De cuong AN TOÀN ĐIỆN 1

Đề cương Khí Cụ Điện HT Đề cương Khí Cụ Điện Câu 1: Nêu định nghĩa tính chất, đặc tính Hồ Quang Điện Nguyên nhân phát sinh Hồ Quang Điện biện pháp dập tắt Hồ Quang Điện Câu 2: Trình bày hồ quang điện (HQĐ) chiều? Câu 3: Kể tên số vật liệu thường dùng làm tiếp điểm; kiểu kết cấu tiếp điểm thường dùng, nguyên nhân gây hư hỏng tiếp điểm biện pháp khắc phục? Câu 4: Tiếp xúc điện? Xây dựng cơng thức tính điện trở tiếp xúc? Nêu yếu tố ảnh hưởng tới điện trở tiếp xúc? Yêu cầu vật liệu làm tiếp điểm? .7 Câu 5: Trình bày dạng tổn hao KCĐ? Câu 6: Lập phương trình cân nhiệt KCĐ? Giải phương trình chế độ xác lập nhiệt chế độ độ nhiệt? Vẽ đồ thị thời gian nhiệt độ KCĐ chế độ làm việc? .11 Câu 7: Tại phải quan tâm đến lực điện động (LĐĐ)? Điều kiện ổn định động KCĐ? Tính lực điện động dịng điện xoay chiều pha chế độ xác lập? 13 Câu 8: Nêu cấu tạo ứng dụng nam châm điện (NCĐ)? So sánh đồng dạng tham số mạch điện mạch từ Các định luật mạch từ? 15 Câu 9: Trình bày lực hút nam châm điện (NCĐ) xoay chiều? Nêu giải pháp chống rung cho NCĐ xoay chiều? .17 Câu 10 : Nêu khí cụ điện đóng ngắt bảo vệ mạch điện hạ áp? Điều kiện chung để lựa chọn khí cụ So sánh thiết bị bảo vệ áptơmát cầu chì hạ áp 19 Đề cương Khí Cụ Điện HT Câu 1: Nêu định nghĩa tính chất, đặc tính Hồ Quang Điện Nguyên nhân phát sinh Hồ Quang Điện biện pháp dập tắt Hồ Quang Điện  + + + +  Định nghĩa tính chất: Hồ quang điện tượng phóng điện bên chất khí với: Mật độ dòng điện lớn (102-103 A/mm2) Điện áp rơi bề mặt catot bé Có nhiệt độ cao (6000-18000 oK) Có tượng phát sang Đặc tính U AC =U A +U C +U thq  -  Vùng catot: có khoảng cách ngắn 10-3mm, Uc cỡ 10 -20V -> Ec lớn Vùng Anot: Khoảng cách cỡ 10-2mm, UA cỡ 5-20V -> EA < EC Vùng thân hồ quang: Ehq khơng đổi, Uhq =Ehq.lhq Q trình phát sinh hồ quang điện: Do môi trường điện cực bị ion hóa (xuất hạt dẫn điện) Q trình ion hóa xảy ánh sang, nhiệt độ, điện trường mạnh… Các dạng ion hóa: + Tự phát xạ điện tử + Phát xạ nhiệt điện tử + Ion hóa va chạm + Ion hóa nhiệt Các biện pháp dập tắt: Hiện tượng hồ quang điện dập tắt môi trường điện cực khơng cịn dẫn điện hay q trình phản ion hóa xảy mạnh q trình ion hóa - Phản ion hóa có hai tượng + Hiện tượng tái hợp + Hiện tượng khuếch tán Các biện pháp dập tắt Kéo dài hồ quang khí Phân đoạn hồ quang Thổi hồ quang từ Thổi hồ quang khí nén Dập tắt hồ quang điện dầu máy biến áp Dập tắt hồ quang môi trường đặc biệt Nối song song điện trở với hồ quang Đề cương Khí Cụ Điện Câu 2: Trình bày hồ quang điện (HQĐ) chiều? HT Trả lời: Mạch tạo HQĐ chiều gồm điện trở R, điện cảm L hai điện cực hồ quang nối tiếp với nguồn U0 di Phương trình cân điện áp: U =U R + U L + U hq=i R+ L dt +U hq Trong đó: U0: điện áp nguồn chiều UR: điện áp giáng điện trở R UL: điện áp giáng điện kháng Uhq: điện áp hồ quang  Đặc tính vơn ampe: - Đường biểu diễn điện áp nguồn U0 (coi công suất nguồn vô lớn - Đường đường đặc tính tĩnh hồ quang(mơi trường thay đổi biến động di < dòng điện tiếp tục suy giảm dt di hồ quang tắt Nếu dịng điện tăng L dt > dòng tiếp tục tăng đến điểm B - Tại điểm A dịng điện suy giảm L Điểm A điểm cân không ổn định hồ quang Đề cương Khí Cụ Điện HT di Tại điểm B dòng giảm L dt > đẩy dòng tăng lên đến B Nếu dòng điện tăng di L < nên kéo dòng quang điện B Vậy điểm B điểm cân ổn định dt - hồ quang điện  Biểu thức tính lượng hồ quang: t L i Ahq =∫ ( U−i R ) i dt+ - Năng lượng hồ quang gồm hai thành phần: + Năng lượng tổn hao quang cháy Phụ thuộc vào thời gian cháy hồ quang, điện áp nguồn, điện trở tải dòng hồ quang + Năng lượng hồ quang lượng dự trữ mạch thành phần thứ lớn nhiều so với thành phần thứ nhất, nên việc dập tắt hồ quang gặp khó khăn  Hiện tượng áp cắt mạch: di - Khi i = 0: U hq −U=−L dt =∆ U L lớn di/dt lớn ΔU lớn - Trị số áp lớn dẫn đến làm hỏng cách điện thiết bị - Các biện pháp khắc phục: + Mắc điện trở r song song với tải r=(5->7)R L + Mắc song song với tải tụ điện C r thỏa mãn điều kiện C F lực hút dây dẫn - Lực điện động có hai thành phần: F=F 1+ F 2= Fm F m − cos wt 2 F1: thành phần không đổi F2: Thành phần biến đổi 13 Đề cương Khí Cụ Điện - Trị số trung bình lực điện động: HT T F 1 F tb = ∫ F dt= m = 10−7 K c I m2=10−7 K c I 20 2 Câu 8: Nêu cấu tạo ứng dụng nam châm điện (NCĐ)? So sánh đồng dạng tham số mạch điện mạch từ Các định luật mạch từ? Trả lời: Cấu tạo nam châm điện NCĐ Nắp mạch từ Thân mạch từ Cuộn dây Ứng dụng nam châm điện: NCĐ dùng rộng rãi lĩnh vực cấu truyền động role điện 14 Đề cương Khí Cụ Điện HT cơ, công tắc tơ, thiết bị đóng cắt bảo vệ cấu chấp hành van điện từ, khớp nối, phanh hãm, phân ly… Mạch từ Mạch điện Sức từ động: F=iw(A.vòng) SĐ động e,v Từ thông : (wb) Điện áp U , V Từ cảm: B= Φ /s (T).M.độ t.thơng Mật độ dịng điện (J: a/cm2) CĐtừ.trường H=F/l (A/m) CĐ đ.trường Từ trở R μ = 1/ μ l/s (1/H) Điện trở R ( Ω ) Từ dẫn G=1/ R μ = μ S/l (H) Điện dẫn G=1/R (1/ Ω ) Dòng diện I, A μ = B/H [H/m]; với chân không Điện trở xuất ρ , Ω m (khơng khí) μ = μ0 = 4π.10-7 H/m  Các định luật mạch từ: - Định luật ôm: phân đoạn mạch từ, từ áp rơi tích từ thông từ trở thương từ thông từ dẫn: U μ=∅ R μ= ∅ G - Định luật Kiếc Khốp 1: phân đoạn mạch từ tổng từ thông vào tổng từ thông ra: n ∑ ∅i=0 - Định luật Kiếc Khốp 2: mạch từ khép kín tổng từ áp đoạn mạch tổng sức từ động n n ∑ ∅i R μi=∑ Fi i 15 Đề cương Khí Cụ Điện HT - Định luật tồn dịng điện: tích phân đường từ thơng theo vịng từ khép kín tổng sức từ động mạch từ n ❑ ∫ Hdl=∑ F i l  Định luật tồn dịng điện biến đổi: n ∫ Hdl=∫ l l BS dl dl=∫ ∅ =∫ ∅ dRμ=∑ F i μS μS l l Câu 9: Trình bày lực hút nam châm điện (NCĐ) xoay chiều? Nêu giải pháp chống rung cho NCĐ xoay chiều? Trả lời: Phương pháp tính lực từ giống NCD chiều thay i=I m sin wt ∅=∅ m sin wt 2 F=4,06 Bδm sin wt =4,06 ∅ δm 2 sin wt (1) S 2 ∅m sinwt dG ∅m dG F= ( ) = sin wt (2) G dδ G dδ 1−cos wt Từ công thức (1) (2) thay sin wt = ta cơng thức tính lực điện từ NCĐ xoay chiều: 1 F=F m sin wt = Fm − Fm cos wt =F−¿+F ¿ 2 Trong đó: 16 Đề cương Khí Cụ Điện Fm: trị số biên độ lực điện từ HT F- : Thành phần không đổi lực F~: thành phần biến đổi lực từ với tần số biến đổi hai lần tần số điện áp  Nhận xét đồ thị: - Trong chu kỳ từ thông ϕ có hai chu kỳ lực điện từ Fiện từ F trị số F thay đổi từ Fmax =Fm điện từ Fến Fmin=0 - Nếu lực học (phản lực nắp nam châm) F> Fcơ nắp bị hút cịn F= Fcơ Để làm điện từ Fược điện từ Fiều điện từ Fó người ta hai từ thông lệch pha mạch từ hai từ thông không điện từ Fồng thời 0: - Hai biện pháp tạo từ thông lệch pha nhau: + Dùng hai cuộn dây có thơng số khác thường cuộn có tính cảm, cuộn có tính dung(mắc nối tiếp tụ điện) – dùng tốn + Đặt vòng ngắn mạch(hay gọi vòng chống rung  Nguyên lý làm việc cùa vịng chống rung: - Khi cực từ có vịng ngắn mạch từ thơng chia thành hai thành phần: ϕ1 ngồi vịng 17 Đề cương Khí Cụ Điện HT ngắn mạch, ϕ2 vòng ngắn mạch Hai từ thông sinh hai thành phần lực từ là: F1 F2 - Hai lực F1 F2 không đồng thời qua trị số nên lực hút điện từ tổng F nâng cao làm cho thời điểm F>F Điều làm cho nắp mạch từ không rung Câu 10 : Nêu khí cụ điện đóng ngắt bảo vệ mạch điện hạ áp? Điều kiện chung để lựa chọn khí cụ So sánh thiết bị bảo vệ áptơmát cầu chì hạ áp Trả lời:  Những thiết bị đóng cắt, bảo vệ mạch điện hạ áp: - Cầu Dao: khí cụ đóng cắt tay Cầu dao chủ yếu dùng để đóng cắt dịng phụ tải tòa nhà, quan, văn phòng, chung cư với nhiều phụ tải bé, hệ số công suất lớn - Cầu dao đổi nối: dùng để cấp điện cho tải từ hai nguồn 18 Đề cương Khí Cụ Điện HT - Cầu chì: hay cịn gọi cầu chảy loại KCĐ bảo vệ tự động ngắt mạch điện có cố tải ngắn mạch Các loại cầu chì: + Cầu chì hạ áp: điện áp định mức đến 660v dòng định mức 5-1000A + Cầu chì cao áp: điện áp định mức 1000v trở lên - Máy cắt hạ áp(áp to mát): KCĐ tự động cắt mạch điện có cố như: tải, ngắn mạch, điện áp thấp, dòng điện rị, cơng suất ngược…  Điều kiện chung để lựa chọn loại khí cụ: - Đặc tính bảo vệ phải thấp đối tượng cần bảo vệ - Có độ bền cao Ví dụ độ bền nhiệt, độ bền cao - Khả đóng cắt lớn, thời gian đóng cắt bé tốt - Dễ thay bảo dưỡng, giá phải  So sánh Aptomat cầu chì hạ áp Chỉ tiêu so sánh Aptomat Điện áp định mức 660 Cầu chì hạ áp 660 Aptomat vạn năng: 630A-6300A Dòng điện định mức Aptomat định hình: 6A-1600A Aptomat chống điện: 25-60A Dịng rị định mức Aptomat chống điện: 30-300mA 19 5A-1000A