe hở không khí tạo ra sóng xung tác động lên những thiết bị được bảo vệ

- Bố trí tương đối các khe hở phóng điện cho mỗi pha phải được lựa chọn để hạn chế nguy cơ hồ quang lây lan sang pha bên cạnh, biến hư hỏng một pha thành ba pha

Trang 14

Trang 24

Hình 2.3 Mặt cắt ngang cấu tạo Spark Gap trong thực tế

2 Ống phóng khí (Expulsion Gas)

Ống phóng khí là một dạng cải tiến của khe hở không khí, cách điện bên ngoài là thủy tinh hoặc sứ và bên trong chứa đầy khí trơ áp suất thấp với hai điện cực ở hai bên Hầu hết ống phóng khí đều có chứa chất phát xạ để ổn định điện áp phóng điện, mặt khác sự phóng điện rất nhạy cảm với ánh sáng môi trường xung quanh Mặt cắt ngang của một ống phóng khí được trình bày trong Hình 2.4

Hình 2.4: Mặt cắt ngang của ống phóng khí

Một số đặc tính kỹ thuật của Ống phóng khí:

- Điện áp phóng điện biến thiên chậm khoảng 5.000V/s

- Giá trị xung áp cực đại của thiết bị là mức mà thiết bị sẽ đánh lửa và dẫn điện khi áp vào nó điện áp có độ biến thiên tăng lên nhanh chóng ( khoảng 100 V/μs), giá trị xung áp cực đại này phụ thuộc vào từng loại thiết bị

- Dạng sóng điện áp điển hình của ống phóng khí đối với xung áp cao ở hình 2.3, từ dạng sóng này có thể nhận thấy rằng tốc độ tăng áp là 100V/μs và điện áp phóng điện là 520V

Trang 15

Trang 25

Hình 2.5: Dạng sóng điện áp của ống phóng khí

- Ống phóng khí đánh lửa rất nhanh nhưng điện áp đánh lửa tăng lên theo độ dốc của đầu sóng

- Điện áp phóng điện duy trì của Ống phóng khí phải thấp hơn điện áp dư để dập tắt hồ quang sau khi quá áp xảy ra, điện áp dư vào khoảng 60% đến 70% điện áp phóng điện

- Điện áp hồ quang là điện áp ngang qua thiết bị khi dẫn điện, điện áp này thường vào khoảng 3V đến 10V, nhưng sẽ vượt quá 30V với xung dòng cực đại

- Các hư hỏng thường do dòng rò và điện áp đánh lửa gây ra, điện áp đánh lửa tăng lên trong quá trình sử dụng nên thiết bị bảo vệ thường sử dụng kết hợp một khe hở phóng điện dự phòng mắc song song với ống phóng khí

Hình 2.6: Thời gian đáp ứng của ống phóng khí

Ống phóng khí có các ưu điểm và khuyết điểm sau:

- Ưu điểm: khả năng chịu dòng cao, điện dung thấp, trạng thái tổng trở ngắt cao

- Khuyết điểm sau: thời gian đáp ứng thấp, tuổi thọ có giới hạn, điện áp thông qua cao và hư hỏng ở trạng thái hở mạch

Trang 16

Trang 26

3 Khe hở phóng điện tự kích (Triggered Spark Gap_TSG):

- Khe hở phóng điện tự kích là loại khe hở phóng điện tiên tiến nhất hiện nay, với các tính năng vượt trội như sau:

• Cung cấp điện áp dư ở mức thấp gần với các sản phẩm cắt sét - có cấu tạo trên cơ sở các MOV, nhưng có khả năng tản sét cao hơn

• Khắc phục được nhược điểm điện áp phóng điện khởi đầu cao, điện áp dư lớn và dòng tự duy trì kéo dài ở khe phóng điện truyền thống

• Điện áp kích hoạt thấp ( khoảng 500V) cho phép TSG vận hành với rất nhiều xung đột biến, bao gồm cả các xung do đóng cắt mạch

- Cấu tạo của TSG ( Hình 2.7a) bao gồm:

Hình 2.7a

• Sừng phóng điện đảm bảo khả năng tản dòng sét cường độ cao

• Bộ phận phân dòng có cấu tạo gồm các phiến sắp lớp tạo thành các khe Khi hồ quang phóng điện đi vào các khe, hồ quang bị phân nhỏ và dễ dàng bị dập tắt

• Hệ thống kích bao gồm mạch kích và cực kích Hệ thống này có chức năng kích hoạt phóng điện chính bằng cách tạo ra phóng điện mồi khi cảm nhận xung quá áp ngang qua mạch kích vượt quá 500V Phóng điện mồi sẽ phát triển thành phóng điện chính giữa hai sừng phóng điện và xung quá áp bị kẹp bởi phóng điện hồ quang

Trang 17

Trang 27

- Sơ đồ cấu tạo mạch kích ( Hình 2.7b):

Chế độ kích hoạt được cài đặt ở giá trị điện áp danh định 500V, đây là giá trị cao hơn trong trường hợp sự cố đứt dây trung tính, tại mức kích hoạt này quá áp phát sinh do các loại sự cố khác đều bị giới hạn Điện áp kích hoạt được gia tăng thêm 4kV từ máy biến thế kiểu ma trận và trong suốt quá trình tản sét, điện kháng cuộn thứ cấp giảm xuống còn 140nH

Các ưu điểm của công nghệ mới này không thể đạt được khi sử dụng các công nghệ truyền thống, vì các công nghệ truyền thống không thể tạo ra một điện áp 4000V ngang qua một đoạn dây chỉ dài 140mm

- Sơ đồ đấu nối ( Hình 2.7c):

Hình 2.7c

Trang 18

Trang 28

- Nguyên lý hoạt động của TSG ( Hình 2.7d,e):

Hình 2.7d

Hình 2.7e

Tuổi thọ của TSG đạt đến 100.000 lần hoạt động TSG với điện áp kích hoạt 500V có khả năng tản dòng sét 50kA 10/350μs và dòng dư đi vào công trình không vượt quá vài ampe

Trong thực tế, với vai trò là thiết bị bảo vệ sơ cấp TSG thường được lắp đặt ở ngõ vào toà nhà hay tích hợp trong bộ cắt lọc sét nhằm tản khả năng tản sét của thiết bị này

Ví dụ so sánh điện áp dư của TSG và SG tương ứng với xung sét 20kA 8/20μs, kết quả cho thấy điện áp dư của TSG (<1.5kV) thấp hơn nhiều so với điện áp dư của

SG (khoảng 3kV) So với thiết bị cắt sét bằng công nghệ MOV, có điện áp dư ứng với xung sét 20kA 8/20μs vào khoảng 1.0kV thì điện áp dư của TSG vẫn cao hơn nhưng đủ để bảo vệ các hệ thống cơ điện

Trang 19

Trang 29

Hình 2.8 Dạng sóng điện áp dư ứng với xung sét 20kA 8/20μs

II Các thông số kỹ thuật chính của khe hở phóng điện:

Điện áp phóng điện một chiều V sdc : giá trị này được xác định bằng cách sử

dụng một điện áp với tốc độ tăng trưởng dv/dt ≈ 100V/s, hình 2.9

Hình 2.9

Điện áp phóng điện một chiều danh định V sdcN : giá trị chuẩn dùng để thiết

kế một khe hở phóng điện, các đặc tính khởi động và sai số cũng như giới hạn và giá trị thử nghiệm được quy vào VsdcN, nó mô tả những giá trị đặc biệt của điện áp phóng điện một chiều

Điện áp phóng điện một chiều qui về V sdcN %: một cách tổng quát, sai số

được ghi rõ như một giá trị phần trăm của VsdcN, trong trường hợp đặc biệt nó cũng có thể được thể hiện với các giá trị tuyệt đối Hiện tượng vật lý trên được dựa trên

cơ sở sự phóng điện trong chất khí, là vấn đề với những thay đổi thống kê Những kết quả này, trong những sự biến đổi trong tất cả sản phẩm khe hở phóng điện được đưa vào quá trình tính toán khi có sai số chi tiết

Trang 20

Trang 30

Điện áp phóng điện xung V si : những đặc tính điện áp phóng điện xung trạng

thái động của khe hở phóng điện, giá trị khởi động trong tài liệu này xét đến điện áp với thời gian tăng trưởng dv/dt = 1kV/μs ( Hình 2.8)

Trong thực tế, một số thông số kỹ thuật chính cần được quan tâm, bao gồm : điện áp phóng điện ( một chiều và xung), điện áp dư cực đại, điện áp hồ quang và dòng xung cực đại

III Nguyên lý làm việc

Tổng quát, khi quá điện áp xuất hiện mà vượt quá độ bền điện của điện môi cách điện thì khe hở sẽ phóng điện, sự phóng điện này giới hạn điện áp đột biến và làm giảm nhiễu trong thời gian rất ngắn, bằng cách đốt cháy hồ quang với dòng điện có dung lượng lớn ngăn chặn từ trước sự tăng trưởng quá điện áp nhờ có một hằng số xấp xỉ điện áp hồ quang, nguyên lý giới hạn quá điện áp tự nhiên này được sử dụng bởi khe hở phóng điện

Một cách đơn giản, khe hở phóng điện có thể xem như một công tắc đối xứng công suất thấp, điện trở có thể thay đổi từ vài Gigaohm trong suốt quá trình vận hành bình thường đến giá trị nhỏ hơn 1 Ohm sau khi phóng điện với lý do quá điện áp đánh thủng cách điện không khí của khe hở Đối với thiết bị Ống phóng khí, ngay sau khi tình trạng quá áp kết thúc, khí này hết bị ion hóa và mạch điện phục hồi lại hoạt động bình thường tiếp tục, và ống phóng khí sẽ tự động trở lại trạng thái tổng trở cao lúc ban đầu sau khi các ảnh hưởng đã qua đi

Sau đây, ta sẽ tìm hiểu nguyên lý làm việc của một khe hở phóng điện dạng Ống phóng khí dưới tác dụng của một xung quá điện áp dạng sin ( hình 2.10)

Trang 21

Trang 31

Trong suốt quá trình tăng trưởng điện áp đến giá trị điện áp đánh thủng Vs, hầu như không có dòng điện chảy qua

Hình 2.10: Sự giới hạn của quá điện áp dạng sin bởi thiết bị ống phóng khí

a) Điện áp phóng điện qua thiết bị ống phóng khí với thời gian b) Dòng điện xuyên qua thiết bị ống phóng khí với thời gian c) Đường đặc tuyến V/I của thiết bị

Sau khi đánh lửa, điện áp giảm xuống bằng giá trị điện áp cháy Vgl trong tầm của chế độ cháy G, lúc này dòng điện tăng lên, khe hở phóng điện sẽ chuyển sang chế độ hồ quang Điện áp hồ quang vô cùng thấp Va gần như không phụ thuộc dòng điện trên một tầm rộng (10-15V)

Với việc giảm điện áp ( trong thời gian ½ dạng sóng), dòng điện xuyên qua thiết bị cắt sét giảm giá trị đến khi rơi xuống giá trị thấp nhất ( từ khoảng 10 mA đến khoảng 100mA tùy theo từng loại thiết bị) cần thiết để duy trì trạng thái hồ quang Do vậy, sự phóng điện hồ quang phải dừng lại và sau đó chuyển sang trạng thái cháy sáng (glow mode), thiết bị cắt sét hồi phục về giá trị điện áp Ve

IV Trạng thái đáp ứng

Nếu một điện áp tăng với một tốc độ thấp ( ví dụ 100 V/s) tác động lên khe hở phóng điện, điện áp đánh thủng Vs của khe hở sẽ được xác định rõ chủ yếu bằng không gian giữa các điện cực, bằng loại khí và áp suất khí và bằng nhiệt độ trước hiện tượng ion hóa xung quanh vùng khí loãng Giá trị đánh lửa này được định nghĩa như điện áp đánh thủng một chiều ( DC) Vsdc (tầm rộng) Tuy nhiên, khi dạng sóng

điện áp tăng trưởng với một tỷ lệ nhanh hơn, điện áp đánh thủng Vs của thiết bị cắt sét sẽ cao hơn Vsdc Hiệu ứng này được tạo ra bằng việc rút ngắn thời gian cần thiết để ion hóa chất khí Tất cả những điện áp đánh thủng động này là đối tượng để xem xét thống kê sự biến thiên

Thực chất, giá trị trung bình của sự phân bổ điện áp đánh thủng có thể thấp hơn nữa bằng cách hỗ trợ sự đánh lửa trước khi đề cập đến việc tác động đến bên trong bề mặt của thiết bị cắt sét Việc giảm giới hạn trên của một lượng lớn sai số trường này và cũng hạn chế việc kéo dài điện áp đánh thủng của hồ quang Điện áp mồi lửa trong tầm động này được định nghĩa như một xung điện áp đánh thủng Vsi

(dynamic range) Do đó, khe hở phóng điện không phụ thuộc vào sự lâu dài tiền ion hóa để thu được các giá trị đặc trưng này (Vsi), là chủ yếu trong công tác định lượng chất lượng bảo vệ trong các ứng dụng thực tế

Trang 22

Trang 32

V Vật lý phóng điện trong chất khí của khe hở phóng điện

5.1 Một số dạng phóng điện trong chất khí

Hiện tượng phóng điện trong chất khí được mô tả như hình 2.10 Hình vẽ cho thấy, từ điểm C cho đến điểm D dòng tăng nhanh hơn so với sự tăng áp vì cường độ điện trường trong khoảng cách khí đủ cao để gây ion hóa va chạm chất khí Tại điểm D, khi điện áp đạt đến trị số U0 thì dòng trong khoảng cách khí sẽ tăng vọt, chất khí đã mất hẳn tính điện môi của nó mà trở nên dẫn điện, khe hở phóng điện là một plasma

Hiện tượng khi trong khoảng cách khe hở không khí xuất hiện khe điện dẫn cao nối liền hai điện cực, chính là hiện tượng phóng điện xuyên thủng khoảng cách khí (U0 = Uct)

Hình 2.11: Đặc tính V-A của khoảng cách không khí

Đoạn OABC trên đặc tính V-A gọi là giai đoạn phóng điện không tự duy trì Đoạn DEFG, là đoạn phóng điện tự duy trì, giai đoạn này dòng điện không còn phụ thuộc vào các nguồn ion hóa bên ngoài nữa mà tăng vọt dưới tác dụng của điện trường và chỉ phụ thuộc vào các thông số của bản thân mạch điện (công suất nguồn,

thời gian tác dụng của điện áp, điện trở trong mạch,…) và các thông số của chất khí giữa hai điện cực (áp suất, nhiệt độ, …)

Điện áp U0, mà từ đó bắt đầu giai đoạn phóng điện tự duy trì được gọi là điện áp bắt đầu phóng điện, điện áp tới hạn hay điện áp đánh thủng Tùy thuộc vào các điều kiện đã nêu của mạch điện và chất khí, phóng điện tự duy trì có thể xuất hiện

ở các dạng như : phóng điện tỏa sáng – đoạn DEF (dạng phóng điện không ổn định), phóng điện tia lửa – đoạn FG (phóng điện ổn định) và phóng điện vầng quang (phóng điện không ổn định) Tuy nhiên, trong trường hợp khe hở phóng điện chỉ quan tâm hai dạng, phóng điện tia lửa và phóng điện hồ quang, như sau:

Phóng điện tia lửa (đoạn EG) xảy ra ở chất khí áp suất xấp xỉ và lớn hơn áp suất khí quyển, khi công suất nguồn không lớn hoặc thời gian tác dụng của điện áp không lâu Trong điều kiện áp suất này, khe hở hẹp Mật độ ion trong khe hở có thể cao, nhưng dòng không thể lớn vì bị giới hạn bởi công suất nguồn, kết quả là khe

Trang 23

Trang 33

phóng điện (plasma) bị giải thể, nhưng sau đó lại có thể hình thành khe phóng điện mới Vì vậy ở điện áp xoay chiều, phóng điện tia lửa có dạng nhiều tia lửa xuất hiện riêng biệt xuất hiện liên tiếp nhau giữa hai điện cực Đây là dạng phóng điện không ổn định

Phóng điện hồ quang cũng được đặc trưng bởi đoạn FG của đặc tính V-A, nhưng ở đây công suất nguồn đủ lớn và thời gian tác dụng của điện áp đủ lâu nên phóng điện tia lửa chuyển thành phóng điện hồ quang Dòng chạy qua khe hồ quang là dòng ngắn mạch khoảng cách khí, có thể đạt đến trị số hàng trăm, hàng ngàn Ampere Do dòng lớn, nên khe hở bị đốt nóng lên, làm cho điện dẫn của nó tăng, điện dẫn tăng làm cho dòng tiếp tục tăng Quá trình đó đòi hỏi một thời gian đủ dài, bởi vậy khi thời gian tác dụng của điện áp quá ngắn, thì dù công suất nguồn lớn cũng chỉ gây nên phóng điện tia lửa mà thôi

5.2 Lý thuyết Ion hoá va chạm

Quá trình phóng điện phức tạp trong chất khí dưới tác dụng của điện trường chủ yếu gây nên do ion hoá va chạm bởi điện tử, do ion hóa quang trong thể tích khí cũng như ion hoá bề mặt điện cực âm Trong đó ion hóa va chạm là nhân tố cơ bản tham gia vào suốt quá trình phóng điện của chất khí và tạo tiền đề cho sự xuất hiện các dạng ion khác Lý thuyết ion hóa va chạm được xây dựng bởi Townsend

Như đã biết, các phần tử mang điện cũng như các phần tử khí đều chuyển động nhiệt hỗn loạn Ở điều kiện nhiệt độ bình thường năng lượng các phần tử tích lũy được trong bản thân quá trình chuyển động nhiệt này không đủ để gây ion hóa chất khí khi va chạm nhau Nhưng nếu tác dụng lên khoảng cách khí một điện trường cường độ đủ cao, thì các phần tử mang điện được gia tốc, động năng tích lũy của chúng sẽ tăng lên, có khả năng gây nên ion hoá các phần tử khí khi va chạm Khả năng gây nên ion hóa va chạm đó phụ thuộc năng lượng ion hóa của chất khí, quãng đường tự do của các phần tử mang điện và trị số cường độ điện trường tác dụng lên khoảng cách khí

Trang 24

Trang 34

5.3 Thác Điện Tử

Hình 2.12: Quá trình tạo thành thác

Đặt lên khoảng cách khí giữa hai điện cực phẳng một điện trường (đồng nhất) Giả thiết ban đầu do một nhân tố ion hóa tự nhiên nào đó ở gần bề mặt điện cực âm xuất hiện một điện tử tự do Nếu cường độ điện trường ngoài đủ lớn thì điện tử trên đường bay về phía cực dương va cham với các phần tử khí và gây nên ion hóa với hệ số ion hóa va chạm α Cứ sau mỗi lần va chạm ion hóa lại xuất hiện thêm một điện tử tự do Các điện tử mới xuất hiện cũng được gia tốc bởi điện trường và cũng tham gia vào quá trình ion hóa va chạm chất khí, do đó số điện tử tăng lên theo cấp số nhân Dòng điện tử tăng lên ồ ạt này gọi là thác điện tử Số điện tử tự do nhẹ, có tốc độ lớn dễ khuếch tán sẽ dồn về phía đầu thác và tỏa rộng, còn các ion dương có khối lượng lớn, tốc độ chậm phân bố rải rác và thu hẹp dần từ thân thác đến đuôi thác Mật độ điện tích không gian – điện tử và ion dương – phân bố theo chiều dài khoảng cách khí có dạng như trong Hình 2.12 Để số lượng điện tử trong thác gây nên bởi một điện tử ban đầu, giả thiết khi thác phát triển đến điểm x đã có n điện tử Trên đoạn đường dx tiếp theo, mỗi điện tử sẽ gây αdx lần ion hóa, như vậy số điện tử tăng thêm trên đoạn đường dx bằng :

dn = nαdx (2.1) Tách các biến số và lấy tích phân theo n từ 1 đến n và theo x từ 0 đến x :

Trang 35

Hình 2.13:

a- Sự phân bố điện tích trong thác b- Sự phân bố điện tích không gian c- Điện trường riêng phần của điện tử và ion dương

d- Sự biến dạng của điện trường ngoài

Nếu điện trường tác dụng lên khoảng cách khí là đồng nhất, E = E0 = const, thì

α không thay đổi theo x, do đó số điện tử trong thác sẽ là :

n = exp(αx) (2.4) Như vậy số lượng điện tử tự do trong thác tăng theo khoảng cách theo hàm mũ và càng mãnh liệt khi α càng lớn

Lý thuyết phóng điện theo thác của Townsend chỉ phù hợp với kết quả thực nghiệm trong giai đoạn đầu của quá trình phóng điện và khi mật độ (hay áp suất) khí thấp tức là khi ảnh hưởng của điện tích không gian đến sự phát triển của quá trình phóng điện không đáng kể

Ở mật độ khí cao nếu không tính đến ảnh hưởng của điện tích không gian thì sẽ không giải thích được một loạt các vấn đề thực tế như: thời gian phóng điện đo được bé hơn rất nhiều so với thời gian thác điện tử đầu tiên đi qua toàn bộ khoảng cách khí theo thuyết Townsend, sự phát triển của khe phóng điện từ cực dương, sự không phụ thuộc của điện áp phóng điện vào kim loại làm cực âm, sự hình thành plasma từ giữa khoảng cách khí

Trang 26

Trang 36

Lý thuyết phóng điện theo dòng, được đề xuất bởi Hans Peter và John Mike (1939), đã bổ sung cho lý thuyết phóng điện theo thác và giải đáp được các tồn tại trên

Phóng điện xuất hiện dưới dạng tia lửa hoặc hồ quang tùy theo công suất của nguồn Vì dòng xuất phát từ cửa dương nên được gọi là dòng dương (dòng anode), tốc độ phát triển trung bình của nó vào khoảng 3.108 cm/s, mật độ điện tích khoảng

1013 ÷ 1014 trên cm3

Khi điện áp tác dụng lên hai điện cực cao hơn trị số điện áp bắt đầu phóng điện (U > U0) thì thác đầu tiên chỉ cần đi qua một khoảng cách xk nhất định, xk < s, thì số lượng điện tích trong thác đã đủ cao để gây nên biến dạng của điện trường ngoài đáng kể, tạo điều kiện cho ion hóa quang chất khí xuất hiện Trong trường hợp này điện tử thứ cấp và do đó thác thứ cấp không chỉ hình thành ở sau đầu thác mà ở cả trước đầu thác ban đầu nữa Do đồng thời có nhiều thác phát triển nên mỗi thác chỉ cần đi qua một phần của khoảng cách s, vì thời gian phóng điện xuyên thủng khoảng cách khí bé hơn thời gian thác ban đầu đi qua toàn bộ khoảng cách khí theo lý thuyết phóng điện Townsend

5.4 Phóng điện xuyên thủng khoảng cách khí trong điện trường đồng nhất

Khi điều kiện phóng điện tự duy trì được thỏa mãn thì sẽ dẫn đến phóng điện xuyên thủng khoảng cách khí, tức là điện áp đánh thủng Uct bằng điện áp phóng điện tự duy trì U0 Do đó, có thể xác định điện áp đánh thủng từ điều kiện phóng điện tự duy trì :

α

/exp

A

Từ đó suy ra điện áp đánh thủng khoảng cách khí :

Trang 27

Trang 37

( ) ( )s f( )s A

s U A

=

1

1ln

ln 0

Biểu thức này cho thấy : “Trong điện trường đồng nhất, điện áp phóng điện xuyên thủng khoảng cách khí là hàm của tích số mật độ chất khí với chiều dài khoảng cách khí” – Qui luật Paschen (1865 - 1947)

Đường cong Uct = f(δs) đi qua một cực tiểu ở trị số δs tương đối bé, tương ứng với điều kiện ion hóa va chạm thuận lợi nhất, nghĩa là lúc hệ số ion hóa va chạm điện tử α có trị số lớn nhất

Quan hệ của cường độ điện trường theo δs khi phóng điện xuyên thủng :

=

1

1ln

ln 0 0

γ

δδ

U A s

U

E ct ct i

(2.10)

5.5 Phóng điện trong chất khí khi điện áp tác dụng có dạng xung

Trong thực tế cách điện của các trang thiết bị điện cao áp còn chịu tác dụng của những xung điện áp cao với thời gian duy trì rất ngắn, đó là dạng điện áp xuất hiện khi có quá điện áp khí quyển gây nên bởi sét đánh trực tiếp hoặc đánh gần thiết bị Vì điện áp xung lan truyền từ nơi phát sinh theo đường dây tải điện dưới dạng sóng điện từ nên thường gọi là sóng điện áp Phần sóng trong đó điện áp tăng lên giá trị cực đại được gọi là đầu sóng, còn phần sóng trong đó điện áp giảm được gọi là đuôi sóng Trị số cực đại Umax gọi là biên độ sóng Khoảng thời gian trong đó điện áp tăng đến giá trị cực đại là thời gian đầu sóng (τđs) và khoảng thời gian cho đến khi điện áp giảm còn bằng nửa biên độ (ở phần đuôi sóng) được gọi là thời gian toàn sóng hay là độ dài sóng (τs)

a Các thành phần của thời gian phóng điện

Giả thiết cho tác dụng lên khoảng cách khí một xung điện áp, với U0 là điện áp phóng điện tự duy trì Rõ ràng là trứơc thời điểm t1 và ngay cả thời điểm t1 quá trình phóng điện chưa thể bắt đầu được Để bắt đầu quá trình phóng điện, cần phải có trứơc hết trong khoảng cách ở gần cực âm một điện tử tự do hiệu dụng đầu tiên, khoảng thời gian từ t1 cho đến khi xuất hiện điện tử tự do hiệu dụng đầu tiên đó đựơc gọi là thời gian chậm trễ thống kê ttk Quá trình phóng điện bắt đầu tại thời điểm t2 = t1 + ttk và kết thúc tại thời điểm t3 bằng sự xuyên thủng khoảng cách khí, đánh dấu bởi sự sụt điện áp đột ngột xuống trị số không Khoảng thời gian từ t2 đến

t3 gọi là thời gian hình thành phóng điện tht, trong đó bao gồm thời gian thác phát triển, thời gian dòng đi qua suốt khoảng cách và thời gian phóng điện ngược Như vậy thời gian đến khi phóng điện tp bao gồm ba thành phần :

Trang 28

Trang 38

tk

t

• Các nguồn ion hóa bên ngoài : Nếu cường độ nguồn ion hóa bên ngoài mạnh thì thời gian chậm trễ thống kê trung bình sẽ ngắn Có thể dùng một liều lượng nguyên tố phóng xạ, hoặc một khe hở phóng khí hở phóng tia lửa, hai tác nhân này có thể làm giảm thời gian chậm trễ thống kê trung bình hơn 10 lần

• Công thoát của vật liệu làm cực âm : Điện cực được chế tạo bằng kim loại có công thoát bé thì thời gian chậm trễ thống kê trung bình sẽ giảm vì với cường độ nguồn ion hóa bên ngoài không đổi thì số điện tử đựơc giải thoát khỏi bề mặt cực âm nhiều hơn

• Điện áp tác dụng : tăng điện áp tác dụng sẽ giảm được thời gian chậm trễ thống kê vì cường độ điện trường trong khoảng cách tăng sẽ làm giảm xác xuất tạo thành ion âm và giảm số lượng điện tử khuếch tán

• Thực nghiệm cho thấy, trong điện trường đồng nhất, với cường độ nguồn ion hóa bên ngoài không đổi thì điện áp tác dụng tăng đến một giới hạn nào đó ( ≈ 1 , 6 ÷ 1 , 8 )

o

U

U thì thời gian chậm trễ thống kê hầu như không giảm nữa (ttk = ttkmin) điều này được giải thích , bởi vì khi điện áp đạt đến trị số đủ lớn thì cường độ điện trường trong khoảng cách đủ cao để đảm bảo cho mọi điện tử được giải thoát khỏi bề mặt cực âm đều trở thành điện tử tự do hiệu dụng Khi điện áp tác dụng xấp xỉ điện áp phóng điện tự duy trì thì thời gian chậm trễ thống kê kéo dài, có thể đến hàng chục μs

• Mức độ không đồng nhất của điện trường : trong điện trường rất không đồng nhất và thời gian chậm trễ thống kê trung bình rất bé và ít phụ thuộc vào các nguồn ion hóa bên ngoài hơn so với điện trừơng đồng nhất và hơi

Trang 29

Trang 39

không đồng nhất Vì ngay cả khi điện áp tác dụng còn có giá trị bé hơn

điện áp phóng điện tự duy trì thì cường độ điện trường ở bề mặt điện cực

có bán kính cong bé đã có thể đủ cao để gây ion hóa chất khí và tự cung

cấp các điện tử tự do hiệu dụng

b Thời gian hình thành phóng điện

Thời gian từ lúc điện tử tự do hiệu dụng xuất hiện (t2) đến khí quá trình phóng

điện kết thúc (t3) trải qua ba giai đoạn :

• Thác điện tử đầu tiên phải phát triển tới một độ dài xk, cần thiết để tạo

điều kiện cho sự hình thành dòng

• Dòng phát triển qua suốt chiều dài khoảng cách

• Phóng điện ngược qua toàn bộ khoảng cách

Do phóng điện ngược phát triển với tốc độ cao hơn nhiều so với tốc độ điện tử

(cũng là tốc độ phát triển của thác) và tốc độ phát triển của dòng, nên thời gian

phóng điện ngược rất bé, có thể bỏ qua Như vậy, thời gian hình thành phóng điện tht

gần đúng bằng tổng thời gian phát triển của thác tt và của dòng td

Thời gian để thác đi qua một đoạn xk bằng :

E k

x t

Thời gian để dòng phát triển qua toàn bộ khoảng cách khí

E bk

s t

e

Trong đó: b là hệ số chỉ khả năng phát triển nhảy vọt của dòng so với tốc độ

của điện tử dước tác dụng của ion hóa quang b = 2 ÷10

Tương quan giữa thời gian phát triển của thác và của dòng thay đổi theo mức

độ không đồng nhất của điện trường và trị số điện áp tác dụng:

Trong trường đồng nhất và hơi không đồng nhất, khi điện áp tác dụng xấp xỉ

điện áp phóng điện tự duy trì U0 thì thác điện tử đầu tiên phải phát triển qua toàn bộ

khoảng cách s, sau đó mới hình thành dòng Do đó, thời gian hình thành phóng điện

thực tế gần bằng thời gian phát triển của thác

e e

t ht

v

s E k

s t

0

(2.14)

Trang 30

Trang 40

Nếu tăng U = 1,6U0 thì tht giảm gần 3 lần, do ve tăng

Trong trường rất không đồng nhất, thác điện tử đầu tiên chỉ cần phát triển qua một đoạn xk << s thì đủ điều kiện để hình thành dòng Do đó, thời gian hình thành phóng điện thực tế gần bằng thời gian phát triển của dòng

d d ht

v

s t

Tốc độ phát triển của dòng vd phụ thuộc vào loại chất khí, mức độ không đồng nhất của trường, điện áp tác dụng và cực tính của cực có bán kính cong bé Nhận thấy, khi mức độ không đồng nhất của trường tăng thì tốc độ trung bình của dòng giảm, vì trong quá trình phát triển dòng càng đi sâu vào khoảng cách khí thì rơi vào vùng có cường độ trường càng yếu

VI Kết luận

Trong hệ thống điện, khe hở phóng điện được sử dụng để triệt xung quá điện áp tức thời như trường hợp các xung sét Khe hở phóng điện có cấu tạo không quá phức tạp và có ưu điểm nổi bật là có khả năng cho phép năng lượng quá độ cao chảy qua Tuy nhiên điện áp phóng điện của nó lại thay đổi do phụ thuộc điều kiện môi trường xung quanh và độ dốc đầu sóng của xung sét, sau mỗi lần phóng điện điện cực bị ăn mòn dẫn đến khoảng cách phóng điện thay đổi Thời gian đáp ứng của nó có cũng liên quan đến độ dốc đầu sóng của xung sét

Nhìn chung, nguyên lý hoạt động của khe hở phóng điện thật đơn giản, nhưng nếu xét thật chi tiết thì trạng thái hoạt động quá độ của khe hở mà đặc trưng là quá trình vật lý của hiện tượng phóng điện trong chất khí nó rất phức tạp Do đó rất khó lập mô hình và mô phỏng cho khe hở phóng điện do phải tích hợp cả cơ cấu phóng điện vào quá trình mô phỏng để tái hiện đáp ứng thật của khe hở

Trang 31

Định dạng
Số trang	159
Dung lượng	4,29 MB