Giáo trình trang thiết bị điện tàu thủy - Chương 1 docx

1
Chơng I: mối ghép tiếp xúc điện
1.1. Khái niệm và phân loại mối ghép tiếp xúc điện
1.1.1. Khái niệm
- Theo cách hiểu thông thờng chỗ tiếp xúc điện là nơi gặp gỡ chung của 2 hay
nhiều vật dẫn để dòng điện đi từ vật dẫn này sang vật dẫn khác. Bề mặt tiếp xúc
giữa các vật dẫn gọi là bề mặt tiếp xúc điện.
- Tiếp xúc điện là một phần rất quan trọng của khí cụ điện trong thời gian hoạt
động đóng mở, chỗ tiếp xúc sẽ phát nóng mài mòn do va đập, ma sát, đặc biệt sự
hoạt động có tính chất huỷ hoại của hồ quang. Do đó tiếp xúc điện phải thoả mãn
các yêu cầu sau:
+ Thực hiện tiếp xúc chắc chắn đảm bảo.
+ Sức bền cơ khí cao.
+ Không phát nóng quá giá trị cho phép đối với dòng điên định mức.
+ ổn định nhiệt điện động và lực điện động khi có dòng điện ngắn mạch cực
đại đi qua.
+ Chịu đợc tác dụng của môi trờng xung quanh ở nhiệt độ cao ít bị oxy hoá
- Bề mặt tiếp xúc: Tiếp xúc giữa hai vật dẫn không đợc thực hiện trên toàn bề mặt
mà chỉ có một số điểm tiếp xúc. Đó chính là các đỉnh có bề mặt nhỏ để dẫn dòng
điện đi qua vì bề mặt tiếp xúc có dạng không phẳng tuyệt đối mà mắt thờng
không nhìn thấy đợc. Khi có lực F tác dụng thì các đỉnh sẽ biến dạng trở thành
những bề mặt tiếp xúc đồng thời.Do vậy muốn tiếp xúc tốt ta phải làm sạch bề mặt
tiếp xúc.
- Nếu gọi S là tổng diện tích tiếp xúc thực tế, là ứng suất biến dạng của vật liệu
(còn gọi là hệ số chống dập nát), dới tác dụng của lực F thì ta có:

- Trị số đợc tra theo bảng.

- Ví dụ: Xác định S của hai thanh góp phân phối bằng nhôm đợc ép bằng lực
F=7000N, biết điện tích tiếp xúc biểu kiến S

bk
= 40x40 =1600mm
2

- Giải: áp dụng công thức:
- Tra bảng ta có
nhôm
= 883(N/mm
2
) suy ra S = 7000/883 = 7,94mm
2

- Tính theo phần trăm là: 7,94.100/1600 = 0,5%S
bk

- Muốn tiếp xúc tốt phải làm sạch bề mặt tiếp xúc.
- Từ đây nếu nói điện tích tiếp xúc S cần hiểu là diện tích tiếp biểu kiến S
bk

1.1.2. Phân loại
Dựa vào mối liên kết tiếp xúc ngời ta chia tiếp xúc điện ra làm 2 phơng thức,
mỗi phơng thức có 3 dạng
* Theo phơng thức đóng mở có 3 dạng sau
S =

F


2
+ Tiếp xúc cố định: Là loại tiếp xúc không tháo lắp giữa 2 vật dẫn mà nó đợc

ghép với nhau bằng ốc vít, bu lông, đinh tán, hàn, ép, kẹp .Ví dụ ghép giữa hai
thanh cái với nhau hoặc giữa thanh cái với dây dẫn, giữa dây dẫn với đầu cốtvvv
+ Tiếp xúc đóng cắt: Là tiếp xúc giữa tiếp điểm tĩnh và tiếp điểm động của thiết bị
đóng cắt.ở chế độ đóng 2 tiếp xúc đóng chặt với nhau còn ở chế độ cắt mạch thì
chúng tách rời nhau ra. Ví dụ ở cầu dao, áp tô mát.vvv
+ Tiếp xúc trợt: Là tiếp xúc giữa vật dẫn chuyển động và vật dẫn tĩnh. Ví dụ nh
ở cổ góp, vành trợt của máy điện.
*Theo bề mặt tiếp xúc có 3 dạng sau
+ Tiếp xúc điểm: Là tiếp xúc giữa mặt cầu - phẳng, cầu- cầu thờng gặp ở các thiết
bị đóng cắt có dòng điện bé dới 10A
+Tiếp xúc mặt: Là tiếp xúc giữa 2 phần của mặt phẳng thờng gặp ở các thiết bị có
dòng điện lớn đến hàng ngàn ampe.
+ Tiếp xúc đờng: Là tiếp xúc giữa mặt trụ - phẳng giữa 2 mặt trụ thờng gặp ở
các thiết bị có dòng điện trung bình cỡ vài chục đến vài trăm ampe.

1.2. các hình thức nối tiếp xúc
1.2.1. Tiếp xúc điểm - đặc điểm và ứng dụng
- Đặc điểm: Giảm sự phát sinh hồ quang
- ứng dụng: ở công tắc tơ
1.2.2. Tiếp xúc mặt - đặc điểm và ứng dụng
- đặc điểm: Giảm điện trở tiếp xúc, tăng khả năng ngắt dòng
- ứng dụng: ở cầu dao, áp tô mát
1.2.3. Tiếp xúc trợt - đặc điểm và ứng dụng
- Đặc điểm của loại này có khả năng chuyển mạch liên tục
- Thờng ứng dụng làm cổ góp trong máy điện một chiều
1.2.4. Tiếp xúc bắc cầu - đặc điểm và ứng dụng
+ Đặc điểm: Là sự kết hợp của tiếp xúc đóng mở và tiếp xúc mặt đồng thời nhờ
tính chất bắc cầu nên hạn chế đợc tia hồ quang nhng có nhợc điểm công suất
tải không cao.
+ứng dụng: Công tắc tơ, rơ levvv

1.3. điện trở tiếp xúc và các ảnh h
ởng
1.3.1 Khái niệm về điện trở tiếp xúc
- Có hai vật dẫn tiếp xúc nhau, diện tích tiếp xúc S, điện trở suất , chiều dài l lúc
này điện trở hai vật dẫn (H1-2) đợc tính bằng.

3






- Khi có dòng điện đi qua hai vật dẫn đó thì điện trở tổng R sẽ lớn hơn R
1
vì hai vật
dẫn dù có đợc làm sạch thế nào cũng đều xuất hiện lớp ôxít làm tăng điện trở.

Nếu gọi
mF
K
tx
RRR

=
=
1

K: Là hệ số phụ thuộc thuộc vào ,, đồng thời phụ thuộc vào trạng thái bề
mặt tiếp xúc, K đợc tra theo bảng.
m: Là hệ số phụ thuộc vào dạng tiếp điểm và số lợng điểm tiếp xúc, m
đợc tra theo bảng.
F: Là lực ép lên tiếp điểm.
1.3.2 Một số yếu tố ảnh hởng đến điện trở tiếp xúc
* Vật liệu làm tiếp điểm: Nếu vật liệu mềm thì R
tx
nhỏ do đó thờng dùng vật liệu
mềm để làm tiếp điểm hoặc dùng kim loại cứng mạ ngoài bằng kim loaị mềm nh
đồng thau mạ thiếc, thép mạ thiếc. Từ đó cũng đã phát triển tiếp điểm lỡng kim
loại nh tiếp điểm kim loại cứng tiếp xúc với kim loại lỏng nh thuỷ ngân.
* Lực ép lên tiếp điểm F càng lớn thì điện trở tiếp xúc càng nhỏ.
* Hình dạng tiếp điểm có ảnh hởng đến điện trở tiếp xúc.
* Nhiệt độ tiếp điểm tăng thì điện trở tiếp xúc tăng.
* Diện tích tiếp xúc lớn thì R
tx
nhỏ. Mật độ dòng nhỏ đi.


Vật dẫn 1 Vật dẫn 2
l/2 l/2
I
S
Hình 1-2