Каква роля играе контактният нож с цилиндрично тяло по време на процеса на издухване на предпазителя?

Първо, нека разгледаме процеса на топене при претоварване. Когато във верига възникне продължителен ток на претоварване, предпазителният елемент в тялото на предпазителя започва да се нагрява необичайно. Тъй като токът на претоварване обикновено варира от 1,3 до 2 пъти над номиналния ток, процесът на нагряване е постепенен; следователно времето за пред{4}}дъга е сравнително дълго-с продължителност от няколко секунди до няколко минути-в зависимост от тежестта на претоварването. По време на фазата на пред{8}}предварителна дъга специфични участъци от елемента на предпазителя достигат първи своята точка на топене и започват да се топят, придружени от генериране на електрическа дъга. Тази фаза се нарича време за предварителна дъга и представлява първото ключово разграничение между предпазителя при претоварване и предпазителя при късо съединение. При предпазители, включващи структура с контактен нож с цилиндрично тяло, дизайнът на контактния интерфейс между елемента на предпазителя и металната крайна капачка влияе върху ефективността на топлопроводимостта, като по този начин влияе върху продължителността на времето за пред-дъга.

След като електрическата дъга се генерира, процесът навлиза във фазата на време на дъгата. На този етап пълнителят -загасящ дъгата (обикновено кварцов пясък) в тялото на предпазителя бързо влиза в действие; чрез абсорбиране на енергията на дъгата и охлаждане на канала на дъгата, той гаси дъгата за изключително кратък период от време, като по този начин завършва прекъсването на тока. Интервалът от генерирането на дъгата до нейното пълно изгасване се определя като време на запалване. Общото време на топене е сумата от времето за пред-дъга и времето за запалване. При условия на претоварване, поради относително ограниченото количество генерирана топлина, общото време на топене обикновено е доста дълго-като потенциално варира от 1 до 4 часа. Това явление служи като проява на обратната -времева характеристика на предпазителя: колкото по-сериозно е претоварването, толкова по-бързо се случва стапянето. В приложения, използващи предпазители от тип NH-с ножови контакти, тази характеристика на време-закъснение е особено важна, тъй като предотвратява неприятно изключване, причинено от преходни пускови токове, като тези, генерирани по време на стартиране на двигателя.

След това анализираме-процеса на топене на късо съединение-най-взискателния оперативен сценарий за предпазител. Когато възникне късо съединение, токът може да скочи до десетки или дори стотици пъти над номиналната стойност; следователно всички елементи на предпазителя в тялото на предпазителя достигат точката си на топене и се стопяват почти едновременно и мигновено, придружено от генериране на мощна електрическа дъга. В сравнение със сценариите на претоварване, времето за пред{4}}дъга е изключително кратко, обикновено се измерва в милисекунди. За бързодействащи-предпазители тип aR-, предназначени за защита на полупроводници, целият процес-от началото на повредата до пълното прекъсване на-тока на късо съединение-може да се контролира до 10 милисекунди. По време на този процес материалът и структурата на контактите на предпазителя са подложени на огромни електродинамични сили и термични натоварвания; тяхното качество пряко определя дали предпазителят може надеждно да прекъсне веригата.

Фазата на-гасене на дъгата също е доминирана от пълнителния материал-загасяване на дъгата; въпреки това, тъй като енергията на дъгата на късо{2}} съединение е много по-голяма от тази на дъгата на претоварване, изискванията за ефективност на охлаждащия материал са значително по-строги. Кварцовият пясък трябва да абсорбира огромно количество енергия на дъгата за изключително кратък период от време и да създаде достатъчна диелектрична якост, за да предотврати повторно запалване на дъгата. След като процесът на прекъсване приключи, елементът на предпазителя вътре в тялото на предпазителя се е разтопил напълно, създавайки надеждно изолиращо разделяне между металните крайни капачки. При проектирането на ножови контакти с предпазител, контактният материал обикновено се състои от посребрена-мед или посребрен-месинг, избор, който балансира високата електрическа проводимост с устойчивост на ерозия на дъгата.

Изборът на контактни материали е от първостепенно значение по време на процеса на топене. Като интерфейс, свързващ предпазителя към външната верига, контактното съпротивление на клемите на предпазителя влияе пряко върху количеството топлина, генерирано по време на нормална работа. Контактите с висока-производителност често използват посребрени-медни ножови контакти, като използват високата проводимост на среброто, за да сведат до минимум контактното съпротивление, като същевременно разчитат на високата механична якост на медта, за да осигурят механична надеждност. Обратно, в приложения, изискващи висока-температурна издръжливост, посребрените-месингови ножови контакти често се предпочитат поради превъзходната устойчивост на топлина на месинговия субстрат. Освен това използването на звънци от сребро-медна сплав в краищата на предпазителя ефективно предотвратява деформирането на крайните капачки поради ерозия на дъгата след множество прекъсвания на веригата.