DẬP HỒ QUANG MỘT CHIỀU DO TÁC DỤNG
CỦA LỰC ĐIỆN ĐỘNG
‘ Khi thiết kế các khí cụ đồng thời với các phương pháp khác người ta
sử dụng lực điện đông để dập hồ quang .Các chi tiết của mạch vòng dẫn điện
(tiếp điểm ,các giá tiếp điểm ,sừng dập hồ quang ) phải phân bố sao cho để
lực điện động đảy hồ quang theo một phương nhất định .
Ví dụ : Tiếp điểm cố định của mạch có hai chỗ ngắt uốn dạng chữ
U (hinh3-3a) sử dụng dàn dập bằng thép non(hình 3-3b)
Nhi
ệm vụ và trình tự tinh toán :nêu chi tiết trong §.3.4.1.
Ngoài vi
ệc tính toán chiều dài hồ quang tới hạn l
hqth
ở một vài giá trị
dòng điện ngắt ra còn xác định thời gian dập hồ quang (3-5) ở các dòng điện
này và xây dựng sự phụ thuộc của thời gian này vào dòng điện.
Chiều dài tới hạn của hồ quang :có thể xac định nó theo hai phương
pháp
1.B
ằng cách tính toán liên tiếp gần đúng và xây dựng đạc tuyến von
_ampe (hình 3-5) có đạc tuyến tải ,
2.Tính toán tiến hành theo các công thức kinh nghiệm của đạc tuyến
von-ampe của hồ quang điện cháy tự do di chuyển trong không khí với tốc
độ v
hc
:
hq
hq
hqhq
I
V

hq
= 0,5 I
ng
–giá trị trung bình của dòng điện hồ quang
Khi dòng điện lớn hơn 200A thì tốc độ chuyển động của hồ quang bị
giảm và được xác định theo biểu thức :
3
37
hqhq
Iv  ,cm/s (3-19)
Th
ời gian kéo dài hồ quang đến chiều dài tới hạn.
Xác định sơ bộ theo công thức (3
-5)
§.3.4.5.DẬP HỒ QUANG TRONG BUỒNG CÓ KHE DỌC
VÀ TỪ TRƯỜNG NGANG
Lĩnh vực sử dụng:
Dập hồ quang trong buồng có khe hở hẹp và từ trường ngan
dụng trong trường hợp khi không dập được hồ quang bằng phương pháp
kéo dài cơ khí và lợi dụng lực điện động do sự tác dụng của d
òng điện chảy
trong các chi tiết mạch vòng dẫn điện và hồ quang.
Buồng có khe doc và từ trường ngang được sử dụng trong các công
tắc tơ và ít sử dụng trong các máy ngắt tự động (hing 3-3).
Nhi
ệm vụ tính toán đã nêu chi tiết trong §.3.4.1.Chiều dài tới hạn của
hồ quang được xác định với một vài giá trị dòng điện ngắt ít nhất là đối với
giá trị đặc trưng của dòng điện (§.3.1.2),thời gian dập hồ quang không lớn
hơn 0,1s ,c
òn điện áp cực đại trên hồ quang (do có quá điện áp ) nhỏ hơn (có

khi nó đóng trụ
tại một điểm và chuyển sang sừng dập hồ quang 6. Vị trí hồ quang III tương
ứng với chiều d
ài tính toán tới hạn của hồ quang trong buồng dập l
th
.
Để rút ngắn kích thước của buồng và khí cụ, cũng như giảm khối
lượng v
à tiết kiệm vật liệu trong một số trường hợp cho phép hồ quang từ
buồng ra vùng III. Khi đó chiều dài tới hạn tính toán của hồ quang l
’
th
sẽ lớn
hơn (khoảng rộng của các tấm tr
ên b
t
và dưới b
d
).
Các đường cong ở hình 3-9c theo độ xa của hồ quang với tâm lõi thép
d
ẫn từ:
1. Từ cảm B khi tiếp điểm mở với I
ng
.
2. T
ừ cảm trong quá trình hồ quang di chuyển, khi đó dòng điện
trong hồ quang cũng như dòng điện trong cuộn dây giảm.
3. Dòng điện trong hồ quang và trong cuộn dây giảm
4. Lực điện từ tác dụng lớn hồ quang.

4. Thép dẫn từ
5. Buồng dập hồ quang
Ф. Từ thông
H. Cường độ từ trường
Các tấm của buồng làm bằng vật liệu cách điện chịu hồ quang tạo ra
khe hẹp còn gọi là khe dọc. Khi đó bề mặt cạnh của khe dọc trùng với hướng
chuyển động của hồ quang khi hồ quang bị kéo dài. Khe dọc gồm có khe hẹp
và khe rộng.
Khe hẹp có bề rộng δ
k
nhỏ hơn hay bằng đường kính thân hồ quang.
Khe rộng có bề rộng lớn hơn đương kính thân hồ quang. Đường kính thân
hồ quang lại phụ thuộc vào giá trị dòng điện ngắt, vào tốc độ chuyển động
của hồ quang và điều kiện làm lạnh chúng.
Điện áp hồ quang một chiều có thể biểu diễn bằng phương tr
ình:
U
hq
= U
đ
+ U
hq
.I
hq
(V) (3-20)
U
hq
= E
hq
.l

(nhưng không nhỏ hơn 1.3mm) làm cho
građien điện áp tăng.
Do đó ở các điều kiện khác như nhau nên chọn buồng dập hồ quang khe
hở, hẹp. Tuy nhiên để dập hồ quang trong khe hẹp cần phải có khe hở ở
phần tiếp điểm lớn δ
ktđ
và tạo ra cường độ từ trường ngang đủ lớn.
Sức từ động của hệ thống thổi từ:
_
Hệ thống thổi từ có cuộn dây mắc nối tiếp với tiếp điểm mạch ngắt là
được sử dụng nhiều hơn cả (hình 3-9):
Tính toán m
ạch từ của hệ thống thổi từ cũng tiến hành theo phương
pháp thông thường.
Cần chú ý rằng khi mắc cuộn dây hồi tiếp thì sức từ động của nó IW tỉ
lệ với giá trị dòng điện ngắt.
Sức từ động và tiết diện mạch từ được chọn sao cho khi dòng điện ngắt
không lớn lắm mạch từ chưa bão hoà và cường độ từ trường hầu như hoàn
toàn qua khe hở không khí giữa các cực của mạch từ, nghĩa là qua khoảng
trống giữa các tiếp điểm và ở đó hồ quang cần được đẩy ra ngoài. Khi dòng
điện lớn mạch từ cần phải bão hoà để giảm cường độ từ trường trong khoảng
trống không khí giữa các cực và cũng làm giảm tốc độ chuyển động của hồ
quang, dập hồ quang mãnh liệt, giảm quá điện áp và hao mòn tiếp điểm.
Giá trị cường độ từ trường H:
Lựa chọn cường độ từ trường H theo những điều kiện sau đây:
1. Cường độ từ trường cần phải đảm bảo đưa hồ quang ra khỏi
khoảng trống giữa các tiếp điểm. Dựa vào các đường cong hình
3-11 và 3-13 có th
ể chọn cường độ từ trường H hay H/I khi cuộn
dây dập hồ quang mắc nối tiếp.

ng
, δ
k
,
δ
ktđ
và α;
I
ng
- dòng điện ngắt (A)
δ
k
- bề rộng khe (mm)
δ
ktđ
- bề rộng bên trong của buồng ở phần chứa tiếp điểm (mm)
α
- góc của δ
ktđ
ra (độ)
3. Cường độ
từ trường không làm cho dòng điện nhận được theo
quan hệ dưới đây vượt quá giá trị dòng điện mà hồ quang dừng lại
trong khe:
I
ng
> 350.δ
k
.
2

= 1 mm δ
k
=2 mm δ
k
= 4 mm
Dòng
điện
A
δ
ktđ
mm
α=30
o
α=45
o
α=75
o
α=30
o
α=45
o
α=75
o
α=30
o
α=75
o
2 14 12 6 - - - - -
4 - 104 - 0 0 2 - -
6 - 152 - - - - 2 2

tđc
.
Trình t
ự tính toán:
1. Lựa chọn hình dáng buồng dập hồ quang, chiều rộng khe δ
k
,
chi
ểu dài và tiết diện sơ bộ sừng dập hồ quang §3.2.2 và phụ lục.
2. Với điều kiện đã cho xác định sơ bộ giá trị dòng điện tới hạn
(§3.1.2).
3. Tính h
ệ thống điện từ của thiết bị dập hồ quang là xác định cường
độ từ trường H hay H/I cần thiết để dập hồ quang khi mắc nối
tiếp cuộn dây dập hồ quang. Tính toán được tiến hành bằng
phương pháp liên tiếp gần đúng theo điện áp của nguồn ngắt U
ng
và hằng số thời gian điện từ của mạch ngắt T
đt
. Có thể sử dụng số
liệu của kết cấu hiện có, ví dụ đối với công tắc tơ hình 3-13.
a) L
ựa chọn hình dáng kết cấu chính của hệ thống từ dập hồ quang,
xác định các tham số và kích thước của các chi tiết (theo sự tương
tự với những hệ thống hiện có). Khi đó chọn số vòng cuộn dây,
tiết diện và kích thước của mạch từ và giá trị khe hở không khí δ
c
giữa các cực từ trong vùng chứa tiếp điểm và dập hồ quang.
b) Tính toán mạch từ của hệ thống dập hồ quang cần phải biết
cường độ từ trường trong v

v
hqr
≈
2
0.3 2
.
(1+0.4H )
hq
I H
, cm/s (3-23)
b) Trong khe h
ẹp (δ
k
< d
hq
) dùng công thức:
v
hqr
≈ (5 + δ
k
)
10. .
hq
k
H I
a
trong đó: δ
k
tính bằng mm
H tính bằng A/cm

theo các công thức dưới đây:
a) Với khe rộng δ
k
> d
hq
:
U
hq
= l
hq
[
2
hq
3
2/3
92
+0.312 +0.37
hq
hq k hq
I
v
I a I
] (V) (3-25)
b) V
ới khe hẹp δ
k
< d
hq
:
U

= 0 ÷ 0.01s
I
hq
= 0.5I
ng
, A
các công th
ức chỉ đúng với dòng điện từ 10 đến 2360A.
7. Xác định thời gian dập hồ quang với một vài giá trị đặc trưng của
dòng điện ngắt và xây dựng quan hệ thời gian với dòng điện ngắt.
Thời gian kéo hồ quang đến chiều dài tới hạn có thể xác định gần
đúng theo (3
-5). Thời gian đầy đủ dập hồ quang lớn hơn thời gian
kéo dài hồ quang đến lúc tắt. Sự cháy của tia lửa tiếp tục thêm
m
ột vài phần trăm giây. Thời gian dập hồ quang ở dòng điện tới
hạn cần phải nhỏ hơn 0.1s.
8. Xác định giá trị cực đại của điện áp U
m
đặc trưng cho quá điện
áp. Giá trị này (có tính dự trữ) cần phải nhỏ hơn điện áp thử
nghiệm. Nếu nó lớn hơn điện áp thử nghiệm thì cần phải tính lại
để tăng thời gian dập hồ quang l
ên một ít nhưng không lớn hơn
giá trị tới hạn.
9. Xác định các kích thước chủ yếu của buồng dập hồ quang theo l
th
và I
th
.

t
- hệ số toả nhiệt của thành buồng
k
t
=
-4
15.10

2
/ .
o
J cm C

s
1
- diện tích bề mặt làm lạnh của buồng.
2
cm
J
hq
- năng lượng hồ quang toả ra
J
hq
=
2
1 1
. . + .
6 2
o o hq o
U I t L I