Welche Rolle spielt das zylindrische Körperkontaktmesser beim Sicherungsauslösevorgang?

Lassen Sie uns zunächst den Überlastsicherungsprozess untersuchen. Wenn in einem Stromkreis ein anhaltender Überlaststrom auftritt, beginnt sich das Sicherungselement im Sicherungsgehäuse ungewöhnlich zu erwärmen. Da der Überlaststrom typischerweise zwischen dem 1,3- und 2-fachen des Nennstroms liegt, erfolgt der Erwärmungsprozess schrittweise; Folglich ist die Vor-Lichtbogenbildungszeit relativ lang-und liegt je nach Schwere der Überlastung zwischen einigen Sekunden und mehreren Minuten-. Während der Vor--Lichtbogenphase erreichen bestimmte Abschnitte des Sicherungselements zuerst ihren Schmelzpunkt und beginnen zu schmelzen, wodurch ein Lichtbogen entsteht. Diese Phase wird als Vor-Lichtbogenzeit bezeichnet und stellt den ersten wichtigen Unterschied zwischen Überlastsicherung und Kurzschlusssicherung dar. Bei Sicherungen mit einer Kontaktmesserstruktur mit zylindrischem Körper beeinflusst die Gestaltung der Kontaktschnittstelle zwischen dem Sicherungselement und der Metallendkappe die Wärmeleitungseffizienz und damit die Dauer der Vor-Lichtbogenzeit.

Sobald der Lichtbogen erzeugt ist, tritt der Prozess in die Lichtbogenzeitphase ein. In diesem Stadium kommt das lichtbogenlöschende Füllmaterial (typischerweise Quarzsand) im Sicherungskörper schnell ins Spiel; Durch die Absorption der Lichtbogenenergie und die Kühlung des Lichtbogenkanals löscht es den Lichtbogen innerhalb kürzester Zeit und vervollständigt so die Stromunterbrechung. Als Lichtbogenzeit wird der Zeitraum von der Entstehung des Lichtbogens bis zu seinem vollständigen Erlöschen bezeichnet. Die Gesamtschmelzzeit ist die Summe der Vor-Lichtbogenzeit und der Lichtbogenzeit. Unter Überlastbedingungen ist die Gesamtschmelzzeit aufgrund der relativ begrenzten erzeugten Wärmemenge typischerweise recht lang-und liegt möglicherweise zwischen 1 und 4 Stunden. Dieses Phänomen ist eine Manifestation der inversen -Zeitcharakteristik der Sicherung: Je stärker die Überlastung, desto schneller erfolgt die Sicherung. Bei Anwendungen, die NH--Sicherungseinsätze mit Messerkontakten verwenden, ist diese Verzögerungszeit- besonders wichtig, da sie Fehlauslösungen durch vorübergehende Einschaltströme verhindert, wie sie beispielsweise beim Anlaufen des Motors entstehen.

Als nächstes analysieren wir den Kurzschluss-Schmelzsicherungsprozess-das anspruchsvollste Betriebsszenario für eine Sicherung. Wenn ein Kurzschluss auftritt, kann der Strom auf das Zehn- oder sogar Hundertfache seines Nennwerts ansteigen; Dadurch erreichen alle Sicherungselemente im Sicherungskörper ihren Schmelzpunkt und schmelzen nahezu gleichzeitig und augenblicklich, begleitet von der Erzeugung eines starken Lichtbogens. Im Vergleich zu Überlastszenarien ist die Vor-Zeit des Lichtbogens äußerst kurz und wird typischerweise in Millisekunden gemessen. Bei flinken Sicherungen vom Typ aR-für den Halbleiterschutz kann der gesamte Prozess-vom Auftreten des Fehlers bis zur vollständigen Unterbrechung des Kurzschlussstroms-auf 10 Millisekunden genau gesteuert werden. Dabei werden Material und Struktur der Sicherungskontakte enormen elektrodynamischen Kräften und thermischen Belastungen ausgesetzt; Ihre Qualität bestimmt direkt, ob die Sicherung den Stromkreis zuverlässig unterbrechen kann.

Die lichtbogenlöschende Phase wird ebenfalls vom lichtbogenlöschenden Füllmaterial dominiert; Da jedoch die Energie eines Kurzschlusslichtbogens weitaus größer ist als die eines Überlastlichtbogens, sind die Leistungsanforderungen an das Löschmaterial deutlich strenger. Der Quarzsand muss innerhalb kürzester Zeit eine enorme Menge an Lichtbogenenergie absorbieren und eine ausreichende Spannungsfestigkeit aufbauen, um ein erneutes Zünden des Lichtbogens zu verhindern. Sobald der Unterbrechungsvorgang abgeschlossen ist, ist das Sicherungselement im Inneren des Sicherungskörpers vollständig geschmolzen und es entsteht eine zuverlässige isolierende Trennung zwischen den Metallendkappen. Bei der Konstruktion von Sicherungsmesserkontakten besteht das Kontaktmaterial typischerweise aus versilbertem Kupfer oder versilbertem Messing, eine Wahl, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit mit Widerstandsfähigkeit gegen Lichtbogenerosion in Einklang bringt.

Die Auswahl der Kontaktmaterialien ist während des Schweißprozesses von größter Bedeutung. Als Schnittstelle zwischen der Sicherung und dem externen Stromkreis hat der Kontaktwiderstand der Sicherungsklemmen direkten Einfluss auf die im Normalbetrieb erzeugte Wärmemenge. Bei Hochleistungskontakten kommen häufig versilberte Kupfermesserkontakte zum Einsatz. Dabei wird die hohe Leitfähigkeit von Silber genutzt, um den Kontaktwiderstand zu minimieren, und gleichzeitig wird auf die hohe mechanische Festigkeit von Kupfer zurückgegriffen, um die mechanische Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Umgekehrt werden bei Anwendungen, die eine hohe Temperaturbeständigkeit erfordern, häufig versilberte Messerkontakte aus Messing aufgrund der überlegenen Hitzebeständigkeit des Messingsubstrats bevorzugt. Darüber hinaus verhindert die Verwendung von versilberten Endglocken aus Kupferlegierung an den Enden der Sicherung wirksam, dass sich die Endkappen aufgrund von Lichtbogenerosion nach mehreren Stromkreisunterbrechungen verformen.