Recherche sur le mécanisme de contrôle et l'application technique du temps de fusion des fusibles à chute de tension
Le temps de fusion d'un fusible haute tension est le paramètre clé qui caractérise ses caractéristiques de protection et détermine directement la vitesse d'élimination des défauts de surcharge et de court-circuit. Cet article analyse le mécanisme de formation du temps de fusion à partir de multiples dimensions de la science des matériaux, de la thermodynamique et de l'électromagnétisme, et explore la stratégie de contrôle d'optimisation des paramètres temporels dans les applications d'ingénierie. 1. La nature physique du temps de fusion
Le Le temps de fusion comprend la phase d'accumulation de chaleur et la phase d'extinction de l'arc :
Phase d'accumulation de chaleur (t1) : Le courant de défaut provoque l'échauffement du métal fondu jusqu'au point de transition de phase, conformément à la loi intégrale de Joule ∫i²dt=K, où la valeur de K dépend de la capacité thermique du matériau fondu (alliage d'argent K = 6 000 A²s/mm²).
Phase d'arc (t2) : L'arc se forme après la rupture du métal fondu. La durée est affectée par la capacité du milieu d'extinction (sable de quartz) à adsorber les ions. La valeur typique est de l'ordre de 3 à 15 ms
... 2. Analyse des principaux facteurs d'influence
Propriétés des matériaux
Propriétés des matériaux
... ... Diamètre intérieur du tube de fusion : Son diamètre de 28 mm permet une vitesse de flux d'air de 120 m/s, réduisant ainsi le temps de maintien de l'arc de 30 %.
Nombre de cols étroits : Pour chaque col étroit de fusion supplémentaire, la dispersion du temps de fusion est réduite de 15 %
La courbe temps-courant présente une caractéristique exponentielle négative.
Température ambiante : Pour chaque augmentation de température de 10 °C, l’efficacité de dissipation thermique du support en matériau composite organique diminue de 8 %
... Un Le modèle dynamique est établi à partir de l'équation de conservation de l'énergie :
Cpmdt/dT=I²R(T)−hA(T−Ta)
Où R(T) est le coefficient de température de résistance à la fusion (alliage d'argent α=3,9×10⁻³/℃) et h est le coefficient de transfert thermique par convection (12 W/m²·K). La simulation par éléments finis montre que sous un courant de court-circuit de 10 kA, le temps nécessaire à une masse fondue de 3 mm de diamètre pour atteindre le point de fusion est de 32 ms, et l'erreur par rapport à la valeur mesurée est de ≤ 5 %.
Maintenir une différence de pas supérieure à 0,3 s avec le disjoncteur supérieur pour éviter tout déclenchement excessif.
Le fusible côté haute tension du transformateur de distribution doit être choisi en fonction de 1,5 à 2 fois le courant nominal.
... Impact : Lorsque la teneur en troisième harmonique dépasse 15 %, la section transversale de la masse fondue doit être augmentée de 10 %
... ...� Temps de fusion dérive
Le sable de quartz est humide, ce qui allonge le temps d'extinction de l'arc : mesurer régulièrement le taux d'humidité du milieu (contrôle ≤ 0,03 %).
L'oxydation des contacts augmente la résistance de contact : procédé d'argenture (épaisseur) ≥ 50 μm)
... ... VI. Tendances du développement technologique
... Nouveau matériau d'extinction d'arc
En remplissant du sable de quartz avec des nanotubes de nitrure de bore, la tension de l'arc peut être augmentée à 800 V/cm, tandis que le temps d'extinction de l'arc peut être réduit de 40 %.
VII. Conclusion
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