Чому запобіжники мають максимальну потужність розриву?

У Вікіпедії мені сказали, що розривна ємність - це максимальний струм, який можна безпечно перервати запобіжником. Я не розумію, чому, якщо невеликий струм може продути запобіжник, більший струм не може. Якщо струм, більший за пропускну здатність, спричинить дугу, чому малий струм з такою ж напругою не буде?

fuses arc

— Мей си
джерело

Я думаю, це має щось спільне з тепловою ємністю запобіжника, а не дугою, але я не впевнений.

— Володимир Креверо

Якщо ви додасте достатню кількість теплової енергії в запобіжник досить швидко, він може фізично вибухнути і викинути гарячі частинки в усі сторони. Зазвичай цього не бажано. Потужність пропорційна I ^ 2. Тож загальна енергія може вийти з-під руки досить швидко, якщо струм нарощується. Затверджені агентством запобіжники, що використовуються в батарейних батареях на човнах, зазвичай розраховані на 10 000 Ампер. Коли ви задумаєтесь над цим, сподіваємось, ідея перервати струм несправності 10 000 Амп вражає вас деяким чином. Номінальний переривник запобіжника повинен бути як мінімум таким же великим, як найбільший можливий струм несправності.

— mkeith

Відповіді:

Щоб детальніше розказати відповідь Neil_UK ...

При скромному перевантаженні провід запобіжника розтане в найслабшій точці і порушить струм.

При більшій перевантаженні дуга утворюватиметься на кінцях розбитого дроту. Ця дуга зберігатиметься доти, поки більше дроту не розтане і зазор буде занадто довгим, щоб витримати дугу.

При великому перевантаженні дріт буде випаровуватися. Пара металу буде підтримувати дугу, що проходить по всій довжині запобіжника. Ця дуга буде зберігатися, поки або щось інше не порушить струм, або запобіжник не прорветься.

Запобіжники високого струму часто заповнюються піском, щоб допомогти загасити дугу, і протистояти вибуху мають тверді керамічні тіла, а не скло.

Додавання, після деяких коментарів до питання, а інша відповідь.

В ідеалі запобіжник повинен бути розрахований на максимальний потенціал струму несправності для ланцюга, який він захищає. Тобто максимальний струм, який міг би протікати, якщо поставити мертву коротку на виході запобіжника, враховуючи розмір подаючого трансформатора і всю кабель назад до цього трансформатора.

Іноді це не практично, і вам доводиться розраховувати на запобіжники, що видувають у найбільш екстремальних випадках короткого замикання. Це може бути прийнятним, якщо ви знаєте, що запобіжник у верхній течії вибухне до того, як нижній течія вийде з ладу.

— Симон Б
джерело

А на якомусь рівні фізично більший, так що дуга повинна буде прокласти більший зазор.

— vidarlo

Чи це також не залежить від напруги? Дуга утвориться лише в тому випадку, якщо напруга буде досить високою, ні? Припустимо, що запобіжник оточений повітрям, а не вакуумом, чи не можна вирішити проблему просто зробивши запобіжник довше, щоб дуга не могла утворюватися при очікуваній напрузі?

— Vilx-

@ Vilx - Я розумію, що для формування дуги через існуючий зазор потрібна мінімальна (пробивна) напруга. Причина полягає в тому, що повітря є ізолятором, і його потрібно розбити в першу чергу, іонізуючи частини повітря, дозволяючи йому перейти в стан плазми (-> яскраво) і стати струмопровідним. У випадку плавкого запобіжника початковий зазор дуже малий, тому практично не потрібно напруги. Крім того, зазор заповнений парою металів (і, можливо, гарячим повітрям), будучи дуже провідним. Тепер дуга утворилася (хоч і дуже мала), вона може продовжити свою довжину, випаровуючи краї. Не потрібно високої напруги.

— Йонас Шефер

@ Vilx- Так. Ось чому запобіжники також мають максимальну номінальну напругу - наприклад, 250В для невеликих запобіжників 20 мм.

— Саймон Б

просто додати 2 копійки: для типових скляних запобіжників 5х20 мм <10A @ 250V: типи низької розривної здатності мають здатність до розриву приблизно в 10 разів більше номінального струму. Типи високої пробивної здатності зазвичай мають пробивну здатність 1500А. Для порівняння запобіжники HRC (Висока розрив) мають запобіжну здатність, задану на самому запобіжнику, як правило, більше 80 000 A (> 80kA)

— Pau Coma Ramirez

Я не розумію, що якщо невеликий струм може продути запобіжник, чому більший струм не може.

Більший струм дійсно розплавить запобіжник. Питання в тому, що відбувається після цього?

Якщо запобіжник занадто малий, тому струм, який він намагається перервати, є вище максимального значення струму, то дуга може не вгамуватись і тривати протягом тривалого часу після того, як вона повинна була "продути". Запобіжники часто містять матеріали для охолодження та гасіння дуги, наприклад пісок. Якщо в неї скидається більше енергії, ніж вона призначена для гасіння, вона не гасне.

У більш екстремальному режимі відмови запобіжник може фізично вибухнути.

— Neil_UK
джерело

Ах! Але тоді цей запобіжник, ймовірно, не несе очікуваної кількості струму в цій програмі? А може, і було б! Краще питання: чи є приклади ситуацій, коли запобіжник не може бути використаний лише через недостатній параметр максимального струму розриву?

— Каз

Це, в основному, виходить, коли вам потрібно подати невеликий вантаж з великого запасу. В ідеалі ви хочете, щоб розривна здатність вашого запобіжника була більшою, ніж потенційний струм несправності вашого живлення, але, принаймні, ви хочете, щоб він був значно більшим за поточний номінал наступного запобіжника / вимикача вище за течією.

— Пітер Зелений

@Kaz Як приклад, більшість запобіжників, які ви знайдете в дешевих мультиметрах, не здатні безпечно зламати очікуваний струм, який би протікав, якби ви коротко зафіксували розетку. Запобіжник всередині мого приємного димоходу, ймовірно, в 3 рази більший за обсягом (в об'ємі), досить важкий (мабуть, це засипано піском), і явно говорить, що він може зламати 100 000 ампер.

— mbrig

Якщо ваше обладнання не зможе відключити струм рішуче, захоплюючі речі можуть відбутися напрочуд довго

— RedGrittyBrick

@Sean Це завантажується на них незалежно від того, як ви розробляєте запобіжник. Що станеться, якщо короткий до вашого запобіжника?

— користувач253751

Скажімо, у нас є плавкий запобіжник на 13 А.

При <13 А безперервного струму - запобіжник не дме; це діапазон струму, яким запобіжник може безпечно поводитися протягом невизначеного часу

При 13-20 А безперервного струму перевантаження - запобіжник не дме, але навколишні частини штепсельної вилки можуть перегріватися

При 22 А постійного струму перевантаження - запобіжник буде дути протягом декількох хвилин до години; a Запобіжник 13 подує при струмі перевантаження приблизно 1,6 × номінального струму

При 50 А безперервного струму перевантаження - запобіжник вибухне протягом 0,1-20 секунд

При 400 А струму несправності - запобіжник прожене через <0,04 секунди

При 3000 А струму несправності - запобіжник задує миттєво; a Запобіжник 13 може безпечно продувати до 6000 А, інакше відомий як його пробивна здатність

При> 6000 А струму несправності - запобіжник може вибухнути або викликати небезпечну електричну дугу

— reniz77
джерело