Causes et analyse technique de la chute anormale d'un fusible de type drop-out
La chute anormale du fusible de déclenchement est un défaut courant d'exploitation et de maintenance du réseau de distribution, affectant directement la fiabilité de l'alimentation électrique et la sécurité des équipements. Cet article analyse les causes sous-jacentes de ces chutes anormales sous quatre angles : mécanique, électrique, environnemental et opérationnel, et propose des stratégies de prévention et de contrôle ciblées.
1. Défaillance de la structure mécanique
Dégradation des performances du mécanisme à ressort
Rupture par fatigue : Après plus de 2 000 ouvertures et fermetures, le coefficient de rigidité du ressort en acier au carbone diminue de plus de 20 % en raison du glissement des joints de grains, et la force de précharge chute de 80 N à moins de 40 N, rendant impossible le réarmement du tube de fusion.
Défaillance du stockage d'énergie : Lorsque la course de compression du ressort s'écarte de la valeur standard (35 ± 2 mm), l'énergie libérée est insuffisante (< 50 J) et la vitesse d'ouverture du tube de fusion est inférieure à 0,8 m/s (valeur standard : 1,2-1,5 m/s).
Système d'arbre bloqué
Défaut de lubrification : La graisse à base de silicone se carbonise à haute température (> 120 °C), ce qui entraîne une augmentation du coefficient de frottement de 0,15 à 0,35 et un couple résistant de l'arbre supérieur à 8 N·m (valeur standard : 2 à 5 N·m).
Infiltration de sable et de poussière : Des particules d'une granulométrie supérieure à 50 µm s'incrustent dans l'espace entre les manchons d'arbre, provoquant un verrouillage mécanique. Une force externe supplémentaire supérieure à 30 N est nécessaire pour le déverrouiller.
Usure du mécanisme de verrouillage
Après 500 opérations, la profondeur d'usure de la surface de contact de la languette de verrouillage en alliage de zinc est supérieure à 0,5 mm et la force de verrouillage diminue de 100 N à 40 N, ce qui la rend incapable de résister aux impacts du vent et aux vibrations.
2. Inadéquation des paramètres électriques
Erreur de sélection du matériau de fusion
Lorsque le courant nominal du matériau de fusion dépasse trois fois le courant de charge maximal du circuit, l'échauffement par effet Joule (Δ = 0,64 L²ₑλη) généré par le courant de charge normal (par exemple 0,8 Ie) provoque une dilatation thermique périodique (fréquence de 5 à 10 Hz), entraînant un desserrage de la structure mécanique.
La résistance de contact dépasse la norme.
Oxydation du contact en cuivre (épaisseur du film Cu₂O > 5 μm) ou pression de contact insuffisante (< 50 N), résistance de contact > 500 μΩ, élévation locale de la température Δ T pouvant atteindre 120 K (limite standard de 75 K), provoquant une déformation par carbonisation des tubes en résine époxy.
Dommages par érosion d'arc
Lors de la rupture d'un courant de court-circuit de 20 kA, l'énergie de l'arc est supérieure à 200 kJ, dépassant la limite de tolérance du tube de fusion (50 kJ), provoquant l'éclatement de la chambre d'extinction d'arc ou la fusion asymétrique du matériau en fusion (décalage de fracture > 30 %).
