BÀI TẬP CHƯƠNG Câu 1: Phân loại ứng dụng chân không thiết bị sử dụng lĩnh vực truyền tải điện lĩnh vực công nghiệp khác Giải: a) Phân loại Chân không cao: Torr mmHg = Torr Chân không siêu cao: Torr Chân không cực cao: < Torr b) Ứng dụng: Trong lĩnh vực truyền tải điện năng: chân khơng dùng với mục đích cách điện dập tắt hồ quang thiết bị khởi động từ máy cắt chân không, rơle tần số cao tụ điện, máy phát tĩnh điện, ống vi sóng, Trong lĩnh vực cơng nghiệp khác: chân khơng dùng với mục đích vận chuyển, bơm – hút chân không, mạ, phủ sơn, thiết bị máy bơm – hút chân khơng, máy đóng gói chân khơng, lọc chân không, Câu 2: Phân biệt khác phóng điện chân khơng phóng điện chất khí Giải: Trong chân khơng Trong chất khí - Số lượng điện tử tăng lên - Số lượng điện tử tăng lên thông qua nguyên lý trao đổi hạt, thơng qua q trình ion hóa (ion ngun lý phát xạ điện tử, lý thuyết hóa va chạm, ion hóa quang, ion đám hóa nhiệt) - Phóng điện chân khơng khơng - Phóng điện chất khí hồn tồn tn theo lý thuyết phóng hình thành thác điện tử điện thác điện tử - Phụ thuộc vào độ chân không (p > - Phụ thuộc lớn vào loại chất khí, 1bar), trạng thái bề mặt, độ tinh áp suất nhiệt độ phụ thuộc khiết kim loại kim loại làm vào vật liệu làm điện cực điện cực Câu 3: Thảo luận khác loại chế phóng điện chân khơng Giải: Nguyên lý trao đổi hạt Lý thuyết phát xạ điện tử Lý thuyết đám - - - Bề mặt điện cực nhẵn, Bề mặt điện cực không Tồn “cục” tạp trơn - - Điện tử bị tách khỏi bề mặt cực âm hiệu ứng Schottky hay Tunnelling Giải phóng A ion dương C photon - nhẵn, chứa nhấp nhô Các điện tử dễ dàng bị tách khỏi nhấp nhô bề mặt cực âm Giải phóng chất khí kim loại - - chất bề mặt điện cực Các cục tạp chất bị nhiễm điện tách khỏi bề mặt cực âm lực hút tĩnh điện Tạo chất khí kim loại Câu 4: So sánh ưu nhược điểm máy cắt chân không so với loại máy cắt khác Giải: Ưu điểm: Chân không cao, có độ bền điện khả dập tắt hồ quang vượt trội so với chất cách điện khác Do dập tắt hồ quang chân không nên không cần bổ sung định kỳ máy cắt dầu, khí SF6 phí bảo hành thấp, khơng gây ô nhiễm môi trường Nhỏ gọn nên công suất cần thiết để đóng mở hệ thống điện cực nhỏ nhiều so với loại máy cắt khác Dung lượng cắt lớn Cơ chế hoạt động đơn giản, máy cắt chân không không cần bảo trì nhiều Làm việc an tồn, cháy nổ Thời gian cháy hồ quang nhỏ, phục hồi nhanh chóng tính cách điện chân khơng (gấp 10 lần so với máy cắt dập tắt hồ quang khí nén Nhược điểm: Sự suy giảm độ chân khơng cao khó phát máy hoạt động hệ thống Nếu chân khơng hư hỏng vận chuyển phận dập hồ quang máy cắt không sử dụng sửa chữa chỗ Khi thiết bị đóng cắt đóng mạch, xảy phóng điện trước tiế điểm khép vào, kết xuất sóng chạy thành phần cảm ứng phản xạ trở lại buồng cắt Các sóng chạy qua lại nhiều lần gây phóng điện trở lại buồng cắt Câu 5: Cho biết ảnh hưởng tình trạng bề mặt điện cực vật liệu bề mặt làm điện cực ảnh hưởng đến điện áp phóng điện chân khơng Giải: Sự lựa chọn xác vật liệu điện cực việc sử dụng lớp phủ cách điện mỏng khe hở lớn làm tăng điện áp phóng điện khe hở chân khơng Mặt khác, việc tăng diện tích bề mặt điện cực diện hạt tạp chất khe hở điện cực làm giảm điện áp đánh thủng Sự phóng điện khe hở chân khơng với kiểu bố trí điện cực khác tượng phức tập Nó phụ thuộc vào loạt thơng số vật liệu điện cực, hình dạng, kích thước, diện tích bề mặt, mức độ hồn thiện bề mặt, phương pháp xử lý bề mặt mức độ chân khơng Câu 6: Sau đóng cắt phát sinh hồ quang điện buồng chân không Cho biết ảnh hưởng hồ quang điện đến chất lượng cách điện chân không đề biện pháp trì độ bền điện chân khơng máy cắt vận hành lâu dài lưới phân phối Giải: Ảnh hưởng hồ quang điện đến chất lượng cách điện chân không: Kim loại hợp kim dùng để chế tạo tiếp điểm tiếp xúc với hồ quang bị đốt nóng đến điểm sôi kim loại nhiệt độ sinh cao Biện pháp trì độ bền điện chân không máy cắt vận hành lâu dài lưới phân phối: Che chắn phần vách cách điện đối diện với vùng hồ quang Chuyển động hồ quang từ trường: Nếu hướng từ trường vng góc với trục hồ quang hồ quang bị chuyển động tịnh tiến bị đẩy vào khe hở buồng dập tắt hồ quang Khi từ trường tròn, hồ quang chuyển động quay, dễ dàng làm mát khử ion Câu 7: Cho ống chân không chứa điện cực cách mm Điện áp đặt lên hệ thống điện cực kV Công thoát kim loại cực âm 2,6 eV Với thơng số sau: a Tính dịng điện hiệu ứng Schottky với T = 20oC b Nếu điện áp hai điện cực tăng lên kV T = 20 oC Tính giá trị dịng điện hiệu ứng Schottky c Nếu điện áp hai điện cực giữ kV nhiệt độ điểm nóng chảy bề mặt điện cực 1600oC Tính giá trị dịng điện hiệu ứng Schottky d Nếu điện áp hai điện cực kV nhiệt độ điểm nóng chảy bề mặt điện cực 1600oC Tính giá trị dịng điện hiệu ứng Schottky e So sánh kết tính tốn dịng điện thay đổi điện áp, nhiệt độ thay đổi hai thơng số Từ đó, rút kết luận gì? Giải: Điện trường cực âm là: Mật độ dòng điện hiệu ứng Schottky là: Dòng điện theo lý thuyết là: ... phản xạ trở lại buồng cắt Các sóng chạy qua lại nhiều lần gây phóng điện trở lại buồng cắt Câu 5: Cho biết ảnh hưởng tình trạng bề mặt điện cực vật liệu bề mặt làm điện cực ảnh hưởng đến điện... giảm điện áp đánh thủng Sự phóng điện khe hở chân không với kiểu bố trí điện cực khác tượng phức tập Nó phụ thuộc vào loạt thơng số vật liệu điện cực, hình dạng, kích thước, diện tích bề mặt, mức