RealTEQ Academy - Learning by Sharing.

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------- ---------




 





TRẦN VĂN DƯƠNG
HẠN CHẾ DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH VÀ NÂNG CAO KHẢ
NĂNG CẮT CỦA CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRONG HỆ
THỐNG PHÂN PHỐI VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN
CHUYÊN NGÀNH:KỸ THUẬT ĐIỆN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGÀNH: THIẾT BỊ ĐIỆN ĐIỆN TỬ
-
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. PHẠM VĂN CHỚI
HÀ NỘI - 2007

2. M c l c
ụ ụ
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG I: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT
1.1 L ch s phát tri n c a các thi t b óng c t.....
ị ử ể ủ ế ị đ ắ ...............................................5
1.2 Phân tích các tác h i c a dòng i n ng n m
ạ ủ đ ệ ắ ạch. ..........................................13
1.2.1 Quá trình phát nóng khi ng n m
ắ ạch .....................................................13
1.2.2 Quá trình n mòn ti i m khi ng n m
ă ếp đ ể ắ ạch14
1.2.3 L i
ực đ ện động khi ng n m ch..............................................................16
ắ ạ
K t lu
ế ận...............................................................................................................17
CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VẤN ĐỀ
2.1 t v
Đặ ấn đề.....................................................................................................19
2.2 Lý lu n chung v các hi n t ng & quan h i n t trong m ch...
ậ ề ệ ượ ệ đ ệ ừ ạ ..............19
2.3 Các i u ki n c n bi i bài toán i n t
đ ề ệ ầ ết để giả đ ệ ừ.............................................21
2.4 Các mô hình i n t c t
đ ệ ừ thự ế..........................................................................23
2.5 Các ph ng pháp nghiên c u quá trình i n t trong m
ươ ứ đ ệ ừ ạch... .....................24
2.5.1 Ph ng pháp gi i tích.....
ươ ả ......................................................................24
2.5.2 Ph ng pháp m ch t không gian thay th
ươ ạ ừ ế..........................................27
2.5.3 Ph ng pháp ph n t h
ươ ầ ử ữu h n....
ạ ..........................................................30
2.6.4 S d ng các ph n m m mô ph ng......
ử ụ ầ ề ỏ .................................................31
K t lu
ế ận...............................................................................................................32
CHƯƠNG III: CƠ SỞ & CÁC PHƯƠNG PHÁP TĂNG KHẢ NĂNG CẮT
CỦA THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT
3.1 i c ng ...
Đ ạ ươ .................................................................................................33
3.1.1 Gi m th i gian cháy c a h quang.....
ả ờ ủ ồ ..................................................34
3.1.2 Gi m th i gian tác ng c a c c u....
ả ờ độ ủ ơ ấ .................................................48
3.1.3 Th c hi n vi
ự ệ ệc đ ắ
óng c t đồng bộ.... .....................................................49
3.2 Phân tích các thi t b h n ch dòng i n th c t
ế ị ạ ế đ ệ ự ế..... .....................................52
3.2.1 C u chì h n ch dòng i n
ầ ạ ế đ ệ ....................................................................53

3. 3.2.2 áp tô mát có kh n ng c t cao............
ả ă ắ ...................................................65
3.2.3 Máy c t SF
ắ 6 ..........................................................................................85
3.2.4 Máy c t chân không .......
ắ ......................................................................97
K t lu n...
ế ậ ..........................................................................................................106
CHƯƠNG IV: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH CHÁY & TẮT CỦA HỒ QUANG
TRONG KHÔNG KHÍ
4.1 M t s l u ý khi tính toán h quang.....
ộ ố ư ồ ......................................................107
4.2 Các công th c s d ng khi tính toán h quang.....
ứ ử ụ ồ .....................................108
4.3 Ch ng trình mô ph ng h quang i n....
ươ ỏ ồ đ ệ ..................................................110
K t lu n...
ế ậ ..........................................................................................................113
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .. .............................113
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................115

4. LỜI NÓI ĐẦU
Hi n nay t n c ta ang b c vào th i k công nghi p hóa, i hóa
ệ đấ ướ đ ướ ờ ỳ ệ hiện đạ
v i s phát tri n m nh m c a nhi u ngành kinh t Song song v i s phát tri
ớ ự ể ạ ẽ ủ ề ế. ớ ự ển
c a các ngành công ghi p, c cung c p, truy n t i n m t cánh an toàn,
ủ ệ việ ấ ề ải đ ệ ộ hiệu
quả ộ ầ ấ ế đ ộ ầ ọ
là m t yêu c u vô cùng c p thi t. Trong ó m t yêu c u vô cùng quan tr ng
đượ ả ă đ ắ ủ ế ị đ ệ ệ ố
c đặt ra là nâng cao kh n ng óng c t c a các thi t b i n trong h th ng
phân ph i và truy n t
ố ề ải đi n n ng. Chính vì th khi l a ch tài làm t t nghi
ệ ă ế ự ọn đề ố ệp
sau g n hai n m h c c a ch ng trình ào t o th c s
ầ ă ọ ủ ươ đ ạ ạ ỹ nh T t b i n i
ngà hiế ị Đ ệ Đ ện
t c Tr ng i h Bách khoa H N i, em ã ch tài:
ử ủa ườ đạ ọc à ộ đ ọn đề “H n ch dòng i
ạ ế đ ện
ngắ ạ
n m ch và nâng cao kh n ng c t c a các thi t b óng c
ả ă ắ ủ ế ị đ ắ ệ ố
t trong h th ng
phân ph i và truy n t i n
ố ề ải Đ ệ . B c án t t nghi c chia làm 3 ch ng
ố ục đồ ố ệp đượ ươ
v i n i dung nh sau
ớ ộ ư
 Ch L
ương I: ị ử
ch s phát tri n c a các thi t b óng c t
ể ủ ế ị đ ắ
 Ch II: Các ph
ương ương pháp c s d ng nghiên c u v
đượ ử ụ ứ ấn đề
 Ch ng I C s và các ph ng pháp nâng cao kh n ng c t c a thi
ươ II : ơ ở ươ ả ă ắ ủ ết
b óng c t
ị đ ắ
 Ch IV Mô ph ng quá trình cháy và t t c a h quang tong không
ương : ỏ ắ ủ ồ
khí
Trong quá trình th c hi , m c dù ã c g ng h t s c mình, tuy nhiên
ự ện đồ án ặ đ ố ắ ế ứ
do th i gian và ki n th c còn h n ch nên có m i u ch c ch n r ng
ờ ế ứ ạ ế ột đ ề ắ ắ ằ đồ án của
em còn r t nhi i m thi u sót. Em r t mong nh c nhi u ý ki óng góp,
ấ ều đ ể ế ấ ận đượ ề ến đ
chỉ ả ủ ầ ũ ư ạ
b o c a các th y cô c ng nh các b n đồng khóa để đồ án c hoàn thi
đượ ện
h n n a.
ơ ữ
Cu i cùng em xin bày t lòng c n sâu s Ti n s V Ch
ố ỏ ảm ơ ắc đến ế ĩ Phạm ăn ới
đ ậ ỉ ả ẫ đ ư ế
ã t n tình ch b o, hướng d n em hoàn thành đồ án này theo úng nh ti n độ
c a ch trình ào t o. Em c ng xin c cám n các th y, cô trong b môn
ủ ương đ ạ ũ đượ ơ ầ ộ đã
h t lòng giúp
ế đỡ, tạo đ ề ệ
i u ki n cho em th c hi n t án này.
ự ệ ốt đồ

5. S thành m t cán b k t, em luôn t i không ng ng h
ẽ trở ộ ộ ỹ thuậ ự nhủ phả ừ ọc
t p, trau d i ki n th c và k n ng x ng áng là m t h c viên ã t ng ào
ậ ồ ế ứ ỹ ă để ứ đ ộ ọ đ ừ được đ
t o d i mái tr i H Bách Khoa thân yêu.
ạ ướ ường Đ ạ ọc
H N i
à ộ , tháng 09 năm 2007
Học viên
Tr V D
ần ăn ương

6. I
CHƯƠNG
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC THIẾT BỊ
ĐÓNG CẮT
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG
CẮT
T khi con ng i phát minh ra i n n ng và s d ng nó trong công nghi
ừ ườ đ ệ ă ử ụ ệp
c ng nh trong dân d ng thì cùng v i s t ng lên không ng ng v s n l ng i
ũ ư ụ ớ ự ă ừ ề ả ượ đ ện
c ng nh ng ng d ng r ng rãi c a nó là s phát tri n qua nhi u th h c
ũ ư nhữ ứ ụ ộ ủ ự ể ề ế ệ ủa
các thi t b óng c t khác nhau nh m b o v m
ế ị đ ắ ằ ả ệ ạ ề ả ố
ng lưới truy n t i và phân ph i
đ ệ ă
i n n ng.
V l ch s phát tri n c a các thi t b óng c t thì khí c i
ề ị ử ể ủ ế ị đ ắ ụ đ ện đơn gi n nh
ả ất
có l là c u chì. n gi n nh t có c u t o bao g m m t dây ch y m nh
ẽ ầ C u chì
ầ đơ ả ấ ấ ạ ồ ộ ả ả
(làm b ng chì, b c hay ) ng trong m t chi c v b o v và c g n vào hai
ằ ạ đồng đự ộ ế ỏ ả ệ đượ ắ
c c ti p xúc c a m t m ch i n. Nguyên lý c a nó là d a vào hi n t ng dây
ự ế ủ ộ ạ đ ệ ủ ự ệ ượ
chả ị ả đ ệ ă ả ặ ắ ạ ắ
y b nóng ch y và đứt ra khi dòng i n t ng do quá t i ho c ng n m ch và ng t
m ch nhanh chóng khi x y ra s c trên ng dây. tin c y c a c u chì ph
ạ ả ự ố đườ Độ ậ ủ ầ ụ
thu c ch y u vào dây ch y. Nói chung tin c y c a c u chì khá t t nên hi
ộ ủ ế ả độ ậ ủ ầ ố ện
nay c u chì v c s d ng r ng rãi [2] Nh i m c a c u chì là khi dây
ầ ẫn đượ ử ụ ộ . ược đ ể ủ ầ đứt
ph kh
ả ấ ờ ậ ộ ạ ầ ứ
i m t th i gian để thay. Vì v y có m t lo i c u chì th hai để ắ ụ
c ph c nhược
đ ể đ ạ ầ ồ ề ả ắ ộ ụ ấ
i m này, ó là lo i c u chì g m nhi u dây ch y m c trên m t tr c tròn [7]. C u
t o c a c u chì lo i này nh sau
ạ ủ ầ ạ ư :
1: Dây ch y
ả
2: C c u quay
ơ ấ
3: Dây d n
ẫ
Hình 1-1 C u t
: ấ ạ ủ ầ
o c a c u chì 9 dây ch y
ả

7. Khi c u chì th t b t thì h p c u chì s quay m t b c và sang c
ầ ứ nhấ ị đứ ộ ầ ẽ ộ ướ ầu
chì th hai.... Và khi t t c các dây chì t thì s i thay c u chì m
ứ ấ ả đã đứ ẽ phả ầ ới.
T t b óng c t ph n th hai là áp tô mát. là thi t b
hiế ị đ ắ ổ biế ứ áp tô mát ế ị đóng
c t và b o v quá t i, n m ch cho m ng h áp. áp tô mát s d ng nguyên lý
ắ ả ệ ả ngắ ạ ạ ạ ử ụ
đ ệ ừ ắ
i n t để ng t m ch khi có s c l
ạ ự ố nhờ ực đ ệ ừ ớ ủ ắ
i n t l n c a dòng ng n mạ ệ
ch và vi c
ngắ ạ ễ đ ả ề ế ệ
t m ch di n ra nhanh chóng. Các áp tô mát ã tr i qua nhi u th h khác nhau.
Đầ Đầ
u tiên các áp tô mát ch có dòng c t r t nh ng 1200 r
ỉ ắ ấ ỏ khoả A ồi đến 1500A. u
nh n
ữ ă ế ệ ấ ắ ớ
ng n m 1960 các th h áp tô mát công su t c t l đầu tiên ã ra
đ đời, dòng
c t c a chúng vào kho ng 3kA. Hi n nay các áp tô c ch t o theo fame theo
ắ ủ ả ệ đượ ế ạ
tiêu chu n cho các d i dòng khác nhau. Chúng ho ng theo nguyên lý
ẩ ả ạt độ :
- D p h quang t i m v i gi i h n dòng i n không cao trong n a chu k
ậ ồ ại đ ể ớ ớ ạ đ ệ ử ỳ
ngắ ạ ủ ộ đ ệ ả ẽ ạ
n m ch c a hình sin. Chúng có cu n hút solenoid mà dòng i n t i s ch y
qua, n dây có m t lõi s t c nh và m t lõi chuy ng. áp tô mát lo
cuộ ộ ắ ố đị ộ ển độ ại
này thao tác v i n áp h quang th p h n nhi u so v i n áp ngu n cho
ới đ ệ ồ ấ ơ ề ới đ ệ ồ
phép dòng ng n m ch ch y qua mà th c t không b nh h ng hay c n tr
ắ ạ ạ ự ế ị ả ưở ả ở
trong nửa đầu chu k hình sin [4].
ỳ
- H n ch dòng v i kh n ng ng n ch n dòng ng n m ch cao và h ng d p h
ạ ế ớ ả ă ă ặ ắ ạ ệ thố ậ ồ
quang c ng b c ngay t n u c a chu k hình sin nh s d ng l i n t
ưỡ ứ ừ ửa đầ ủ ỳ ờ ử ụ ực đ ệ ừ
l n t dòng ng n m
ớ ừ ắ ạ ắ ế
ch tác động ng t ti p đ ể
i m nh c c u l y cò..
ờ ơ ấ ẫ
Hình 1-2: Nguyên lý c u t o và c tính làm vi c c a áp tô mát
ấ ạ đặ ệ ủ
I: Vùng b o v quá t i
ả ệ ả
II: Vùng b o v ng n m
ả ệ ắ ạch
1. u n i
Đầ ố
2. Giàn d p h quang
ậ ồ
3. Ti p i m
ế đ ể
4. C c u óng ng t
ơ ấ đ ắ
5. B o v quá t i
ả ệ ả
6. B o v quá t i
ả ệ ả

8. Th ng ti i m làm áp tô mát b ng h p kim b c v i t l b c nguyên
ườ ếp đ ể ằ ợ ạ ớ ỷ ệ ạ
chấ ừ ấ ạ ủ
t cao. T c u t o c a áp tô mát ta th y r ng c tính ng t c a nó s bao g
ấ ằ đặ ắ ủ ẽ ồm
hai o
đ ạn là tác động có th i gian v i tr ng h p quá t ( l n c a dòng ng t t
ờ ớ ườ ợ ải độ ớ ủ ắ ỷ
l ngh ch v i th i gian c t) và tác ng t c th i v i tr ng h p ng n m ch. Vi
ệ ị ớ ờ ắ độ ứ ờ ớ ườ ợ ắ ạ ệc
d p t t h quang trong áp tô mát c th c hi n trong môi tr ng không khí k
ậ ắ ồ đượ ự ệ ườ ết
h p v i giàn d p nh m chia nh
ợ ớ ậ ằ ỏ ồ
h quang ra thành các ph n nh [2]
ầ ỏ . .
Đối v i n áp trung th và cao th
ới đ ệ ế ế người s d ng máy c c hi
ử ụ ắt để thự ện
việc đ ắ ạ đ ệ ă ứ ậ ồ
óng ng t m ch i n. C n c vào môi trường d p h quang trong máy c t mà
ắ
ta có th chia các máy c t ra thành nhi u lo i khác nhau.
ể ắ ề ạ
Máy ng t d u
ắ ầ : trong quá trình ng t thì h quang phát sinh a các i
ắ ồ ở giữ đ ểm
ti t
ế ự ế ớ ầ ồ ệ
p xúc tr c ti p v i d u, do h quang có nhi độ r t cao (5000-6000
ấ 0
C ) nên
d u b sôi và b c h i t o thành m t b c khí, h i bao quanh h quang, làm l nh
ầ ị ố ơ ạ ộ ọ ơ ồ ạ
nhanh và d p t t h quang i n. B c khí h i này ch y
ậ ắ ồ đ ệ ọ ơ ủ ếu là kho ng 60% khí (70-
ả
80% hyđro, 15-20%axetilen, 5-10% metan và etilen), 40% h i d u [1] T ó ta
ơ ầ . ừ đ
thấ ầ ể
y d u càng chuy n động nhanh và ti p xúc v i h quang càng g n thì quá trình
ế ớ ồ ầ
d p t t h quang càng nhanh. Bu ng d p h quang trong máy c t d u có th là
ậ ắ ồ ồ ậ ồ ắ ầ ể
loại mộ ỗ ắ ỗ ắ ặ ề
t ch ng t, hai ch ng t ho c nhi u ch t.
ỗ ngắ
Th h máy c t d u tiên là . Trong máy c t nhi
ế ệ ắ ầu đầ máy c t nhi u d u
ắ ề ầ ắ ều
d u ng i ta s d ng d d p t t h quang ng th i làm môi tr ng cách i
ầ ườ ử ụ ầu để ậ ắ ồ đồ ờ ườ đ ện
các phần t d i n trong n i b máy c t v i nhau và v i v Khi c t dòng
ử ẫn đ ệ ộ ộ ắ ớ ớ ỏ. ắ định
m c th i gian cháy c a h quang c 0.02s. Th i gian c t c a máy c t nhi u d
ứ ờ ủ ổ ỡ ờ ắ ủ ắ ề ầu
khá l n so v i các máy c t hi i. M c tính tiêu bi u c a máy c t nhi u d
ớ ớ ắ ện đạ ột đặ ể ủ ắ ề ầu
là có hai đầu c c dòng i n ho c các ti i m cách ly trên m i c c, a ra
ự đ ệ ặ ếp đ ể ỗ ự được đư
ngoài trên nh v
đỉ ỏ chứa các s xuyên. H
ứ ồ đượ ầ
quang c chia làm hai ph n. Ba pha
đặt chung trong mộ ặ ẽ
t thùng ho c riêng r [6].
Nh i m c a máy c t nhi u d u là kích c và tr ng l ng c a máy
ược đ ể ủ ắ ề ầ thướ ọ ượ ủ
c t l n d n, xác xu t gây cháy và n cao khi không c t h quang thành công d
ắ ớ ẫ ấ ổ ắ ồ ẫn
đến t ng kích th
ă ước c a tr m phân ph
ủ ạ ối đi n, khi s d ng c n ph i làm s ch d u,
ệ ử ụ ầ ả ạ ầ
s a ch a, b o d ng ph c t p. Vì v y ngày nay các máy c t ít d u không còn
ử ữ ả ưỡ ứ ạ ậ ắ ầ

9. a b
đượ ử ụ ữ
c s d ng n a.
Hình 1-3: H quang máy c t nhi u d u
ồ ở ắ ề ầ
Sau th h máy c t nhi u d u, i ta ã c i ti n và th h máy c t d
ế ệ ắ ề ầ ngườ đ ả ế ế ệ ắ ầu
tiếp u
đ đ ệ ầ
ó là . Cách
máy c t ít d u
ắ ầ i n d đượ ằ đ ệ ắ ầ
c thay b ng cách i n r n, còn d u
chỉ ệ ụ ậ ồ ả ủ ầ
làm nhi m v d p h quang. Dòng ch y c a d u đượ ạ ồ
c t o ra là do chính h
quang, c d u b c ng b c b i c c u v n hành c a máy c t, g m có dòng
hoặ ầ ị ưỡ ứ ở ơ ấ ậ ủ ắ ồ
chả ằ ả ẳ
y n m ngang và dòng ch y th ng p
đứng. V i các c
ớ ấ đ ệ ỗ
i n áp cao thì m i pha
c a máy c t g m nhi u bình d u n i ti p nhau [1]
ủ ắ ồ ề ầ ố ế .
Hình 1-4: Dòng ch y trong máy c u
ả ắt ít dầ
a) Th c b)Th i ngang
ổi dọ ổ
Ư đ ể ủ ắ ầ ỏ ọ ố ầ
u i m chính c a máy c t ít d u là kích thước nh g n, kh i lượng d u
không áng k Nh i m c a lo i máy c t này là công su t c t nh H n n
đ ể. ược đ ể ủ ạ ắ ấ ắ ỏ. ơ ữa
do kh i l ng d u nh nên d u mau b n, t l ng gi m nhanh nên nhanh ph
ố ượ ầ ỏ ầ ẩ chấ ượ ả ải
thay d u. Và máy c t ít d u không có thi t b hâm nóng d u nên không th l
ầ ắ ầ ế ị ầ ể ắp đặt
ở ơ ệ
n i có nhi t độ p.
thấ
Máy c t t sinh khí
ắ ự : i máy c t này h quang c d p t t b ng h
ở loạ ắ ồ đượ ậ ắ ằ ỗn
h p khí do v t li u r n c a bu ng d p h quang sinh ra d i tác ng c a nhi
ợ ậ ệ ắ ủ ồ ậ ồ ướ độ ủ ệt độ
cao. Khí này s i vào h quang v i t l n, bao quanh h quang d p t
ẽ thổ ồ ớ ốc độ ớ ồ để ậ ắt
h quang. Nh v y bu ng d p h ang c làm b ng nh ng v t li u t sinh khí
ồ ư ậ ồ ậ ồ qu đượ ằ ữ ậ ệ ự
1: Ti i
ếp đ ểm động
2: H quang
ồ
3: Ti i m t
ếp đ ể ĩnh

10. t o ra rãnh d p h quang [3]. Khí th i ph c vào k
ạ ậ ồ ổ ụ thuộ ế ấ ủ ủ ồ
t c u c a c a bu ng. Các
v t li u t sinh khí là phip , y tinh h u c , a
ậ ệ ự đỏ thủ ữ ơ nhự
Máy c t t sinh khí có n ng l c d p h quang không l n, máy c t t sinh
ắ ự ă ự ậ ồ ớ ắ ự
khí th ng c s d ng kèm theo c u chì làm máy c t ph t i v i n áp
ườ đượ ử ụ ầ để ắ ụ ả ới đ ệ
định m c lên
ứ đế đế
n 24k và dòng i
V đ ện n vài tr m ampe. i m c a máy c
ă Ưu đ ể ủ ắt
loạ ẻ ế ấ
i này là giá r , k t c u p
đơn gi n. Tuy nhiên tu i th c a máy th
ả ổ ọ ủ ấ (đến 100 lần
c t t
ắ ải định mức), d gây ra cháy n [6]
ễ ổ .
Máy c t không khí nén
ắ : là lo i máy c t mà h quang c d p t t b
ạ ắ ồ đượ ậ ắ ằng
không khí nén. Không khí khô, s ch c nén v i áp su t cao vào kho ng 20-
ạ đượ ớ ấ ả
40atm, dòng không khí nén này chuy ng v i t cao th i d c ho c ngang
ển độ ớ ốc độ ổ ọ ặ
than h quang s làm l nh h quang nhanh và t ng kh n ng ph n iôn hóa khí
ồ ẽ ạ ồ ă ả ă ả
xung quanh thân h quang, n kho ng 2000
ồ đế ả 0
C thì s không x y ra s iôn hóa
ẽ ả ự
không khí và làm cho h quang c d p t t m t cách nhanh chóng. Lo i th
ồ đượ ậ ắ ộ ạ ổi
ngang có tác d ng d p h quang t t h n tuy nhiên kích th c l n h n. ng v
ụ ậ ồ ố ơ ướ ớ ơ ứ ới
m i áp su t khí th i s có m t kho ng cách t u gi a hai u ti i m khi ng t.
ỗ ấ ổ ẽ ộ ả ối ư ữ đầ ếp đ ể ắ
T ng hay gi m kho ng cách này u có nh h ng x n quá trình d p h
ă ả ả đề ả ưở ấu đế ậ ồ
quang. Cách i n và bu ng d p h quang ây là cách i n r n ho c s Th
đ ệ ồ ậ ồ ở đ đ ệ ắ ặ ứ. ời
gian d p h quang máy c t không khí vào kho ng 0.01s [1] tránh quá áp
ậ ồ ở ắ ả . Để
đ ắ ầ ả ố đ ệ ở ớ ớ ả ắ Ư đ ể ủ
óng c t c n ph i n i song song các i n tr l n v i các kho ng c t. u i m c a
máy c t không khí là kh n ng c t t ng i l n, dòng c t c a nó có th
ắ ả ă ắ ươ đố ớ ắ ủ ể đạt đến
100k i th c a ti i m cao, không có nguy c cháy, n Nh i m là do
A, tuổ ọ ủ ếp đ ể ơ ổ. ược đ ể
kèm thi t b khí nén nên k t c u máy c ng k , n u m t ngu n khí nén thì không
ế ị ế ấ ồ ềnh ế ấ ồ
thao tác c, i có kho ng cách an toàn do các ch t khí sinh ra khi óng c t,
đượ phả ả ấ đ ắ
đ ắ
óng c t gây ti n l n.
ếng ồ ớ
Máy c t chân không
ắ : là lo i máy c t mà vi c d p t t h quang c th
ạ ắ ệ ậ ắ ồ đượ ực
hiệ ồ ậ ồ ồ ồ ồ ữ
n trong bu ng d p chân không. Bu ng này g m có bu ng h quang, đặt gi a
hai s cách i n. Các ch u c c n i các ti i m v i các u c c bên ngoài.
ứ đ ệ ốt đầ ự ố ếp đ ể ớ đầ ự
M t ti i c g n vào v , i m kia di ng c. Các màng x p kim
ộ ếp đ ểm đượ ắ ỏ tiếp đ ể độ đượ ế
loạ ế
i giúp cho ti p ho
đ ể đượ ố ớ ỏ ồ ắ
i m di động c và đấu n i kín khí v i v bu ng c t. K ảng

11. di chuy n c a ti
ể ủ ếp đi m ch vài mm. áp su t trong bu ng d p r t th p kho
ể ỉ ấ ồ ậ ấ ấ ảng dưới
10-7
bar, do ó m khí trong bu ng d p r t th p vì v b
đ ật độ ồ ậ ấ ấ ậy độ ền đi n trong chân
ệ
không khá cao, có th n 100kV/mm, b i n áp c ph c h i nhanh
ể đạt đế độ ền đ ệ đượ ụ ồ
chóng gi a kho
ữ ảng tr ng h quang [3]
ố ồ
1: Vỏ
2: áy d i
Đ ướ
3: H ng ti
ệ thố ếp đi m
ể
4: Thanh d n t
ẫ ĩnh
5: Thanh dẫn động
6: ng x p kim lo
ố ế ại
7: ng kim lo i
ố ạ
8: C c u d n h
ơ ấ ẫ ướng
Hình 1-5: C u t
ấ ạ ủ ồ ậ
o c a bu ng d p chân không
Vì v y h quang d b d p t t và khó có i u ki n cháy tr l i sau khi dòng
ậ ồ ễ ị ậ ắ đ ề ệ ở ạ
đ ệ ị ủ ậ ệ
i n qua v trí không. Các đặc tính c a v t li u làm ti i m và hình d ng ti
ếp đ ể ạ ếp
đ ể ế
i m quy t đị đặ
nh c đ ể
i m đ ắ
óng c t và công su óng c t.
ất đ ắ
Để t ng kh n ng c t và gi m hao mòn ti i m, t o l i
ă ả ă ắ ả ếp đ ể ạ ực đ ện động nhằm
thổ ồ ặ ế ế ạ ạ ế
i h quang ra phía ngoài m t ti p xúc người ta ch t o các lo i ti p đ ể ừ
i m t
trường h ng tr c và h ng kính [3]
ướ ụ ướ
Hìn 1-6: Tiếp đ ể
i m trong máy c t chân không
ắ
Độ b i n trong chân không là khá cao. Hình v d
ền đ ệ ẽ ưới so sánh độ b i
ền đ ện
môi c a ti
ủ ếp đ ể
i m ph ng trong các môi tr ng d p h quang khác nhau [6]
ẳ ườ ậ ồ .
a. Ti i m t
ếp đ ể ừ trường
h ng kính
ướ
b. Giá đỡ tiếp đ ể
i m
c. Ti i m t
ếp đ ể ừ trường
h ng tr c
ướ ụ

12. 1: Cách i n không khí
đ ệ
2: Cách i
đ ện SF6 1bar
3: Cách i n d u
đ ệ ầ
4: Cách i n chân không
đ ệ
5: Cách i
đ ện SF6 5bar
Hình 1-7: Quan hệ gi a
ữ đ ệ
i n áp phóng đ ệ
i n và kho ng cách
ả
Đặc tính c a môi tr
ủ ường chân không có ph n tr
ầ ước d c nh t: v i khe h
ố ấ ớ ở
tiế ỉ
p xúc ch vài mm b n xung cao áp r t l n. Sau ng cong
đã đạt được độ ề ấ ớ đó đườ
ph p
ẳ ứ ỏ ằ ừ ộ ị đ ở đ ả ạ ế
ng ra ch ng t r ng t m t giá tr xác định nào ó tr i, kho ng ch y ti
đ ể ơ
i m dài h n không làm t b i n môi.
ăng độ ền đ ệ
Ư đ ể ủ ắ ỏ
u i m chính c a máy c t chân không là kích thước nh , gọn, không gây
ra cháy n , i th cao khi c t dòng nh m c, chu k b o d ng dài, chi phí b
ổ tuổ ọ ắ đị ứ ỳ ả ưỡ ảo
d ng th p.
ưỡ ấ
Máy c t khí
ắ SF 6: ây là lo i máy c t s d ng khí
đ ạ ắ ử ụ SF6, mộ ạ
t lo i khí có đặc
tính cách i n r t t t. Bu ng d p h quang c a máy c
đ ệ ấ ố ồ ậ ồ ủ ắt SF6 có áp su t kho
ấ ảng
4atm. Khí SF6 là ch t khí không màu, không mùi, không c, không cháy. áp
ấ độ ở
suấ ể
t khí quy n, SF6 có kh n ng cách i n cao g p 3 l n không khí, chúng c
ả ă đ ệ ấ ầ ũng
không có tính n mòn, là khí tr Còn khi áp su t 2atm b i n c
ă ơ. ở ấ độ ền đ ệ ủa khí này
t ng ng d MBA. H s d n nhi t c a khí
ươ đươ ầu ệ ố ẫ ệ ủ SF6 cao g p 5 l n so v i không
ấ ầ ớ
khí vì th có th t ng dòng i n trong m ch vòng d i n, m kh i l ng c
ế ể ă đ ệ ạ ẫn đ ệ giả ố ượ ủa
đồng. ở nhiệt độ l n h n 500
ớ ơ 0
C chúng tái h p l i và sinh ra F
ợ ạ 2. Trong nhiệt độ
bình th ng
ườ SF6 có th nén t i 20 atm mà v n không b hóa l ng. Chúng c ng
ể ớ ẫ ị ỏ ũ
không b phân h
ị ủ ớ
y khi đốt nóng t i 8000
C [19].
B ng tính ch t v t lý c
ả ấ ậ ủa SF 6
Phân t i
ử khố 145.05
Đ ể ả
i m ch y -50.80
C
Nhiệt độ ng hoa
thă -63.90
C

13. T ng
ỷ trọ ở 500
C 1.98g/ml
T ng
ỷ trọ ở 250
C 1.329g/ml
T ng d ng khí 20
ỷ trọ ở ạ 0
C, 1 bar 6.164g/l
Nhiệt độ t i h
ớ ạn 45.60
C
áp su t t i h n
ấ ớ ạ 35.557atm
T ng t i h
ỷ trọ ớ ạn 0.755g/ml
S c c ng b m
ứ ă ề ặt (-500
C) 11.63dyne/ cm
Kh n ng d n nhi t
ả ă ẫ ệ 3.36E4 cal/s/sq cm/K/cm
Độ (
nhớt ở 250
C) 1.61E-4 poise
Nhiệt độ sôi -630
C
Tỷ nhiệt 0.143cal/g
T ng t ng i v i không khí
ỷ trọ ươ đố ớ 5.1
áp su t h (
ấ ơi ở 200
C) 10.62bar
Trong máy c t s d ng khí
ắ ử ụ SF6 thì kh n ng d p h quang c a bu ng d
ả ă ậ ồ ủ ồ ập
kiể ổ ọ
u th i d c khí SF6 l n g p 5 l n so v i không khí, vì v y gi c th i gian
ớ ấ ầ ớ ậ ảm đượ ờ
cháy c a h quang, t ng kh n ng c
ủ ồ ă ả ă ắt, t ng tu i th p di m.
ă ổ ọ tiế ể
Nh i m chính c a lo i khí này là nhi hóa l ng th p. áp su
ược đ ể ủ ạ ệt độ ỏ ấ ở ất
13.1atm nhi hóa l ng c a nó là 0
ệt độ ỏ ủ 0
C còn áp su t 3.5atm nhi hoá l
ở ấ ệt độ ỏng
c a nó là -40
ủ 0
C. Vì vậy SF6 dung áp su t không cao tránh ph i dùng thi
chỉ ở ấ để ả ết
b hâm nóng. H n n a khí này ch có tác d ng t t khi nó không b l n t p ch t.
ị ơ ữ ỉ ụ ố ị ẫ ạ ấ
Trong máy cắt SF6 hai bi n pháp th c áp d ng là i t và t i ki u khí
ệ ổi đượ ụ thổ ừ ự thổ ể
nén [14]. Nh i m c a lo i máy c t này là yêu c u bu ng d p h quang ph
ược đ ể ủ ạ ắ ầ ồ ậ ồ ải
thật kín và áp su t khí ph
ấ ải được giám sát ch t ch khi ho
ặ ẽ ạt động.
Trong nh ng n m 70 c a th k 20 còn có s t hi n c a máy c t không
ữ ă ủ ế ỷ ự xuấ ệ ủ ắ
tiếp đ ể
i m t c là s d ng các van bán d n công su c hi n vi óng c t. S
ứ ử ụ ẫ ất để thự ệ ệc đ ắ ự
phát tri n này xu t hi c M và Liên Xô. Các máy c t s i u khi
ể ấ ện ở ả ỹ ắ ẽ được đ ề ển
đ ắ ờ ệ đ ề ể ẫ ắ ạ ể đ ệ
óng c t nh vào vi c i u khi n các van bán d n. Máy c t lo i này có th có i n
áp lên n 10kV. i m c a nó là không phát sinh h quang. Tuy nhiên máy
đế Ưu đ ể ủ ồ

14. c t lo i không ti
ắ ạ ếp đi m này có các nh i m là t n hao trên van bán d n l n và
ể ược đ ể ổ ẫ ớ
quan tr ng h n là làm vi c không nh trong các quá trình quá c a m ch
ọ ơ ệ ổn đị độ ủ ạ
đ ệ ế ũ
i n. Vì th nó c ng không c phát tri n h n n a.
đượ ể ơ ữ
1.2 CáC TáC H I CHíNH C A DòNG I
ạ ủ Đ ệN
NG CH
ắ ạ
N M
Dòng i n s s trong m ch i n mà c là dòng i n ng n m ch có
đ ệ ự ố ạ đ ệ ụ thể đ ệ ắ ạ
nh n
ữ ạ ớ
ng tác h i to l đến các quá trình nhi t, i n, c
ệ đ ệ ơ trong mạ đ ệ ẽ
ch i n. Ta s xem
xét các nh h ng c này n th y vi m dòng ng n m
ả ưở ụ thể để nhậ ấ ệc giả ắ ạ ả
ch khi x y ra
s c trong m
ự ố ạ đ ệ ĩ ấ
ch i n có ý ngh a c p bách ra sao.
1.2.1 QUá TRìNH PHáT NóNG KHI NGắN MạCH
Khi b n m ch dòng i n trong dây d n có tr s r t l n, g p vài ch
ị ngắ ạ đ ệ ẫ ị ố ấ ớ ấ ục
l n dòng i nh m
ầ đ ện ở chế độ đị ứ ờ ả
c. Th i gian x y ra ng n m
ắ ạ ể
ch là bé nên ta có th
coi quá trình này là o n nhi t, ngh a là toàn b t trong quá trình này s
đ ạ ệ ĩ ộ nhiệ ẽ được
h p th b i thi t b không t a ra môi tr ng xung quanh [2]
ấ ụ ở ế ị chứ ỏ ườ .
Ph ng trình nhi t có th
ươ ệ ể đượ ế ư
c vi t nh sau:
i2
Rdt = CTd (1.1)

Trong là
đó R đ ệ ở
i n tr dây d c tính theo công th c
ẫn đượ ứ
R = Kph
0 (l/q) (1 + αT)
- Kph: h s t n hao ph tính
ệ ố ổ ụ đến hiệu ứng mặ ệ ứ
t ngoài và hi u ng g n.
ầ
- 
0: đ ệ ở ấ ủ ậ ệ
i n tr su t c a v t li u ở 00
C
- αT: h s nhi i n tr c a v t li u dây d n
ệ ố ệt đ ệ ở ủ ậ ệ ẫ
- l, q: chi u dài và ti t di n dây d n
ề ế ệ ẫ
- CT: nhi t dung c a thi t b
ệ ủ ế ị
CT = co(1 + )G
- C0: nhi t dung riêng c a v t li 0
ệ ủ ậ ệu ở 0
C
- : h s nhi t dung riêng c a v t
 ệ ố ệ ủ ậ
- i l ng c a v t d
G: khố ượ ủ ậ ẫn
G = lq = V
 
Thay các i l ng trên vào ta có
đạ ượ

15. (I2
/q2
)dt = C0  
(1 + ) d (1.2)
Kph
0(1 + αT)
Tích phân hai v c a bi u th c trên v i c n v trái t
ế ủ ể ứ ớ ậ ế ừ 0 đến tnm và v i t
ế phả ừ

0 đến 
nm và coi tr u d ng c a dòng i n trong su t th i gian ng n m ch là
ị hiệ ụ ủ đ ệ ố ờ ắ ạ
không i ta có
đổ
(I2
nm/q2
)tnm = j2
nmtnm = A
nm - A (1.3)
Trong ó j
đ nm là m dòng i n ng n m
ật độ đ ệ ắ ạch
A
nm - A
0: s v i c a tích phân
trị ố ế phả ủ
Th ng quan h = f( A
ườ ệ giữa  
) c cho trên
đượ đồ thị
N u bi t nhi n m ch cho phép và nhi ban
ế ế ệt độ ngắ ạ ệt độ đầu c a thi t b , và
ủ ế ị
t ó ta có th tính c dòng i n ng n m ch cho phép ng v i th i gian ng
ừ đ ể đượ đ ệ ắ ạ ứ ớ ờ ắn
m ch t
ạ nm. Thông th ng th i gian ng n m ch tiêu chu n là 1, 3, 5, 10s. N u bi
ườ ờ ắ ạ ẩ ế ết
Inml và tnml ta có th tìm I
ể được nm
2
v i th i gian t
ớ ờ nm
2
theo quan hệ.
Inml
2
. tnml = Inm2
2
. tnm2 (1.4)
Ví d i v i m t thanh d n b ng , ng kính 35mm, c p cách i
ụ đố ớ ộ ẫ ằ đồng đườ ấ đ ện
A t ng v i nhi cho phép là 105
ương ứ ớ ệt độ 0
C khi x y ra ng n m ch v i t
ả ắ ạ ớ nm = 5s thì
dòng i n khi làm vi dài h n là 1690 tuy nhiên khi x y ra ng n m ch
đ ệ ệc ở chế độ ạ A ả ắ ạ
thì dòng có th lên n 51500 r t l n. T
ể đế A ấ ớ ừ đ ệ ỏ ẽ
ó lượng nhi t t a ra s là I2
t r t l n.
ấ ớ
N u gi c t
ế ảm đượ nm thì s t ng c dòng ng n m ch d n t ng kh n ng c
ẽ ă đượ ắ ạ ẫn đế ă ả ă ắt
c a thi t b
ủ ế ị.
- T n hao i n n ng khi ng n m ch là
T n hao i n n ng khi ng n m ch:
ổ đ ệ ă ắ ạ ổ đ ệ ă ắ ạ
n ng l ng tiêu hao trên thi t b khi x y ra ng n m
ă ượ ế ị ả ắ ạch. Tuy th i gian ng n m
ờ ắ ạch
thường nh , tuy nhiên vì dòng ng n m ch l n nên t n hao này là áng k . Ta có:
ỏ ắ ạ ớ ổ đ ể
Wnm = I2
nmRtnm
T công th c trên ta th y t n hao i n n ng ng n m ch ph thu
ừ ứ ấ ổ đ ệ ă ắ ạ ụ ộ ờ
c vào th i
gian ng n m
ắ ạ ủ đ ệ ắ
ch và bình phương c a dòng i n ng n mạch
1.2.2 QUá TRìNH HAO MòN TI I M KHI NG
ếP Đ ể ắN MạCH
Khi x y ra ng n m
ả ắ ạ ế ị đ
ch, thi t b óng c t s tác ng t mach. B
ắ ẽ độ để ngắ ắt đầu
qua trình ng t m , i ng s chuy tách ra kh i ti i
ắ ạch tiếp đ ểm độ ẽ ển ng
độ để ỏ ếp đ ểm

16. t , do i n tr p xúc s t ng d n lên vì l c ép ti i m gi m. Khi gi a hai
ĩnh đó đ ệ ở tiế ẽ ă ầ ự ếp đ ể ả ữ
tiếp đ ể ở ẽ ồ ộ ờ ồ ẽ ị
i m có khe h thì s phát sinh h quang và sau m t th i gian h quang s b
d p t t. Do tác ng c a h quang mà kim lo i ti i m s b nóng chay, bay h
ậ ắ độ ủ ồ ạ ếp đ ể ẽ ị ơi
nên ti i m s mòn nhi u ch và b m
ếp đ ể ẽ ề ỗ ề ặ ế
t ti p đ ể ị ỗ
i m b r .
Độ mòn c a ti i m ph c vào nhi u vào tr s dòng i n c t,
ủ ếp đ ể ụ thuộ ề ị ố đ ệ ắ thời
gian cháy c a h quang.
ủ ồ
Đối v i dòng c t l n h n 5
ớ ắ ớ ơ A thường g p trong các khí c óng c t thì kh
ặ ụ đ ắ ối
l ng kim lo i c a ti
ượ ạ ủ ếp đ ể
i m b hao mòn có th tính theo công th c sau [3]:
ị ể ứ
Q = 10-9
KcNI2
(1.5)
Trong ó
đ
- i l ng v t li u ti i m b hao mòn (g)
Q: khố ượ ậ ệ ếp đ ể ị
- s l n c t
N: ố ầ ắ
- Kc: h s kinh nghi m v mòn theo c (g/A
ệ ố ệ ề ắt 2
)
- dòng i n c t c
I: đ ệ ắ ủ ế
a ti p đ ể
i m (A)
Nh v y ta th y r ng kh i l ng ti i m b hao mòn t l v I
ư ậ ấ ằ ố ượ ếp đ ể ị ỷ ệ ới 2
, do đó
n u ta h n ch c dòng c t ng n m ch thì s làm gi m r t nhi u kh i l ng c
ế ạ ế đượ ắ ắ ạ ẽ ả ấ ề ố ượ ủa
v t li u ti i m b hao mòn. Quan h c a s l n c t và giá tr c a dòng i
ậ ệ ếp đ ể ị ệ ủ ố ầ ắ ị ủ đ ện
đượ ể
c th hiện theo đồ sau: N= f(I
thị nm)
Ta nh n th y khi c t dòng i n ng n m
ậ ấ ắ đ ệ ắ ạ ố ầ ắ ủ
ch thì s l n c t c a máy c t gi
ắ ảm
r t nhanh
ấ
N: s l óng c t
ố ần đ ắ
Idm: dòng định m c
ứ
Inm: dòng i n ng n m
đ ệ ắ ạch
Hình 1-8: Quan hệ giữa dòng i n c t và tu i th c
đ ệ ắ ổ ọ ủa máy c t
ắ

17. 1.2. A DòNG NG N M CH Và
3 QUAN Hệ GIữ ắ ạ
Lự Đ ệ
C I N NG
Độ
Nh ta bi t, m ch vòng d i n c a các thi t b i c liên k t b i các
ư ế ạ ẫn đ ệ ủ ế ị đ ện đượ ế ở
chi ti t d i n có kích th c, hình dáng khác nhau v i các v trí t ng h khác
ế ẫn đ ệ ướ ớ ị ươ ỗ
nhau. D ó khi có dòng i n ch y qua s phát sinh ra l c c khí gi a các chi ti
o đ đ ệ ạ ẽ ự ơ ữ ết
c a m ch vòng và gi a các m ch vòng g n nhau g i là l i ng.
ủ ạ ữ ạ ầ ọ ực đ ện độ ở chế độ
làm vi c xác l p, vì dòng i nh m c có tr s không l n nên l i ng
ệ ậ đ ện đị ứ ị ố ớ ực đ ện độ
đượ đ ể ư
c sinh ra không áng k . Nh ng n m
ở chế độ ngắ ạ đ ệ ị ố ấ
ch, dòng i n đạt tr s r t
l n, có th làm hòng thi t b i n. L i ng t giá tr l n nh t khi s t
ớ ể ế ị đ ệ ực đ ện độ đạ ị ớ ấ trị ố ức
thờ ủ
i c a dòng i
đ ện đạt l n nh t g
ớ ấ ọi là dòng xung kích [3].
Dòng xung kích c tính theo công th c sau:
đượ ứ
Ixk = K
2 xkInm (1.6)
Trong ó
đ
- Kxk: h s xung kích c a dòng
ệ ố ủ đ ệ ấ ằ
i n, thường l y b ng 1.8
- Inm: u d ng c a dòng
trị hiệ ụ ủ đi n ng n m
ệ ắ ạ ậ
ch xác l p
Ta có th tính c l i ng i v i m t s ng h p ph n c a các
ể đượ ực đ ện độ đố ớ ộ ố trườ ợ ổ biế ủ
thanh dẫn đ ệ ư
i n nh sau
- Các thanh d n song song
ẫ
F = 10-7
i1 i2KcKf (1.7)
- i1, i2: dòng i n trong hai thanh d n
đ ệ ẫ
- Kc: h s k t c
ệ ố ế ấu
- Kf: h s hình d ng
ệ ố ạ
- Thanh dẫn đặt vuông góc
F = (
0/4)i2
ln(a/r) (l>>a) (1.8)
- 
0: h s t m
ệ ố ừ thẩ
- chi u dài thanh d n ngang
a: ề ẫ
- chi u dài thanh d
l: ề ẫn ng
đứ
- L i ng gi a hai vòng dây v i bán kính và kho ng cách h
ực đ ện độ ữ ớ R ả
Fh = 0i1i2(R/h) (1.9)

18. - i1, i2: dòng i n trong hai vòng dây
đ ệ
- bán kính trung bình c a vòng dây
R: ủ
- chi u cao b i dây
h: ề ố
- L i ng t di
ực đ ện độ ở chỗ tiế ện thay đổi
Fh = 10-7
i2
ln( / ) (1.10)
q1 q2
- q1, q2: t di n c a hai ph n thanh d n
tiế ệ ủ ầ ẫ
Ta nh n th y l i ng do dòng ng n m ch sinh ra r t l n, có th gây
ậ ấ ực đ ện độ ắ ạ ấ ớ ể
h ng hóc các thi t b i n. Kh n ng ch u l i ng l n nh t c a thi t b
ỏ ế ị đ ệ ả ă ị ực đ ện độ ớ ấ ủ ế ị
chính là bên i
độ đ ện động c a thi t b i
ủ ế ị đ ện.
Ftbđ >= Fl i ng max
ực đ ện độ
- Ftbđ: n ng ch u l
khả ă ị ực c a thi t b i
ủ ế ị đ ện
- Fl i ng max
ực đ ện độ : s l n nh t c a l i ng do dòng i n ng n m ch
trị ố ớ ấ ủ ực đ ện độ đ ệ ắ ạ
sinh ra khi i qua thi t b i n
đ ế ị đ ệ
Nh v b i ng c a thi t b i c cho d i d ng dòng ng
ư ậy độ ền đ ện độ ủ ế ị đ ện đượ ướ ạ ắn
m ch xung kích.
ạ
Nhận xét: Sau khi xem xét, nghiên c u các tác h i c a dòng i n ng
ứ ạ ủ đ ệ ắn
m , ta có th rút ra m t s
ạch ể ộ ốnhậ đ
n xét sau ây:
- Khi gi c dòng i n ng n m ch s làm gi m t
ảm đượ đ ệ ắ ạ ẽ ả ổn hao n ng l
ă ượng.
- ng th b n, i th c a ti
Đồ ời độ ề tuổ ọ ủ ếp đ ể
i m c a máy c t c ng t ng lên.
ủ ắ ũ ă
- Gi m dòng i n ng n m ch s làm gi m xung l c c khí do l i ng
ả đ ệ ắ ạ ẽ ả ự ơ ực đ ện độ
gây r, t ng kh n
ă ả ă ắ ủ
ng c t c a các thi t b óng c
ế ị đ ắt.
K T LU
ế ậN: Sau khi kh o sát nguyên lý làm vi c c a các thi t b óng c
ả ệ ủ ế ị đ ắt
thông d ng, ta có th rút ra nh ng nh
ụ ể ữ ận xét sau:
1. T n hao i n n ng khi ng n m ch ph thu c vào dòng i n ng n m ch
ổ đ ệ ă ắ ạ ụ ộ đ ệ ắ ạ
và thòi gian ng n m
ắ ạch
2. Tu i th c a thi t b óng c t ph thu c vào dòng c t và th i gian c t, nó
ổ ọ ủ ế ị đ ắ ụ ộ ắ ờ ắ
t l v i bình ph ng c a dòng i n c t.
ỷ ệ ớ ươ ủ đ ệ ắ

19. 3. L i ng do dòng ng n m
ực đ ện độ ắ ạ ẽ ả ề ả
ch gây lên s gi m nhi u khi gi m dòng
ng ng n
ắ ạ ự ả ẽ ă
n m ch. L c này gi m s làm t độ b n c và d
ề ơ ẫ đến t ng tu i th c
ă ổ ọ ủa
thi t b
ế ị
4. Vi c h n ch I
ệ ạ ế nm và tnm có m t ý ngh a s ng còn i v i các thi t b i n,
ộ ĩ ố đố ớ ế ị đ ệ
làm t ng kh n
ă ả ăng c t c a các thi t b i n.
ắ ủ ế ị đ ệ

20. CH NG II
ƯƠ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Vi c nghiên c u, i quy t v t ng kh n ng c t c a các thi t b
ệ ứ giả ế ấn đề ă ả ă ắ ủ ế ị đóng
c t có ý ngh a c v lý thuy t và th c ti n to l n. V i hai h ng nghiên c u c
ắ ĩ ả ề ế ự ễ ớ ớ ướ ứ ủa
v là gi m th i gian h quang i n và gi m th i gian tác ng c a máy c t, ta
ấn đề ả ờ ồ đ ệ ả ờ độ ủ ắ
đều có những khó kh n nh
ă ất định.
V h quang i n là m
ấn đề ồ đ ệ ộ ấ ứ ạ
t v n đề khá ph c t p vì nó lien quan đến một
bài toán quá t ng h p v i n, nhi t, ng h c. H n th n a th i gioan quá
độ ổ ợ ề đ ệ ệ độ ọ ơ ế ữ ờ độ
c a quá trình l i t ng i ng n.
ủ ạ ươ đố ắ
V m th i gian tác ng c a máy c t l i liên quan n m
ấn đề giả ờ độ ủ ắ ạ đế ột bài toán
quá v i n c a các c m bi n tín hi u dòng, bài toán ng h c c a c c a các
độ ề đ ệ ủ ả ế ệ độ ọ ủ ơ ủ
c c u truy ng c a máy c t. Vì v y trong khuôn kh c a lu n án này, tác gi
ơ ấ ền độ ủ ắ ậ ổ ủ ậ ả
muốn p
đề cậ đến n i dung c a các ph ng pháp này m t cách khái quát nh t.
ộ ủ ươ ộ ấ
Khi nghiên c u ta gi thi t r ng v i t n s công nghi p f = 50Hz, b
ứ ả ế ằ ớ ầ ố ệ ước
sóng i n t = 6000km và môi tr ng xung quanh thi t b i n có i n d n nh
đ ệ ừ ườ ế ị đ ệ đ ệ ẫ ỏ
h n r t nhi u so v i n d n c a v t d n, vì th ta có th coi quá trình i n t
ơ ấ ề ới đ ệ ẫ ủ ậ ẫ ế ể đ ệ ừ chỉ
diễ ế
n bi n theo th i gian mà không ph thu c vào không gian.
ờ ụ ộ
2.2 CÁC LÝ LUẬN CHUNG VỀ CÁC HIỆN TƯỢNG VÀ
QUAN HỆ ĐIỆN TỪ
2.1.1. LÝ LUẬN CHUNG
Nh ta ã bi t, t t c các hi n t ng i n t x y ra trong các thi t b i
ư đ ế ấ ả ệ ượ đ ệ ừ ả ế ị đ ện
đều đượ ứ ả ờ ệ
c nghiên c u và gi i thích nh vào h phương trình Maxwell. Hệ ph ng
ươ
trình g m các ph ng trình miêu t m i quan h c a các thông s c tr ng v
ồ ươ ả ố ệ ủ ố đặ ư ề
đ ệ ừ
i n và t
Thông th ng ng i ta th n h ng trình Maxwell d i d ng vi
ườ ườ ể hiệ ệ phươ ướ ạ
phân, ch phân và s
tí ố phức
Để thu n ti n trong nghiên c u, ta ký hi u chung nh sau
ậ ệ ứ ệ ư

21. r
divJ
t
D E
B H B
J E




 


 

- c ng i n tr (V/m)
E: ườ độ đ ệ ường
- t c (T)
B: ừ ảm
- c i (C/m
D: ảm ứng đ ện 2
)
- c ng t (A/m)
H: ườ độ ừ trường
- : m
ρ ật độ đ ệ
i n tích kh i
ố
- m
J: ật độ dòng i (A/m
đ ện 2
)
- : i n d n xu (1/m
γ đ ệ ẫ ất m)
- : h ng s i n môi c a môi tr (F/m)
ε ằ ố đ ệ ủ ường
- à: h ng s t m c a môi tr ng (H/m)
ằ ố ừ thẩ ủ ườ
2.2 .
.2 QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MẠCH
- D ng vi phân
ạ
(2.1)
- D ng tích phân
ạ
dân dich
S
) S S S = i +i
L S
L S S S
S V
S
d e
t dt
d Jd d
t t
Q


  
 
 


  


(2.2)
- D ng s c
ạ ố phứ
ân ( )
0
d
rot E j H
rot H J j E j E
div D
div B
div J j

  

 

  
 

 
 
    


 
(2.3)
0
B
rotE
t
D
rotH J
t
divD
divB



 




22. Để c bài toán ph
giải đượ ương trình Maxwell, ta ph i d a vào các i u ki
ả ự đ ề ện
biên gi i và i
ớ đ ều ki n b a ra l i gi i duy nh t.
ệ ờ để đư ờ ả ấ
2.3 CÁC ĐIỀU KIỆN CẦN BIẾT ĐỂ GIẢI BÀI TOÁN
ĐIỆN TỪ
2.3.1 ĐIỀU KIỆN BIÊN
Là quan h a các thành ph n ti p ty n và pháp tuy n c a tr ng trong
ệ giữ ầ ế ế ế ủ ườ
hai mi n t i biên gi i.
ề ạ ớ
V i hai mi n ti p giáp nhau có các thong s : à
ớ ề ế ố 1, γ1, ε1 và 2, γ2, ε2 v i m
ớ ật độ
đ ệ
i n tích và mậ ạ
t độ dòng j t i biên gi i [8]
ớ .
1t 2t
(H H )
j n
  (2.4)
n: véc t pháp tuy
ơ ế ạ ớ
n t i biên gi i
C i u ki n biên c n ph i th a mãn:
ác đ ề ệ ầ ả ỏ
Hai môi tr ng b t k
ườ ấ ỳ
J, t i biên gi i
ạ ớ Et Dn Ht Bn
J=0, = 0 E1t = E2t D1n = D2n H1t = H2t B1n = B2n
J00, 0 E1t = E2t D1n D2n = σ H1t - H2t = J B1n = B2n
Các tr ng h
ườ ợp đặc bi t
ệ
1. Môi tr ng hai có i
ườ đ ện d n xu
ẫ ất 2 = v J0
ới 0, 0
E1t = 0, D1n = σ, H1t = J
2. Môi tr ng hai có h s t
ườ ệ ố ừ thẩm 2 = và không có dòng i n: H
đ ệ 1t= 0
2.3.2 I
Đ ềU KIệN Bờ
Đ ề ệ ờ
i u ki n b Dirichlet, i u ki n b Neuman, i
đ ề ệ ờ đ ều ki n b h n h
ệ ờ ỗ ợp và các
đ ề ệ ư
i u ki n ch a xác định [8].
a) Đ ề
i u ki n b Dirichlet
ệ ờ : t giá tr hàm, A, B, E t i biên gi i. xa vô
biế ị ạ ớ ở
c c các
ự đại l ng này b ng không.
ượ ằ
φ = 0, A = 0, B = 0, E = 0

23. s
Φ(s)=f1(s)
m t kho ng cách gi i h n trên biên là ta hoàn toàn xác nh c các
ở ộ ả ớ ạ s đị đượ
giá tr (s)
ị = f1(s) (s)
, A = f2(s) (2.5)
Hình 2-1: i u ki
Đ ề ện Đirichlê
b) i u ki n b Neuman:
Đ ề ệ ờ t giá tr o hàm c a các i l ng trên biên
biế ị đạ ủ đạ ượ
giới [8]
Ví d : o hàm t
ụ đạ ại đi c biên c a mi
ểm A thuộ ủ ền s
( )
3( )
A s
f s
n



(2.6)
c) i u ki n h n h
Đ ề ệ ỗ ợp: t quan h a các i l ng và các o hàm c
biế ệ giữ đạ ượ đạ ủa
chúng trên miền s
( , ) 0
A
f A
n


 (2.7)
2.3.3 ĐIỀU KIỆN CHƯA XÁC ĐỊNH
Ta bi t các giá tr h
ế ị ằng s trên biên song l i ch a bi t giá tr
ố ạ ư ế ị
A(s) = h ng s
ằ ố
Để i ph
giả ương trình Maxwell ta ph i ch n và xây d ng mô hình phù h
ả ọ ự ợp
v i hi n t i n t và công c i. T t l p mô hình ta ph i d a vào các
ớ ệ ượng đ ệ ừ ụ giả hiế ậ ả ự
thông tin:
- c tính không gian và th i gian c a ngu n: N n là t p trung hay phân
Đặ ờ ủ ồ guồ ậ
b có quy lu t trong không gian. N n không i hay bi n thiên theo th i gian
ố ậ guồ đổ ế ờ
theo quy luật.
- c tính v t lý và hình h c c a mi n con và toàn mi n nghiên c u. Các
Đặ ậ ọ ủ ề ề ứ
thông s c a môi tr ng là tuy n tính hay phi tuy n. Môi tr ng là cách i n,
ố ủ ườ ế ế ườ đ ệ
d i n, s t t hay không khí?
ẫn đ ệ ắ ừ
- Các đại l ng v t lý c n ch
ượ ậ ầ ọn ở trong mô hình là gì.
- Trong thi t b t n t i nh ng tr ng gì, quy lu t phân b không gian và
ế ị ồ ạ ữ ườ ậ ố
thời gian của trường.

24. 2.4. CÁC MÔ HÌNH ĐIỆN TỪ THỰC TẾ
Trong th c t ng có các lo i mô hình t ng quát sau:
ự ế thườ ạ ổ
- Mô hình vi t cho H
ế B hoặc
- Mô hình vi t cho J
ế E hoặc
- Mô hình vi t cho
ế A, φ
Khi có xem xét n s u bi n thiên c a t ng ng i ta l i phân ra làm
đế ự ế ủ ừ trườ ườ ạ
mô hình t nh và mô hình ng.
ĩ độ
2.4.1) MÔ HìNH TĩNH
Đ ử ụ ứ ệ đ ệ ừ ế ị đ ệ
ược s d ng để nghiên c u hi n tượng i n t trong các thi t b i n. khi
mà tr ng và ngu n không bi n thiên theo th i gian
ườ ồ ế ờ
- Mô hình i n tr ng t
đ ệ ườ ĩnh
- Mô hình tr ng dòng i n không i
ườ đ ệ đổ
- Mô hình t t
ừ ĩnh
2.4.2) MÔ HìNH ĐộNG
đượ ử ụ ứ ế ị ừ ế ừ
c s d ng để nghiên c u các thi t b có kích t bi n thiên, kích t
không i và chuy , kích t i và chuy ng. khi mà tr ng và
đổ ển ng
độ ừ biến đổ ển độ ườ
ngu n bi n thiên theo th i gian
ồ ế ờ ):
Các ph ng trình cho các tr ng h p riêng
ươ ườ ợ
- Mô hình i n t t
đ ệ ừ ổ ế
ng quát vi t cho H [8]
2
2
. ng
H J
t t
 
    
 
(2.8)
Trong đó :
 toán tử đạo hàm véc tơ
x
i j k
y z
   
  
(2.9)
- Mô hình trường đ ệ ừ ổ
i n t t ng quát vi t cho E
ế
2
2
2
1
.
ng
J
E E
E
t t t
  



     
  
(2.10)
- Mô hình tr ng i n t t ng quát vi t cho i n th vô h ng và t
ườ đ ệ ừ ổ ế đ ệ ế ướ ừ thế
véct A
ơ

25. 2
A
J

 



2
0
H H
t


  



2
0
E E
t


  



2
0
 



 



2
2
2 ng
A A
A J
t t
  

    
 
(2.11)
2
2
2
t t
  
  

 
    
 
C n chú ý r ng trong h t vuông góc ta s có 3 thành ph n c a véc t A
ầ ằ ệ ọa độ ẽ ầ ủ ơ
x y z
A +jA +kA
A i
 :
2.5 CáC PH NG PHáP NGHIÊN C U QUá TRìNH
ƯƠ ứ
Đ ệ ừ
I N T TRONG MạCH
V i nh ng lý lu n c s trên, trong th c t ta s s d ng các ph ng
ớ ữ ậ ơ ở ở ự ế ẽ ử ụ ươ
pháp nghiên c u nh sau:
ứ ư
2.5.1 NG PHáP GI I TíCH.
PHƯƠ ả
Nh ta ã bi t trong tr ng h p t ng quát, nghi m gi i tích là t h p tuy
ư đ ế ườ ợ ổ ệ ả ổ ợ ến
tính c a các nghi m thành ph n. Nghi m này s n ánh i u ki n b c a bài
ủ ệ ầ ệ ẽ phả đ ề ệ ờ ủ
toán c ng nh các c tính c a ngu n c a tr ng. D ó nghi m này th ng có
ũ ư đặ ủ ồ ủ ườ o đ ệ ườ
d ng chu i ho c các hàm c bi
ạ ỗ ặ đặ ệt.
Ph ng pháp gi i tích c s d ng ây là ph ng pháp phân ly bi n s ,
ươ ả đượ ử ụ ở đ ươ ế ố
t c là nghi m c a ph ng trình s là tích c u các hàm mà trong ó m i hàm ch
ứ ệ ủ ươ ẽ ả đ ỗ ỉ
phụ ộ
thu c vào mộ ế ố
t bi n s [8].
Các h t ng s d ng trong gi i tích toán là:
ệ ọa độ thườ ử ụ ả
- H t XYZ :
ệ ọa độ ( , , ) ( ) ( ) ( )
x y z x y z
X Y Z
 
- H t
ệ ọa độ tr :
ụ ( , , ) ( ) ( ) ( )
r z r z
R Z
 
 

- H t c
ệ ọa độ ầu: ( , , ) ( ) ( ) ( )
r r
R
   
  

Ta s thay th các nghi m này vào các ph ng trình ng v i t
ẽ ế ệ ươ ứ ớ ừng mô hình
ở trên. Các mô hình trên g m có các d :
ở ồ ạng
a) i v i h t XYZ.
Đố ớ ệ ọa độ

26. Ta gi i ph ng trình i v n là i n th
ả ươ đố ới ẩ đ ệ ế . C n khác hoàn toàn có th
ác ẩ ể
thự ệ
c hi n t ng t .
ươ ự
Ph ng trình Laplace áp d ng cho h t vuông góc áp d ng i v
ươ ụ ệ ọa độ ụ đố ớ ẩ
i n
 :
là
2 2 2
2 2 2
0
x y z
  
  
  
   (2.12)
( , , ) ( ) ( ) ( )
x y z x y z
X Y Z
 
Thay th vào và chia c hai v cho , ta s :
ế ả ế XYZ ẽ có
2 2 2
2 2 2
1 1 1
0
d X d Y d Z
X dx Y dy Z dz
   (2.13)
Đặt các thành ph phía trái c a ph ng trình b ng bình ph ng các h
ần ở ủ ươ ằ ươ ằng
s và t ng c a các bình ph ng h ng s này ph i b ng 0
ố ổ ủ ươ ằ ố ả ằ
2 2 2
2 2 2
1 2 3
2 2 2
2 2 2
1 2 3
; ;
0
d X d Y d Z
a X a Y a Z
dx dy dz
a a a
  
  
(2.14)
Nghi m c
ệ ủa các phương trình trên s có d ng nh sau:
ẽ ạ ư
1 1
2 2
3 3
3 3
1 1 2 2
1 2
3 4
5 6
( , , ) 1 2 3 4 5 6
( )( )( )
a x a x
a y a y
a z a z
a z a z
a x a x a y a y
x y z
X C e C e
Y C e C e
Z C e C e
C e C e C e C e C e C e





 
 
 
 
   
(2.15)
Các h s C
ệ ố 1, C2, C
. 6 đượ đ ề ệ ớ ữ
c xác định theo các i u ki n biên gi i gi a các
miề đ ề ệ ờ ủ
n con và i u ki n b c a toàn mi n.
ề
b i v i h t
) Đố ớ ệ ọa độ trụ
2 2 2
2 2 2 2
1 1
0
r r r r z
   

   
   
    (2.16)
( , , ) ( ) ( ) ( )
r z r z
R Z
 
 

Nghi m c
ệ ủ ẽ ạ
a phương trình trên s có d ng sau:

kz -kz
( , , ) 0 1 2 3 4 5 6
( e +C e )(C cosn C sinn ) ( r)+ ( r)
r z n n
C C J k C N k

   
  (2.17)
Trong ó:
đ

27. - n: s nguyên
ố
- Jn(kr): h ng s
ằ ố ạ ậ
Bessel lo i 1 b c n, i s
đố ố kr
- Nn(kr): h ng s Bessel lo i 2 b c n, i s
ằ ố ạ ậ đố ố kr
- h ng s
K: ằ ố
- 0
 : h ng s
ằ ố
- C1, C2, C
… 6: các h s
ệ ố
Các h s , h ng s c xác nh b i u ki n biên gi i gi a các mi
ệ ố ằ ố đượ đị ằng đ ề ệ ớ ữ ền
con và i u ki n b c a toàn mi
đ ề ệ ờ ủ ền.
c i v i h c u:
) Đố ớ ệ độ ầ
2 2 2
2 2 2 2 2 2 2
1 1 2 cot
0
sin
g
r r r r r r
     
   
    
    
     (2.18)
( , , ) ( ) ( ) ( )
r r
R
   
  

Nghi m c
ệ ủ ẽ ạ
a phương trình trên s có d ng:
n -(n+1)
( , , ) 0 1 2 3 4 5 6
( +C )(C cosn C sinn ) ( os )+ (sin )
m m
r n n
C r r C P c C Q
 
     

   (2.19)
Trong ó:
đ
- n, m: s nguyên
ố
- os
m
n
P c : Hàm Legendre loại 1
- sin
m
n
Q : Hàm Legendre lo i 2
ạ
- φ0: h ng s
ằ ố
- C1, C2… ệ ố
: h s
Các h ng s và h s c xác nh theo i u ki n biên gi i gi a các mi n và
ằ ố ệ ố đượ đị đ ề ệ ớ ữ ề
đ ề ệ ờ ủ
i u ki n b c a toàn mi n.
ề
2.5.2 NG PHáP M KHÔNG GIAN THAY TH
PHƯƠ ạCH Từ ế
i v i tr ng h p ph c t p, mô hình Maxwell d i d ng tích phân cho
Đố ớ ườ ợ ứ ạ ướ ạ
phép ta chia c t c u hình ph c t p c a toàn mi n thành nh ng mi n con m t cách
ắ ấ ứ ạ ủ ề ữ ề ộ
h p lý, t o thành m t l i các ph n t trong không gian c g i là m ch t
ợ ạ ộ ướ ầ ử đượ ọ ạ ừ
không gian thay th [8]. Th t ra ây là s chuy n t mô hình Maxwell sang mô
ế ậ đ ự ể ừ

28. Et


A
E
t

  

Et Eo E
 
hình Kirchhoff. Sau ó ta s s d ng các công c m ch vào mô hình m ch t
đ ẽ ử ụ ụ ạ ạ ừ
không gian thay th .
ế
Mô hình m ch Kieckhop c tr ng b ng nh ng i l ng m ch g
ạ được đặ ư ằ ữ đạ ượ ạ ồm
có các ph n t c b n sau: i n tr i n c i n dung t R
ầ ử ơ ả đ ệ ở R, đ ệ ảm L, đ ệ C, ừ trở M, i n áp
đ ệ
U, dòng i t thông, s i
đ ện I, ừ ức đ ện ng
động s c t
E, ứ ừ độ F,
S quy i c a các i l ng nh sau:
ự đổ ủ đạ ượ ư
dS dl
dl
dl dl; dl
;
M
D H
E
R
I
J
U E U H
BdS
e F NI
t

  

  
 





  

(2.20)
D ây ta s xem xét s chuy n t mô hình Maxwell sang mô hình m ch
ưới đ ẽ ự ể ừ ạ
đ ệ
i n Kieckhop m t m ch
ộ ạ đ ệ
i n đơn gi n g
ả ồm R, L, C và ngu n
ồ
B: C ng t
ảm ứ ừ
I: Dòng i n trong m
đ ệ ạch
H : Cường độ từ trường
S: ti t di n c
ế ệ ủa đ ệ ở
i n tr
L: chi u dài i n tr
ề đ ệ ở
D: Kho ng cách hai b n t
ả ả ụ
S: Di n tích b n t
ệ ả ụ
Q: i n tích
đ ệ
Hình 2-2: Quá trình i n t trong m ch RLC có ngu n xoay chi u
đ ệ ừ ạ ồ ề
Ta có:
(2.21)
Thay th vào ph ng trình trên ta s :
ế ươ ẽ có
Ee Et
t

  

(2.22)

29. Hay
t
 
 (2.23)
e = RI + Ldi/dt + (1/C) Idt
∫
Trong ó:
đ
-  s i ng c
ức đ ện độ e ủa máy phát
-
d
:
J I
RI
S
 

 i n áp r i trên tr
đ ệ ơ ở
-
A
I

 i n c m m
đ ệ ả ạch
1
c
Dd Q
Idt
S C
d


   
  (2.24)
- :
Idt
 i n tích trên b n c c t i n
đ ệ ả ự ụ đ ệ
S chuy n t mô hình Maxwell sang mô hình m ch t ; ng pháp m ch
ự ể ừ ạ ừ phươ ạ
t không gian thay th
ừ ế
N i dung ch o c a ph ng pháp là d a vào s phân b c ng s
ộ ủ đạ ủ ươ ự ự ố ủa đườ ức
c a tr ng và h s t m c a các mi n, ta chia không gian c u trúc c a thi t b
ủ ườ ệ ố ừ thẩ ủ ề ấ ủ ế ị
đ ệ
i n thành các không gian con có cùng h s t m và ch a các o ng
ệ ố ừ thẩ ứ đ ạn ố đường
s ã ch n. M i không gian con là m t ph n t trong ó có cùng m t t thông
ức đ ọ ỗ ộ ầ ử đ ộ ừ
chạ đượ ằ ộ ừ
y qua và c mô hình b ng m t t trở RM. N n c
guồ ủ đượ
a trường c mô hình
b ng s c t F [8].
ằ ứ ừ động
Để minh h a ta xét tr
ọ ường h p m t cu n dây qu n quanh lõi thép có
ợ ộ ộ ấ N
vòng v i dòng i y qua nh hình v d i. Mô hình Maxwell i v i không
ớ đ ện I chạ ư ẽ ướ đố ớ
gian trong lõi thép là:
L
 (2.25)
L: ng khép kín móc v vòng dây
đườ ới N
Chia không gian lõi thép thành n ng
ố đường s c. Gi s m
ứ ả ử ộ ố ấ ỳ
t ng b t k có
tiế ệ
t di n Si, chi u dài l
ề i, t thông ch y trong ng là
ừ ạ ố i.

30. Do coi ti t di ng ng s c nh nên t c trong m ng ng s
ế ện ố đườ ứ ỏ ừ ảm B ỗi ố đườ ức
đều và bằng nhau.
Bi = i / S
∆ i (2.26)
C ng t ng trong ng
ườ độ ừ trườ ố đườ ứ
ng s c là:
Hi = Bi/ài = Φi / ài S
∆ i (2.27)
- ài: h s t m c ng
ệ ố ừ thẩ ủa ố đường s c th i
ứ ứ
Ph ng trình Maxwell cho m
ươ ộ ố đườ ứ
t ng ng s c là:
i
i
i i
i i i i
l li li
l
dl NI
S S




   

  (2.28)
i i
i
i
S
NI
l



 
T thông ch y trong lõi thép là:
ừ ạ
(2.29)
Hình 2-3: Mô hình m ch t không gian thay th c a cu n dây lõi thép
ạ ừ ế ủ ộ
- F = NI: s c t ng c a m
ứ ừ độ ủ ạ ừ
ch t
- GM: t d n c a m
ừ ẫ ủ ạ ừ
ch t
- RM=1/GM: t c a m
ừ trở ủ ạ ừ
ch t
2.5.3 PHƯƠNG PHáP PH H U H N
ầN Tử ữ ạ
Đ ố ệ ả ấ ệ ả
ây là phương pháp s có hi u qu nh t trong vi c gi i các bài toán trường
đượ ả ằ
c mô t b ng ph ng trình o hàm riêng
ươ đạ
C s c a ph ng pháp là: m i h ng v t lý t n t i và phát tri n theo
ơ ở ủ ươ ọ ệ thố ậ ồ ạ ể
quy lu t sao cho bi n thiên các thông s c tr ng cho n ng l ng c a h là c
ậ ế ố đặ ư ă ượ ủ ệ ực
tiể ụ đ
u. áp d ng trong i n t thì có ngh a là: h cân b ng thì n ng l ng i n t
ệ ừ ĩ để ệ ằ ă ượ đ ệ ừ
phải có giá tr c c ti u. Khi h ng thái t nh thì m i bi n thiên n ng l c
ị ự ể ệ ở trạ ĩ ọ ế ă ượng ủa
trường i n t quanh v trí cân b ng sao cho công c a l i n t b ng không. [8]
đ ệ ừ ị ằ ủ ực đ ệ ừ ằ
C PTHH có th là o n th , tam giác, t giác th ng và cong. Ta xét ví
ác ể đ ạ ẳng ứ ẳ
d i v i ph n t h u h n là tam giác. a th c g úng c a mi n tam giác
ụ đố ớ ầ ử ữ ạ Đ ứ ần đ ủ ề được

31. xác nh b ng các h ng s a
đị ằ ằ ố 0, a1, a2. Các h s này c xác nh b ng c c tr c
ệ ố đượ đị ằ ự ị ủa
các hàm t i các i c bi t g i là nút c a ph n t ây chính là ba nh c
ạ đ ểm đặ ệ ọ ủ ầ ử. ở đ đỉ ủa
tam giác.
Hàm gần đúng A(x, y) là a th c b c nh t: A(x,y) = a
đ ứ ậ ấ 0 + a1x + a2y
Giá tr c a các hàm t i các nút là:
ị ủ ạ
A1 = AA(x1, y1) = a0 + a1x1 + a2y1 (2.30)
A2 = AB(x2, y2) = a0 + a1x2 + a2y2
A3 = AC(x3, y3) = a0 + a1x3 + a2y3
Bi n
ế phân c a bài toán s :
ủ ẽ là
min
' '
( ) , , , , ,
x y
A F A A A A x y dx dy


 

  

 (2.31)
Thay th tích phân kép trong bi u th k trên b ng t ng các tích phân
ế ể ức F ể ằ ổ
c trên m PTHH c a mi n.
ủa L ỗi ủ ề
1
( ) ( )
Ne
e
e
F A F A

 (2.32)
Ne: s các ph n t và F
ố ầ ử e là giá tr c n t ánh s là e. Trên m
ị ủa F ở phầ ử đ ố ỗi
phầ ử
n t chỉ ố ẽ đượ
s e, A s c thay th b ng
ế ằ đ ứ ầ
a th c g n đúng.
A = P(Ae
A,Ae
B,Ae
C,x,y) (2.33)
Vậy
Fe(A) = Fe(Ae
A,Ae
B,Ae
C) (2.34)
T ó ta tính t ng
ừ đ ổ
1 2
1
( ) ( , , ) ( , , )
Ne
e e e
e A B C NN
e
F A F A A A F A A A

 
 (2.35)
Theo nguyên lý tác ng c c ti Hamilton ta tìm c c tr c a hàm F(A)
độ ự ểu ự ị ủ
b ng cách l o hàm riêng c theo các giá tr A
ằ ấy đạ ủa F ị 1, A2, A
… NN và ng th
đồ ời
cho b ng không ta c:
ằ đượ
1 2
0, 0,..... 0
NN
F F F
A A A
  
  
  
(2.36)

32. Quá trình này dẫn đến h ng
ệ thố NN phương trình đại s n là các giá tr
ố NN ẩ ị
c a hàm A
ủ ẩn 1, A2, . ANN t i các nút. Gi i h ng ph ng trình này b ng các
ạ ả ệ thố ươ ằ
phương pháp đại s s cho ta các giá tr c
ố ẽ ị ủa A.
2.5.4 NG PHáP DùNG CÔNG C MÔ PH
PHƯƠ ụ ỏNG
M t trong nh ng công c mô ph ng quen thu c s d ng mô t các hi
ộ ữ ụ ỏ ộc đượ ử ụ để ả ện
t ng i n t là s d ng ch ng trình Matlab. Ch ng trình cho phép kh o sát
ượ đ ệ ừ ử ụ ươ ươ ả
các hệ thống hay quá trình k thu t và v t lý. i m m
ỹ ậ ậ Đ ể ạ ủ
nh chính c a Matlab là: [9]
- Chúng có m t th n các hàm toán h c, các hàm h a, các câu l nh
ộ ư việ ọ đồ ọ ệ đa
d ng và phong phú. Kh n ng t n d
ạ ả ă ậ ụng các GUI giao di n cho ng i s d
ệ ườ ử ụng
- Các công c o sát, thi t k v i m ích mô t các h ng tuy n tính,
ụ khả ế ế ớ ục đ ả ệ thố ế
phân tích c tính h , ánh giá tin c y c a các phép toán s c s
đặ ệ thống đ độ ậ ủ ố đượ ử
d ng khi kh o sát h ng.
ụ ả ệ thố
- Các th a d ng vói s l ng l n các kh i ch c n ng cho các h
ư viện đ ạ ố ượ ớ ố ứ ă ệ
tuyế ế ủ
n tính, phi ty n c a c
Simulink v i m
ớ ụ đ ỏ ả
ích mô hình hóa, mô ph ng và kh o
sát các h ng h c. Các l nh c a Matlab r t hi u qu . Nó có i các
ệ thống độ ọ ệ ủ ấ ệ ả thể giả
loại bài toán khác nhau và c bi
đặ ệt h u d ng cho các h ng trình tuy n tính,
ữ ụ ệ phươ ế
các bài toán ma tr n.
ậ
Khi gi i quy t m
ả ế ộ ấ
t v n đề b ng Matlab, ta th c hi n theo trình t [10]:
ằ ự ệ ự
- Phân tích s qua bài toán
ơ
- Mô t các d
ả ữ liệu đầu vào, ra
- a vào các hàm l tính toán các giá tr mong mu n
Đ ư ệnh để ị ố
- c hi n vi c ki m tra, so sánh.
Thự ệ ệ ể
Chính vì nh i m k trên nên trong ch ng IV c án này, ta s
ững ưu đ ể ể ươ ủa đồ ẽ
s d Matlab mô ph ng quá trình cháy và t t c a h quang c a thi t b óng
ử ụng để ỏ ắ ủ ồ ủ ế ị đ
c t v i môi tr ng d p h quang là trong không khí. Ta có th s d ng th
ắ ớ ườ ậ ồ ể ử ụ ư viện
các hàm toán h c có s n c Matlab tính toán các thông s c b n c a h
ọ ẵ ủa để ố ơ ả ủ ồ
quang, sau ó ta có th s d ng th n các hàm h a c Matlab
đ ể ử ụ ư việ đồ ọ ủa để thể hiện
các giá tr ã tính toán c và s thay i c a các giá tr này theo th i gian trên
ị đ đượ ự đổ ủ ị ờ
hình v .
ẽ

33. K t lu n
ế ậ
- Trong ch ng hai này ta ã tìm hi u v ng i n t và các lý thuy
ươ đ ể ề trườ đ ệ ừ ết
toán để giải các bài toán k thu
ỹ ật đ ệ
i n
- Tìm hi u v ng pháp ph n t h u h n, là ph ng pháp th ng
ể ề phươ ầ ử ữ ạ ươ ườ được
s d ng d
ử ụ ể giả ế
i quy t các bài toán tối ưu.
- o sát các i m, quy trình khi gi i quy t bài toán mô ph
Khả đặc đ ể ả ế ỏng
- Ta có th v n d ng các lý thuy t và các ph ng pháp này i quy
ể ậ ụ ế ươ để giả ết
các bài toán i n t trong các tr ng h p khác nhau nh t
đ ệ ừ ườ ợ ư ĩ ố
nh, động, bài toán t i
ưu

34. CHƯƠNG III
CƠ SỞ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP HẠN CHẾ DÒNG
NGẮN MẠCH TRONG KHÍ CỤ ĐÓNG CẮT
3.1ĐẠI CƯƠNG
Nh ta ã bi t khi có m t s c
ư đ ế ộ ự ố ắ ạ
ng n m ch xả ế ị đ ắ ẽ
y ra, các thi t b óng c t s
tác ng. Nh m b o v m t cách t t nh t cho các thi t b i
độ ằ ả ệ ộ ố ấ ế ị đ ện phía sau nó thì các
thi t b óng c t này ph m b o vi c c t m t cách nhanh chóng, chính xác
ế ị đ ắ ải đả ả ệ ắ ộ
nhằm h n ch dòng i n ng n m ch ch y trong thi t b i n nh m tránh nh ng h
ạ ế đ ệ ắ ạ ạ ế ị đ ệ ằ ữ ư
h ng có th x y ra i v i thi t b .
ỏ ể ả đố ớ ế ị
Th i gian t i v i m t tác ng c a khí c óng c t k t khi x y ra s
ờ ổng đố ớ ộ độ ủ ụ đ ắ ể ừ ả ự
c n m ch n khi s c c lo i b hoàn toàn có th c chia ra làm các
ố ngắ ạ đế ự ố đượ ạ ỏ ể đượ
giai o n th i gian nh h n nh sau
đ ạ ờ ỏ ơ ư
- Th i gian kh
ờ ởi động: là kho ng th i gian k t khi s c x y ra t c là khi
ả ờ ể ừ ự ố ả ứ
dòng i n t ng lên cao cho
đ ệ ă đến khi có l nh ng t t c là c c u c khí b
ệ ắ ứ ơ ấ ơ ắt
đầ độ
u tác ng.
- Th i gian tác
ờ động: là kho ng th i gian k t khi c c u c khí tác
ả ờ ể ừ ơ ấ ơ động
cho n khi các ti i m c a thi t b óng c c ng t ra kh i nhau
đế ếp đ ể ủ ế ị đ ắt đượ ắ ỏ
hoặc dây chả ủ ầ ị
y c a c u chì b đứt đối với vi c b o v b ng c
ệ ả ệ ằ ầu chì.
- Th i gian cháy h quang:
ờ ồ i gian t lúc h quang cháy n khi ti
thờ ừ ồ đế ếp
đ ể ủ ế ị đ ắ ự ố đượ ạ ừ
i m c a thi t b óng c t tách nhau hoàn toàn và s c c lo i tr
hoàn toàn b i l sau khi ti i m tách kh i nhau thì v n ti p t c có h
ở ẽ ếp đ ể ỏ ẫ ế ụ ồ
quang cháy ở kho a hai ti i m nên ta ph i d p t t hoàn toàn h
ảng giữ ếp đ ể ả ậ ắ ồ
quang
V nâng cao kh n ng c t c a thi t b óng c t ta ph i có nh ng bi
ậy để ả ă ắ ủ ế ị đ ắ ả ữ ện
pháp nh m gi m các kho ng th i gian này l i.
ằ ả ả ờ ạ
Nh ta ã phân tích t
ư đ ừ ng 1, ta th y r ng các ph ng pháp h n ch
chươ ấ ằ ươ để ạ ế
dòng i n ng n m ch trong khí c i c t p trung nghiên c u theo các h ng
đ ệ ắ ạ ụ đ ện đượ ậ ứ ướ
chủ ế
y u sau;

35. - V h quang i n: C i ti n ph ng pháp d p h quang
ề ồ đ ệ ả ế ươ ậ ồ
- Gi m th i gian kh
ả ờ ởi động
- V ng l c: gi m th i gian tác ng c a c c u c khí trong thi t b
ề phần độ ự ả ờ độ ủ ơ ấ ơ ế ị
đ ắ
óng c t
3.1.1 M TH I GIAN CHáY C A H QUANG
GIả ờ ủ ồ
a) n
H quang i
ồ đ ệ
i
ở đ ều ki n bình th ng ch t khí h u nh không d i n và là môi tr ng
ệ ườ ấ ầ ư ẫn đ ệ ườ
cách i n t t. Tuy nhiên n u gi a hai c c có m
đ ệ ố ế ữ ự ộ đ ệ ớ
t cường độ i n trường đủ l n thì
có th phá v tính cách i n và nó tr nên d i n, có kh n ng d n dòng i
ể ỡ đ ệ ở ẫn đ ệ ả ă ẫ đ ện
l n. Dòng i n d n lúc này ph c vào nhi u y u t khác nhau nh : i khí
ớ đ ệ ẫ ụ thuộ ề ế ố ư loạ
cách i n, áp su t, môi tr , v t li u làm i n c c, i n áp t lên gi
đ ệ ấ nhiệt độ ường ậ ệ đ ệ ự đ ệ đặ ữa
hai i n c .
đ ệ ực [3]
Để xem xét, nghiên c u v h quang ta có th d a trên mô hình mô t
ứ ề ồ ể ự ả như
trên hình sau:
S g m có
ơ đồ ồ
- H i
ai đ ện c c kim lo i trong ng kín
ự ạ ố
có ch t khí v i áp su t th
ấ ớ ấ ấp
-Bi n tr R
ế ở
-N n áp
guồ U.
-A o dòng
đ
-V i n áp gi a hai c c.
đo đ ệ ữ ự
Hình 3-1: M ch t o h quang xoay chi u
ạ ạ ồ ề
H quang i n xoay chi u có th
ồ đ ệ ề ể đượ ả
c mô t theo hình v sau [25]:
ẽ
Hình 3- Quá trình phát sinh và t t c a h quang i n xoay chi u
2: ắ ủ ồ đ ệ ề

36. Trong ó
đ :
MPK: th i m c
ờ đ ể
i ắt
Uhq: i
đ ện áp hồ quang
Ubđ: i n áp ph c h
đ ệ ụ ồi độ
b i n
ền đ ệ
I oCT: dòng n d
đ ệ
i ư
Uc: i i
đ ện áp lướ
UmB i
đ ện áp quá độ trong
giai n chuy n i tr ng
đ ạ
o ể đổ ạ
thái
T i th i m c MPK, b u xu t hi n m i n áp h quang U
ạ ời đ ể ắt ắt đầ ấ ệ ột đ ệ ồ hq. Tương
ứ ớ ộ đ ệ ể ệ ề đ ệ
ng v i nó có m t i n áp th hi n độ b n i n Ubđ. Đ ệ ồ ệ
i n áp h quang l ch pha so
v i
ới đ ện áp l i m t góc là t
ướ ộ 1, t2, hay t3 tùy thu c vào t ng th
ộ ừ ời đi m. D i
ể òng đ ện
h quang t ng ng là I
ồ ươ ứ oct. Ta nh n th i u ki n khi h quang c d p t t trên
ậ ấy đ ề ệ ồ đượ ậ ắ
hình v là i n áp ph c h b i U
ẽ đ ệ ụ ồi độ ền đ ện bđ l n h i n áp h quang. Khi h
ớ ơn đ ệ ồ ồ
quang c d p t t thì i n áp h quang s v giá tr i n áp l i, dòng i
đượ ậ ắ đ ệ ồ ẽ trở ề ị đ ệ ướ đ ện
h quang s b ng không.
ồ ẽ ằ
Bên c nh ó ta c
ạ đ ũng có th c quá trình di n ra trong h quang i n m
ể thấy đượ ễ ồ đ ệ ột
chi u nh hình v sau [25]. Ta nh
ề ư ẽ ận th y th i gian c
ấ ờ ắt càng nhanh thì quá i n áp
đ ệ
khi c t càng l
ắ ớn.
I0: dòng t i quá
ả đi n áp khi c t
ệ ắ
U1, U2: quá i n áp khi c t
đ ệ ắ
I1, I2: dòng c ng v i các
ắt ứ ớ
kho ng th i gian c t khác nhau
ả ờ ắ
c a h quang
ủ ồ
Uc: i n áp l i
đ ệ ướ
.
Hình 3-3: Quá trình phát sinh và t t c a h quang i n m t chi u
ắ ủ ồ đ ệ ộ ề
b) Tính ch t c a h quang i
ấ ủ ồ đ ện
Ta nh n th y quá trình phóng i n có th chia ra làm sáu giai o n [3]
ậ ấ đ ệ ể đ ạ
- Giai o n 1: phóng i n t i, nó có i m là dòng i n nh và không có s
đ ạ đ ệ ố đặc đ ể đ ệ ỏ ự
phát sáng trong quá trình phóng i n
đ ệ

37. Hình 3-4: Các giai o n khác nhau trong quá trình cháy c a h quang i
đ ạ ủ ồ đ ện
- Giai o n 2: ây là giai o n quá t phóng i n t i cho n phóng i
đ ạ đ đ ạ độ ừ đ ệ ố đế đ ện
v ng quang. Trong giai o n này ta có th n th y dòng i n t , i n áp
ầ đ ạ ể nhậ ấ đ ệ ăng đ ệ
giảm và phát sinh ánh sáng trong quá trình phóng i n.
đ ệ
- Giai o n 3: phóng i n v ng quang bình th ng. Dòng i n v n ti p t c t
đ ạ đ ệ ầ ườ đ ệ ẫ ế ụ ăng
lên tuy nhiên i n áp không i gi a hai c c.
đ ệ đổ ữ ự
- Giai o n 4: phóng i n v ng quang không bình th ng. i m c a giai
đ ạ đ ệ ầ ườ Đặc đ ể ủ
đ ạ
o n này là dòng i n ti p t c t ng còn i n áp thì t ng lên r t nhanh.
đ ệ ế ụ ă đ ệ ă ấ
- Giai o n 5: ây cùng là m t giai o n chuy n ti p t phòng i n v ng quang
đ ạ đ ộ đ ạ ể ế ừ đ ệ ầ
sang phóng i n h quang . Trong giai o n này dòng i n t ng m
đ ệ ồ đ ạ đ ệ ă ạnh
- Giai o n 6: vùng phóng i n h quang, c trung c a h quang là i n áp
đ ạ đ ệ ồ đặ ủ ồ đ ệ
giảm mạ đ ệ ă
nh và dòng i n t ng lên cao. N c a h quang r t l n và hi
hiệt độ ủ ồ ấ ớ ệu
ứng ánh sáng m nh.
ạ
M dòng i n h
ật độ đ ệ ồ quang r t l n vào kho ng 102 n 103 A/mm
ấ ớ ả đế 2
. Nhiệt
độ h quang c ng r t l n t 6000 18000
ồ ũ ấ ớ ừ 0
K kèm theo hi ng ánh sáng. Nh v
ệu ứ ư ậy
ta có th n th y trong quá trình h quang thì quá trình i n và nhi t liên quan
ể nhậ ấ ồ đ ệ ệ
chặ ẽ ẫ ồ đ ệ ồ
t ch l n nhau. Trong quá trình phát sinh h quang, i n áp trên thân h quang
được phân làm 3 vùng khác nhau [3]
- Vùng cat t v i kho ng cách ng ( ng 10
ố ớ ả ắn khoả -3
mm) v U
ới c= 10-20V. Cường
độ i n tr
đ ệ ường vùng này khá l n, c 20.10
ớ ỡ 3
V/mm. Tr s này ph c vào
ị ố ụ thuộ
v t li u làm i n c c và c tính c a ch t khí.
ậ ệ đ ệ ự đặ ủ ấ
- Vùng an t: i n áp kho ng 5 n 20 và chi u dài c
ố đ ệ ả đế V ề ỡ 10-2
mm. Do vậy
c ng i n tr ng th p h n so v i vùng cat t.
ườ độ đ ệ ườ ấ ơ ớ ố

38. - Vùng thân h quang: c i n tr ng E
ồ ường độ đ ệ ườ hq g n nh không
ầ ư đổi, c én
ỡ 1 đ
20 V/mm
Uhq=Ehq.lhq (3.1)
c) Quá trình phát sinh và d p t t h quang i
ậ ắ ồ đ ện
Quá trình phát sinh h quang: khi bình th ng thì môi tr ng khí bao g
ồ ườ ườ ồm
các ph n t trung hòa v i n. Các ph n t này khi b phân tích thành các ion
ầ ử ề đ ệ ầ ử ị
d ng và âm, nó s nên d
ươ ẽ trở ẫn đ ệ
i n. Có các d ng ion hóa nh sau [3]:
ạ ư
- T phát x i n t
ự ạ đ ệ ử
- Phát x nhi
ạ ệt đ ệ ử
i n t
- Ion hóa do va ch m
ạ
- Ion hóa do nhiệt độ cao
c1) T phát x i n t :
ự ạ đ ệ ử khi có m i n tr m t lên i n c c thì
ột đ ệ ường đủ ạnh đặ đ ệ ự
các đ ệ ử ự ẽ đượ ấ ă ứ ỏ
i n t t do s c c p n ng lượng và b t ra kh i đ ệ ự ố
i n c c. S lượng các
h t b t ra kh
ạ ứ ỏi đ ệ ự
i n c c phụ ộ
thu c vào cường độ đ ệ
i n trường theo công th c sau:
ứ
J = 120 E2
e-b/E
(3.2)
Trong đó
- m
J: ật độ dòng i n t do phát x i n t sinh ra
đ ệ ự ạ đ ệ ử
- c ng i n tr t
E: ườ độ đ ệ ường ở catố
- thông s thu c vào v t li u làm cat t
b: ố phụ ộ ậ ệ ố
C2) Phát x nhi
ạ ệt đ ệ ử
i n t : là hi n t ng mà khi cat t có nhi cao thì các
ệ ượ ố ệt độ
đ ệ ử ự ằ
i n t t do n m sâu trong i n c
đ ệ ực s có
ẽ động n ng l n, có th thoát ra kh
ă ớ ể ỏ ề
i b
m t kim lo i, t o nên dòng i
ặ ạ ạ đ ện trong ch t khí. M
ấ ật độ dòng quan h v i nhi
ệ ớ ệt độ
và v t li u làm i n c c nh sau:
ậ ệ đ ệ ự ư
J = 120 T2
e-b/T
(3.3)
- m
J: ật độ dòng i n t do phát x nhi i
đ ệ ự ạ ệt đ ệ ử
n t sinh ra
- nhi cat t
T: ệt độ ở ố
- thông s thu c vào v t li u làm cat t
b: ố phụ ộ ậ ệ ố
C3) Ion hóa do va ch m
ạ : d i tác d ng c i n tr ng có c cao
ướ ụ ủa đ ệ ườ ường độ
(kho ng 10
ả 3
V/mm) thì các i n t t do s chuy ng v i v n t c l n, b n phá
đ ệ ử ự ẽ ển độ ớ ậ ố ớ ắ

39. các phân t trung hòa t o ra ion d ng và âm m i. Quá trình này ph thu c vào
ử ạ ươ ớ ụ ộ
c ng i n tr , m phân t , l c liên k t,
ườ độ đ ệ ường ật độ ử ự ế khối l ng phân t
ượ ử.
C4) Ion hóa do nhi cao:
ệt độ khi nhiệt độ t khí cao, chuy
chấ ển động nhiệt
c a nó l n, chúng d dàng va ch m và tách thành các ion. Quá trình này ph
ủ ớ ễ ạ ụ
thu c vào nhi
ộ ệt độ vùng h quang, m
ồ ật độ các ph n t khí và c tính c
ầ ử đặ ủa chất
khí.
d)Quá trình ph n ion
ả
Quá trình ph n ion ng c v i quá trình ion, t c là quá trình suy gi m s
ả ượ ớ ứ ả ố
l ng ion trong vùng h quang. Nguyên nhân c a quá trình này là tái h p và
ượ ồ ủ ợ
khu ch tán [3]
ế .
D1) :
Quá trình tái h p
ợ đ ạ đ ệ ấ ẽ
ây là quá trình mà các h t mang i n trái d u s va
chạ ớ ạ ử ề đ ệ ụ
m v i nhau để t o thành các phân t trung hòa v i n. Quá trình này ph
thu c vào m các phân t trong vùng h quang, nhi c a h quang. M
ộ ật độ ử ồ ệt độ ủ ồ ức
độ tái h p t
ợ ỷ l v i s h t nh sau:
ệ ớ ố ạ ư
dn dt
/ r = .n2
(3.4)
Trong đó
- dn/dtr: t suy gi m các h t ion do tái h
ốc độ ả ạ ợp
- : h s tái h p
ệ ố ợ
- s l ng các ion cùng d u trong vùng thân h quang.
n: ố ượ ấ ồ
D2) Quá trình khu ch tán:
ế là hi n t ng di chuy n các ion vùng có m
ệ ượ ể ở ật
độ cao t i vùng có m p h n, nên s l ng ion trong vùng h quang gi
ớ ật độ thấ ơ ố ượ ồ ảm
đ ứ
i. M c độ tái h p t l v i s h t nh sau:
ợ ỷ ệ ớ ố ạ ư
dn dt
/ d = 2Dn/r2
(3.5)
D=(1/3).v.
Trong ó:
đ
- /
dn dtd: t suy gi m các h t ion do khu ch tán
ốc độ ả ạ ế
- D : h s ch tán
ệ ố khuế
- v n t
v: ậ ố ạ
c các h t
- : kho ng cách t do c a các h
ả ự ủ ạt

40. - s l ng các ion cùng d u trong vùng thân h quang.
n: ố ượ ấ ồ
Ta th y r ng m
ấ ằ ứ ế
c độ khu ch tán củ ồ
a h quang t ng khi bán kính r c a thân
ă ủ
h quang gi m.
ồ ả
Qua phân tích các quá trình trên ta th y r ng trong h quang i n t n t
ấ ằ ồ đ ệ ồ ại
song song hai quá trình ion hóa và ph n ion hóa. N u quá trình ion hóa l n h
ả ế ớ ơn
quá trình ph n ion hóa thì h quang s phát sinh và phát tri n m , dòng i n h
ả ồ ẽ ể ạnh đ ệ ồ
quang t ng. N u hai quá trình trên ngang nhau, h quang s cháy nh. N
ă ế ồ ẽ ổn đị ếu
quá trình ph n ion hóa l n h n quá trình ion hóa thì h quang s b dòng i h
ả ớ ơ ồ ẽ ị đ ện ồ
quang s suy gi m và h quang s b t t.
ẽ ả ồ ẽ ị ắ
H quang i n xoay chi u: h quang i n xoay chi u dòng i n và i
ồ đ ệ ề ở ồ đ ệ ề đ ệ đ ện
áp ngu n bi n thiên tu n hoàn theo t n s c a l i n. Dòng i n và i n áp h
ồ ế ầ ầ ố ủ ưới đ ệ đ ệ đ ệ ồ
quang trùng pha nhau do h quang có th xem nh m i n tr phi tuy n. chu
ồ ể ư ột đ ệ ở ế ở
k d i n áp h quang t ng nhanh n tr s cháy. Khi h quang cháy, i n áp
ỳ ầu đ ệ ồ ă đế ị ố ồ đ ệ
h quang gi m d n. Dòng i n t ng t i m cháy, và t c i khi t /4,
ồ ả ầ đ ệ ă ừ 0 n
đế đ ể đạ ực đạ
đ ệ ồ ầ ư ở ỳ ả ầ ờ đ ể
i n áp h quang g n nh không đổi. chu k sau, dòng gi m d n, đến th i i m
t t, i n áp h quang t , sau ó suy gi m v 0 và dòng i n c ng tr v 0 [2].
ắ đ ệ ồ ăng đ ả ề đ ệ ũ ở ề
N u h quang
ế ồ ổn định thì quá trình này s c l p l
ẽ đượ ặ ại ở ỳ
chu k sau.
T i th
ạ ời đi m dòng i i qua 0, h quang không
ể đ ện đ ồ đượ ấ ă
c c p n ng lượng nên
quá trình ph n ion x y ra vùn i n c c r t m nh và n i n áp t lên hai i
ả ả ở g đ ệ ự ấ ạ ếu đ ệ đặ đ ện
c c nh h
ự ỏ ơn đ ệ ồ ẽ ắ ẳ đ ệ ầ ị
i n áp cháy thì h quang s t t h n. Khi dòng i n g n giá tr 0 nó
không còn tuân theo quy lu t hình sin liên t c n a vì lúc này quá trình ph n ion
ậ ụ ữ ả
m nh nên i n tr h quang r t l n, có th coi dòng i n b ng 0. K ng th
ạ đ ệ ở ồ ấ ớ ể đ ệ ằ hoả ời
gian này c s ph thu c vào t i, dòng i n h quang và g i là th i gian không
ỡ à ụ ộ ả đ ệ ồ ọ ờ
dòng i n c a h
đ ệ ủ ồ quang.
e) Quá trình ph c h
ụ ồ ề đ ệ ụ
i độ b n i n và ph c hồ đ ệ
i i n áp.
Khi ng t m ch thì hai ti i m b u tách ra và xu t hi n h quang. K
ắ ạ ếp đ ể ắt đầ ấ ệ ồ hi
dòng i i qua 0, khu v c h quang x y ra hai quá trình: c h b i
đ ện đ ở ự ồ ả phụ ồi độ ền đ ện
và ph c h
ụ ồi đ ệ
i n áp.

41. Quá trình ph c h b i c tr ng b ng quá trình ph n ion
ụ ồi độ ền đ ện được đặ ư ằ ả
m nh m khi dòng i i qua v trí 0 và nó làm khu v c h quang m t d n tính
ạ ẽ đ ện đ ị ự ồ ấ ẫ
d i n, t ng d n tính cách i n [3]
ẫn đ ệ ă ầ đ ệ . Đ ạ ư ứ
i lượng đặc tr ng cho m c độ cách i
đ ện
giữ đ ệ ự đ ệ ọ ủ
a hai i n c c là i n áp ch c th ng Uct hay i n áp U
đ ệ mB trên hình v trên.
ở ẽ
V i i =0, ta có U
ớ ct0 và giá tr c a nó c 150-250V môi tr ng không khí, h
ị ủ ỡ ở ườ ồ
quang cháy t nhiên. U
ự ct t ng tuy n tính theo th i gian ph thu c vào môi tr
ă ế ờ ụ ộ ường
cháy c a h quang và cách d p h quang
ủ ồ ậ ồ
Quá trình ph c h i n áp là quá trình thành l i n áp trên hai i n c
ụ ồi đ ệ ập đ ệ đ ệ ực
k t khi h quang t t và cho n khi i n áp t tr s i n áp ngu n. Quá trình
ể ừ ồ ắ đế đ ệ đạ ị ố đ ệ ồ
này r t ph c t p và ph thu c vào tính ch t t i.
ấ ứ ạ ụ ộ ấ ả
Sau th i m dòng i n b ng 0, n u tr s c i n áp ph c h i th p h n tr
ời đ ể đ ệ ằ ế ị ố ủa đ ệ ụ ồ ấ ơ ị
s c i n áp ch c th ng thì h quang t t h n. D ó ta có th i u ki
ố ủa đ ệ ọ ủ ồ ắ ẳ o đ ể thấy đ ề ện để
d p t t h quang i
ậ ắ ồ đ ện xoay chi u là c tuy
ề đặ ế ủ ụ ồ ề đ ệ
n c a quá trình ph c h i độ b n i n
phải cao h n và không c c tuy n c a quá trình ph c h
ơ ắt đặ ế ủ ụ ồi đ ệ
i n áp.
f) Các công th c cho qua trình cháy c a h quang
ứ ủ ồ
Khi nhi h quang l n s d n t c a các h t t ng cao
ệt độ ồ ớ ẽ ẫn đế ốc độ ủ ạ ă đến một
giá tr nào ó mà khi nó va p vào các ph n t trung hòa s d
ị đ đậ ầ ử ẽ ẫn đến s ion hóa
ự
nó. S l ng các i n tích xu t hi n do k t qu c a ion hóa nhi c xác
ố ượ đ ệ ấ ệ ế ả ủ ệt đượ định
theo công th c sau [17]:
ứ
(f2
/1-f2
)p = 3.16.10-2
T5/2
exp(-eVi/kT) (3.6)
Trong ó
đ
- f: b c ion hóa b ng t s c a h
ậ ằ ỷ ố ủ ạt ion hóa chia cho t t c s nguyên t
ấ ả ố ử
trong th tích ã cho.
ể đ
- e = 1,6.10-19
culong: đ ệ ủ
i n tích c a electron
- Vi: i n áp thân h quang.
đ ệ ồ
- k = 1, .10
38 -23
h ng s Bolzman
ằ ố
- áp su
p: ất ch t khí (atm)
ấ
- nhi
T: ệt độ

42. T công th c trên ta nh n th y khi áp su t không khí t ng lên thì s ion hóa
ừ ứ ậ ấ ấ ă ự
gi ng nh
ả ố
m xu , ư ậ
v y khi ta t ng áp su t khí lên thì s làm h quang d b d p t
ă ấ ẽ ồ ễ ị ậ ắt
h n. Ta c ng nh n th
ơ ũ ậ ấ ằ ệ
y r ng khi nhi t độ t ng lên thì s ion hóa c ng t ng lên. D
ă ự ũ ă o
đó để d p h quang m t cách nhanh chóng thì ta ph i gi m nhi c a h quang.
ậ ồ ộ ả ả ệt độ ủ ồ
Nh ta ã bi t trong thân h quang x y ra quá trình ion hóa vô cùng m nh
ư đ ế ồ ả ạ
m , có s cân b ng gi a các ion d ng và các electron. Nh ng v n t c c a các
ẽ ự ằ ữ ươ ư ậ ố ủ
electron l n h n v n t c c
ớ ơ ậ ố ủ ầ ấ ầ
a các ion dương g n g p 3 l n. Vì vậ ồ ồ
y lu ng h quang
đượ ạ ở ồ ả
c t o ra là do các electron. thân h quang x y ra mộ ệ ọ ệ
t hi n tượng g i là hi u
ứ ể ả ơ ộ ư
ng hướng tâm. Ta có th gi i thích s b nh sau: toàn b dòng i n trong vùng
ộ đ ệ
thân h quang có th coi nh vô s các s i dòng i n song song. M i s i riêng
ồ ể ư ố ợ đ ệ ỗ ợ
biệt đều tạo l c hút i n t
ự đ ệ ừ đối v i các s
ớ ợi khác.
r: Bán kính của đ ệ ử
i n t
dr: Vi phân c a bán kính i n t
ủ đ ệ ử
Hình 3-5: Hiệu ứng h ng tâm và t ng trong thân h quang
ướ ừ trườ ồ
K t qu là toàn b l i n t trên m i s i s có h ng v tâm c a thân h
ế ả ộ ực đ ệ ừ ỗ ợ ẽ ướ ề ủ ồ
quang [20].
I = R
п 2
.j (3.7)
Trong đó
- dòng i n thân h quang (A)
I: đ ệ ồ
- bán kính thân h quang (mm)
R: ồ
- m
J: ật độ dòng i (A/mm
đ ện 2
)
T i bán kính r t ng t ng ng s
ạ ừ trườ ươ ứ ẽ là:
2.r. H(r) = .r2
j
= H
> (r) = r.j/2

43. T i bán kính r ta l y m t vòng tròn có vi phân là dr. Dòng i n trong vòng
ạ ấ ộ đ ệ
tròn r +dr t ng tác v i t ng s t o ra m t l c mà l c này t i m i m c
ươ ớ ừ trườ ẽ ạ ộ ự ự ạ ỗi đ ể ủa
vòng có h ng vào trung tâm h quang.
ướ ồ
Iv = 2.r.dr.j
L i n t t ng c
ực đ ệ ừ ổ ủ ẽ
a vòng s là
Fv = à0H(r)Iv = à0 .r2
j2
dr
L i n t t i m
ực đ ệ ừ ạ ộ đ ể
t i m củ ẽ
a vòng s :
là
Fr = Fv/2 r = (r/2).à0j2
dr
Ta có gra ien áp su t t ng ng s
đ ấ ươ ứ ẽ là:
dP/dr = Fr/dr = (r/2).à0j2
Như v y áp su t t i tâm h quang s
ậ ấ ạ ồ ẽ là:
P = dP = r
0 (r/2).à0j2
dr = (r2
/4)à0j2
= à0I2
/ 42
r2
(3.8)
áp su t này s p ph n kích thích dòng plasma và h i kim lo i trong các
ấ ẽ gó ầ ơ ạ
đ ệ ự ồ
i n c c khi h quang ang cháy.
đ
Nhận xét:
- Khi h quang cháy x y ra r t nhi u quá trình nhi t, khí ng h c song
ồ ả ấ ề ệ độ ọ
song v i nhau.
ớ
- Như ậ ấ ằ
v y ta th y r ng để dậ ồ ố
p h quang t t ta có th t ng c ng quá trình
ể ă ườ
ph n
ụ ồ ề
c h độ b đ ệ ă ả ả ệ
i n, t ng cường quá trình ph n ion, gi m nhi t độ h quang d
ồ ẫn
đến d p t t h quang
ậ ắ ồ
g) nh h ng c a tính ch t t n h quang i
ả ưở ủ ấ ải đế ồ đ ện
- i v i h quang i n 1 chi u
Đố ớ ồ đ ệ ề : s m ch t o h quang m t chi u g
giả ử ạ ạ ồ ộ ề ồm
có m i n tr và m t t i c L. Ta có s và ng u di
ột đ ệ ở R ộ ả ảm ơ đồ đườ đồ thị biể ễn đặc
tính cháy c a h quang nh hình v [3]:
ủ ồ ư ẽ
Ur: i n áp trên tr
đ ệ ở
Uhq: i n áp h quang
đ ệ ồ
Ldi/dt: i n áp trên cu n dây
đ ệ ộ
Hình 3-6: c tính c a h quang i n 1 chi u
Đặ ủ ồ đ ệ ề

44. Để xem xét nh h
ả ưởng c a t
ủ ải đến h quang, ta xét hai i và là hai
ồ đ ểm A B
đ ể ắ ủ đườ ĩ ồ ả ạ đ ể ị
i m c t c a ng đặc tính t nh h quang và đặc tính t i. T i hai i m này giá tr
di /dt=0 hay giá tr dòng i
ị đ ện không đổi.
T n u dòng m thì L(di/dt) < 0, dòng g im v 0 và h quang t t.
ại A ế I giả ả ề ồ ắ
N u dòng i
ế đ ện I t ng thì L(di/dt) > 0, dòng i n s p t c t ng và
ă đ ệ ẽ tiế ụ ă đến đ ể
i m B.
T n u dòng m thì L(di/dt) > 0, s y dòng t ng lên i B.
ại B ế I giả ẽ đẩ ă đến đ ểm
N u dòng i
ế đ ện I t ng thì L(di/dt) < dòng i n h quang s b kéo v
ă 0, đ ệ ồ ẽ ị ề B.
V là i m không
ậy A đ ể ổn định và là i
B đ ểm ổn định c a h quang
ủ ồ [3].
Quan h a các
ệ giữ đại l ng c a h quang i n m t chi u nh sau:
ượ ủ ồ đ ệ ộ ề ư
Uhq = A + Blhq + (C + Dlhq)/In
(3.9)
A, B, C, D: h ng s thu c vào v t li u làm i n c c, i u ki n và môi
ằ ố phụ ộ ậ ệ đ ệ ự đ ề ệ
trường cháy c a h quang.
ủ ồ
Lhq: chi u dài h quang
ề ồ
N: h ng s thu c vào nhi
ằ ố phụ ộ ệt độ t
anố
Ta có công th c bi
ứ ểu di n n ng l ng c a h quang nh sau:
ễ ă ượ ủ ồ ư
2
0
( ) / 2
t
Ahq U iR idt Li
  
 (3.10)
Thành ph n th t: n ng l ng c a h quang khi cháy. Thành ph n này
ầ ứ nhấ ă ượ ủ ồ ầ
phụ ộ ờ ủ ồ đ ệ ồ đ ệ ở ả
thu c vào th i gian cháy c a h quang, i n áp ngu n, i n tr t i và dòng
đ ệ ồ
i n h quang.
Thành ph n th hai: n ng l ng t d
ầ ứ ă ượ ừ ự trữ trong m ch
ạ Li2
/2. Thành phần
này l n h n nhi u so v i thành ph n th t. các m
ớ ơ ề ớ ầ ứ nhấ ở ạ đ ệ ớ ả
ch i nc ó l
L n, còn x y
ra quá i n áp khi ng t m ch m t chi u vì Ldi/dt = - U . Quá i n áp quá l
đ ệ ắ ạ ộ ề ∆ [4] đ ệ ớn
có th làm h ng cách i n.
ể ỏ đ ệ
- i v i h quang i n xoay chi u
Đố ớ ồ đ ệ ề
+ T i thu n tr
ả ầ ở
- ng h p này i n áp và dòng i n trùng pha nhau. H quang phát
ở trườ ợ đ ệ đ ệ ồ
sinh n a chu k t, khi dòng i i qua giá tr 0, giá tr b i n là
ở ử ỳ thứ nhấ đ ện đ ị ị độ ền đ ệ

45. Uct
0
. Quá trình ph c h b i c bi u di n b ng ng a -b.N u ab c
ụ ồi độ ền đ ện đượ ể ễ ằ đườ ế ắt
đường cong ph c h i n áp U t i K, h quang s cháy l p l
ụ ồi đ ệ ạ ồ ẽ ặ ại.

46. ? t
? t
Uhq: i n áp h quang
đ ệ ồ
U: i n áp ngu n
đ ệ ồ
Uct: i n áp ch c th
đ ệ ọ ủng
I: dòng i n h quang
đ ệ ồ
Hình 3- H quang i n xoay chi u v i t i tr
7: ồ đ ệ ề ớ ả ở
N u quá trình ph n ion m , c tuy i n áp ch c th ng cao h
ế ả ạnh đặ ến đ ệ ọ ủ ơn đặc
tuy i
ế ụ ồ
n ph c h đ ệ ồ ẽ ắ ẳ ớ ả ở ễ
i n áp, h quang s t t h n. Nói chung v i t i tr thì ta d dàng
t c tuy n ph c h b i n cao h c tuy n ph c h i n áp nên
ạo được đặ ế ụ ồi độ ền đ ệ ơn đặ ế ụ ồi đ ệ
h quang d d p [3].
ồ ễ ậ
+Tải điệ ả
n c m:
Uhq: i n áp h quang
đ ệ ồ
U: i n áp ngu n
đ ệ ồ
Uct: i n áp ch c th
đ ệ ọ ủng
I: dòng i n h quang
đ ệ ồ
Hình 3- H quang i n xoay chi u v i t i c m
8: ồ đ ệ ề ớ ả ả
Ta th y r n a chu k t khi dòng i n có giá tr 0 thì i n áp
ấ ằng ở ử ỳ thứ nhấ đ ệ ị đ ệ
ngu n l i có giá tr , do ng c tuy b i n ab c ng i n áp
ồ ạ ị đỉnh đó đườ đặ ến độ ền đ ệ ắt đườ đ ệ
phụ ồ ồ ặ ạ
c h i, do dó h quang cháy l p l i th th
ở ử ỳ
n a chu k ứ ở ố ỳ
hai. cu i chu k ứ hai,
do khe h t , quá trình ph n ion m , vì v c tuy n ph c h b i
ở ăng ả ạnh ậy đặ ế ụ ồi độ ền đ ện
ab không cắt đặc tuy n ph c h
ế ụ ồi đ ệ
i n áp nên h quang t t h n [2].
ồ ắ ẳ
+ T i n dung
ải đ ệ : Ta th y r ng dòng i n s m pha h n so v i n áp.
ấ ằ đ ệ ớ ơ ới đ ệ Đối
v i t i n dung thì th ng x y ra quá i n áp cao. Khi h quang t t thì t
ớ ải đ ệ ườ ả đ ệ ồ ắ ụ được

47. n p v i n áp ngu E. Sau n a chu k , i n áp ngu i d u nên i n áp ph
ạ ới đ ệ ồn ử ỳ đ ệ ồn đổ ấ đ ệ ục
h t lên hai ti i có giá tr 2
ồi đặ ếp đ ểm ị E.
I cao t n
ầ : dòng i
đ ện cao t n
ầ
Uct: i n áp ch c th
đ ệ ọ ủng
Hình 3- H quang i n xoay chi u v i t i dung
9: ồ đ ệ ề ớ ả
N u t i th i m này x y ra hi n t ng phóng i n thì t i n s c n
ế ạ ời đ ể ả ệ ượ đ ệ ụ đ ệ ẽ đượ ạp
thêm v i n áp 2 và i áp t vào t i n s có giá tr là 3E. n n a chu k
ới đ ệ E đ ện đặ ụ đ ệ ẽ ị Đế ủ ỳ
tiếp sau, đ ệ ụ ồ
i n áp ph c h i đặt lên hai tiếp đ ể
i m có giá tr là 5E [3]
ị
h) Các bi n pháp d
ệ ập h quang
ồ
- Kéo dài h quang b ng c khí
ồ ằ ơ : t phát t c khi h quang b kéo dài
xuấ ừ việ ồ ị
thì thân h quang b thu nh l i và dài ra. T ó mà h quang có b m
ồ ị ỏ ạ ừ đ ồ ề ặ ế
t ti p xúc
v i không khí l n h n d n h quang b làm l nh nhanh h n, b d p t t d h n.
ớ ớ ơ ẫn đế ồ ị ạ ơ ị ậ ắ ễ ơ
Để kéo dài h quang, i ta s t
ồ ngườ ẽ ăng kho ng cách c a hai ti i i v i các
ả ủ ếp đ ểm đố ớ
thi t b óng c t có dòng bé và i n áp th p [2].
ế ị đ ắ đ ệ ấ
V i các thi t b có dòng i n và i n áp l n, ta không th t ng chi u dài h
ớ ế ị đ ệ đ ệ ớ ể ă ề ồ
quang lên nhi u vì i u này s kéo theo kích c c a thi t b t ng lên.
ề đ ề ẽ ỡ ủ ế ị ă
- Phân chia h quang thành nhi u ph n
ồ ề ầ : dòng i n xoay chi u, trên
ở đ ệ ề
m i phân o n có i n áp ch c th ng khi dòng i n qua 0 thì t c 150 n 250
ỗ đ ạ đ ệ ọ ủ đ ệ đạ ỡ đế
V. V i các ti i m d ng c u th ng dung cho công t c t n 500 vì m
ớ ếp đ ể ạ ầ ườ ắ ơ đế V, ỗi
pha c phân thành hai o n h quang nên h quang c d p d dàng h
đượ đ ạ ồ ồ đượ ậ ễ ơn
nhi u. V i dòng i n m t chi u, khi phân o n h quang thì chi u dài t ng th
ề ớ đ ệ ộ ề đ ạ ồ ề ổ ể
c a thân h quang s l n h n nhi u so v i tr ng h p không phân o n do tác
ủ ồ ẽ ớ ơ ề ớ ườ ợ đ ạ
d ng c a l i
ụ ủ ực đ ện ng
độ , l c khí ng nên h quang d d p h n [1]
ự độ ồ ễ ậ ơ .

48. 1: Dàn d p
ậ
2: H quang
ồ
Hình 3-10: ng pháp phân o n h quang
Phươ đ ạ ồ
Ta c ng có th s d ng bu ng d p ki u dàn d
ũ ể ử ụ ồ ậ ể ập để d p t t h quang nhanh
ậ ắ ồ
chóng. Các t m c a dàn d p làm b ng s t non m , có tác d ng phân o
ấ ủ ậ ằ ắ ạ ụ đ ạn hồ
quang, kéo dài và làm ngu i h quang. Nói chung ph ng pháp này c s d
ộ ồ ươ đượ ử ụng
cho c cao áp và h áp.
ả ạ
- Ph ng pháp th
ươ ổi h quang b ng t
ồ ằ ừ trường
Ta s d ng m t cu n dây m c n i ti p v i ti i m chính t o ra m t t
ử ụ ộ ộ ắ ố ế ớ ếp đ ể ạ ộ ừ
trường tác d ng lên h quang sinh ra l i n t i h quang [1]. Ng i ta s
ụ ồ để ực đ ệ ừ thổ ồ ườ ử
d ng thêm bu ng d p có khe h p ki u zic z i h quang vào ó. Càng lên
ụ ồ ậ ẹ ể ắc để thổ ồ đ
phía trên bu ng d p thì khe h càng h p. S ng d c th n trên hình
ồ ậ ở ẹ ơ đồ buồ ập đượ ể hiệ
v sau:
ẽ
1: Ti i m
ếp đ ể
2: H quang
ồ
3: Bu ng d p h quang
ồ ậ ồ
Hình 3-11: Phương pháp th i h quang b ng t
ổ ồ ằ ừ trường
- N i n tr song song v i h quang:
ối đ ệ ở ớ ồ Nguyên lý c a ph ng pháp này
ủ ươ
nh p p
ư ế
sau: hai ti đ ể
i m đượ ố ớ ế
c n i v i nhau. Ti đ ể đượ ắ ớ
i m 1 c m c song song v i
đ ệ ở
i n tr Rs. Ti i m 1 s c t tr c, i m 2 s c t sau. Do ti i m 1 n
ếp đ ể ẽ ắ ướ tiếp đ ể ẽ ắ ếp đ ể ối
song song v i n tr R
ới đ ệ ở s nên khi c t 1 thì dòng i n h quang i m 2 c t,
ắ đ ệ ồ ở tiếp đ ể ă
dòng i n c t s
đ ệ ắ ẽ giảm đ ề ậ
i nhi u, vì v y mà h quang c d p t t d dàng h n [3]
ồ đượ ậ ắ ễ ơ .
1,2 : Tiếp đi m
ể
Rs: Đ ệ ở ụ
i n tr ph
Zt: T i
ả
Hình 3-12: Phương pháp nối đ ệ ở
i n tr song song d p t t h
để ậ ắ ồ quang

49. a b
-D p h quang trong các môi tr ng khác nhau
ậ ồ ườ
- D p h quang b ng d u:
ậ ồ ằ ầ s d ng d làm l nh và d p t t h quang.
ử ụ ầu để ạ ậ ắ ồ
Tùy theo h ng th i mà ta có ki u th i d c và th i ngang. Khi ti i ng r
ướ ổ ể ổ ọ ổ ếp đ ểm độ ời
kh p
ỏ ế
i ti đ ể ĩ ư ẫ ư ả ỗ ổ ủ
i m t nh nh ng v n ch a gi i phóng l th i c a buồ ậ ầ ủ ồ
ng d p, d u c a h
quang gi i phóng thành h n h p khí, h i t o nên áp su t cao trong bu ng d p h
ả ỗ ợ ơ ạ ấ ồ ậ ồ
quang. Khi ti i m chuy ng ra kh i bu ng d p, l c gi i phóng, áp
ếp đ ể ển độ ỏ ồ ậ ỗ thổi đượ ả
suấ ơ ớ ồ ậ ẽ ổ ồ ỗ ổ ậ ắ ồ
t khí h i l n trong bu ng d p s th i h quang qua các l th i và d p t t h
quang [1].
Hình 3-13: Phương pháp th i d c và th i ngang trong máy c t d u
ổ ọ ổ ắ ầ
- D p h quang b ng ch t t sinh khí:
ậ ồ ằ ấ ự s d ng v t li u có kh n ng sinh
ử ụ ậ ệ ả ă
khí có b i n cao d i tác d ng c a nhi cao c a h quang. Thành ph
độ ền đ ệ ướ ụ ủ ệt độ ủ ồ ần
c a các khí sinh ra có th bao g
ủ ể ồm CO2, CO, H2, H2O. M t s t t sinh khí
ộ ố chấ ự đó
là phíp , m
đỏ ộ ố ạ ự
t s lo i nh a [1].
- D p h quang b ng không khí nén:
ậ ồ ằ là ph ng pháp d p h quang m
ươ ậ ồ ột
cách c ng b c. Không khí c nén v i áp su t cao và b i n l n. Khi có
ưỡ ứ đượ ớ ấ độ ền đ ệ ớ
h quang, không khí nén này c th i vào h quang và d p t t h quang. áp su
ồ đượ ổ ồ ậ ắ ồ ất
c a không khí vào kho ng 15 atm thì b i n s vào c 40 kV/mm [3]
ủ ả độ ền đ ệ ẽ ỡ .
1: Ti i m t
ếp đ ể ĩnh
2: Ti i
ếp đ ểm động
3: Bu ng d p h quang
ồ ậ ồ
Hình 3-14: D p h quang trong môi tr ng khí nén
ậ ồ ườ

50. - D p h quang b ng khí
ậ ồ ằ SF6: khí này có b i n cao g n 3 l
độ ền đ ệ ấp đế ần
không khí, không c, có t c h b i n cao, nên h quang có th
độ ốc độ phụ ồi độ ền đ ệ ồ ể
nhanh chóng b d p t
ị ậ ắt [1].
- D p h quang trong chân không
ậ ồ : ta ã bi t h quang là dòng chuy
như đ ế ồ ển
động c a các ion mang i n, do v môi tr ng chân không b i n s r
ủ đ ệ ậy ở ườ độ ền đ ệ ẽ ất
cao và kh n ng iôn hóa g n nh không có. Vì v ây là môi tr ng lý t ng
ả ă ầ ư ậy đ ườ ưở để
d p h quang. V i áp su t kho ng 10
ậ ồ ớ ấ ả -6
mmHq thì i n áp ch c th ng lên t
đ ệ ọ ủ ới
100kV/mm [2] ích th c thi t b v
. K ướ ế ị nhờ ậy c ng m b c s u nh g n.
ũ đả ảo đượ ự ỏ ọ
3.1.2 M TH I GIAN TáC
GIả ờ ĐộNG C A C C U
ủ Ơ ấ
- Ph ng h ng ch y m th i gian tác ng trong máy c t là ta
ươ ướ ủ ếu để giả ờ độ ắ
giả ờ
m th i gian chuyển động c a các b n c khí c
ủ ộ phậ ơ ủa máy c t.
ắ
Đối v i các máy c t h , i gian tác
ớ ắ ạ áp thờ động có th bao g m các giai o
ể ồ đ ạn
như sau: t = t0 + t1 + t2 (3.11)
- t0: i gian tính t i m x y ra ng n m ch t i th i m dòng ng
thờ ừ thời đ ể ả ắ ạ ớ ời đ ể ắn
m ch
ạ đạt t giá tr b ng dòng i n tác I
ới ị ằ đ ệ động tđ ã ch nh c
đ ỉnh đị ủa máy c t h áp.
ắ ạ
Th i gian này ph c vào t t ng c a dòng i n ng n m ch di /dt và giá tr
ờ ụ thuộ ốc độ ă ủ đ ệ ắ ạ ị
c a dòng i n tác ng c
ủ đ ệ độ ủa máy c t h áp.
ắ ạ
- t1: i gian k t lúc dòng
thờ ể ừ đi n ng
ệ ắn m ch t giá tr b
ạ đạ ị ằng dòng i n tác
đ ệ
động Itd cho đến lúc các ti i m b
ếp đ ể ắt đầu tách ra, g i là thòi gian tác ng riêng
ọ độ
c a máy c t h áp. Nó ph thu c vào c u t o c a c c
ủ ắ ạ ụ ộ ấ ạ ủ ơ ấu ng t m ch máy c t h áp.
ắ ạ ắ ạ
- t2: i gian cháy c a h quang. Th i gian này ph thu c vào giá tr c a
thờ ủ ồ ờ ụ ộ ị ủ
dòng i n ng t và hi u qu c a h
đ ệ ắ ệ ả ủ ệ thố ậ ồ
ng d p h quang.
T ng th i gian tác ng t c tr
ổ ờ độ đặ ưng cho t tác ng c a máy c t h áp.
ốc độ độ ủ ắ ạ
Trong các áp tô mát thế hệ cũ, i ta s
ngườ ử dụng một cơ cấu tự do, tuột khớp [2]
Tuy nhiên hi n nay trong các máy c t h áp tác ng nhanh ng i ta không
ệ ắ ạ độ ườ
còn s d ng c c u này n a vì lý do do có nhi u thanh kh p n i nh v y nên th
ử ụ ơ ấ ữ ề ớ ố ư ậ ời
gian tác ng s l
độ ẽ ớn đẫn đến hiệu qu c t không cao
ả ắ

51. 1: Tti i
ếp đ ểm
2: Các thanh n i kh
ố ớp v i nhau
ớ
3: Tay thao tác
4: Ph n t tác
ầ ử động
Hình 3-15: C u t o c a m t áp tô mát n gi n
ấ ạ ủ ộ đơ ả
. Ngày nay ng i ta s d ng c c u có nam châm i n tác ng tr c ti
ườ ử ụ ơ ấ đ ệ độ ự ếp
khi có dòng i n ng n m ch l n không qua các khâu trung gian. D ó mà th
đ ệ ắ ạ ớ o đ ời
gian c t s i r t nhi u d
ắ ẽ giảm đ ấ ề ẫn đến nâng cao hi u qu c t ng n m
ệ ả ắ ắ ạch
Hi n nay ta có th s d ng các c c u gi n ti n trong các áp tô mát tác
ệ ể ử ụ ơ ầ ả ệ
độ độ
ng nhanh nh m gi m thòi gian tác
ằ ả ng, d p h quang tr c khi dòng v 0. T
ậ ồ ướ ề a
s phân tích k
ẽ ỹ thi t b này trong ph n sau c án.
ế ị ầ ủa đồ
3.1.3 N VI óNG C
THựC HIệ ệC Đ ắT ĐồNG Bộ
Ta có th y r ng vi óng c ng b không ch nâng cao tin c
ể thấ ằ ệc đ ắt đồ ộ ỉ độ ậy
c a thi t b mà còn nâng cao ch t l i n n ng c a toàn b h ng. T
ủ ế ị ấ ượng đ ệ ă ủ ộ ẹ thố ừ đó
mà vi c s d
ệ ử ụ ế ị ế ơ ệ ử ụ ế ị ư đ ệ ở ự
ng thi t b kinh t h n do vi c s d ng các thi t b nh i n tr , s
mài mòn c a thi t b i, c b o d ng không c n thi t. ôi v i vi
ủ ế ị giảm đ việ ả ưỡ ầ ế Đi đ ớ ệc
đ ắ ộ ắ ệ ố ộ đ ề ệ ờ
óng c t đồng b máy c t là vi c giám sát các thông s m t cách có i u ki n nh
vi n
ệ ử ụ ả ế
c s d ng các c m bi đ ệ ừ ế ị ậ ữ ệ ế ằ
i n t và các thi t b thu th p d li u. Ta bi t r ng các
đặc tính v n hành c a thi t b có th b nh h
ậ ủ ế ị ể ị ả ưở ườ
ng b i nhi
ở ệt độ c a môi tr
ủ ng,
m thao tác c khí tích c c, i n áp i u khi n, t n s thao tác c a thi t b
ức độ ơ ự đ ệ đ ề ể ầ ố ủ ế ị.
Thu th p thông tin t i u ki n trên s cho ta m t ngu n d u, t ó mà
ậ ừ những đ ề ệ ẽ ộ ồ ữ liệ ừ đ
các h s u ch nh thích h c l a ch n nh m bù vào nh ng sai l chtrong
ệ ố hiệ ỉ ợp đượ ự ọ ằ ữ ệ
lúc v n hành. i
ậ Đ ều này làm cho vi ng b c chính xác.
ệc đồ ộ đượ
a) Đ ắ ộ ắ ạ
óng c t đồng b dòng ng n m ch:
Đ ắ
óng c t đồng b hóa dòng ng n m ch là
ộ ắ ạ đặc tính mong mu n, t phát t
ố xuấ ừ
quan i m gi n mòn ti p xúc chuy n sang quan i m kéo dài tu i th c a máy
đ ể ảm ă ế ể đ ể ổ ọ ủ
c t
ắ