Analyse du processus d'action de chute du fusible de chute
2. Analyse du processus complet de déclenchement des fusibles
Phase de déclenchement du disjoncteur (0-5 ms)
Lorsque le courant de défaut atteint le courant de fusion minimal du matériau fondu (1,3 Ie), celui-ci entre en état d'accumulation de chaleur par effet Joule. L'alliage cuivre-argent subit une fusion nanométrique des joints de grains à une densité de courant de 800-1200 A/mm², formant de multiples points de striction au centre du matériau fondu. Le temps de fusion critique est :
t=K⋅(I/Im)−n
Parmi ces valeurs, K est la constante du matériau (alliage cuivre-argent K = 10-15), et n est compris entre 1,5 et 2,0 pour obtenir des caractéristiques de protection à temps inverse.
Phase de libération mécanique (5-20 ms)
Au moment de la rupture du métal fondu, le ressort de compression (force de prétension 50-80 N) libère son potentiel, provoquant la séparation du contact mobile du contact fixe avec une accélération de 3-5 m/s². À ce stade, il est nécessaire de surmonter la répulsion électrique entre les contacts (F = 0,5 L'i², L' étant le gradient d'inductance dynamique) et de garantir une vitesse de séparation supérieure à 0,8 m/s pour éviter la réactivation du contact.
Phase de développement de l'arc (20-100 ms)
L'arc de vapeur métallique généré lors de la séparation des contacts se transforme rapidement en arc gazeux sous l'effet de la décomposition du matériau gazogène (mélamine). Le sable de quartz forme une structure d'extinction d'arc à fentes étroites à plusieurs niveaux, permettant au gradient de tension d'arc d'atteindre 200-400 V/cm et assurant un passage forcé par zéro du courant. La densité énergétique de l'arc durant ce processus est contrôlée à 5-8 MJ/m³ afin d'éviter la rupture du tube de fusion.
Étape d'indication d'état (après 100 ms)
Sous l'action de son propre poids et d'un dispositif de verrouillage mécanique, le tube de fusion effectue une chute inclinée de 60° à 75°, formant une fracture visible. L'angle de chute a été optimisé par simulation dynamique afin de garantir un état d'indication stable sous une charge de vent de niveau 6 (12 m/s).
