Slide CHƯƠNG 1 hồ QUANG điện (môn KHÍ cụ điện)

CHƯƠNG HỒ QUANG ĐIỆN KHÁI NIỆM CHUNG B¶n chÊt cđa hå quang ®iƯn lµ hiƯn t­ỵng phãng ®iƯn chÊt khÝ víi mËt ®é dßng ®iƯn rÊt lín ( tíi kho¶ng 102 ®Õn 103 A/mm2) cã nhiƯt ®é rÊt cao (tíi kho¶ng 5000 ®Õn 60000C ) vµ th­­ êng kÌm theo hiƯn t­ỵng ph¸t s¸ng KHÁI NIỆM CHUNG Hå quang ®iƯn cã Ých : Hå quang ®iƯn thùc sù cã Ých ®­ỵc sư dơng c¸c lÜnh vùc nh­ hµn ®iƯn, lun thÐp, nh÷ng lóc nµy hå quang cÇn ®­ỵc tr× ch¸y ỉn ®Þnh KHÁI NIỆM CHUNG Hå quang ®iƯn cã h¹i : Khi ®ãng c¾t c¸c thiÕt bÞ ®iƯn nh­ cont¾ct¬, cÇu dao, m¸y c¾t, hå quang sÏ xt hiƯn gi÷a c¸c cỈp tiÕp ®iĨm Hå quang ch¸y nµy l©u sau thiÕt bÞ ®iƯn ®· ®ãng c¾t sÏ lµm h­ h¹i c¸c tiÕp ®iĨm vµ b¶n th©n thiÕt bÞ ®iƯn Trong tr­êng hỵp nµy ®Ĩ ®¶m b¶o ®é lµm viƯc tin cËy cđa thiÕt bÞ ®iƯn yªu cÇu ph¶i tiÕn hµnh dËp t¾t hå quang cµng nhanh cµng tèt Vïng K Vïng th©n Vïng A K E [V] A EK UA EK UTh Eth EA UK Ihq[m] H×nh : §Ỉc tÝnh hå quang ®iƯn ĐẶC TÍNH HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU Uhq l 200 150 50mm 100 20 50 I 10 12 Q TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG Hå quang ®iƯn ph¸t sinh lµ m«i tr­êng gi÷a c¸c ®iƯn cùc (hc gi÷a c¸c cỈp tiÕp ®iĨm) bÞ ion hãa (xt hiƯn c¸c h¹t dÉn ®iƯn) Ion hãa cã thĨ x¶y b»ng c¸c ®­êng kh¸c di t¸c dơng cđa ¸nh s¸ng, nhiƯt ®é, ®iƯn tr­êng m¹nh, Trong thùc tÕ qu¸ tr×nh ph¸t sinh hå quang ®iƯn cã nh÷ng d¹ng ion hãa sau: Q TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG Trong thùc tÕ qu¸ tr×nh ph¸t sinh hå quang ®iƯn cã nh÷ng d¹ng ion hãa sau :  Qu¸ tr×nh ph¸t x¹ ®iƯn tư nhiƯt ;  Qu¸ tr×nh tù ph¸t x¹ ®iƯn tư ;  Qu¸ tr×nh ion hãa va ch¹m;  Qu¸ tr×nh ion hãa nhiƯt QÚA ĐIỆN ÁP HQĐ MỘT CHIỀU l trë säú quạ âiãûn ạp xoay chiãưu Trong mảch mäüt chiãưu lm viãûc våïi cäng sút låïn lải cọ nhiãưu vng dáy dáûp häư quang âiãûn quạ âiãûn ạp s xy ráút låïn cọ thãø gáy âạnh thng cạch âiãûn v hỉ hng thiãút bë Âãø hản chãú hiãûn tỉåüng quạ âiãûn ạp ngỉåìi ta thỉåìng dng thãm mäüt mảch âiãûn phủ màõc song song våïi phủ ti Mảch ny cọ thãø l âiãûn tråí, âiãûn tråí v tủ näúi tiãúp hồûc mäüt chènh lỉu màõc ngỉåüc ∆U QÚA ĐIỆN ÁP HQĐ MỘT CHIỀU R C Zt (R,L) R Zt (R,L) D Zt (R,L) HỒ QUANG ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÁI NIỆM CHUNG ÅÍ häư quang âiãûn xoay chiãưu, dng âiãûn v âiãûn ạp ngưn biãún thiãn tưn hon theo táưn säú lỉåïi âiãûn Vç häư quang l âiãûn tråí phi tuún nãn dng âiãûn v âiãûn ạp ca h quang trng pha Tải thåìi âiãøm dng âiãûn âi qua âiãøm 0, häư quang khäng âỉåüc cáúp nàng lỉåüng nãn quạ trçnh phn ion xy åí vng âiãûn cỉûc ráút mảnh v nãúu âiãûn ạp âàût lãn âiãûn cỉûc bẹ hån trë säú âiãûn ạp chạy thç HQ s tàõt hàón KHÁI NIỆM CHUNG Khi häư quang âiãûn xoay chiãưu âang chạy ta âỉa dng âiãûn v âiãûn ạp ca häư quang vo dao âäüng kê ta s âỉåüc dảng sọng ca dng âiãûn v âiãûn ạp häư quang hçnh U[V] Uch Ut i(t ) ωt KHÁI NIỆM CHUNG Trong 1/4 chu k âáưu, âiãûn ạp HQ tàng nhanh âãún tri säú Uch (theo âiãûn ạp ngưn) Khi HQ chạy, âiãûn ạp gim dáưn Dng âiãûn tàng tỉì âãún âiãøm chạy, dng tàng mảnh v t = T/4, dng âiãûn âảt trë säú cỉûc âải v âiãûn ạp HQ gáưn khäng âäøi ÅÍ 1/4 chu k tiãúp theo, dng âiãûn gim dáưn, âãún thåìi âiãøm tàõt, âiãûn ạp HQ tàng sau âọ suy gim vãư v dng âiãûn tråí vãư KHÁI NIỆM CHUNG Tỉì dảng sọng thu âỉåüc trãn mn hçnh dao âäüng kê ta xáy dỉûng âỉåüc âàûc Vän -Am pe (V-A) ca häư quang âiãûn xoay chiãưu hçnh U Uch Ut I KHÁI NIỆM CHUNG Ta nháûn tháúy mảch cọ phủ ti âiãûn tråí thưn dãù dáûp häư quang hån mảch cọ ti âiãûn cm Båíi åí mảch thưn tråí dng âiãûn qua trë säú khäng (thåìi gian i=0 thỉûc tãú kẹo di khong 0,1) thç âiãûn ạp ngưn cng bàòng khäng (trng pha) Cn åí mảch thưn cm dng bàòng khäng thç âiãûn ạp ngưn âang cọ giạ trë cỉûc âải (âiãûn ạp vỉåüt trỉåïc dng âiãûn mäüt gọc 900) DẬP TẮT HQĐ XOAY CHIỀU Häư quang âiãûn xoay chiãưu dng âiãûn qua trë säú thç khäng âỉåüc cung cáúp nàng lỉåüng Mäi trỉåìng häư quang máút dáưn dáùn âiãûn v tråí thnh cạch âiãûn Nãúu âäü cạch âiãûn ny â låïn v âiãûn ạp ngưn khäng â trç phọng âiãûn lải thç häư quang s tàõt hàón Âãø âạnh giạ mỉïc âäü cạch âiãûn ca âiãûn mäi vng häư quang l låïn hay bẹ ngỉåìi ta dng khại niãûm âiãûn ạp chc thng Âiãûn ạp chc thng ( Uch.t ) cng låïn thç mỉïc âäü cạch âiãûn ca âiãûn mäi cng cao DẬP TẮT HQĐ XOAY CHIỀU Quạ trçnh dáûp tàõt häư quang âiãûn xoay chiãưu khäng nhỉỵng ty thüc vo tỉång quan giỉỵa âäü låïn ca âiãûn ạp chc thng våïi âäü låïn ca âiãûn ạp häư quang m cn phủ thüc tỉång quan giỉỵa täúc âäü U[V] tàng ca chụng 150÷250V I[A] BIỆN PHÁP VÀ TRANG BỊ DẬP HỒ QUANG TRONG THIẾT BỊ ĐIỆN CÁC U CẦU DẬP HQ Trong thåìi gian ngàõn phi dáûp tàõt âỉåüc häư quang, hản chãú phảm vi chạy häư quang l nh nháút  Täúc âäü âọng måí tiãúp âiãøm phi låïn  Nàng lỉåüng häư quang sinh phi bẹ, âiãûn tråí häư quang phi tàng nhanh  Trạnh hiãûn tỉåüng quạ âiãûn ạp dáûp häư quang  CÁC NGUN TẮC DẬP HQ Kẹo di ngn lỉía häư quang Dng nàng lỉåüng häư quang sinh âãø tỉû dáûp Dng nàng lỉåüng ngưn ngoi âãø dáûp Chia häư quang thnh nhiãưu pháưn ngàõn âãø dáûp Màõc thãm âiãûn tråí song song âãø dáûp  DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP Kẹo di häư quang âiãûn bàòng cå khê Dng cün dáy thäøi tỉì kãút håüp bưng dáûp häư quang Dng bưng dáûp häư quang cọ khe håí quanh co Phán chia häư quang lm nhiãưu âoản ngàõn Tàng täúc âäü chuøn âäüng ca tiãúp âiãøm âäüng Kãút cáúu tiãúp âiãøm kiãøu bàõc cáưu  DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP Dáûp häư quang dáưu biãún ạp kãút håüp phán chia häư quang Dáûp häư quang bàòng khê nẹn Dáûp häư quang bàòng cạch dng váût liãûu tỉû sinh khê Dáûp häư quang chán khäng Dáûp häư quang khê ạp sút cao  [...]... (âiãûn ạp trãn häư quang) cao hån âỉåìng âàûc tênh 2 nhỉ hçnh (tỉïc l häư quang s tàõt khi Uhq> U0- UR) ĐIỀU KIỆN DẬP TẮT HỒ QUANG ĐIỆN Âãø náng cao âỉåìng âàûc tênh 3 thỉåìng thỉûc hiãûn hai biãûn phạp l tàng âäü di häư quang( tàng l) v gim nhiãût âäü vng häư quang xúng, âàûc tênh nhỉ hçnh U [V] 3 2 I [A] ĐIỀU KIỆN DẬP TẮT HỒ QUANG ĐIỆN U [V] U [V] L2>L1 T1 T20 2 Ldi/dt< 0 Uhq IA B IB I[A] ĐIỀU KIỆN DẬP TẮT HỒ QUANG ĐIỆN Âãø cọ thãø dáûp tàõt âỉåüc häư quang âiãûn mäüt chiãưu cáưn loải b âỉåüc âiãøm häư quang chạy äøn âënh (âiãøm... hå quang, ®iƯn tư khch t¸n nhanh h¬n ion d­ ¬ng HIỆN TƯỢNG KHUẾCH TÁN Qu¸ tr×nh khch t¸n ®Ỉc tr­ng b»ng tèc ®é khch t¸n Sù khch t¸n cµng nhanh hå quang cµng nhanh bÞ t¾t §Ĩ t¨ng qu¸ tr×nh khch t¸n ng­ êi ta th­êng t×m c¸ch kÐo dµi ngän lưa hå quang HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU Víi U0 lµ ®iƯn ¸p ngn , m¹ch cã ®iƯn trë R, m¹ch cã ®iƯn c¶m m¹ch L vµ rhq ®Ỉc tr­ng cho ®iƯn trë hå quang. .. tủ näúi tiãúp hồ c mäüt chènh lỉu màõc ngỉåüc ∆U QÚA ĐIỆN ÁP HQĐ MỘT CHIỀU R C Zt (R,L) R Zt (R,L) D Zt (R,L) HỒ QUANG ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÁI NIỆM CHUNG ÅÍ häư quang âiãûn xoay chiãưu, dng âiãûn v âiãûn ạp ngưn biãún thiãn tưn hon theo táưn säú lỉåïi âiãûn Vç häư quang l âiãûn tråí phi tuún nãn dng âiãûn v âiãûn ạp ca h quang trng pha nhau Tải thåìi âiãøm dng âiãûn âi qua âiãøm 0, häư quang khäng âỉåüc... âiãûn ạp âàût lãn 2 âiãûn cỉûc bẹ hån trë säú âiãûn ạp chạy thç HQ s tàõt hàón KHÁI NIỆM CHUNG Khi häư quang âiãûn xoay chiãưu âang chạy ta âỉa dng âiãûn v âiãûn ạp ca häư quang vo dao âäüng kê ta s âỉåüc dảng sọng ca dng âiãûn v âiãûn ạp häư quang nhỉ hçnh U[V] Uch Ut i(t ) ωt 1 2 KHÁI NIỆM CHUNG Trong 1/ 4 chu k âáưu, âiãûn ạp HQ tàng nhanh âãún tri säú Uch (theo âiãûn ạp ngưn) Khi HQ chạy, âiãûn ạp gim... lµm nhiƯt ®é vïng hå quang t¨ng cao vµ th­ êng kÌm theo hiƯn t­ỵng ph¸t s¸ng NhiƯt ®é khÝ cµng t¨ng th× tèc ®é chun ®éng cđa c¸c phÇn tư khÝ cµng t¨ng vµ sè lÇn va ch¹m do ®ã còng cµng t¨ng lªn Do va ch¹m, mét sè ph©n tư khÝ sÏ ph©n li thµnh c¸c nguyªn tư Cßn l­ỵng c¸c ion hãa t¨ng lªn do va ch¹m khi nhiƯt ®é t¨ng th× gäi ®ã lµ l­ỵng ion hãa do nhiƯt Q TRÌNH DẬP TẮT HỒ QUANG Hå quang ®iƯn sÏ bÞ dËp... thut ®· chøng minh tèc ®é t¸i hỵp :  TØ lƯ nghÞch víi b×nh ph­¬ng ®­êng kÝnh HQ  Hå quang tiÕp xóc víi m«I tr­êng ®iƯn m«i th× hiƯn t­ỵng t¸i hỵp sÏ t¨ng lªn  NhiƯt ®é hå quang cµng thÊp tèc ®é t¸i hỵp cµng t¨ng HIỆN TƯỢNG KHUẾCH TÁN HiƯn t­ỵng c¸c h¹t tÝch ®iƯn di chun tõ vïng cã mËt ®é ®iƯn tÝch cao (vïng hå quang) ra vïng xung quanh cã mËt ®é ®iƯn tÝch thÊp, lµm gi¶m sè l­ỵng ion trong vïng hå... thç quạ âiãûn ạp cng låïn Nãúu tải thåìi âiãøm càõt cọ I= 0 thç : Hay ta cọ : di U 0 = L + uhq dt di uhq − U 0 = − L = ∆U dt QÚA ĐIỆN ÁP HQĐ MỘT CHIỀU l trë säú quạ âiãûn ạp xoay chiãưu Trong mảch mäüt chiãưu lm viãûc våïi cäng sút låïn lải cọ nhiãưu vng dáy khi dáûp häư quang âiãûn quạ âiãûn ạp s xy ra ráút låïn cọ thãø gáy âạnh thng cạch âiãûn v hỉ hng thiãút bë Âãø hản chãú hiãûn tỉåüng quạ âiãûn... quang ®iƯn sÏ bÞ dËp t¾t khi m«i tr­êng gi÷a c¸c ®iƯn cùc kh«ng cßn dÉn ®iƯn hay nãi c¸ch kh¸c hå quang ®iƯn sÏ t¾t khi cã qu¸ tr×nh ph¶n ion hãa x¶y ra m¹nh h¬n qu¸ tr×nh ion hãa Ngoµi qu¸ tr×nh ph©n li ®· nãi trªn, song song víi qu¸ tr×nh ion hãa cßn cã c¸c qu¸ tr×nh ph¶n ion gåm hai hiƯn t­ỵng sau: 1 HiƯn t­ỵng t¸i hỵp 2 HiƯn t­ỵng khch t¸n HIỆN TƯỢNG TÁI HỢP Trong qu¸ tr×nh chun ®éng c¸c h¹t mang ... hå quang cµng nhanh cµng tèt Vïng K Vïng th©n Vïng A K E [V] A EK UA EK UTh Eth EA UK Ihq[m] H×nh : §Ỉc tÝnh hå quang ®iƯn ĐẶC TÍNH HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU Uhq l 200 15 0 50mm 10 0 20 50 I 10 12 ... t¸n Sù khch t¸n cµng nhanh hå quang cµng nhanh bÞ t¾t §Ĩ t¨ng qu¸ tr×nh khch t¸n ng­ êi ta th­êng t×m c¸ch kÐo dµi ngän lưa hå quang HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU Víi U0 lµ ®iƯn... + U = I.R + I.r R hq hq HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU U[V] Ldi/dt< U0 A UR Ldi/dt>0 Ldi/dt< Uhq IA B IB I[A] ĐIỀU KIỆN DẬP TẮT HỒ QUANG ĐIỆN Âãø cọ thãø dáûp tàõt âỉåüc häư quang âiãûn mäüt chiãưu