CHƯƠNG 2b: MẠCH VÒNG DẪN ĐIỆN

1
Xác Định Nhiệt Độ.Điện Trở Tiếp
Xúc,Lực ép và Điện áp Roi

Trên ti
ết diện ở chế độ làm việc dài hạn
I)Nhiệt độ của tiếp điểm :
1) dựa vào sự cân bằng nhiệt trong quá trình phát nóng của thanh dẫn dài
vô h
ạn, có tiết diện không đổi .
Giả sử một đầu một đầu thanh dẫn tiếp xúc với thanh dẫn khác và nguồn
nhiệt đặt tại nơi tiếp xúc.
?tđ = ?mt +
KtSP
RtdIdm
KtPS
Idm
****2
*
**
*
22



(2-11)



**8
*

22
RtxIdm
tdttx

;


**8
*
22
RtdIdm
ttdttx

(2-12)
?mt : nhi
ệt độ môi trường xung quanh tính theo độ C
?tđ : nhiệt độ của tiếp điểm tính theo độ C
?tx : nhiệt độ nơi tiếp xúc tính theo độ C
Iđm(A) : d
òng điện định mức ở chế độ dài hạn

? (Ocm) : điện trở suất của vật liệu tiếp điểm
Rtx (O) : điện trở tiếp xúc ( không kể đến điện trở vật liệu tiếp điểm)
Kt (W/cm² *độ C): hệ số tản nhiệt của bề mặt thanh dẫn;
S (cm²) : tiết diện của thanh dẫn
P(cm): chu vi của thanh dẫn
Với tiếp điểm dạnh cầu số 2 ở mẫu trước căn thức không còn nữa
Quan hệ trên đúng với các tiếp điểm công suất nhỏ với dòng điện lớn. Kết
quả cho sai số tương đối lớn so với thực nghiệm.
2) Dựa vào việc khảo sát điện trường và nhiệt trường của thanh dẫn đặc dài

vô h
ạn có nguồn nhiệt ở đầu tiếp xúc với thanh dẫn khác.
2
)162)(arccos(*
**
1**4
)152(
)
1**4
***
cos(
)142(
)][arccos(
1
*
*16
**
*1
)132(
1**4
***
**4
*
)arccos(
22
2
2/1





Ttx
Ttd
HbA
Ftd
Idm
Ftd
HbAIdm
Ttd
Ttx
Ttx
Ttd
HbA
IdmFtd
Ftd
HbIdm
a
AIdm
Ttx
Ttd











Trong đó :
Ttd,(độ K) :nhiệt độ thanh dẫn chỗ xa nơI tiếp xúc
Ttx,(độ K) : nhiệt độ nơi tiếp xúc
a, (cm) : bán kính của bề mặt tiếp xúc
Idm, (A) : dòng điện định mức ở chế độ làm việc dài hạn
?,(W/cm*độC): hệ số dẫn nhiệt của thanh dẫn coi như không phụ thuộc v
ào
nhi
ệt độ(bảng )
208
)/(10*3,2 CVA


hằng số Iven có những giá trị khác nhau khi vật
liệu khác nhau và ít phụ thuộc vào nhiệt độ nên coi là hằng
Ftd1 ,(kN) : lực nén tại một điểm tiếp xúc
Ftd=n*Ftx ; n: là hằng số tiếp điểm với
Tiếp xúc điểm n = 1; tiếp xúc đường n = 2; tiếp xúc mặt n = 3

HbaFtd ***1
2


trong đó

= 0,3- 1 ; hệ số tính đén giảm
áp lực trên mặt tiếp xúc do ính đàn hồi của vật liệu và độ lồi lõm của bề mặt
tiếp điểm .

Những quan hệ trên là cho trường hợp tiếp xúc điểm đơn giản giữa hai thanh
dẫn đặc , dài vô hạn có tiết diện không đổi . Trong thực tế quá trình xảy ra ở
tiếp điểm phức tạo hơn nhièu , vì vậy chỉ nên dùng để khảo sát hiện tượng
một cách định tính để có những kết quả gần đúng với điều kiện thực tế
.Trong các công rhức trên cần phải dựa thêm vào các hệ số thực nghiệm .
ngoài ra nên dùng các quan hệ thực nghiệm .
3
Hình 2-9:quan hệ giữa độ cứng Hb(độ cứng Brỉnel)voéi nhiệt độ phát
nóng của một vàivật liệu tiếp điểm
1- đồng mềm 2- com8

3-cox12 4-b
ạc cương
B_Lực ép tiếp điểm:
Lực ép tiếp điểm đảm bảo cho tiếp điểm làm việc bình thường ở chế độ
làm việc dài hạn, mà trong chê độ ngắn hạn dòng điện lớn như mở máy , quá
tải , ngắn mạch .....lực ép tiếp điểm phải đảm bảo cho tiếp điểm không bị
đẩy ra do lực điện động v
à không bị hàn dính do hồ quang khi tiếp điểm bị
đẩy v
à bị rung
Lực ép tiếp điểm có thể xác định theo các quan hệ lý thuyết theo công
thức thực nghiệm hay theo đồ thị.
1) xác định lực ép theo quan hệ lý thuyết theo các quan hệ 2-14 kết quả
thu được cần phải được hiệu chỉnh qua hệ số thực nghiệm bảng
2) xác định lực ép theo thực nghiệm .
Trong bảng 2-17 cho các số hiệu lực ép cuối của tiếp điểm Ftdc(lực ép
tiếp điểm khi đóng hoàn toàn ) của các loại rơle suốt lực ép cuối trên một
đơn vị d
òng điện định mức Ftd của các khí cụ điện thông dụng.

Bảng 2-17 lực ép của một tiếp điểm (một trở ngắt )làm việc trong không
khí và trong dầu của các dẫn khí cụ điện hiện đại
4
Loại khí cụ điện Vật liệu Ftđ (G/A) Lực nén Ftđ(G)
1 2 3 4
Vàng, platin, hựp
kim c
ủa vàng
vàiriđi
- 0,3-2Rơ le có độ nhạy
cao dòng bé hơn
1(A)
Rơle có độ nhạy
cảm (bảo vệ ,cực
tính)
Tina, paladi h
ợp
kim với bạc
- 2-10
Rơle điện thoại
và điều khiển
(đến 3A)
Bạc 10-30
Rơle tự động vài
trung gian (dòng
5-15A)
Bạc ,CĐK15M - 25-50
Các bộ rung ,
biến đổi rung tần
số cao

Volflram - 40-350
Các tiếp điểm
phụ của các khí
cụ điện đến
1000V
B
ạc 5 20
Bạc 5-10 20
Công tắc tơ điện
từ
kim loại gốm 7-15 25
Công tắc tơ thuỷ
khí nén (lực lò so
không có không
khí )
đồng
đồng
15-25
16-20
300
-
Công tắcđối nối
Công tắc xoay
(lò xo lá dòng
định mức 10-
100A)
đồng
đồng thau
45-60 trị số lớn cho
dong điện bé

Các bộ khống
chế kiểu phẳng ,
kiểu trống và kểu
trục
đồng , đồng
25-40 ----
5
Công tắc định
hình (từ 2-15A)
đồng , CH40 22-80
20-60
Già trị lớn cho
dòng điện bé
áp tô mát
định hình
V
ạn năng
kéo điện
Kimloại
Gốm
Bạc
đồng
20-25
45-60
20-40
20-40
-
-
-
-

Cỗu dao và cầu
dao đổi nối (d
òng
đến 100-400ê)
đồng 150-250 trị số lớn cho
dòng điện nhỏ
(1): ví dụ :một nửa lực cho tiếp điểm loại cầu , lực cho một tấm của
tiếp điểm hoa huệ ,một tấm củn dao
(2): lực nén trong dầu lớn 1,4-1,6 lần so với không khí vì do độ nhớt
của dầu và các sản phẩm từ dầu khi có nhiệt độ cao.


)(,*
)/(,
GIdmftdFtd
AG
Idm
Ftd
ftd


(2-17
Tr
ị số của ftd dựa vào sự phân tích các thông số kĩ thuật của các khí cụ điện
đ
ã được sử dụng .Lực ép tiếp điểm tính theo số liệu trong bảng.
Khoảng cách giữa các tiếp điểm cạnh nhau phải sao cho dòng điện chạy qua
mỗi điểm tiếp xúc không bị ảnh hưởng lẫn nhau.
Với lực ép không đáng kể (0,01N) những chỗ lồi lõm bị biến dạng đàn hồi
. khi lực nén tăng đến 0,1-0,15N bắt đầu có biến dạng dẻo dẫn đến vật liệu bị

nén chặtnéu tăng lực nén đến hàng trăm N thì cả lớp vật liệu bị biến dạng
đàn hồi , nếu tiếp tục tăng lực ép nũa sẽ bị biến dạng
dẻo.
Đặc trưng cho sự biến dạng khi lực ép từ 10N(1kN)có thể khảo sát qua
trị số áp suất trung bình
2
*
1
a
Ftd

nếu
- áp suất trung bình nhỏ hơn độ cứng của vật liệu tiếp điểm Hb vật liệu
biến dạng đàn hồi, nếu lớn hơn biến dạng dẻo .
Khi vật liệu biến dạng đàn hồi, bán kính a và điện trở R1 có thể biểu diễn:

)222)((
*1
**58,0
*2
1
)212(,
1
*86,0


rFtd
E
a
R

cm
E
Ftd
a


Ftd1, N (kN) ; lực nén của một chỗ tiếp xúc