Bài 1 : CƠ SỞ Lí THUYẾT KHÍ CỤ ĐIỆN
1.4 Hồ quang điện
1.4.1 Khỏi niệm, quỏ trỡnh phỏt sinh hồ quang điện 1. Khỏi niệm
Hồ quang điện là quỏ trỡnh phúng điện giữa hai điện cực khi cú cường độ điện trường đủ lớn, mật độ dũng điện lớn,nhiệt độ cao và ỏnh sỏng mạnh. Đõy là quỏ trỡnh điện –nhiệt phức tạp cú liờn quan mật thiết với nhaụ
Khi phỏt sinh hồ quang, nhiệt độ ở khu vực hồ quang rất lớn, nờn người ta lợi dụng nhiệt này cho sản xuất và sinh hoạt Trong cụng nghệ hàn, sử dụng hàn hồ quang cho chất lượng mối hàn tốt, đặc biệt khi hồ quang chỏy trong mụi trường khớ bảo vệ. Hồ quang điện dựng trong cỏc lũ luyện kim cho chất lượng luyện kim tốt. Tuy nhiờn, trong cỏc thiết bị điện núi chung và khớ cụ điện núi riờng thỡ hồ quang điện là yếu tố khụng mong muốn, yờu cầu phải giảm thiểu và dập tắt trongthời gian ngắn nhất.
2. Quỏ trỡnh phỏt sinh hồ quang
ạ Quỏ trỡnh ion húa
Đõy là quỏ trỡnh tạo ra ion và cỏc điện tử tự do trong chất khớ dưới tỏc dụng của nhiệt độ, điện trường hay va đập.
Cỏc dạng ion húa gồm: ion húa do va chạm, ion húa do nhiệt, tự phỏt xạ nhiệt điện tử, phỏt xạ nhiệt điện tử.
- Ion húa do va chạm: xảy ra dưới tỏc dụng của điện trường lớn, cỏc điện tử, ion tự do sẽ chuyển động với vận tốc lớn đủ để bắn phỏ cỏc phõn tử trung hũa để tạo ra cỏc ion õm và ion dương mớị
- Ion húa do nhiệt: khi chất khớ cú nhiệt độ cao, chỳng chuyển động mạnh dễ va chạm vào nhau để tạo ra cỏc ion õm và ion dương mớị
- Tự phỏt xạ nhiệt điện tử: xảy ra khi cú một điện trường đủ mạnh làm cho cỏc điện tử lớp ngoài cựng cú thể bứt ra trở thành điện tử tự dọ Quỏ trỡnh này phụ thuộc vào cường độ điện trường và vật liệu làm điện cực
- Phỏt xạ nhiệt điện tử: xảy ra khi nhiệt độ ở catot cao, cỏc điện tử tự do cú động năng lớn, và cú thể thoỏt ra khỏi bề mặt catot để tạo thành dũng điện.
b. Quỏ trỡnh khử ion húa
Quỏ trỡnh khử ion húa là quỏ trỡnh làm giảm bớt số lượng cỏc ion và cỏc điện tử tự do trong vựng hồ quang do tỏi hợp và khuếch tỏn .
Tỏi hợp: là hiện tượng cỏc hạt mang điện trỏi dấu va chạm, trao đổi cỏc điện tử tự do cho nhau tạo thành cỏc phần tử trung hũạ Sự tỏi hợp phụ thuộc vào đặc tớnh của chất khớ, ỏp suất, nhiệt độ và mật độ cỏc hạt ion trong vựng hồ quang.
Khuếch tỏn là hiện tượng di chuyển cỏc ion ở vựng cú mật độ cao tới vựng cú mật độ thấp làm giảm sự cú mặt của ion trong vựng hồ quang.
Khi cú hồ quang luụn xảy ra hai quỏ trỡnh ion húa và khử ion húạ Nếu quỏ trỡnh ion húa mạnh hơn thỡ hồ quang phỏt sinh và phỏt triển; nếu quỏ trỡnh khử ion húa mạnh hơn thỡ hồ quang yếu dần và dập tắt. Nếu hai quỏ trỡnh này cõn bằng nhau thỡ hồ quang được duy trỡ ổn định.
1.4.2 Cỏc biện phỏp dập hồ quang
Hồ quang phỏt sinh trong cỏc khớ cụ điện phải được dập tắt trong khụng gian hạn chế và thời gian ngắn nhất, tốc độ mở của tiếp điểm phải lớn và khụng làm hư hỏng cỏc bộ phận của khớ cụ điện. Đồng thời năng lượng hồ quang phải đạt giỏ trị bộ nhất, điện trở hồ quang phải tăng nhanh, việc dập tắt hồ quang cũng khụng kộo theo quỏ điện ỏp nguy hiểm, tiếng kờu nhỏ và ỏnh sỏng khụng quỏ mạnh.
Nguyờn tắc dập hồ quang:
+ Kộo dài hồ quang;
+ Hồ quang tự sinh năng lượng để dập tắt hoặc dựng nguồn ngoài để dập tắt; + Mắc điện trở Shunt để dập tắt;
+ Chia hồ quang thành nhiều đoạn nhỏ;
Để dập tắt hồ quang, ta dựng cỏc biện phỏp làm tăng quỏ trỡnh khử ion húa ở khu vực hồ quang.
Cỏc biện phỏp dập hồ quang:
- Tăng chiều dài hồ quang;
- Dựng từ trường để tạo lực thổi hồ quang chuyển động nhanh; - Dựng dũng khớ hay dầu để dập tắt hồ quang;
- Dựng khe hở hẹp để hồ quang cọ sỏt vào khe hẹp này qua đú làm tăng chiều dài hồ quang và giảm năng lượng hồ quang;
- Chia nhỏ hồ quang bằng nhiều vỏch ngăn;
- Cho hồ quang tiếp xỳc với chất cỏch điện làm nguộị
1.4.3 Kiểm tra, bảo dưỡng một số cơ cấu dập hồ quang trong khớ cụ điện 1. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị
Dự trự dụng cụ, thiết bị cho 01 sinh viờn thực tập
Bảng 1. 11 Bảng kờ thiết bị, dụng cụ, vật tư kiểm tra bảo dưỡng buồng dập hồ quang
TT Dụng cụ Số lượng Đv tớnh Ghi chỳ
1 Đồng hồ vạn năng 01 cỏi
2 Megomet 01 Cỏi
3 Tụ vit 01 Cỏi
TT Thiết bị Số lượng Đv tớnh Ghi chỳ
1 Buồng dập hồ quang của aptomat 01 Cỏi 2 Cơ cấu dập hồ quang của Cụng-tắc-tơ 01 Cỏi
Trước khi vào thực tập yờu cầu kiểm tra thiết bị, dụng cụ, vật tư:
- Kiểm tra tỡnh trạng thiết bị: Đồng hồ vạn năng, Board nguồn làm việc bỡnh thường.
- Kiểmtra dụng cụ: Đầy đủ, đỳng yờu cầu kỹ thuật.
- Kiểm tra vật tư: Vật tư đủ, đỳng chủng loại yờu cầụ
- Kiểm tra vị trớ thực tập: Đảm bảo cỏc thiết bị, dụng cụ đặt gọn gàng, đỳng vị trớ, dễ thao tỏc, an toàn, vệ sinh cụng nghiệp.
2. Trỡnh tự thực hiện
Bảng 1. 12 Trỡnh tự kiểm tra, bảo dưỡng buồng dập hồ quang
TT Thao tỏc thực hành Yờu cầu kỹ thuật Dụng cụ thiết bị
1 Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật tư - Nhận từ tủ đồ theo hướng dẫn của giỏo viờn
- Chuyển cỏc thiết bị về bàn thực tập - Đỳng chủng loại - Đủ số lượng - Thao tỏc nhẹ nhàng, cẩn thận - Đồng hồ vạn năng, Cụng-tắc- tơ (hoặc ỏptụmỏt), kỡm, to- vit, giấy nhỏm 2 - Kiểm tra tấm chắn: Dựng mắt
thường (hoặc kớnh lỳp) kiểm tra tấm chắn cũn tốt khụng, cú vỏch nào bị ăn mũn, đỏnh thủng khụng.
- Tấm chắn sạch, phẳng - Mắt thường hoặc nhỡn qua kớnh lỳp
3 - Kiểm tra khe hẹp: Kiểm tra số lượng cỏc khe hẹp, căn chỉnh để khe đều
- Số lượng đủ, khe hẹp đều
4 - Vệ sinh dàn dập HQ:
Dựng giấy nhỏm đỏnh sạch muội than bỏm trờn bề mặt vỏch và cỏc khe hẹp
- Tấm chắn sạch Giấy nhỏm
5 - Thay thế cơ cấu hỏng do bị thủng, rỗ
- Thay mới Bộ dập hồ
quang mới
Lưu ý: Cỏc kết quả thu được từ việc kiểm tra bảo dưỡng SV phải ghi vào phiếu hướng dẫn luyện tập thực hành
3. Cỏc hiện tượng sai hỏng, nguyờn nhõn và biện phỏp khắc phục
Bảng 1. 13 Cỏc sai hỏng thường gặpSTT Sai hỏng STT Sai hỏng thường gặp Nguyờn nhõn Biện phỏpkhắc phục 1 Vỏ buồng dập bị nứt, mộo
Sau nhiều lần sử dụng, buồng dập bị co ngút. Thay thế buồng dập hồ quang 2 Cỏc lỏ thộp bị xỉn màu Do quỏ trỡnh hồ quang làm oxi húa bề mặt lỏ thộp
Thỏo cỏc lỏ thộp ra, vệ sinh 3 Số lượng lỏ
thộp khụng đủ
Quỏ trỡnh thỏo lắp bị thiếu, mất
Bổ sung lỏ thộp
Lưu ý: Cỏc hiện tượng hư hỏng trong quỏ trỡnh luyện tập SV ghi lại theo phiếu bỏo cỏo cỏc hiện tượng sai hỏng phụ lục 2.
4. Thực hành
Luyện tập thực hành và củng cố kiến thức theo phiếu luyện tập phụ lục 3.
5. Đỏnh giỏ
Kiểm tra đỏnh giỏ kết quả thực hành theo kỹ năng được tiến hành theo phiếu đỏnh giỏ phụ lục 4.