Đỗ Văn Vang
Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, Việt Nam
Nguyễn Văn Trung
Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, Việt Nam
Vũ Tài Tú
Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, Việt Nam
Tóm tắt (Abstract)
Hiện nay tiếp điểm chân không được lắp đặt bên trong các khởi động từ và sử dụng rộng rãi trong các mỏ hầm lò có khí bụi nổ. Để đảm bảo an toàn điện giật và phòng chống nổ mỏ, các cơ cấu đóng cắt thường được đặt trong các buồng dập hồ quang chân không để tránh phát sinh hồ quang trong quá trình đóng cắt điện. Bộ ngắt mạch chân không có chức năng ngắt dòng điện khi dòng điện lớn xuất hiện do ngắn mạch hoặc do các chế độ làm việc không bình thường khác trong mạng điện gây ra. Khi bộ ngắt mạch chân không ngắt dòng điện, hơi kim loại được phóng ra từ các tiếp điểm và trở thành plasma, tạo ra hồ quang. Sự co thắt hồ quang có thể làm tăng thông lượng nhiệt và nhiệt độ cục bộ trên các điện cực và dẫn đến nóng chảy bề mặt, có ảnh hưởng không mong muốn đến tuổi thọ của thiết bị. Để khắc phục ảnh hưởng này, từ trường dọc trục được áp dụng nhằm khuếch tán hồ quang đều trên bề mặt tiếp điểm, giúp giảm mật độ nhiệt và hạn chế hiện tượng hàn dính. Trong bài báo này ứng dụng phần mềm JMAG mô phỏng lực điện từ tác dụng lên hồ quang dạng cột và mật độ dòng điện trong không gian buồng dập hồ quang. Hồ quang chân không được mô hình hoá bằng phương pháp ghép nối tuần tự của hai trường khác nhau.
Currently, vacuum contacts are installed inside contactors and widely used in underground mines with explosive dust and gases. To ensure safety against electric shock and prevent mine explosions, switching mechanisms are often placed in vacuum arc extinguishing chambers to avoid arcing during power switching. Vacuum circuit breakers are designed to interrupt the flow of electricity when a large current occurs due to a short circuit or other abnormal operating conditions in the electrical network. When a vacuum circuit breaker interrupts the current, metal vapor is released from the contacts and turns into plasma, creating an arc. Arc contraction can increase heat flux and local temperature across the electrodes, leading to surface melting and undesirable effects on equipment lifespan. To overcome this, an axial magnetic field is applied to evenly diffuse the arc across the contact surface, reducing heat density and limiting weld sticking. This paper applies JMAG software to simulate the electromagnetic force acting on a column arc and the current density in the arc extinguishing chamber. The vacuum arc is modeled using a sequential coupling method of two different fields.
Tài liệu tham khảo
[1] Tan J G .The usage JMAG 6.0 proceeds analysis of finite element. (2002). Beijing: University of Beijing press.
[2] Q. Wang, H. Wang, Z. Peng, P. Liu, T. Zhang, and W. Hu, (Feb 2017). ‘‘3-D coupled electromagnetic-fluid-thermal analysis of epoxy impregnated paper converter transformer bushings,’’ IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., vol. 24, no. 1, pp. 630–638.
[3] M. T. Dhotre, J. Korbel, X. Ye, J. Ostrowski, S. Kotilainen, and M. Kriegel, (Dec 2017) ‘‘CFD simulation of temperature rise in high-voltage circuit breakers,’’ IEEE Trans. Power Del., vol. 32, no. 6, pp. 2530–2536.
[4] W. H. Lee, J. H. An, Y. J. Kim, and J. C. Lee, (Sep 2016). ‘‘Study on temperature-rise of a 72.5kV vacuum circuit breaker for the higher rated current,’’ in Proc. 27th Int. Symp. Discharges Elect. Insul. Vac. (ISDEIV), vol. 2, , pp. 1–4.
