Dao tiếp xúc thân trụ đóng vai trò gì trong quá trình thổi cầu chì?

Đầu tiên, chúng ta hãy kiểm tra quá trình nung chảy quá tải. Khi dòng điện quá tải kéo dài xảy ra trong mạch điện, phần tử cầu chì bên trong thân cầu chì bắt đầu nóng lên bất thường. Vì dòng điện quá tải thường nằm trong khoảng từ 1,3 đến 2 lần dòng điện định mức nên quá trình gia nhiệt diễn ra từ từ; do đó,-thời gian trước khi kích hoạt tương đối dài-kéo dài từ vài giây đến vài phút-tùy thuộc vào mức độ nghiêm trọng của tình trạng quá tải. Trong-giai đoạn tiền hồ quang, các phần cụ thể của phần tử cầu chì đạt đến điểm nóng chảy trước tiên và bắt đầu tan chảy, kèm theo việc tạo ra hồ quang điện. Giai đoạn này được gọi là thời gian{10}trước hồ quang và nó tạo nên sự khác biệt quan trọng đầu tiên giữa cầu chì quá tải và cầu chì{11}}ngắn mạch. Trong các cầu chì có cấu trúc Dao tiếp xúc thân hình trụ, thiết kế giao diện tiếp xúc giữa phần tử cầu chì và nắp đầu kim loại sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất dẫn nhiệt, do đó ảnh hưởng đến khoảng thời gian trước{13}}hồ quang.

Khi hồ quang điện được tạo ra, quá trình sẽ bước vào giai đoạn thời gian hồ quang. Ở giai đoạn này, vật liệu độn làm nguội hồ quang (thường là cát thạch anh) trong thân cầu chì nhanh chóng phát huy tác dụng; bằng cách hấp thụ năng lượng hồ quang và làm mát kênh hồ quang, nó sẽ dập tắt hồ quang trong một khoảng thời gian cực ngắn, từ đó hoàn thành việc ngắt dòng điện. Khoảng thời gian từ khi tạo ra hồ quang cho đến khi dập tắt hoàn toàn được xác định là thời gian hồ quang. Tổng thời gian nung chảy là tổng của-thời gian hồ quang trước và thời gian hồ quang. Trong điều kiện quá tải, do lượng nhiệt sinh ra tương đối hạn chế nên tổng thời gian nung chảy thường khá dài-có thể từ 1 đến 4 giờ. Hiện tượng này đóng vai trò là biểu hiện của đặc tính nghịch đảo theo thời gian của cầu chì: tình trạng quá tải càng nghiêm trọng thì quá trình nung chảy diễn ra càng nhanh. Trong các ứng dụng sử dụng liên kết cầu chì loại NH có điểm tiếp xúc dao, đặc tính trễ{13}}lần này đặc biệt quan trọng vì nó ngăn cản sự vấp ngã phiền toái do dòng điện khởi động nhất thời, chẳng hạn như dòng điện tạo ra trong quá trình khởi động động cơ.

Tiếp theo, chúng tôi phân tích-quy trình nung chảy ngắn mạch-tình huống vận hành đòi hỏi khắt khe nhất đối với cầu chì. Khi xảy ra đoản mạch, dòng điện có thể tăng lên hàng chục, thậm chí hàng trăm lần giá trị định mức; do đó, tất cả các phần tử cầu chì trong thân cầu chì đều đạt đến điểm nóng chảy và tan chảy gần như đồng thời và tức thời, kèm theo việc tạo ra hồ quang điện cực mạnh. So với các trường hợp quá tải, thời gian trước{4} hồ quang cực kỳ ngắn, thường được tính bằng mili giây. Đối với cầu chì tác động nhanh loại aR-nhanh-được thiết kế để bảo vệ chất bán dẫn, toàn bộ quá trình-từ khi bắt đầu xảy ra sự cố cho đến khi dòng điện ngắn mạch-ngắn mạch-bị gián đoạn hoàn toàn có thể được kiểm soát trong vòng 10 mili giây. Trong quá trình này, vật liệu và cấu trúc của các tiếp điểm cầu chì phải chịu lực điện động và ứng suất nhiệt rất lớn; chất lượng của chúng quyết định trực tiếp liệu cầu chì có thể ngắt mạch một cách đáng tin cậy hay không.

Giai đoạn dập tắt hồ quang-cũng bị chi phối bởi vật liệu làm đầy hồ quang-; tuy nhiên, do năng lượng của hồ quang ngắn mạch- lớn hơn nhiều so với hồ quang quá tải nên các yêu cầu về hiệu suất đối với vật liệu dập tắt nghiêm ngặt hơn đáng kể. Cát thạch anh phải hấp thụ một lượng lớn năng lượng hồ quang trong một khoảng thời gian cực ngắn và thiết lập đủ độ bền điện môi để ngăn hồ quang bùng phát trở lại. Sau khi quá trình ngắt hoàn tất, phần tử cầu chì bên trong thân cầu chì đã tan chảy hoàn toàn, tạo ra sự tách biệt cách điện đáng tin cậy giữa các nắp đầu kim loại. Trong thiết kế các điểm tiếp xúc của dao cầu chì, vật liệu tiếp xúc thường bao gồm đồng thau mạ bạc-mạ bạc hoặc đồng thau mạ bạc-, một lựa chọn giúp cân bằng tính dẫn điện cao với khả năng chống ăn mòn hồ quang.

Việc lựa chọn vật liệu tiếp xúc là hết sức quan trọng trong quá trình nung chảy. Là giao diện kết nối cầu chì với mạch điện bên ngoài, điện trở tiếp xúc của các cực của cầu chì ảnh hưởng trực tiếp đến lượng nhiệt sinh ra trong quá trình hoạt động bình thường. Các điểm tiếp xúc hiệu suất cao-thường sử dụng các điểm tiếp xúc dao bằng đồng mạ bạc-, tận dụng tính dẫn điện cao của bạc để giảm thiểu điện trở tiếp xúc đồng thời dựa vào độ bền cơ học cao của đồng để đảm bảo độ tin cậy cơ học. Ngược lại, trong các ứng dụng yêu cầu-độ bền nhiệt độ cao, các điểm tiếp xúc dao bằng đồng mạ bạc{6}} thường được ưu tiên hơn do khả năng chịu nhiệt vượt trội của nền đồng thau. Hơn nữa, việc sử dụng chuông ở đầu bằng hợp kim đồng mạ bạc-ở các đầu cầu chì giúp ngăn ngừa hiệu quả các nắp đầu bị biến dạng do xói mòn hồ quang sau nhiều lần ngắt mạch.