Какую роль играет контактный нож цилиндрического корпуса в процессе перегорания предохранителя?

Во-первых, давайте рассмотрим процесс устранения перегрузки. Когда в цепи возникает устойчивый ток перегрузки, плавкий элемент внутри корпуса предохранителя начинает аномально нагреваться. Поскольку ток перегрузки обычно в 1,3–2 раза превышает номинальный ток, процесс нагрева происходит постепенно; следовательно, время предварения-дуги относительно велико-от нескольких секунд до нескольких минут-в зависимости от серьезности перегрузки. Во время пред-фазы возникновения дуги определенные участки плавкого элемента первыми достигают точки плавления и начинают плавиться, сопровождаясь образованием электрической дуги. Эта фаза называется временем пред-дугового горения и представляет собой первое ключевое различие между предохранителем при перегрузке и предохранителем при коротком-замыкании. В предохранителях с цилиндрическим корпусом с контактным ножом конструкция контактного интерфейса между плавким элементом и металлической торцевой крышкой влияет на эффективность теплопроводности, тем самым влияя на продолжительность пред-времени дугового разряда.

Как только возникает электрическая дуга, процесс переходит в фазу образования дуги. На этом этапе быстро вступает в действие дугогасительный наполнитель (обычно кварцевый песок) внутри корпуса предохранителя; поглощая энергию дуги и охлаждая дуговой канал, он гасит дугу за чрезвычайно короткий промежуток времени, тем самым завершая прерывание тока. Интервал от возникновения дуги до ее полного затухания определяется как время горения дуги. Общее время плавления представляет собой сумму времени перед-дугообразованием и времени дуги. В условиях перегрузки из-за относительно ограниченного количества выделяемого тепла общее время плавления обычно довольно велико,-потенциально варьируется от 1 до 4 часов. Это явление служит проявлением обратной-временной характеристики предохранителя: чем сильнее перегрузка, тем быстрее происходит перегорание. В приложениях, использующих плавкие вставки типа NH-с ножевыми контактами, эта характеристика-задержки особенно важна, поскольку она предотвращает нежелательные отключения, вызванные переходными пусковыми токами, например, возникающими во время запуска двигателя.

Далее мы анализируем -процесс предохранителя короткого замыкания-наиболее требовательный сценарий эксплуатации предохранителя. При возникновении короткого замыкания ток может вырасти в десятки и даже сотни раз по сравнению с номинальным значением; следовательно, все элементы предохранителя внутри корпуса предохранителя достигают точки плавления и плавятся почти одновременно и мгновенно, сопровождаясь образованием мощной электрической дуги. По сравнению со сценариями перегрузки время пред-дугового разряда чрезвычайно короткое и обычно измеряется миллисекундами. Для быстродействующих предохранителей типа aR-типа-, предназначенных для защиты полупроводников, весь процесс-от возникновения неисправности до полного прерывания тока короткого-замыкания-может контролироваться с точностью до 10 миллисекунд. Во время этого процесса материал и структура плавких контактов подвергаются огромным электродинамическим силам и тепловым напряжениям; от их качества напрямую зависит, сможет ли предохранитель надежно разорвать цепь.

В фазе-гашения дуги также преобладает присадочный материал,-гасящий дугу; однако, поскольку энергия дуги короткого-замыкания намного больше, чем энергия дуги перегрузки, требования к характеристикам закалочного материала значительно более строгие. Кварцевый песок должен поглотить огромное количество энергии дуги за чрезвычайно короткий промежуток времени и обеспечить достаточную диэлектрическую прочность, чтобы предотвратить повторное зажигание дуги. После завершения процесса прерывания плавкий элемент внутри корпуса предохранителя полностью расплавляется, создавая надежное изолирующее разделение между металлическими торцевыми крышками. В конструкции ножевых контактов плавкого предохранителя материал контактов обычно состоит из посеребренной-меди или посеребрённой-латуни, что позволяет сочетать высокую электропроводность с устойчивостью к дуговой эрозии.

Выбор контактных материалов имеет первостепенное значение в процессе сварки. В качестве интерфейса, соединяющего предохранитель с внешней цепью, контактное сопротивление клемм предохранителя напрямую влияет на количество тепла, выделяемого во время нормальной работы. В высокоэффективных-контактах часто используются посеребренные-медные ножевые контакты, в которых высокая проводимость серебра минимизирует контактное сопротивление, а высокая механическая прочность меди обеспечивает механическую надежность. И наоборот, в приложениях, требующих высокой-температурной стойкости, часто предпочитаются-посеребренные латунные ножевые контакты из-за превосходной термостойкости латунной подложки. Кроме того, использование посеребренных-концевых колпачков из медного сплава на концах предохранителя эффективно предотвращает деформацию торцевых крышек из-за дуговой эрозии после многократного прерывания цепи.