Hồ quang điện là gì? Tính chất, nguyên nhân, ứng dụng THỰC TIỄN

Hồ quang điện là gì?

Hồ quang điện thực chất là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp giữa 2 điện cực có hiệu điện thế không lớn. Đây được coi như 1 dạng đặc biệt của plasma được sinh ra khi có sự trao đổi điện tích liên tục kèm theo ánh sáng và tỏa nhiệt mạnh.

Hiểu cặn kẽ hơn thì dòng điện trong chất khí giữa 2 điện cực chủ yếu là dòng electron, ion âm và đi từ cathode đến anode đồng thời dòng ion dương đi theo chiều ngược lại. Các ion âm, electron tới chạm vào anode khiến điện cực này nóng lên, sinh nhiệt lên đến 3500 độ C.

Do chất khí giữa 2 cực ở nhiệt độ cao nên bị ion hóa, dẫn  điện tốt, điện trở của hồ quang điện thường rất nhỏ; cường độ dòng điện có thể khá lớn, hiệu điện thế thấp.

Hồ quang điện là gì?

Tính chất của hồ quang điện

Hồ quang điện có những tính chất cơ bản như sau:

• Chỉ xảy ra khi ở dòng điện có trị số lớn
• Trung tâm hồ quang điện có nhiệt độ lớn, nhiệt độ trong các khí cụ từ 6000 ÷ 80000K
• Mật độ dòng điện lớn từ 104 ÷ 105 A/cm2
• Sụt áp ở cathode thường từ 10 ÷ 20V và không phụ thuộc vào dòng điện

Các nguyên nhân tạo ra hồ quang điện

Điều kiện sinh ra hồ quang điện chính là chất khí giữ ở nhiệt độ cao của catot, catot tạo ra hiện tượng phát xạ nhiệt electron. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này, cụ thể như sau:

• Dân dẫn điện được đặt gần nhau với các dòng sự cố chảy qua chúng. Khi này quá trình ion hóa không khí có thể xảy ra dẫn đến đường sức cản thấp, dòng điện chạy qua khe hở không khí giữa các dây dẫn.
• Một số nguyên nhân khác như chạm vào bề mặt sai bằng đầu dò thử nghiệm; cài đặt và sử dụng dụng cụ chưa chính xác; tắc nghẽn bảng ngắt kết nối; hỏng cách điện, khe hở, hao mòn; kết nối lỏng lẻo; bảo dưỡng không đúng cách cho cầu dao, công tắc; thiết bị điện tác  dụng với nước, độ ẩm;….

Ứng dụng của hồ quang điện

Hồ quang điện có tính ứng dụng rộng rãi trong thực tế, mang lại nhiều lợi ích cho con người. Cụ thể:

• Ứng dụng công nghệ hàn hồ quang điện để nối hoặc tháo rời các chi tiết bằng nguồn điện, nguồn nhiệt này chính là hồ quang điện.
• Sử dụng hồ điện quang để nung chảy các loại vật liệu kim loại như vàng, nhôm, bạc, thiếc, sắt,….
• Ứng dụng trong chiếu sáng với các sản phẩm bóng đèn nhờ khả năng phát quang mạnh, cung cấp ánh sáng cho các không gian khác nhau
• Sử dụng hồ quang điện trong các ngành cơ khí, chế tạo máy móc khác nhau hay các thiết bị điện như rơ le, aptomat, cầu dao.

Ứng dụng của hồ quang điện

Một số tác hại của hồ quang điện

Khi hiện tượng hồ quang điện xảy ra có thể dẫn đến các tác hại cho hệ thống mạch điện, thiết bị và con người khi vận hành, sử dụng. Cụ thể:

• Đối thiết bị điện: Phóng hồ điện quang sẽ phát sinh nguồn nhiệt lớn khí các thiết bị điện bị phá hủy, hư hại, với các tình trạng điện áp biến đổi đột ngột, ngắn mạch trên hệ thống cục bộ. Do đó khiến tốn kinh phí cho người dùng để thay các thiết bị đóng ngắt mạch hằng năm.
• Đối với con người: Tình trạng này có thể gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người bởi chúng dẫn đến các tình trạng cháy nổ. Sức mạnh của tia hồ quang điện rất lớn nên có thể dẫn đến tình làm chết tế bào giác mạc mắt, đau mắt hàn khi nhìn vào chúng. Đặc biệt nếu để hồ quang điện bắn vào người sẽ khiến chết tế bào ngoài da, bong da.

Một số tác hại của hồ quang điện

Cách phòng ngừa hồ quang điện ảnh hưởng trong cuộc sống

Để tránh các hồ quang điện có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến thiết bị và con người, bạn có thể tham khảo các cách phòng tránh như sau:

• Bảo vệ thiết bị: Sử dụng dây dẫn có cách điện tốt, chịu tải lớn, các thiết bị có chất lượng tốt, bền bỉ được làm từ nguyên vật liệu có độ bền cao. Đặc biệt bạn cần trang bị cho hệ thống điện lưới của mình các thiết bị đóng ngắt, bảo vệ mạch tự động như aptomat, cầu dao MCB. <CCB, RCCO, RCBO,…. Lưu ý lựa chọn sản phẩm từ các thương hiệu nổi tiếng với chất lượng được đảm bảo, trong đó các sản phẩm cầu dao tự động Schneider hiện đang được ưa chuộng hơn cả với đa dạng mẫu mã, chủng loại, phục vụ điện dân dụng cũng như trong công nghiệp
• Bảo vệ con người: Khi tiếp xúc với hồ quang điện cần trạng bị đầy đủ đồ bảo hộ như đeo mặt nạ, sử dụng quạt gió để tránh các độc hại đối với thợ hàn điện,…

Cách phòng ngừa hồ quang điện ảnh hưởng

Quá trình phát sinh và dập tắt hồ quang điện

Để tìm hiểu rõ hơn về hồ quang điện, cùng AME Group về quá trình phát sinh và dập tắt chúng như thế nào nhé!

Quá trình phát sinh

Nếu tiếp điểm có dòng điện thấp với khoảng cách nhỏ. Khi đặt điện áp có trí ố nhất định sẽ sinh ra điện trường có cường độ  lớn và điện tử từ cathode có thể batah. Đây được gọi là phát xạ tự động điện tử hoặc phát xạ điện nguội. Số điện tử tăng, các chất khí bị ion hóa tạo ra electron và các ion âm với mật độ cao gây nên hiện tượng hồ quang điện.

Nếu tiếp điểm có dòng điện lớn thì phát sinh hồ quang điện phức tạp hơn. Đầu tiên khi mở tiếp điểm, lực áp giữa chúng có trị số khá nhỏ nên số tiếp điểm tiếp xúc dòng điện đi qua ít khiến tăng đáng kể mật độ dòng điện lên tới chục nghìn A/cm2. Khi đó tại các tiếp điểm nhiệt độ của cầu chất lỏng tăng liên tục, bốc hơi và xuất hiện hồ quang điện

Quá trình dập tắt

Hồ quang điện sẽ bị dập tắt khi hạ thấp nhiệt độ bằng hơi khí hoặc dầu làm nguội, dùng vách ngăn chia hồ quang thành nhiều phần nhỏ và thổi khí dập tắt. Có thể sử dụng năng lượng hồ quang hoặc năng lượng bên ngoài dập tắt; áp dụng cách mắc điện trở Shunt để tiêu hao năng lượng hồ quang.

Có thể nói hồ quang điện mang đến các mặt lợi, mặt hại khác nhau với ứng dụng đa dạng trong thực tế. Hy vọng bài viết hôm nay của AME Group đã cung cấp các kiến thức và thông tin hữu ích nhất cho bạn .