Bài giảng Tiếp xúc điện

BÀI 1.3TIẾP XÚC ĐIỆN1. Tiếp xúc điện1.1 Khái niệmChỗ tiếp giáp giữa hai vật dẫn điện để cho dòng điện chạy từ vật dẫn này sang vật dẫn kia gọi là tiếp xúc điện. 	Bề mặt chỗ tiếp giáp của các vật dẫn điện gọi là bề mặt tiếp xúc điện. 1.1.1 Các yêu cầu cơ bản của tiếp xúc điệnThực hiện tiếp xúc phải đảm bảo chắc chắnMối tiếp xúc phải có độ bền cơ khí caoKhông được phát nóng quá giá trị cho phép khi dòng định mức đi quaỔn định nhiệt và ổn định động khi có dòng cực đại đi quaChịu được tác động của môi trường như nhiệt độ, chất hóa học1.1.2 Các yêu cầu của vật liệu dùng làm tiếp điểmĐiện dẫn và nhiệt dẫn cao.Độ bền trong không khí và trong các môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao hoặc bụi công nghiệpKhông tạo lớp màng có điện trở suất caoĐộ bền chịu hồ quang cao (nhiệt độ nóng chảy)2. Phân loại tiếp xúc điện2.1 Tiếp xúc cố địnhCác tiếp điểm được nối cố định với các chi tiết dẫn dòng điện như thanh cái, cáp điện trong quá trình sử dụng cả hai tiếp điểm được gắn chặt vào nhau bằng các bu-lông hoặc hàn.2.2 Tiếp xúc đóng mởLà tiếp xúc để đóng ngắt mạch điện, trong trường hợp này phát sinh hồ quang điện cần xác định khoảng cách giữa tiếp điểm tĩnh và động dựa vào dòng định mức, điện áp định mức, và chế độ làm việc của khí cụ điện.2. Phân loại tiếp xúc điện2.3 Tiếp xúc trượtLà tiếp xúc ở cổ góp và vành trượt, tiếp xúc này cũng dễ sinh ra hồ quang điện.2. Phân loại tiếp xúc điện3. Hình thức tiếp xúcCó 3 hình thức tiếp xúcTiếp xúc điểm: Là hình thức các vật dẫn tiếp xúc nhau ở diện tích rất nhỏ được xem là một điểm. Ví dụ: Tiếp xúc giữa mặt cầu với mặt cầu, tiếp xúc giữa mặt cầu với mặt phẳng.Tiếp xúc đường: là hình thức các vật dẫn tiếp xúc nhau trên đường thẳng hoặc đường cong.Tiếp xúc mặt: là các hình thức vật dẫn tiếp xúc nhau trên nhiều điểm của mặt phẳng hoặc mặt cong. Ví dụ: tiếp xúc giữa tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh của máy cắt, cầu dao, aptomat4. Điện trở tiếp xúc và các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc4.1 Công thức tính điện trở tiếp xúcXét khi đặt hai vật dẫn tiếp xúc nhau, ta sẽ có diện tích bề mặt tiếp xúc : S= a . l.21laTiãúp xuïc cuía hai váût dáùn12Bề mặt tiếp xúc giữa vật dẫn 1 và 24. Điện trở tiếp xúc và các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúcNhưng trên thực tế diện tích bề mặt tiếp xúc thực nhỏ hơn nhiều a.l vì giữa hai bề mặt tiếp xúc dù gia công thế nào thì vẫn có độ nhấp nhô, khi cho tiếp xúc hai vật với nhau thì chỉ có một số điểm trên tiếp giáp tiếp xúc. 	Do đó diện tích tiếp xúc thực nhỏ hơn nhiều diện tích tiếp xúc biểu kiến Sbk= a.l.Diện tích tiếp xúc còn phụ thuộc vào lực ép lên trên tiếp điểm và vật liệu làm tiếp điểm, lực ép càng lớn thì diện tích tiếp xúc càng lớn.Diện tích tiếp xúc thực ở một điểm(như mặt cầu tiếp xúc với mặt phẳng) xác định bởi:	 	Trong đó: 	F là lực ép vào tiếp điểm (kg)	d là ứng suất chống dập của vật liệu làm tiếp điểm (kg/cm2)4. Điện trở tiếp xúc và các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúcNếu tiếp xúc ở n điểm thì diện tích sẽ lớn lên n lần so với biểu thức (2.1).	Dòng điện chạy từ vật này sang vật khác chỉ qua những điểm tiếp xúc, như vậy dòng điện ở các chỗ tiếp xúc đó sẽ bị thắt hẹp lại, dẫn tới điện trở ở những chỗ này tăng lên.4. Điện trở tiếp xúc và các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúcĐiện trở tiếp xúc của tiếp điểm kiểu bất kì tính theo công thức:K: hệ số phụ thuộc vật liệu và tình trạng bề mặt tiếp điểmF là lực ép vào tiếp điểm (kg)m: hệ số phụ thuộc số điểm tiếp xúc và kiểu tiếp xúc với :	Tiếp xúc mặt m = 1 Tiếp xúc đường m = 0,7 Tiếp xúc điểm m = 0,54. Điện trở tiếp xúc và các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúcNgoài công thức (2.2) là công thức (2.3) được xác định theo kinh nghiệm:Trong đó :	 : điện trở suất của vật dẫn (.cm).	n: số điểm tiếp xúc.	F: lực nén (kg).	d là ứng suất chống dập của vật liệu làm tiếp điểm (kg/cm2). 4. Điện trở tiếp xúc và các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúcDo vậy điện trở tiếp xúc của tiếp điểm ảnh hưởng đến chất lượng của thiết bị điện, điện trở tiếp xúc lớn làm cho tiếp điểm phát nóng. Nếu phát nóng quá mức cho phép thì tiếp điểm sẽ bị nóng chảy, thậm chí bị hàn dính. Trong các tiếp điểm thiết bị điện mong muốn điện trở tiếp xúc có giá trị càng nhỏ càng tốt, nhưng do thực tế có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến Rtx nên không thể giảm Rtx cực nhỏ được như mong muốn.4. Điện trở tiếp xúc và các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc4. Điện trở tiếp xúc và các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc4.2 Các ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc- Điện trở suất của vật liệu làm tiếp điểm- Số điểm tiếp xúc- Lực ép lên bề mặt tiếp xúc và ứng xuất chống dập của vật liệu làm tiếp điểmNgoài ra điện trở tiếp xúc còn phụ thuộc vào tình trạng bề mặt tiếp xúc:Nếu bề mặt tiếp xúc bẩn hoặc bị rỗ, cháy thì điện trở tiếp xúc tăng làm tổn hao điện áp và công suất mạng điện.Nhiệt độ điểm tiếp xúc, khi nhiệt độ điểm tiếp xúc càng cao thì điện trở tiếp xúc cũng tăng.