Perché i fusibili hanno una capacità di interruzione massima?

Wikipedia mi ha detto che la capacità di interruzione è la massima corrente che può essere tranquillamente interrotta dal fusibile. Non capisco perché, se una piccola corrente può bruciare la miccia, una corrente più grande non può. Se la corrente che è maggiore della capacità di interruzione causerà l'arco, perché una piccola corrente con la stessa tensione non lo farà?

fuses arc

— Mei sy
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Penso che abbia a che fare con la capacità termica del fusibile e non con l'arco, ma non ne sono sicuro.

— Vladimir Cravero,

Se aggiungi abbastanza energia termica a un fusibile abbastanza velocemente, può esplodere fisicamente ed espellere particelle calde in tutte le direzioni. Normalmente questo non è desiderato. La potenza è proporzionale a I ^ 2. Quindi l'energia totale può sfuggire di mano abbastanza rapidamente se la corrente viene aumentata. I fusibili approvati dall'agenzia utilizzati nei banchi batterie delle imbarcazioni sono generalmente classificati per 10.000 Amp. Se ci pensate, spero che l'idea di interrompere una corrente di guasto di 10.000 Amp vi colpisca in qualche modo. Il valore di interruzione del fusibile deve essere almeno pari alla massima corrente di guasto possibile.

— mkeith,

Risposte:

Per elaborare un po 'la risposta di Neil_UK ...

Con un sovraccarico modesto, il filo del fusibile si scioglierà nel punto più debole e interromperà la corrente.

Con un sovraccarico maggiore, si formerà un arco attraverso le estremità del filo spezzato. Questo arco persiste fino a quando non si è sciolto più filo e lo spazio è troppo lungo per sostenere l'arco.

Con un sovraccarico massiccio, il filo vaporizzerà. Il vapore metallico supporterà un arco che percorre l'intera lunghezza del fusibile. Questo arco persisterà fino a quando qualcos'altro romperà la corrente o la miccia si romperà.

I fusibili ad alta corrente sono spesso riempiti di sabbia per aiutare a estinguere l'arco e hanno corpi in ceramica dura, piuttosto che vetro, per resistere all'esplosione.

Addendum, dopo alcuni commenti sulla domanda e l'altra risposta.

Idealmente, il fusibile dovrebbe essere classificato per interrompere la massima corrente di guasto potenziale per il circuito che sta proteggendo. Cioè, la massima corrente che potrebbe fluire se si mettesse un corto circuito sull'uscita del fusibile, tenendo conto delle dimensioni del trasformatore di alimentazione e di tutto il cablaggio verso quel trasformatore.

A volte non è pratico e devi fare affidamento sui fusibili a monte che si bruciano nei casi più estremi di corto circuito. Ciò può essere accettabile se si sa che il fusibile a monte si brucia prima che quello a valle si guasti catastroficamente.

— Simone B.
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E ad un certo livello fisicamente più grande, in modo che l'arco dovrà coprire un divario più ampio.

— vidarlo,

Questo non dipende anche dalla tensione? Un arco si formerà solo se la tensione è abbastanza alta, no? Supponendo che il fusibile sia circondato dall'aria piuttosto che dal vuoto, il problema non può essere risolto semplicemente allungando il fusibile in modo che non si formi un arco alla tensione prevista?

— Vilx-

@ Vilx- La mia comprensione è che è necessaria una tensione minima (di rottura) per formare un arco attraverso un gap esistente. Il motivo è che l'aria è un isolante e che deve prima rompersi ionizzando parti dell'aria, permettendole di entrare nello stato del plasma (-> luminoso) e diventare conduttivo. Nel caso di un fusibile di fusione, lo spazio iniziale è molto piccolo e quindi praticamente non è necessaria alcuna tensione. Inoltre, il divario è pieno di vapore metallico (e possibilmente aria calda), essendo molto conduttivo. Ora l'arco si è formato (anche se molto piccolo), può estendere la sua lunghezza vaporizzando i bordi. Non è necessaria alta tensione.

— Jonas Schäfer,

@ Vilx- Sì. Ecco perché anche i fusibili hanno una tensione nominale massima, ad esempio 250 V per fusibili a cartuccia piccoli da 20 mm.

— Simon B,

solo per aggiungere 2 centesimi: per i tipici fusibili in vetro 5x20mm <10A @ 250V: tipi con bassa capacità di interruzione, hanno un potere di interruzione di circa 10 volte la corrente nominale. I tipi ad alta capacità di interruzione hanno in genere una capacità di interruzione di 1500 A. In confronto i fusibili HRC (Alta capacità di rottura) hanno la capacità di interruzione specificata sul fusibile stesso, in genere maggiore di 80.000 A (> 80kA)

— Pau Coma Ramirez,

Non capisco che se una piccola corrente può bruciare la miccia, perché una corrente più grande non può.

Una corrente maggiore scioglierà effettivamente il filo del fusibile. La domanda è: cosa succede dopo?

Se il fusibile è troppo piccolo, quindi la corrente che sta tentando di interrompere è superiore alla sua massima corrente nominale, l'arco potrebbe non riuscire a spegnersi e continuare a condurre per lungo tempo dopo che dovrebbe essere "saltato". I fusibili contengono spesso materiali per raffreddare ed estinguere l'arco, ad esempio la sabbia. Se vi viene scaricata più energia di quanta ne sia progettata per estinguersi, allora non si estinguerà.

In una modalità di guasto più estrema, il fusibile può esplodere fisicamente.

— Neil_UK
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Ah! Ma allora quel fusibile probabilmente non trasporrebbe la quantità prevista di corrente in quell'applicazione? O forse lo sarebbe! Una domanda migliore è: esistono esempi di situazioni in cui un fusibile non può essere utilizzato solo a causa di un parametro di corrente di interruzione massima insufficiente?

— Kaz,

Fondamentalmente si presenta quando è necessario alimentare un piccolo carico da una grande scorta. Idealmente, si desidera che la capacità di interruzione del fusibile sia maggiore della potenziale corrente di guasto dell'alimentazione, ma per lo meno si desidera che sia significativamente maggiore della corrente nominale del prossimo fusibile / interruttore a monte.

— Peter Green,

@Kaz Ad esempio, la maggior parte dei fusibili che si trovano nei multimetri economici non sono in grado di interrompere in modo sicuro la corrente prevista che scorre se si cortocircuita una presa a muro. La miccia all'interno del mio colpo di fortuna è probabilmente 3 volte più grande (in volume), abbastanza pesante (a quanto pare è piena di sabbia) e dice esplicitamente che può rompere 100.000 ampere.

— mbrig

Se la tua attrezzatura non riesce a disconnettere la corrente in modo decisivo, possono accadere cose eccitanti per un tempo notevolmente lungo

— RedGrittyBrick

@Sean Viene scaricato su di essi, indipendentemente da come si progetta la miccia. Cosa succede se il corto è davanti alla tua miccia?

— user253751

Ad esempio, abbiamo un fusibile da 13 A in una spina.

A <13 A di corrente continua - il fusibile non si brucia; questa è la gamma di corrente che il fusibile può gestire in sicurezza per un periodo di tempo indefinito

A 13-20 A di corrente di sovraccarico continua - il fusibile non si brucia ma le parti circostanti nella spina potrebbero surriscaldarsi

A 22 A di corrente di sovraccarico continua - il fusibile si brucia in pochi minuti o ore; un fusibile da 13 A si brucerà con una corrente di sovraccarico di circa 1,6 × la sua corrente nominale

A 50 A di corrente di sovraccarico continua - il fusibile si brucia entro 0,1-20 secondi

A 400 A di corrente di guasto, il fusibile si brucia in <0,04 secondi

A 3000 A di corrente di guasto - il fusibile si brucia istantaneamente; un fusibile da 13 A può bruciare in modo sicuro fino a 6000 A, altrimenti noto come capacità di interruzione

A> 6000 A di corrente di guasto - il fusibile può esplodere o causare un pericoloso arco elettrico

— reniz77
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