Jaką rolę odgrywa cylindryczny nóż kontaktowy podczas procesu przepalania bezpiecznika?

Najpierw przeanalizujmy proces utrwalania przeciążeniowego. Kiedy w obwodzie występuje długotrwały prąd przeciążeniowy, element bezpiecznikowy w korpusie bezpiecznika zaczyna się nienormalnie nagrzewać. Ponieważ prąd przeciążenia zwykle waha się od 1,3 do 2 razy więcej niż prąd znamionowy, proces nagrzewania jest stopniowy; w rezultacie-czas przedłukowy jest stosunkowo długi-trwający od kilku sekund do kilku minut-w zależności od wagi przeciążenia. Podczas-fazy poprzedzającej wystąpienie łuku określone sekcje elementu bezpiecznikowego najpierw osiągają temperaturę topnienia i zaczynają się topić, czemu towarzyszy wytwarzanie łuku elektrycznego. Ta faza nazywana jest czasem przed łukiem{{10} i stanowi pierwszą kluczową różnicę pomiędzy bezpiecznikiem przeciążeniowym a bezpiecznikiem-zwarciowym. W bezpiecznikach o konstrukcji cylindrycznej z nożem kontaktowym konstrukcja styku pomiędzy elementem bezpiecznikowym a metalową nasadką końcową wpływa na skuteczność przewodzenia ciepła, a tym samym na długość-czasu poprzedzającego łuk.

Po wygenerowaniu łuku elektrycznego proces wchodzi w fazę czasu łuku. Na tym etapie szybko zaczyna działać wypełniacz-gaszący łuk (zwykle piasek kwarcowy) w korpusie bezpiecznika; pochłaniając energię łuku i chłodząc kanał łuku, gasi łuk w niezwykle krótkim czasie, kończąc w ten sposób przerwanie prądu. Przedział czasu od powstania łuku do jego całkowitego wygaśnięcia definiuje się jako czas łuku. Całkowity czas utrwalania to suma-czasu przed łukiem i czasu łuku. W warunkach przeciążenia, ze względu na stosunkowo ograniczoną ilość wytwarzanego ciepła, całkowity czas utrwalania jest zazwyczaj dość długi,-potencjalnie wynoszący od 1 do 4 godzin. Zjawisko to służy jako przejaw odwrotnej-charakterystyki bezpiecznika w czasie: im większe przeciążenie, tym szybciej następuje bezpiecznik. W zastosowaniach wykorzystujących wkładki bezpiecznikowe typu NH-ze stykami nożowymi, tym razem-charakterystyka opóźnienia jest szczególnie istotna, ponieważ zapobiega uciążliwemu wyłączeniu spowodowanemu przejściowymi prądami rozruchowymi, takimi jak generowane podczas rozruchu silnika.

Następnie analizujemy-proces utrwalania zwarciowego-najbardziej wymagający scenariusz operacyjny dla bezpiecznika. Kiedy nastąpi zwarcie, prąd może wzrosnąć do dziesiątek, a nawet setek razy w stosunku do wartości znamionowej; w rezultacie wszystkie elementy bezpiecznika w korpusie bezpiecznika osiągają temperaturę topnienia i topią się niemal jednocześnie i natychmiast, czemu towarzyszy wytwarzanie silnego łuku elektrycznego. W porównaniu ze scenariuszami przeciążenia czas-przed wystąpieniem łuku jest niezwykle krótki i zwykle mierzony w milisekundach. W przypadku szybkodziałających bezpieczników-typu aR przeznaczonych do ochrony półprzewodników cały proces-od początku zwarcia do całkowitego przerwania-prądu zwarciowego-można kontrolować w ciągu 10 milisekund. Podczas tego procesu materiał i konstrukcja styków bezpiecznika poddawane są działaniu ogromnych sił elektrodynamicznych i naprężeń termicznych; ich jakość bezpośrednio określa, czy bezpiecznik może niezawodnie przerwać obwód.

W fazie-gaszenia łuku dominuje również materiał wypełniający-gaszący łuk; ponieważ jednak energia-łuku zwarciowego jest znacznie większa niż energia łuku przeciążeniowego, wymagania dotyczące materiału hartującego są znacznie bardziej rygorystyczne. Piasek kwarcowy musi wchłonąć ogromną ilość energii łuku w niezwykle krótkim czasie i uzyskać wystarczającą wytrzymałość dielektryczną, aby zapobiec ponownemu zapaleniu łuku. Po zakończeniu procesu przerywania element bezpiecznikowy wewnątrz korpusu bezpiecznika całkowicie się stopił, tworząc niezawodną separację izolacyjną pomiędzy metalowymi zaślepkami. W konstrukcji styków nożowych bezpieczników materiał styków składa się zwykle z srebrzonej-miedzi lub srebrzonego-mosiądzu, co pozwala równoważyć wysoką przewodność elektryczną z odpornością na erozję łukową.

Dobór materiałów kontaktowych ma ogromne znaczenie podczas procesu wtapiania. Jako interfejs łączący bezpiecznik z obwodem zewnętrznym, rezystancja styków zacisków bezpiecznika ma bezpośredni wpływ na ilość ciepła wydzielanego podczas normalnej pracy. W stykach o-wysokiej wydajności często wykorzystuje się styki nożowe-z miedzi posrebrzanej, wykorzystując wysoką przewodność srebra w celu zminimalizowania rezystancji styków, jednocześnie opierając się na wysokiej wytrzymałości mechanicznej miedzi w celu zapewnienia niezawodności mechanicznej. I odwrotnie, w zastosowaniach wymagających-wytrzymałości temperaturowej często preferowane są-posrebrzane mosiężne styki nożowe ze względu na doskonałą odporność cieplną mosiężnego podłoża. Co więcej, zastosowanie na końcach bezpiecznika posrebrzanych-końcówek ze stopu miedzi skutecznie zapobiega deformacji zaślepek na skutek erozji łukowej w następstwie wielokrotnych przerw w obwodzie.