Khái niệm và Phân loại Khí cụ điện như thế nào?

Trong bài viết đề cập đến các vấn đề: Khái niệm khí cụ điện; Phân loại Khí cụ điện; Sự phát nóng của khí cụ điện; Tiếp xúc điện; Điện trở tiếp xúc

Khái niệm khí cụ điện

  • Khí cụ điện (KCĐ) là những thiết bị dùng để đóng ngắt, điều khiển, kiểm tra, tự động điều chỉnh, khống chế các đối tượng điện cũng như không điện và bảo vệ chúng trong các trường hợp sự cố.
  • Khí cụ điện có nhiều chủng loại với chức năng, nguyên lý làm việc và kích thước khác nhau, được dùng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của cuộc sống.

Sự phát nóng của khí cụ điện

  • Ở trạng thái làm việc, trong các bộ phận của thiết bị điện nói chung và của khí cụ điện nói riêng đều có tổn hao năng lượng và biến thành nhiệt năng.
  • Một phần nhiệt năng này làm tăng nhiệt độ của khí cụ điện và một phần tỏa ra môi trường xung quanh.
  • Ở trạng thái xác lập nhiệt, nhiệt độ của khí cụ điện không tăng nữa mà ổn định ở một giá trị nào đó, toàn bộ tổn hao cân bằng với nhiệt năng tỏa ra môi trường xung quanh. 
  • Nếu không có sự cân bằng này nhiệt độ của khí cụ sẽ tăng cao làm cho cách điện bị già hoá và độ bền cơ khí của các chi tiết bị suy giảm và tuổi thọ của khí cụ giảm đi nhanh chóng.

Tiếp xúc điện

  • Tiếp xúc điện là nơi nối tiếp, tiếp giáp giữa 2 vật dẫn khác nhau, cho phép dòng điện đi từ vật dẫn này sang vật dẫn khác được gọi là tiếp xúc điện.
  • Bề mặt vật dẫn ở nơi tiếp giáp nối tiếp gọi là bề mặt tiếp xúc. Dòng điện đi từ vật dẫn này sang vật dẫn khác không được thực hiện trên toàn bộ bề mặt tiếp xúc mà chỉ đi qua những điểm mà ở đó 2 mặt thực sự tiếp xúc với nhau. Tổng bề mặt thực sự tiếp xúc có dòng điện chạy qua gọi là diện tích tiếp xúc thực tế.
  • Các chi tiết, phần tử thực hiện nhiệm vụ tiếp xúc điện gọi là tiếp điểm.
  • Do bề mặt tiếp xúc dù công nghệ chế tạo có hoàn hảo thì thực chất vẫn là bề mặt gồ ghề, lồi lõm nên khi 2 mặt tiếp xúc nhau thì nhiều nhất chúng chỉ tiếp xúc nhau tại 3 đỉnh lồi của bề mặt. Vì vậy diện tích tiếp xúc thực tế rất bé và mật độ dòng điện qua điểm tiếp xúc vô cùng lớn.
  • Các vật liệu làm tiếp điểm đều có tính biến dạng đàn hồi, lực tác dụng lên 2 tiếp điểm tiếp xúc thực tế bị nén biến dạng làm tăng diện tích tiếp xúc thực tế nơi dòng điện chảy qua, lực đó gọi là lực ép tiếp điểm.

 

Phân loại tiếp xúc điện:

Dựa vào kết cấu tiếp điểm, có các loại tiếp xúc điện sau:

  • Tiếp xúc cố định: Các tiếp điểm được nối cố định với các chi tiết nối dòng điện như  thanh cái , cáp điện , chỗ nối khí cụ vào mạch. Trong quá trình sử dụng cả hai tiếp điểm được gắn chặt vào nhau nhờ các bulong, hàn nóng hoặc hàn nguội.
  • Tiếp xúc đóng mở: Là 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 tiếp điểm động dựa vào dòng điện định mức, điện áp định mức và chế độ làm việc của khí cụ điện .
  • Tiếp xúc trượt: Là tiếp xúc ở cổ góp và vành trượt , tiếp xúc này cũng dễ phát sinh ra hồ quang điện. 
Các loại tiếp xúc điện thường gặp
Các loại tiếp xúc điện cố định
Tiếp xúc điện dạng trượt (cổ góp mô tơ điện)
Tiếp xúc đóng mở
Tiếp xúc đóng mở (cầu dao, máy cắt)

Các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở tiếp xúc:

  • Vật liệu làm tiếp điểm
  •  Kim loại làm tiếp điểm không bị oxy hóa.
  • Lực ép tiếp điểm càng lớn thì sẽ tạo nên nhiều tiếp điểm tiếp xúc.
  • Nhiệt độ tiếp điểm càng cao thì điện trở tiếp xúc càng lớn.
  • Diện tích tiếp xúc.
  • Thông thường dùng hợp kim làm tiếp điểm.

Nguồn: Ngô Trường Minh