O elemento fusível consegue uma fusão precisa com base noEfeito térmico Joule e efeito metalúrgico, coordenado com três lógicas de projeto principais: extinção de arco por meio da geração de gás dentro do tubo fusível e disparo mecânico por gravidade. Ele atende a quatro requisitos funcionais: capacidade de transporte de corrente nominal, fusível retardado sob sobrecarga, interrupção instantânea de-curto-circuito e travamento mecânico por força de tração.
1. Princípio de design do material (núcleo: efeito metalúrgico)
Os elementos fusíveis convencionais são feitos principalmente defio de cobre estanhado ou liga composta de cobre-de prata. O estanho com baixo ponto de -fusão- forma uma liga eutética com cobre para realizar uma fusão graduada:
Elemento fusível de cobre estanhado (tipo geral)
O substrato de cobre tem um ponto de fusão de 1083 graus com revestimento externo de estanho (ponto de fusão: 232 graus). Quando sobrecarregado, o estanho derrete primeiro e penetra no cobre para formar uma liga de estanho de baixo -cobre de fusão- (415 graus), que se funde lentamente sob leve sobrecarga, muito abaixo do ponto de fusão do cobre puro. Sob forte corrente de curto-circuito, todo o elemento superaquece e quebra instantaneamente.Elemento fusível de liga de prata-cobre (tipo de quebra-rápida)
A liga eutética de prata-cobre derrete a 778 graus com faixa de fusão estreita e resistência à oxidação estável. Sua seção-permanece inalterada durante o serviço-de longo prazo e pode completar a quebra de nível-de milissegundos para proteção contra curto-circuito do transformador.
Objetivo do projeto: Sem fusíveis sob corrente nominal contínua; fusão retardada em 1,3 vezes a sobrecarga nominal; interrupção instantânea sob falha de curto-circuito, correspondendo à curva característica de proteção de ampere-segundo.
2. Princípio de projeto estrutural (fusão-de pescoço estreito-limitante de corrente)
Estrutura de pescoço estreito-de seção transversal variável-
Entalhes de precisão com-diâmetro reduzido (pescoços estreitos) são usinados no corpo do fusível. Essas seções estreitas carregam maior resistência e concentram o calor para derreter preferencialmente em caso de sobrecorrente, realizando fusão de ponto-fixo e limitando a tolerância de fusão em ±5%.Estrutura composta-de múltiplas cadeias
Especificações de-grandes correntes adotam fios finos paralelos para dissipação de calor favorável e baixo aumento de temperatura sob carga nominal. Os fios quebram sequencialmente durante as falhas para equilibrar a resistência mecânica à tração e a sensibilidade de fusão; enquanto isso, a pré-tensão do fio do fusível trava o contato móvel do tubo do fusível.
3. Princípio de projeto de tensão mecânica (mecanismo de queda-ligada)
Além de conduzir corrente e fundir, o elemento fusível também serve como cabo de tensão mecânica. Percorrendo todo o tubo do fusível, o fusível é fixado nos contatos móveis superiores e inferiores em ambas as extremidades. Após a operação de fechamento, a força de tração fixa o contato móvel superior na fivela de contato estático em forma de bico de pato e comprime os contatos de mola para manter a condução do circuito. Quando o fusível queima, a pré--tensão desaparece imediatamente, a mola bico de pato libera o contato e o tubo do fusível se inclina para baixo e cai por conta do próprio-peso com uma inclinação de instalação de 15 graus a 30 graus, formando uma quebra de isolamento óbvia.
4. Design de extinção de arco correspondente com tubo fusível
Arco elétrico-de alta temperatura de até 6.000 K é gerado no instante da fusão. O tubo fusível (feito de papel de aço vermelho ou papel produtor de gás epóxi) se decompõe e libera H₂ e CO₂ massivos sob alta temperatura do arco. O gás interno de alta-pressão realiza a sopragem do arco longitudinal para extinguir o arco no cruzamento da-frequência zero-de potência e evitar danos contínuos de queima do arco ao equipamento e ao corpo do tubo.
5. Teoria Térmica Básica
Está em conformidade com a Lei de Joule-Lenz: \\(\\boldsymbol{Q=I^2Rt}\\)
Carga nominal: Geração de calor menor ou igual à dissipação de calor, temperatura operacional constante;
Sobrecarga: A geração de calor excede a dissipação de calor, a temperatura aumenta gradualmente para desencadear a fusão retardada através do efeito metalúrgico;
Curto-circuito: A corrente de surto acumula calor instantâneo para vaporizar pescoços estreitos e completar a ruptura instantânea.
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