چاقوی تماسی بدنه استوانه ای در طی فرآیند دمیدن فیوز چه نقشی دارد؟

ابتدا، اجازه دهید فرآیند فیوزینگ اضافه بار را بررسی کنیم. هنگامی که یک جریان اضافه بار پایدار در یک مدار اتفاق می افتد، عنصر فیوز در بدنه فیوز شروع به گرم شدن غیر طبیعی می کند. از آنجایی که جریان اضافه بار معمولاً از 1.3 تا 2 برابر جریان نامی متغیر است، فرآیند گرمایش تدریجی است. در نتیجه، بسته به شدت اضافه بار، زمان قبل از{4}}قوس‌بندی نسبتاً طولانی است-از چند ثانیه تا چند دقیقه{6}}. در مرحله قبل از قوس، بخش‌های خاصی از عنصر فیوز ابتدا به نقطه ذوب خود می‌رسند و شروع به ذوب شدن می‌کنند، همراه با ایجاد قوس الکتریکی. این مرحله، زمان قبل از قوس{10}}نامیده می‌شود و اولین تمایز کلیدی بین فیوزینگ اضافه بار و فیوزینگ مدار کوتاه{11}}را تشکیل می‌دهد. در فیوزهایی که دارای ساختار چاقوی تماسی بدنه استوانه‌ای هستند، طراحی رابط تماس بین عنصر فیوز و درپوش انتهایی فلزی بر راندمان هدایت حرارتی تأثیر می‌گذارد و در نتیجه بر مدت زمان قبل از قوس‌بندی تأثیر می‌گذارد.

پس از ایجاد قوس الکتریکی، فرآیند وارد فاز زمانی قوس الکتریکی می شود. در این مرحله، مواد پرکننده (معمولاً ماسه کوارتز) در بدنه فیوز به سرعت وارد عمل می‌شود. با جذب انرژی قوس و خنک کردن کانال قوس، قوس را در یک بازه زمانی بسیار کوتاه خاموش می کند و در نتیجه قطع جریان را کامل می کند. فاصله زمانی از تولید کمان تا خاموش شدن کامل آن به عنوان زمان قوس بندی تعریف می شود. کل زمان ادغام مجموع زمان قبل از قوس-و زمان قوس شدن است. در شرایط اضافه بار، به دلیل مقدار نسبتاً محدود گرمای تولید شده، زمان کلی ذوب معمولاً بسیار طولانی است-به طور بالقوه بین 1 تا 4 ساعت. این پدیده به‌عنوان تجلی مشخصه زمانی معکوس فیوز عمل می‌کند: هرچه بار اضافی شدیدتر باشد، جوش سریع‌تر اتفاق می‌افتد. در برنامه‌هایی که از پیوندهای فیوز نوع NH با کنتاکت‌های چاقویی استفاده می‌کنند، این زمان{13}}ویژگی تأخیر بسیار مهم است، زیرا از خاموش شدن مزاحم ناشی از جریان‌های هجومی گذرا، مانند جریان‌هایی که در هنگام راه‌اندازی موتور ایجاد می‌شوند، جلوگیری می‌کند.

در مرحله بعد، ما{0}}فرایند فیوزینگ مدار کوتاه{1}}طلب‌آورترین سناریوی عملیاتی فیوز را تجزیه و تحلیل می‌کنیم. هنگامی که یک اتصال کوتاه رخ می دهد، جریان می تواند به ده ها یا حتی صدها برابر مقدار نامی خود افزایش یابد. در نتیجه، تمام عناصر فیوز درون بدنه فیوز به نقطه ذوب خود می‌رسند و تقریباً به طور همزمان و آنی ذوب می‌شوند و با تولید یک قوس الکتریکی قدرتمند همراه است. در مقایسه با سناریوهای اضافه بار، زمان قبل از قوس{4} بسیار کوتاه است و معمولاً در میلی ثانیه اندازه گیری می شود. برای فیوزهای{6}}عملکرد سریع{7}}آر که برای محافظت از نیمه هادی ها طراحی شده اند، کل فرآیند-از شروع خطا تا قطع کامل جریان اتصال کوتاه-در مدت 10 میلی ثانیه قابل کنترل است. در طی این فرآیند، مواد و ساختار کنتاکت فیوزها در معرض نیروهای الکترودینامیکی و تنش های حرارتی بسیار زیاد قرار می گیرند. کیفیت آنها به طور مستقیم تعیین می کند که آیا فیوز می تواند مدار را به طور قابل اعتماد قطع کند یا خیر.

فاز خاموش کردن قوس-به همین ترتیب تحت تسلط مواد پرکننده خاموش کننده قوس است. با این حال، از آنجایی که انرژی یک قوس مدار کوتاه-به مراتب بیشتر از یک قوس اضافه بار است، الزامات عملکرد برای مواد خاموش کننده به طور قابل توجهی سختگیرانه تر است. ماسه کوارتز باید مقدار زیادی از انرژی قوس را در یک بازه زمانی بسیار کوتاه جذب کند و استحکام دی الکتریک کافی برای جلوگیری از احتراق مجدد قوس ایجاد کند. هنگامی که فرآیند وقفه کامل شد، عنصر فیوز داخل بدنه فیوز کاملا ذوب شده و یک جدایی عایق قابل اعتماد بین درپوش های انتهایی فلزی ایجاد می کند. در طراحی کنتاکت‌های چاقوی فیوز، مواد تماس معمولاً از نقره-مس روکش شده یا نقره{7}}برنج اندود شده تشکیل شده است، انتخابی که رسانایی الکتریکی بالا را با مقاومت در برابر فرسایش قوس متعادل می‌کند.

انتخاب مواد تماس در طول فرآیند ذوب از اهمیت بالایی برخوردار است. به عنوان رابط اتصال فیوز به مدار خارجی، مقاومت تماس پایانه های فیوز به طور مستقیم بر میزان گرمای تولید شده در طول عملیات عادی تأثیر می گذارد. کنتاکت‌های با کارایی بالا معمولاً از کنتاکت‌های چاقوی مسی نقره‌ای استفاده می‌کنند که از رسانایی بالای نقره برای به حداقل رساندن مقاومت تماسی استفاده می‌کنند و در عین حال بر استحکام مکانیکی بالای مس برای اطمینان از قابلیت اطمینان مکانیکی تکیه می‌کنند. برعکس، در کاربردهایی که نیاز به استقامت در دمای بالا دارند، اغلب تماس‌های چاقوی برنجی با روکش نقره‌ای-به دلیل مقاومت بالای بستر برنجی در برابر حرارت ترجیح داده می‌شوند. علاوه بر این، استفاده از زنگ‌های انتهایی آلیاژ مس با روکش نقره در انتهای فیوز به طور موثری از تغییر شکل کلاهک‌های انتهایی به دلیل فرسایش قوس به دنبال وقفه‌های مداری متعدد جلوگیری می‌کند.