มีดสัมผัสตัวทรงกระบอกมีบทบาทอย่างไรในระหว่างกระบวนการเป่าฟิวส์?

ขั้นแรก ให้เราตรวจสอบกระบวนการหลอมรวมโอเวอร์โหลด เมื่อกระแสไฟฟ้าเกินพิกัดอย่างต่อเนื่องเกิดขึ้นในวงจร องค์ประกอบฟิวส์ภายในตัวฟิวส์จะเริ่มร้อนขึ้นอย่างผิดปกติ เนื่องจากกระแสเกินพิกัดโดยทั่วไปจะมีช่วงตั้งแต่ 1.3 ถึง 2 เท่าของกระแสที่กำหนด กระบวนการทำความร้อนจึงค่อยเป็นค่อยไป ด้วยเหตุนี้ เวลาก่อน-เกิดประกายไฟจึงค่อนข้างนาน-ซึ่งคงอยู่ตั้งแต่ไม่กี่วินาทีไปจนถึงหลายนาที- ขึ้นอยู่กับความรุนแรงของการโอเวอร์โหลด ในระหว่างระยะก่อน-การอาร์กซิ่ง ส่วนเฉพาะของส่วนประกอบฟิวส์จะไปถึงจุดหลอมเหลวก่อนและเริ่มละลาย พร้อมกับการสร้างอาร์กไฟฟ้า ระยะนี้เรียกว่าเวลาก่อน-อาร์ซิ่ง และถือเป็นความแตกต่างหลักประการแรกระหว่างการหลอมรวมโอเวอร์โหลดและการหลอมรวม-การลัดวงจร ในฟิวส์ที่มีโครงสร้างมีดสัมผัสลำตัวทรงกระบอก การออกแบบส่วนต่อประสานหน้าสัมผัสระหว่างส่วนประกอบฟิวส์และฝาปิดที่เป็นโลหะจะส่งผลต่อประสิทธิภาพการนำความร้อน ซึ่งจะส่งผลต่อระยะเวลา-ก่อนเกิดประกายไฟ

เมื่ออาร์คไฟฟ้าถูกสร้างขึ้น กระบวนการจะเข้าสู่เฟสเวลาอาร์ค ในขั้นตอนนี้ วัสดุตัวเติมดับส่วนโค้ง- (โดยทั่วไปคือทรายควอทซ์) ภายในตัวฟิวส์จะเข้ามามีบทบาทอย่างรวดเร็ว โดยการดูดซับพลังงานส่วนโค้งและทำให้ช่องส่วนโค้งเย็นลง มันจะดับส่วนโค้งภายในกรอบเวลาที่สั้นมาก ดังนั้นจึงเกิดการหยุดชะงักของกระแสอย่างสมบูรณ์ ช่วงเวลาที่ครอบคลุมตั้งแต่การสร้างส่วนโค้งไปจนถึงการสูญพันธุ์โดยสมบูรณ์ถูกกำหนดให้เป็นเวลาของการเกิดอาร์ค เวลาหลอมรวมทั้งหมดคือผลรวมของเวลาก่อน-การหลอมและเวลาการหลอมรวม ภายใต้สภาวะโอเวอร์โหลด เนื่องจากปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นค่อนข้างจำกัด โดยทั่วไประยะเวลาในการหลอมรวมจะค่อนข้างนาน-ซึ่งอาจอยู่ในช่วง 1 ถึง 4 ชั่วโมง ปรากฏการณ์นี้ทำหน้าที่เป็นการแสดงคุณลักษณะเวลาผกผัน-ของฟิวส์: ยิ่งโอเวอร์โหลดรุนแรงมาก การหลอมก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น ในการใช้งานที่ใช้ฟิวส์ลิงค์ประเภท NH- พร้อมหน้าสัมผัสมีด คุณลักษณะการหน่วงเวลานี้-มีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง เนื่องจากจะป้องกันการสะดุดที่น่ารำคาญที่เกิดจากกระแสกระชากชั่วคราว เช่น ที่เกิดขึ้นระหว่างการสตาร์ทมอเตอร์

ต่อไป เราจะวิเคราะห์-กระบวนการหลอมรวมวงจร-ซึ่งเป็นสถานการณ์การดำเนินงานที่มีความต้องการมากที่สุดสำหรับฟิวส์ เมื่อเกิดการลัดวงจร กระแสไฟกระชากได้ถึงหลายสิบหรือหลายร้อยเท่าของค่าพิกัด ด้วยเหตุนี้ ส่วนประกอบฟิวส์ทั้งหมดภายในตัวฟิวส์จึงถึงจุดหลอมเหลวและละลายเกือบจะพร้อมกันและในทันที พร้อมกับการสร้างอาร์คไฟฟ้าอันทรงพลัง เมื่อเปรียบเทียบกับสถานการณ์ที่โอเวอร์โหลด เวลาก่อน-อาร์ซิ่งจะสั้นมาก ซึ่งโดยทั่วไปจะวัดเป็นมิลลิวินาที สำหรับฟิวส์ที่ออกฤทธิ์เร็ว-ประเภท-ที่ออกแบบมาเพื่อการป้องกันเซมิคอนดักเตอร์ กระบวนการทั้งหมด-ตั้งแต่เริ่มเกิดข้อผิดพลาดไปจนถึงการหยุดชะงักโดยสิ้นเชิงของ-กระแสไฟฟ้าลัดวงจร-สามารถควบคุมได้ภายใน 10 มิลลิวินาที ในระหว่างกระบวนการนี้ วัสดุและโครงสร้างของหน้าสัมผัสฟิวส์จะอยู่ภายใต้แรงอิเล็กโทรไดนามิกส์และความเครียดจากความร้อน คุณภาพจะกำหนดโดยตรงว่าฟิวส์สามารถตัดวงจรได้อย่างน่าเชื่อถือหรือไม่

ขั้นตอนการดับเพลิงส่วนโค้ง-ก็ถูกครอบงำโดยวัสดุตัวเติมดับส่วนโค้ง-เช่นเดียวกัน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากพลังงานของส่วนโค้งของวงจร-สั้นนั้นมากกว่าพลังงานของส่วนโค้งที่โอเวอร์โหลดมาก ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับวัสดุชุบแข็งจึงมีความเข้มงวดมากกว่าอย่างเห็นได้ชัด ทรายควอทซ์จะต้องดูดซับพลังงานส่วนโค้งจำนวนมหาศาลภายในกรอบเวลาที่สั้นมาก และสร้างความเป็นฉนวนที่เพียงพอเพื่อป้องกันไม่ให้ส่วนโค้งติดไฟอีกครั้ง เมื่อกระบวนการหยุดชะงักเสร็จสมบูรณ์ ส่วนประกอบฟิวส์ภายในตัวฟิวส์จะหลอมละลายจนหมด ทำให้เกิดการแยกฉนวนที่เชื่อถือได้ระหว่างฝาปิดปลายโลหะ ในการออกแบบหน้าสัมผัสมีดฟิวส์ วัสดุหน้าสัมผัสโดยทั่วไปจะประกอบด้วยทองแดงชุบเงิน-หรือทองเหลืองชุบเงิน- ซึ่งเป็นทางเลือกที่ทำให้ค่าการนำไฟฟ้าสูงสมดุลกับความต้านทานต่อการกัดเซาะของส่วนโค้ง

การเลือกวัสดุสัมผัสมีความสำคัญยิ่งในระหว่างกระบวนการหลอม เนื่องจากอินเทอร์เฟซในการเชื่อมต่อฟิวส์เข้ากับวงจรภายนอก ความต้านทานหน้าสัมผัสของขั้วต่อฟิวส์จึงส่งผลโดยตรงต่อปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานปกติ หน้าสัมผัสประสิทธิภาพสูง-มักใช้หน้าสัมผัสมีดทองแดงชุบเงิน- โดยใช้ประโยชน์จากค่าการนำไฟฟ้าสูงของเงินเพื่อลดความต้านทานต่อการสัมผัส ขณะเดียวกันก็อาศัยความแข็งแรงเชิงกลสูงของทองแดงเพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือทางกล ในทางกลับกัน ในการใช้งานที่ต้องการ-ความทนทานต่ออุณหภูมิสูง มักนิยมใช้หน้าสัมผัสมีดทองเหลืองชุบเงิน- เนื่องจากทนความร้อนได้ดีกว่าของซับสเตรตทองเหลือง นอกจากนี้ การใช้ปลายกริ่งโลหะผสมทองแดงชุบเงิน-ที่ส่วนปลายของฟิวส์ช่วยป้องกันฝาครอบปลายไม่ให้เสียรูปได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากการกัดเซาะของส่วนโค้งหลังจากการหยุดชะงักของวงจรหลายครั้ง