Trong quá trình vận hành thường xuyên của hệ thống điện, cầu dao đóng vai trò như một chốt then chốt. Bất cứ khi nào mạch gặp trục trặc như quá tải hoặc chập mạch, nó phải hoạt động ngay lập tức, cắt đứt mạch. Điều này bảo vệ tính toàn vẹn của thiết bị và tránh các mối nguy hiểm tiềm ẩn, đặc biệt là hỏa hoạn. Nhưng đây là câu hỏi hóc búa: làm thế nào để chế ngự được vòng cung ngang ngược? Và điều gì khiến các biến thể cầu dao khác nhau trở nên khác biệt về khả năng dập tắt hồ quang?
Nguyên lý dập tắt hồ quang của máy cắt là gì?
Đầu tiên chúng ta hãy nói về nguyên lý dập tắt hồ quang của ngắt mạch. Khi các tiếp điểm trong mạch sắp mở sẽ xuất hiện hồ quang. Vòng cung này là một rắc rối lớn. Đó là hiện tượng phóng điện khí có nhiệt độ cao và độ dẫn điện cao. Nếu không được kiểm soát sẽ gây ra những tai nạn mất an toàn nghiêm trọng. Vậy cơ chế nào trong ngắt mạch đang làm việc để đối phó với vòng cung?
1. Danh bạ
Một số nhà sản xuất’ ngắt mạch các điểm tiếp xúc được làm bằng hợp kim đặc biệt. Loại hợp kim này tương đối ổn định ở nhiệt độ cao và không dễ nóng chảy. Hơn nữa, nó còn có những cản trở nhất định đối với việc dẫn dòng điện, giúp ức chế sự hình thành và phát triển hồ quang khi các tiếp điểm vừa tách ra.
2. Vòng cung phương tiện chữa cháy
Dầu ngắt mạch sử dụng dầu làm phương tiện. Khi hồ quang xuất hiện trong dầu, dầu sẽ bị phân hủy. Quá trình này giống như một trạm chuyển đổi năng lượng nhỏ. Sự phân hủy hấp thụ nhiệt của hồ quang, làm cho nhiệt độ của hồ quang giảm xuống, đồng thời tạo ra khí. Những khí này có thể kéo dãn hồ quang, giống như bột bị kéo thành những dải mỏng, khiến hồ quang dễ dập tắt hơn.
Nhìn vào khí SF6 trong cầu dao SF6. Khí này có một khả năng đặc biệt. Sau khi bị ion hóa bởi hồ quang, nó có thể nhanh chóng kết hợp lại. Khi dòng điện trong mạch biến mất ngay lúc đó, nó có thể nhanh chóng trở lại trạng thái cách điện, giống như việc đột ngột dựng một bức tường cách điện trước hồ quang, ngăn không cho hồ quang tiếp tục cháy, khiến hồ quang bị dập tắt.
Chân không trong chân không ngắt mạch cũng rất thú vị. Trong môi trường chân không hầu như không có phân tử khí. Khi hồ quang được tạo ra, do thiếu cơ sở vật chất để duy trì quá trình ion hóa nên việc tồn tại hồ quang trở nên rất khó khăn. Cụ thể, hồ quang sẽ nhanh chóng tiêu tan trong chân không vì không có đủ môi trường hỗ trợ quá trình đốt cháy liên tục của nó. Đây là lý do tại sao hồ quang khó duy trì trong môi trường chân không.
Sự khác biệt cơ bản về công nghệ dập hồ quang giữa các loại máy cắt khác nhau là gì?
vòng cung phương tiện chữa cháy:
– Bộ ngắt mạch dầu: Sử dụng dầu làm môi trường cách điện và dập tắt hồ quang. Dưới tác động của hồ quang ở nhiệt độ cao, dầu sẽ bị phân hủy và bay hơi, xung quanh hồ quang sẽ hình thành bong bóng. Hydro chiếm thành phần chính trong bong bóng và tính dẫn nhiệt của hydro được sử dụng để đẩy nhanh quá trình làm mát và dập tắt hồ quang.
– Bộ ngắt mạch chân không: Thực hiện tắt hồ quang trong môi trường chân không cao. Hồ quang đốt trong hơi kim loại do vật liệu tiếp xúc tạo ra chủ yếu bị dập tắt thông qua hiện tượng tiếp xúc cực âm, độ nóng của cực dương và sự khuếch tán nhanh chóng của plasma vào không gian xung quanh.
– Bộ ngắt mạch SF6: Sử dụng khí SF6 làm môi trường cách điện và dập tắt hồ quang. Khí SF6 có khả năng hấp thụ các electron tự do mạnh mẽ và có thể khử ion nhanh chóng khi dòng điện bằng 0, từ đó dập tắt hồ quang.
Nguyên tắc tuyệt chủng hồ quang:
– Bộ ngắt mạch dầu: Hydro được tạo ra do quá trình phân hủy dầu, tạo thành khí trung bình bao quanh hồ quang để đẩy nhanh quá trình làm mát và dập tắt hồ quang.
– Bộ ngắt mạch chân không: Tận dụng hiệu suất cách điện cao và hiệu suất dẫn nhiệt tốc độ cao của môi trường chân không để hấp thụ nhanh chóng các hạt tích điện trong hồ quang trên thành buồng chân không, đồng thời cải thiện hiệu suất dẫn nhiệt, nhờ đó hồ quang được làm mát và dập tắt nhanh chóng.
– Bộ ngắt mạch SF6: Sử dụng khí SF6 ở áp suất từ vài đến chục lần để tạo thành luồng khí tốc độ cao ở vòi phun nhằm dập tắt hồ quang.
