Bài giảng Cơ sở khí cụ điện - Chương 5: Hồ quang điện

Bài giảng Cơ sở Khí cụ điện
CHƯƠNG 5
HỒ QUANG ĐIỆN
Chương 5: HỒ QUANG ĐIỆN
5.1. Khái niệm chung về HQĐ.
5.2. Quá trính phát sinh và dập tắt hồ quang điện.
5.3. Hồ quang điện một chiều.
5.4. Hồ quang điện xoay chiều.
5.5. Các biện pháp và trang bị dập hồ quang.
5.1. KHÁI NIỆM CHUNG
Bản chất của hồ quang điện là hiện tượng phóng điện
trong chất khí với mật độ dòng điện rất lớn ( tới khoảng 102
đến 103 A/mm2) có nhiệt độ rất cao (tới khoảng 5000 đến
60000C) và thường kèm theo hiện tượng phát sáng.
Hồ quang điện có ích : Hồ quang điện thực sự có ích khi được
sử dụng trong các lĩnh vực như hàn điện, luyện thép,...những
lúc này hồ quang cần được duy trì cháy ổn định.
5.1. KHÁI NIỆM CHUNG
Hồ quang điện có hại : Khi đóng cắt các thiết bị điện như
contắctơ, cầu dao, máy cắt,...hồ quang sẽ xuất hiện giữa các cặp
tiếp điểm.
Hồ quang cháy này lâu sau khi thiết bị điện đã đóng cắt sẽ
làm hư hại các tiếp điểm và bản thân thiết bị điện.
Trong trường hợp này để đảm bảo độ làm việc tin cậy của
thiết bị điện yêu cầu phải tiến hành dập tắt hồ quang càng nhanh
càng tốt.
5.1. KHÁI NIỆM CHUNG
K A
E 
V
EK
Vùng K Vùng AVùng thân
UA
UTh
UKEth
EA
EK
Ihqm
Hình 5.1: Đặc tính hồ quang điện
5.1. KHÁI NIỆM CHUNG
Muốn tỡm hiểu kỹ HQĐ, ta phải khảo sỏt
nguyờn nhõn phỏt sinh và dập tắt hồ quang:
đú là quỏ trỡnh ion húa và quỏ trỡnh phản
ion trong vựng hồ quang.
5.2. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH VÀ 
DẬP TẮT HỒ QUANG ĐIỆN.
5.2. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG
Hồ quang điện phát sinh là do môi trường giữa các điện
cực (hoặc giữa các cặp tiếp điểm) bị ion hóa (xuất hiện các hạt
dẫn điện).
Khi cỏc phần tử trung hũa trong mụi trường khớ (khụng
dẫn điện) bị phõn tớch thành cỏc điện tử tự do, ion dương, ion
õm thỡ nú sẽ dẫn điện. Và quỏ trỡnh này gọi là quỏ trỡnh ion
húa.
Ion hóa có thể xảy ra bằng các con đường khác nhau duới
tác dụng của ánh sáng, nhiệt độ, điện trường mạnh,....
5.2. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG
Trong thực tế quá trình phát sinh hồ quang điện có những
dạng ion hóa sau :
1) Quá trình phát xạ nhiệt điện tử.
2) Quá trình tự phát xạ điện tử.
3) Quá trình ion hóa do va chạm.
4) Quá trình ion hóa do nhiệt.
5.2. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG
1) SỰ PHÁT XẠ NHIỆT ĐIỆN TỬ
Điện cực và tiếp điểm được chế tạo từ kim loại, mà trong
cấu trúc kim loại luôn luôn tồn tại các điện tử tự do chuyển động
về mọi hướng trong quỹ đạo của cấu trúc hạt nhân nguyên tử.
Khi tiếp điểm bắt đầu mở ra lực nén vào tiếp điểm giảm
dần khiến điện trở tiếp xúc tăng lên chỗ tiếp xúc, dòng điện bị
thắt lại dẫn đến mật độ dòng điện tăng rất lớn làm nóng các điện
cực (nhất là ở cực âm có nhiều electron).
5.2. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG
1) SỰ PHÁT XẠ NHIỆT ĐIỆN TỬ
Khi bị đốt nóng, động năng của các điện tử tăng nhanh đến
khi năng lượng nhận Wđn được lớn hơn công thoát At liên kết hạt
nhân thì điện tử sẽ thoát ra khỏi bề mặt cực âm trở thành điện tự
do. Quá trình này phụ thuộc vào nhiệt độ điện cực, vật liệu làm
điện cực.
5.2. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG
2) SỰ PHÁT XẠ ĐIỆN TỬ
Khi tiếp điểm hay điện cực vừa mở ra lúc đầu khoảng cách
còn rất bé.
Nếu có một điện trường đủ lớn đặt lên điện cực (nhất là
vùng cực âm có khoảng cách nhỏ có thể tới hàng triệu V/cm),
với cường độ điện trường lớn ở cực âm các điện tử tự do được
cung cấp thêm năng lượng sẽ bị kéo bật ra khỏi bề mặt catốt để
trở thành các điện tử tự do.
Quá trình này phụ thuộc vào cường độ điện trường E và
vật liệu làm điện cực.
5.2. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG
3) ION HÓA DO VA CHẠM
Sau khi tiếp điểm mở ra, dưới tác dụng của nhiệt độ cao
hoặc của điện trường lớn (mà thông thường là cả hai) thì các điện
tử tự do sẽ phát sinh chuyển động từ cực dương sang cực âm.
Do điện trường rất lớn nên các điện tử chuyển động với
tốc độ rất cao. Trên đường đi các điện tử này va chạm với các
nguyên tử và phân tử khí sẽ làm bật ra các điện tử và các ion
dương.
5.2. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG
3) ION HÓA DO VA CHẠM
Các phần tử mang điện này lại tiếp tục tham gia chuyển
động và va chạm để làm xuất hiện các phần tử mang điện khác.
Do vậy mà số lượng các phần tử mang điện tăng lên không
ngừng, làm mật độ điện tích trong khoảng không gian giữa các
tiếp điểm rất lớn.
Quá trình này phụ thuộc vào cường độ điện trường, mật độ
các phần tử trong vùng điện cực, lực liên kết phân tử, khối
lượng của phân tử ...
5.2. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG
4) ION HÓA DO NHIỆT
Do có các qúa trình phát xạ điện tử và ion hóa do va chạm,
một lượng lớn năng lượng được giải phóng làm nhiệt độ vùng
hồ quang tăng cao và thường kèm theo hiện tượng phát sáng.
Nhiệt độ khí càng tăng thì tốc độ chuyển động của các phần
tử khí càng tăng và số lần va chạm do đó cũng càng tăng lên.
Do va chạm, một số phân tử khí sẽ phân li thành các
nguyên tử. Còn lượng các ion hóa tăng lên do va chạm khi nhiệt
độ tăng thì gọi đó là lượng ion hóa do nhiệt.
5.2. QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG
4) ION HÓA DO NHIỆT
Hay núi cỏch khỏc, khi nhiệt độ chất khớ càng cao, chuyển
động nhiệt của nú lớn, dễ va chạm và tỏch thành cỏc ion, đú
là quỏ trỡnh ion húa do nhiệt độ. Quỏ trỡnh này phụ thuộc
vào nhiệt độ vựng HQ, mật độ cỏc phõn tử khớ và đặc tớnh
của chất khớ. Với khụng khớ, nếu nhiệt độ thõn HQ cỡ 8000
đến 9000ºK thỡ ion húa do nhiệt độ đúng vai trũ chủ yếu. Vỡ
vậy quỏ trỡnh tạo HQĐ được gắn liền với quỏ trỡnh nhiệt.
5.2. QUÁ TRÌNH DẬP TẮT HỒ QUANG
Hồ quang điện sẽ bị dập tắt khi môi trường giữa các điện
cực không còn dẫn điện hay nói cách khác hồ quang điện sẽ tắt
khi có quá trình phản ion hóa xảy ra mạnh hơn quá trình ion
hóa. Tức là quỏ trỡnh suy giảm số lượng ion trong vựng HQ.
Nguyờn nhõn chớnh của quá trình phản ion là do hai hiện
tượng sau:
1. Hiện tượng tái hợp
2. Hiện tượng khuếch tán
5.2. QUÁ TRÌNH DẬP TẮT HỒ QUANG 
1) HIỆN TƯỢNG TÁI HỢP
Trong quá trình chuyển động các hạt mang điện trái dấu va
chạm nhau, tạo thành các hạt trung hòa.
Trong lí thuyết đã chứng minh tốc độ tái hợp :
 Tỉ lệ nghịch với bình phương đường kính HQ
 Hồ quang tiếp xúc với môi trường điện môi thì hiện tượng
tái hợp sẽ tăng lên.
 Nhiệt độ hồ quang càng thấp tốc độ tái hợp càng tăng.
5.2. QUÁ TRÌNH DẬP TẮT HỒ QUANG 
1) HIỆN TƯỢNG TÁI HỢP
- Mức độ tái hợp có thể biểu diễn bằng công thức:
Trong đó: là tốc độ suy giảm các ion do tái hợp.
α : hệ số tái hợp (є vào đặc tính của chất khí, áp suất, nđộ);
n là số lượng các ion cùng dấu trong vùng thân hồ quang (ở
chế độ xác lập )
2α.n
dt
dn

r
rdt
dn
  nn
(5.1)
5.2. QUÁ TRÌNH DẬP TẮT HỒ QUANG 
2) HIỆN TƯỢNG KHUẾCH TÁN
Hiện tượng các hạt tích điện di chuyển từ vùng có mật độ
điện tích cao (vùng hồ quang) ra vùng xung quanh có mật độ
điện tích thấp, làm giảm số lượng ion trong vùng hồ quang gọi
là hiện tượng khuếch tán.
Các điện tử và ion dương khuếch tán dọc theo thân hồ
quang, điện tử khuếch tán nhanh hơn ion dương.
Quá trình khuếch tán đặc trưng bằng tốc độ khuếch tán. Sự
khuếch tán càng nhanh hồ quang càng nhanh bị tắt. Để tăng quá
trình khuếch tán người ta thường tìm cách kéo dài ngọn lửa hồ
quang.
5.2. QUÁ TRÌNH DẬP TẮT HỒ QUANG 
2) HIỆN TƯỢNG KHUẾCH TÁN
- Mức độ khuếch tỏn được biển diễn qua cụng thức:
Trong đú: là tốc độ suy giảm cỏc ion do khuếch tỏn.
D : hệ số tỏi hợp (є vào khoảng cỏch tự do λ của ion và vận tốc trung
bỡnh ѵ của chỳng.
n là số lượng cỏc ion cựng dấu trong vựng thõn hồ quang.
r là bỏn kớnh thõn hồ quang.
KL: Ta thấy, mức độ Ktỏn tăng khi bkớnh r của thõn HQ
giảm, số lượng ion trong vựng hồ quang tăng và vận tốc trung
bỡnh của nú tăng.
2r
2.D.n
dt
dn

d
ddt
dn
(5.2)
5.3. HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU
HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU 
Với U0 là điện áp nguồn,
mạch có điện trở R, mạch có
điện cảm mạch L và rhq đặc
trưng cho điện trở hồ quang
với điện áp hồ quang là uhq
trên các cặp tiếp điểm khi ta
đóng hoặc ngắt.
L
R
+-
i
rth
Hình 5.2: Hồ quang điện mạch một chiều
U0
HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU
Theo định luật Kiếchốp II, ta có phưương trình cân bằng
điện áp trong mạch khi mở tiếp điểm và hồ quang bắt đầu cháy
như sau :
Với UR : là điện áp rơi trên điện trở.
Với Uhq : là điện áp trên hồ quang.
(5.3)
(5.4)
HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU
Khi hồ quang cháy ổn định thì dòng điện không đổi.
Do đó phưương trình cân bằng áp sẽ là :
(5.5)
(5.6)
HỒ QUANG ĐIỆN MỘT CHIỀU
I[A]
U[V]
U0
1
23
UR
Uhq
Ldi/dt>0
Ldi/dt< 0
Ldi/dt< 0
B
A
IA IB
Hình 5.3
ĐIỀU KIỆN DẬP TẮT HỒ QUANG ĐIỆN
Để có thể dập tắt được hồ quang điện một chiều cần loại bỏ
được điểm hồ quang cháy ổn định (điểm B).
Trên đặc tính ta nhận thấy sẽ không có điểm cháy ổn định
khi đường đặc tính 3 (điện áp trên hồ quang) cao hơn đường
đặc tính 2 như hình (tức là hồ quang sẽ tắt khi Uhq> U0- UR)
31
ĐIỀU KIỆN DẬP TẮT HỒ QUANG ĐIỆN
Để nâng cao đường đặc tính 3 thường thực hiện hai biện
pháp là tăng độ dài hồ quang (tăng l) và giảm nhiệt độ vùng hồ
quang xuống, đặc tính như hình.
U [V]

3
I [A]
ĐIỀU KIỆN DẬP TẮT HỒ QUANG ĐIỆN
T1
T2<T1
U [V]
I[A]
U [V]
L1
L2>L1
I[A]
QÚA ĐIỆN ÁP HQĐ MỘT CHIỀU
Khi cắt mạch điện một chiều thường xảy ra quá điện áp,
khi ở mạch có điện cảm lớn nếu tốc độ cắt càng nhanh thì quá
điện áp càng lớn.
Nếu tại thời điểm cắt có I= 0 thì :
Hay ta có :
(5.7)
(5.8)
QÚA ĐIỆN ÁP HQĐ MỘT CHIỀU
là trị số quá điện áp xoay chiều.
Trong mạch một chiều làm việc với công suất lớn lại có
nhiều vòng dây khi dập hồ quang điện quá điện áp sẽ xảy ra rất
lớn có thể gây đánh thủng cách điện và hư hỏng thiết bị.
Để hạn chế hiện tượng quá điện áp người ta thường dùng
thêm một mạch điện phụ mắc song song với phụ tải. Mạch này
có thể là điện trở, điện trở và tụ nối tiếp hoặc một chỉnh lưu
mắc ngược
QÚA ĐIỆN ÁP HQĐ MỘT CHIỀU
Zt (R,L)
R
Zt (R,L)
RC
Zt (R,L)
D
5.4. HỒ QUANG ĐIỆN XOAY CHIỀU
KHÁI NIỆM CHUNG
Ở hồ quang điện xoay chiều, dòng điện và điện áp nguồn
biến thiên tuần hoàn theo tần số lưới điện.
Vì hồ quang là điện trở phi tuyến nên dòng điện và điện
áp của hồ quang trùng pha nhau.
Tại thời điểm dòng điện đi qua điểm 0, hồ quang không
được cấp năng lượng nên quá trình phản ion xảy ra ở vùng
điện cực rất mạnh và nếu điện áp đặt lên 2 điện cực bé hơn trị
số điện áp cháy thì HQ sẽ tắt hẳn.
KHÁI NIỆM CHUNG
Khi hồ quang
điện xoay chiều đang
cháy ta đưa dòng điện
và điện áp của hồ
quang vào dao động kí
ta sẽ được dạng sóng
của dòng điện và điện
áp hồ quang như hình
Hình 5.4
KHÁI NIỆM CHUNG
Trong 1/4 chu kỳ đầu, điện áp HQ tăng nhanh đến tri số
Uch (theo điện áp nguồn). Khi HQ cháy, điện áp giảm dần.
Dòng điện tăng từ 0 đến điểm cháy, dòng tăng mạnh và
khi t = T/4, dòng điện đạt trị số cực đại và điện áp HQ gần như
không đổi.
Ở 1/4 chu kỳ tiếp theo, dòng điện giảm dần, đến thời
điểm tắt, điện áp HQ tăng sau đó suy giảm về 0 và dòng điện
trở về 0.
KHÁI NIỆM CHUNG
Từ dạng sóng thu
được trên màn hình
dao động kí ta xây
dựng được đặc tính
Vôn-Ampe (V-A) của
hồ quang điện xoay
chiều như hình I
U
Uch
Ut
Hình 5.5
KHÁI NIỆM CHUNG
Ta nhận thấy trong mạch có phụ tải điện trở thuần dễ dập
hồ quang hơn trong mạch có tải điện cảm.
Bởi ở mạch thuần trở khi dòng điện qua trị số không
(thời gian i=0 thực tế kéo dài khoảng 0,1) thì điện áp nguồn
cũng bằng không (trùng pha).
Còn ở mạch thuần cảm khi dòng bằng không thì điện áp
nguồn đang có giá trị cực đại (điện áp vượt trước dòng điện
một góc 900).
DẬP TẮT HQĐ XOAY CHIỀU
Hồ quang điện xoay chiều khi dòng điện qua trị số 0
thì không được cung cấp năng lượng. Môi trường hồ quang
mất dần tính dẫn điện và trở thành cách điện.
Nếu độ cách điện này đủ lớn và điện áp nguồn không
đủ duy trì phóng điện lại thì hồ quang sẽ tắt hẳn.
Để đánh giá mức độ cách điện của điện môi vùng hồ
quang là lớn hay bé người ta dùng khái niệm điện áp chọc
thủng. Điện áp chọc thủng ( Uch.t ) càng lớn thì mức độ cách
điện của điện môi càng cao.
DẬP TẮT HQĐ XOAY CHIỀU
Quá trình dập tắt hồ quang điện xoay chiều không những
tùy thuộc vào tương quan giữa độ lớn của điện áp chọc thủng
với độ lớn của điện áp hồ quang mà còn phụ thuộc tương quan
giữa tốc độ tăng của chúng.
I[A]
U[V]
1
2
150250V
Hình 5.6
5.5. BIỆN PHÁP VÀ TRANG BỊ DẬP 
HỒ QUANG TRONG THIẾT BỊ ĐIỆN
5.5.1. CÁC YÊU CẦU DẬP HQ
 Trong thời gian ngắn phải dập tắt được hồ quang,
hạn chế phạm vi cháy hồ quang là nhỏ nhất.
 Tốc độ đóng mở tiếp điểm phải lớn.
 Năng lượng hồ quang sinh ra phải bé, điện trở hồ
quang phải tăng nhanh.
 Tránh hiện tượng quá điện áp khi dập hồ quang.
5.5.2. CÁC NGUYÊN TẮC DẬP HQ
 Kéo dài ngọn lửa hồ quang.
 Dùng năng lượng hồ quang sinh ra để tự dập.
 Dùng năng lượng nguồn ngoài để dập.
 Chia hồ quang thành nhiều phần ngắn để dập.
 Mắc thêm điện trở song song để dập.
5.5.3. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP
1) Kéo dài hồ quang điện bằng cơ khí
2) Dùng cuộn dây thổi từ kết hợp buồng dập hồ quang
3) Dùng buồng dập hồ quang có khe hở quanh co
4) Phân chia hồ quang ra làm nhiều đoạn ngắn
5) Tăng tốc độ chuyển động của tiếp điểm động
5.5.3. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP
1) Kéo dài hồ quang điện bằng cơ khí:
Khi hồ quang kĩo dăi lăm cho đường kính hồ quang giảm,
tăng bề mặt tiếp xúc của HQ với môi trường, vì vậy HQ
bị tỏa nhiệt vă khuếch tân nhanh, lăm tăng quâ trình phản
ion. Tuy nhiín biện phâp năy chỉ thường được dùng ở
mạng hạ âp có điện âp nhỏ hơn hoặc bằng 220 V vă dòng
tới 150 A. Đđy lă biện phâp đơn giản thường dùng ở cầu
dao công suất nhỏ hoặc ở rơle.
5.5.3. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP
2) Dùng cuộn dây thổi từ kết hợp buồng dập hồ quang:
Người ta dùng một cuộn dđy mắc nối tiếp với tiếp điểm chính
tạo ra một từ trường tâc dụng lín HQ để sinh ra một lực điện từ
kĩo dăi HQ. Thông thường biện phâp năy kết hợp với trang bị
thím buồng dập amiăng. Lực điện từ của cuộn thổi từ sẽ thổi
HQ văo tiếp giâp amiăng lăm tăng quâ trình phản ion.
5.5.3. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP
3) Dùng buồng dập hồ quang có khe hở quanh co
Buồng được lăm bằng amiăng có hai nửa lồi lõm vă ghĩp lại
hợp thănh những khe hở quanh co (khi đường kính hồ
quang lớn hơn bề rộng khe thì gọi lă khe hẹp). Khi cắt tiếp
điểm lực điện động sinh ra sẽ đẩy hồ quang văo khe quanh
co sẽ lăm kĩo dăi vă giảm nhiệt độ hồ quang.
5.5.3. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP
4) Phân chia hồ quang ra làm nhiều đoạn ngắn
Trong buồng dập hồ quang ở phía trín ngta đặt thím nhiều
tấm thĩp non. Khi hồ quang xuất hiện, do lực điện động hồ
quang bị đẩy văo giữa câc tấm thĩp vă bị chia ra lăm nhiều
đoạn ngắn. Loại năy thường được dùng ở lưới một chiều
dưới 220V vă xoay chiều 500V.
5.5.3. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP
Hình
Hình 5.7a Hình 5.7b
5.5.3. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP
5) Tăng tốc độ chuyển động của
tiếp điểm động
Người ta bố trí câc lâ dao động, có
một lâ chính vă một lâ phụ (thường lă
ở cầu dao) hai lâ năy nối với nhau
bằng một lò xo, lâ dao phụ cắt nhanh
do lò xo đăn hồi (lò xo sẽ lăm tăng
tốc độ cắt dao phụ) khi kĩo dao chính
ra trước.
1-Tiếp điểm động (thân dao). ; 2-
Tiếp điểm tĩnh (má dao) ; 3-Lưỡi 
dao phụ ; 4-Lò xo ; 5-Tay cầm 
bằng vật liệu cách điện. ; 6- Đế 
cách điện.
Hình 5.8
55
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
1) Dập hồ quang trong dầu biến áp.
2) Dập hồ quang bằng khí nén
3) Dập hồ quang bằng cách dùng vật liệu tự sinh khí
4) Dập hồ quang trong khí SF6
5) Dập hồ quang trong chđn không.
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
1) Dập hồ quang trong dầu biến áp.
Ở câc mây cắt trung âp câc tiếp điểm cắt được ngđm trong
dầu biến âp. Khi cắt mạch, hồ quang xuất hiện, dưới tâc
dụng nhiệt của HQ, dầu tạo thănh câc bọt khí khâc, khí
hydro, hơi dầu, trong đó khí hydro lă chủ yếu (70-80%) với
âp suất cao. Khí hydro có độ bền điện rất cao, nhất lă với
âp suất cao lăm cho hiện tượng ion-hóa nhiệt kĩm đi rất
nhiều, do vậy HQ dễ bị dập tắt.
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
Máy cắt dầu:
- Dùng cho mạng trung áp hay
cao áp.
- Dòng cắt hàng ngàn Ampe
- Thường do Liên xô chế tạo
- Thời gian cắt: 0,15 – 0,2 giây.
- Nhược: kích thước lớn, khối
lượng lớn, bảo dưỡng, sửa chữa
phức tạp và dễ gây ra cháy nổ.
Máy cắt dầu loại thùng không
còn chế tạo nữa. Nên máy cắt ít
dầu có ưu điểm hơn.
Hình 5.9
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
2) Dập hồ quang bằng thổi khí nén:
Lă pphâp thổi cưỡng bức. Không khí sạch, khô được nĩn
với âp suất cao có độ bền điện lớn. Khi HQ xuất hiện, người
ta dùng khí nĩn năy thổi văo HQ để dập tắt nó. Với âp suất
nĩn ở 10-15atm, độ bền điện đạt cỡ 40 KV/mm, với vận tốc
thổi cỡ 200m/s nín hiệu ứng dập HQ rất cao.
Nhược: cần thiết bị nĩn khí đi kỉm khâ cồng kềnh.
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
MC có bình cắt (buồng dập HQ) nằm trong bình chứa khí nén
Hình 5.10
Máy Cắt không khí (Trị An)
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
3) Dập hồ quang bằng cách dùng vật liệu tự sinh khí
Ở máy cắt tự sinh khí, hồ quang được dập tắt bằng hổn
hợp khí do vật liệu rắn của buồng dập hồ quang sinh ra
dưới tác động của nhiệt độ cao.
Ưu: giâ thănh hạ, kcấu đơn giản, không cần dao câch ly.
Nhược: tuổi thọ thấp, dễ chây nổ, nín chỉ dùng công suất bĩ.
Hình 5.11
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
Để tăng hiệu ứng dập hồ quang trong môi trường khí và giảm kích thước
cách điện, người ta thường sử dụng khí SF6
4) Dập hồ quang trong khí SF6: Đặc điểm khí SF6
Ở áp suất bình thường, độ bền điện của khí SF6 gấp 2.5 lần
so với không khí, còn khi áp suất 2 at độ bền điện của khí này
tương đương với dầu BA.
Hệ số dẫn nhiệt của SF6 cao gấp 4 lần không khí, vì vậy có
thể tăng mật độ dòng điện trong mạch vòng dẫn điện, giảm
khối lượng đồng.
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
 Khả năng dập hồ quang của buồng dập kiểu thổi
dọc khí SF6 lớn gấp 5 lần so với không khí, vì vậy
giảm được thời gian cháy của hồ quang, tăng khả
năng cắt, tăng tuổi thọ tiếp điểm.
 SF6 là loại khí trơ, không phản ứng với oxy,
hydro, ít bị phân tích thành các khí thành phần.
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
66
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
Hình 5.12
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
5) Dập hồ quang trong chđn không:
Ở môi trường chđn không độ bền câch điện khâ cao vă khả năng
ion hóa gần như không tồn tại, vì vậy dập HQ trong chđn không có
ưu việt hơn.
 Ưu: của MC chđn không lă kích thước nhỏ gọn, không gđy ra
chây nổ, tuổi thọ cao khi cắt dòng định mức ( đến 10000 lần ), gần
như không cần bảo dưỡng định kỳ. Loại mây năy dùng chủ yếu ở
lưới trung âp với dòng điện định mức đến 3000A, dòng cắt đến 50
kA, chủ yếu được lắp đặt trong nhă.
 MC chđn không được chế tạo để đóng cắt trong mạng 6, 10 , 15 ,
22 vă 35 KV với công suất cắt không lớn (đến 1000 - 2000 MVA).
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
1.Buồng cách điện chân
không.
2. Tấm đáy.
3. Hệ thống tiếp điểm.
4. Thanh dẫn tĩnh.
5. Thanh dẫn động.
6. ống xếp kim loại.
7. Màn chắn kim loại.
Hình 5.13
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
MC chõn khụng: (hỡnh 5.14)
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
Hình 5.15
Cấu tạo và chức năng:
máy cắt gồm có hai phần chính: 
hệ thống cực máy cắt và cơ cấu tác động
Hỡnh 5.16: Mặt cắt của mỏy cắt AMVAC
1 - Vỏ máy cắt
 1.1 - Tấm chắn phía trước
 9 - Cơ cấu mở bằng tay khẩn cấp
 10 - Cơ cấu tác động từ trường
 11 - Cuộn mở
 12 - Nam châm phần ứng
 13 - Các nam châm vĩnh cửu
 14 - Cuộn đóng
 15 - Cảm biến cho tín hiệu mở
 16 - Cảm biến cho tín hiệu đóng
 17- Bộ phận hiệu chỉnh hành trình
 18 - Trục đòn bẩy
 19 - Cần nối cách điện
 20 - Lò xo hoãn xung
 21 - Đầu nối cố định
 22 - đầu cuối máy cắt phía dưới
 23 - Vỏ nhựa đúc epoxy
 24 - Buồng cắt
 24.1 - Tiếp điểm di động
 24.2 - Tiếp điểm cố định
 25 - Đầu cuối máy cắt phía trên
5.5.4. DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ CAO ÁP
Hình 5.17
HẾT CHƯƠNG 5