Ce rol joacă cuțitul de contact cu corpul cilindric în timpul procesului de suflare a siguranței?

Mai întâi, să examinăm procesul de supraîncărcare. Când apare un curent de suprasarcină susținut într-un circuit, elementul siguranței din corpul siguranței începe să se încălzească anormal. Deoarece curentul de suprasarcină variază de obicei între 1,3 și 2 ori curentul nominal, procesul de încălzire este gradual; în consecință, timpul de pre-arc este relativ lung-durand de la câteva secunde la câteva minute-în funcție de gravitatea supraîncărcării. În timpul fazei de pre-arc, anumite secțiuni ale elementului fuzibil ating mai întâi punctul de topire și încep să se topească, însoțite de generarea unui arc electric. Această fază este denumită timp de pre-arc și constituie prima distincție cheie între siguranța la suprasarcină și siguranța în scurt-circuit. În cazul siguranțelor cu o structură de cuțit de contact cu corp cilindric, designul interfeței de contact dintre elementul siguranței și capacul de capăt metalic influențează eficiența conducției termice, afectând astfel durata timpului de pre-arc.

Odată ce arcul electric este generat, procesul intră în faza de timp de arc. În această etapă, materialul de umplutură de stingere a arcului-(de obicei nisip de cuarț) din corpul siguranței intră rapid în joc; prin absorbția energiei arcului și răcirea canalului arcului, acesta stinge arcul într-un interval de timp extrem de scurt, completând astfel întreruperea curentului. Intervalul care se întinde de la generarea arcului până la stingerea sa completă este definit ca timpul de arc. Timpul total de topire este suma timpului de pre-arc și timpul de arc. În condiții de suprasarcină, din cauza cantității relativ limitate de căldură generată, timpul total de topire este de obicei destul de lung-poțial variind de la 1 la 4 ore. Acest fenomen servește ca o manifestare a caracteristicii de timp invers-a siguranței: cu cât suprasarcina este mai gravă, cu atât se produce mai rapid fuziunea. În aplicațiile care utilizează siguranțe de tip NH-cu contacte cu cuțit, această caracteristică de întârziere- este deosebit de crucială, deoarece previne declanșarea neplăcută cauzată de curenții tranzitori de aprindere, cum ar fi cei generați în timpul pornirii motorului.

Apoi, analizăm procesul-de scurtcircuit de fuziune-cel mai solicitant scenariu operațional pentru o siguranță. Când are loc un scurtcircuit, curentul poate crește până la zeci sau chiar sute de ori valoarea sa nominală; în consecință, toate elementele siguranței din corpul siguranței ating punctul lor de topire și se topesc aproape simultan și instantaneu, însoțite de generarea unui arc electric puternic. În comparație cu scenariile de supraîncărcare, timpul de pre-arc este extrem de scurt, măsurat de obicei în milisecunde. Pentru siguranțele cu acțiune rapidă-de tip R-, proiectate pentru protecția semiconductoarelor, întregul proces-de la apariția defecțiunii până la întreruperea completă a curentului de-scurtcircuit-poate fi controlat în 10 milisecunde. În timpul acestui proces, materialul și structura contactelor siguranței sunt supuse unor forțe electrodinamice imense și solicitări termice; calitatea lor determină în mod direct dacă siguranța poate întrerupe în mod fiabil circuitul.

Faza-de stingere a arcului este, de asemenea, dominată de materialul de umplutură de stingere a arcului-; totuși, deoarece energia unui arc de scurt-circuit este mult mai mare decât cea a unui arc de suprasarcină, cerințele de performanță pentru materialul de stingere sunt semnificativ mai stricte. Nisipul de cuarț trebuie să absoarbă o cantitate masivă de energie arc într-un interval de timp extrem de scurt și să stabilească suficientă rezistență dielectrică pentru a preveni reaprinderea arcului. Odată ce procesul de întrerupere este complet, elementul siguranței din interiorul corpului siguranței s-a topit complet, creând o separare izolatoare fiabilă între capacele metalice. În proiectarea contactelor cuțitelor siguranțe, materialul de contact constă de obicei din cupru placat cu argint-sau alamă placată cu argint-, o alegere care echilibrează conductivitatea electrică ridicată cu rezistența la eroziunea arcului.

Selectarea materialelor de contact este de o importanță capitală în timpul procesului de topire. Ca interfață care conectează siguranța la circuitul extern, rezistența de contact a bornelor siguranței influențează direct cantitatea de căldură generată în timpul funcționării normale. Contactele de-performanță înaltă utilizează frecvent contacte cu cuțit din cupru-placate cu argint, valorificând conductivitatea ridicată a argintului pentru a minimiza rezistența la contact, în timp ce se bazează pe rezistența mecanică ridicată a cuprului pentru a asigura fiabilitatea mecanică. În schimb, în ​​aplicațiile care necesită rezistență la temperatură ridicată, contactele cuțitelor din alamă placate cu argint sunt adesea preferate datorită rezistenței superioare la căldură a substratului de alamă. În plus, utilizarea clopotelor de capăt din aliaj de cupru placat cu argint-la extremitățile siguranței previne eficient deformarea capacelor de capăt din cauza eroziunii arcului în urma întreruperilor multiple ale circuitului.