CHƯƠNG TIẾP XÚC ĐIỆN CỦA THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ THANH DẪN Dàn I Định nghĩa phân loại tiếp xúc điện II Điện trở tiếp xúc III Các yêu cầu tiếp xúc điện số dạng tiếp xúc điện IV Biện pháp giảm điện trở tiếp xúc V Tóm tắt ơn tập Hình – 1: Hình chụp máy ảnh hồng ngoại cho thấy điểm tiếp xúc bị nóng đỏ tải Mục tiêu Phân biệt loại tiếp xúc điện hệ thống điện Biết nguyên nhân gây nên điện trở tiếp xúc yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc Nắm dạng tiếp xúc điện: cố định – đóng cắt – trượt yêu cầu dạng tiếp xúc điện Nắm vững biện pháp làm giảm điện trở tiếp xúc hệ thống điện để thực tốt việc giảm tổn thất điện điện trở tiếp xúc gây nên 71 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA TIẾP XÚC ĐIỆN I ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI TIẾP XÚC ĐIỆN I.1 Định nghĩa Tiếp xúc điện nối hai vật dẫn điện tạo nên đường cho dòng điện từ vật dẫn sang vật dẫn khác I.2 Phân loại tiếp xúc điện Trong trang bị điện có nhiều chỗ tiếp xúc điện khác chất lượng chúng cách vận hành chúng có ảnh hưởng đến tính bảo đảm vận hành trang bị điện Theo điều kiện làm việc tiếp xúc điện chia thành loại: tiếp xúc cố định, tiếp xúc trượt tiếp xúc đóng cắt Tiếp xúc cố định: vật dẫn tiếp xúc cố định với Ví du: chỗ nối hai dây dẫn, chỗ nối dây dẫn với thiết bị Hình – : Một vài dạng tiếp xúc cố định Hình – : Một vài dạng tiếp xúc trượt Tiếp xúc trượt : đặc trưng chuyển dịch phần tử tiếp xúc với phần tử mà giữ nguyên liên hệ điện chúng Ví du : tiếp xúc chổi than vành góp máy điện 72 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA TIẾP XÚC ĐIỆN Tiếp xúc đóng cắt : tiếp xúc đầu đóng cắt dùng để đóng cắt mạch điện Tiếp xúc đóng cắt làm việc điều kiện nặng nề nhất, tiếp xúc máy cắt đóng cắt mạch có dòng điện cố Hình – : Một vài dạng tiếp xúc đóng cắt II ĐIỆN TRỞ TIẾP XÚC II.1 Định nghĩa Tại chỗ tiếp xúc vật dẫn có điện trở gọi điện trở độ tiếp xúc điện Điện trở độ tiếp xúc không phụ thuộc bề mặt tiếp xúc biểu kiến mà phụ thuộc vào: Điện trở suất: Hai vật liệu dẫn điện đồng nhơm Đồng có điện trở suất nhỏ nên điện trở tiếp xúc nhỏ 73 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA TIẾP XÚC ĐIỆN Độ cứng vật liệu: với lực F vật liệu mềm tổng bề mặt tiếp xúc Scơ lớn Trị số lực nén: lực nén lớn ép chỗ lồi lõm làm tăng tổng bề mặt tiếp xúc, giảm điện trở tiếp xúc Hình dáng tiếp xúc: điểm ; đường ; mặt ; … Trạng thái bề mặt tiếp xúc: ; có sơn ; có oxýt ; … II.2 Nguyên nhân Bề mặt tiếp xúc điện ln ln có chỗ sù chỗ lồi lõm nhỏ tạo nên, nhờ có lực nén F nên chỗ lồi lõm bị ép xuống, tạo nên mặt phẵng nhỏ tiếp xúc thật Lực nén lớn vật liệu mềm tổng bề mặt tiếp xúc chịu lực lớn Như dòng đien từ đầu tiếp xúc qua đầu tiếp xúc khác qua bề mặt nhỏ chịu lực học Scơ Điện trở tạo nên dòng điện chạy tập trung bề mặt tiếp xúc gọi điện trở tập trung Điện trở độ tiếp xúc điện trở tập trung Rqđtxsạch = Rtập trung F F Scơ = : ứng suất theo thời gian làm dẹp vật liệu F Sbk Scơ = Sbk - Sktx Scơ Sbk : tổng bề mặt tiếp xúc Sktx : bề mặt không tiếp xúc Scơ : bề mặt chịu lực nén cho dòng điện qua Hình – : Các bề mặt bề mặt tiếp xúc điện Sự oxi-hóa bề mặt tiếp xúc làm tăng điện trở độ tiếp xúc lên cao Vì cần tìm biện pháp tránh tượng oxi-hóa bề mặt tiếp xúc Nhiệt độ phát nóng lớn cho phép với phụ tải lâu dài tiếp xúc dẫn số thiết bị điện vào khoảng 70 750C phát nóng đến nhiệt độ cao tiếp xúc bị oxi-hóa mạnh làm cho điện trở độ tiếp xúc tăng mạnh dẫn đến tiếp xúc bị nóng mức độ nguy hiểm Khi dòng điên ngắn mạch qua đầu tiếp xúc, lượng nhiệt từ phát khơng kịp khuếch tán vào môi trường xung quanh làm nhiệt độ đầu tiếp xúc tăng mạnh Nếu đầu tiếp xúc không ổn định nhiệt nhiệt độ phát nóng đạt đến nhiệt độ nóng chảy kim loại, đầu tiếp xúc bị hàn dính lại với Điều đặc biệt nguy hiểm với đầu tiếp xúc đóng cắt Dòng điện ngắn mạch qua đầu tiếp xúc gây nên lực động điện có xu hướng đẩy mặt phẳng tiếp xúc Nếu lực động điện tổng thời điểm dòng điện cực đại (dòng điện xung kích Ixk) mà vượt trị số lực nén F đầu tiếp xúc 74 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA TIẾP XÚC ĐIỆN đóng cắt tiếp xúc rời làm phát sinh hồ quang tạo cháy bề mặt tiếp xúc hàn dính đầu tiếp xúc điện lại với Để tránh tượng nêu cần phải làm cho lực nén F đầu tiếp xúc đủ lớn CẤU TẠO TIẾP XÚC ĐIỆN III III.1 Tiếp xúc cố định a) Yêu cầu : Cần thỏa mãn yêu cầu sau Điện trở tiếp xúc độ nhỏ ổn định theo khả Ở chế độ làm việc bình thường khơng bị phát nóng q nhiệt độ cho phép lâu dài Ổn định nhiệt lực động điện có dòng điện ngắn mạch qua b) Một số dạng tiếp xúc cố định dẫn thẳng h.a h.b Mối hàn h.d h.c Hình – : Một số dạng tiếp xúc cố định dẫn thẳng Cách nối dẫn thẳng tốt hàn phương pháp đơn giản, nhanh, giá thành khơng cao tốn kim loại màu Phương pháp hàn không để nối dẫn, dây dẫn với thiết bị điện máy điện III.2 Tiếp xúc đóng cắt a) u cầu Ngồi u cầu chung giống tiếp xúc cố định nêu Tiếp xúc đóng cắt có u cầu riêng sau : Chịu đựng hồ quang có nghĩa có khả chịu đựng đươc tác dụng hồ quang xuất đầu tiếp xúc lúc đóng cắt mạch điện Có khả đóng cắt mạch điện cách chắn lúc ngắn mạch mà tiếp điểm không bị dính lại Các tiếp xúc đóng cắt phải chịu số lần thao tác định mà không bị hư hỏng học, điện trở tiếp xúc tăng giới hạn cho phép 75 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA TIẾP XÚC ĐIỆN Tiếp xúc phải có tính đàn hồi tốt để chịu sức đập học lúc đóng, bề mặt tiếp xúc khơng bị biến dạng (khơng làm tăng điện trở tiếp xúc) Khi dòng điện làm việc lớn (> 1000A) khó thực tiếp xúc đóng cắt thỏa mãn tất yêu cầu Vì nhiều máy cắt điện có dòng điện định mức lớn có hai hệ thống tiếp điểm: phụ (dập hồ quang) Hai loại tiếp xúc nối điện song song với Sự phân chia nhiệm vụ (hệ thống tiếp điểm khơng xuất hồ quang điện) tiếp xúc đóng cắt làm cho việc chế tạo trở nên dễ dàng tăng tính bảo đảm máy cắt Một vài kiểu cấu tạo tiếp xúc đóng cắt b) A-A A 4 4 3 3 A Hình a Hình b Hình c Hình - : Tiếp xúc đóng cắt a – loại đàn hồi c – loại chốt b – loại hình phiến 5 4 2 Hình f Hình e Hình d Hình – : Tiếp xúc đóng cắt d – loại ổ cắm e – loại đầu mút f – loại chổi Ghi : , – phần tử tiếp xúc ; – phận phần tử tiếp xúc – lò xo tiếp xúc ; – kẹp tiếp xúc ; – đoạn nối ; – bu-lông 76 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA TIẾP XÚC ĐIỆN IV MỘT SỐ BIỆN PHÁP LÀM GIẢM ĐIỆN TRỞ TIẾP XÚC Bôi mỡ chống rỉ (Compound) Tăng cường lực ép tiếp điểm Chọn vật liệu có điện hố học Cải tiến thiết bị dập hồ quang điện Làm quy trình tạo tiếp xúc điện giống Sử dụng vật liệu bị oxy-hố Kiểm tra bảo trì định kỳ Mạ điện tiếp điểm ……… V TÓM TẮT VÀ ƠN TẬP TĨM TẮT Tiếp xúc điện nối hai vật dẫn điện tạo nên đường cho dòng điện từ vật dẫn sang vật dẫn khác Theo điều kiện làm việc tiếp xúc điện chia thành loại: tiếp xúc cố định, tiếp xúc trượt tiếp xúc đóng cắt Tại chỗ tiếp xúc vật dẫn có điện trở gọi điện trở độ tiếp xúc điện Điện trở độ tiếp xúc không phụ thuộc bề mặt tiếp xúc biểu kiến mà phụ thuộc vào: Điện trở suất ; Độ cứng vật liệu ; Trị số lực nén ; Hình dáng tiếp xúc ; Trạng thái bề mặt tiếp xúc Nguyên nhân gây nên điện trở độ tiếp xúc điện: Bề mặt tiếp xúc điện ln có chỗ lồi lõm nhỏ ; Sự oxy-hóa bề mặt tiếp xúc ; Khi có dòng điện chạy qua nhiệt độ chỗ tiếp xúc gia tăng làm điện trở độ tiếp xúc tăng lên, có dòng ngắn mạch chạy qua Tiếp xúc đóng cắt có yêu cầu cao, cần thỏa mãn yêu cầu Cần tìm biện pháp để làm giảm điện trở tiếp xúc, nhằm giảm tổn thất điện lưới điện Phần đọc thêm Diện tích tiếp xúc xác định theo mật độ dòng điện cho phép S I j cp (mm ) Đối với dẫn đồng cho tiếp xúc nguồn tần số 50Hz thì: jcp = 0,31 I < 200 (A) jcp = 0,31 0,15 200 (A) < I < 2000 (A) jcp = 0,12 I > 2000 (A) Khi vật dẫn khơng phải đồng, mật độ dòng điện cho phép vật dẫn tính theo cơng thức jcp (A/mm2) jcp vật liệu x jcp đồng R tx (ρ ) đồng R tx (ρ ) vật liệu x 77 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA TIẾP XÚC ĐIỆN Câu hỏi ôn tập Tiếp xúc điện ………………………………… Phân loại tiếp xúc điện? Tiếp xúc điện đóng vai trò quan trọng hệ thống điện? Nêu ví dụ cho loại tiếp xúc điện? Xét xem có tiếp xúc điện trong: Một bóng đèn dây tóc + đui đèn? Một bóng đèn huỳnh quang? Trong phòng? Trong trạm biến áp? Trong lưới điện nơi công tác? Kể tên thành phần tiếp xúc trượt Hình - (hình - 9) Thế là: điện trở tiếp xúc - điện trở tiếp xúc độ - điện trở tiếp xúc sạch? Nguyên nhân gây nên điện trở tiếp xúc tiếp xúc điện? Có ba hình thức tiếp xúc điện: tiếp xúc điểm - tiếp xúc đường - tiếp xúc mặt Hãy diễn tả hình thức tiếp xúc điện nêu trên? Hãy nêu khoảng 10 vật liệu thường dùng làm tiếp điểm? Ngoài biện pháp làm giảm điện trở tiếp xúc nêu học Hãy nêu khoảng 08 biện pháp làm giảm điện trở tiếp xúc khác? 10 Những nguy hiểm xảy cho tiếp xúc đóng cắt khi: Tiếp điểm vị trí đóng bị ngắn mạch? Tiếp điểm q trình đóng bị ngắn mạch? Tiếp điểm trình cắt bị ngắn mạch? 11 Kể tên thành phần tiếp xúc đóng cắt (hình 6-10) : Đầu nối ……… : Vỏ nhựa composite : Tiếp điểm ……… : Tiếp điểm ……… (dập hồ quang điện) : Chất cách điện nhựa tổng hợp : Tiếp điểm ……… (dập hồ quang điện) : Tiếp điểm ……… : Tiếp xúc ……… : Tiếp điểm ……… 10 : Đầu nối ……… Hình – 10 : Tiếp xúc đóng cắt máy cắt SF6 10 78 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA TIẾP XÚC ĐIỆN ... trượt : đặc trưng chuyển dịch phần tử tiếp xúc với phần tử mà giữ nguyên liên hệ điện chúng Ví du : tiếp xúc chổi than vành góp máy điện 72 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA TIẾP XÚC ĐIỆN Tiếp xúc đóng cắt : tiếp... XÚC ĐIỆN I.1 Định nghĩa Tiếp xúc điện nối hai vật dẫn điện tạo nên đường cho dòng điện từ vật dẫn sang vật dẫn khác I.2 Phân loại tiếp xúc điện Trong trang bị điện có nhiều chỗ tiếp xúc điện. .. chổi Ghi : , – phần tử tiếp xúc ; – phận phần tử tiếp xúc – lò xo tiếp xúc ; – kẹp tiếp xúc ; – đoạn nối ; – bu-lông 76 PHẦN ĐIỆN TRONG TBA TIẾP XÚC ĐIỆN IV MỘT SỐ BIỆN PHÁP LÀM GIẢM ĐIỆN TRỞ TIẾP