Principe de conception de l'élément fusible pour les-découpes de fusibles amovibles

Jun 03, 2026

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L'élément fusible permet une fusion précise basée surEffet thermique Joule et effet métallurgique, coordonné avec trois logiques de conception fondamentales : extinction de l'arc via la génération de gaz à l'intérieur du tube fusible et déclenchement mécanique par gravité. Il répond à quatre exigences fonctionnelles : capacité de charge du courant nominal, fusion retardée en cas de surcharge, coupure instantanée en court-circuit-et verrouillage mécanique par force de traction.

1. Principe de conception du matériau (noyau : effet métallurgique)

Les éléments fusibles conventionnels sont principalement constitués defil de cuivre étamé ou alliage composite de cuivre-argent. L'étain à bas-point de fusion-forme un alliage eutectique avec le cuivre pour réaliser une fusion graduelle :
Élément fusible en cuivre étamé (type général)
 
Le substrat en cuivre a un point de fusion de 1083 degrés avec un étamage extérieur (point de fusion : 232 degrés). En cas de surcharge, l'étain fond en premier et s'infiltre dans le cuivre pour former un alliage d'étain à faible point de fusion -cuivre- (415 degrés), qui fusionne lentement sous une légère surcharge, bien en dessous du point de fusion du cuivre pur. En cas de courant de court-circuit important-, l'ensemble de l'élément surchauffe et se brise instantanément.Élément fusible en alliage d'argent-cuivre (type à rupture rapide-)
 
L'alliage eutectique argent-cuivre fond à 778 degrés avec une plage de fusion étroite et une résistance à l'oxydation stable. Sa section transversale reste inchangée pendant le service à long terme et peut effectuer une coupure de niveau en millisecondes pour la protection contre les courts-circuits du transformateur.
Objectif de conception : Pas de fusion sous courant nominal continu ; fusion retardée à une surcharge nominale de 1,3 fois ; coupure instantanée en cas de défaut de court-circuit-, correspondant à la courbe caractéristique de protection en ampère-seconde.

2. Principe de conception structurelle (fusion à limitation de courant à col étroit--)

Structure à col étroit à section transversale variable-et-

24kV 100A Fast Blow Fuse Cutout

 
Des encoches de précision à diamètre réduit-(cols étroits) sont usinées sur le corps du fusible. Ces sections étroites ont une résistance plus élevée et concentrent la chaleur pour fondre préférentiellement en cas de surintensité, réalisant une fusion à point fixe-et limitant la tolérance de fusion à ± 5 %.Structure composite multi-brins
 
Les spécifications de courant -élevées adoptent des brins fins parallèles pour une dissipation thermique favorable et une faible élévation de température sous charge nominale. Les brins se brisent séquentiellement pendant les failles pour équilibrer la résistance mécanique à la traction et la sensibilité de fusion ; pendant ce temps, la pré-tension du fil fusible verrouille le contact mobile du tube fusible.

3. Principe de conception de la tension mécanique (mécanisme d'abandon lié-)

Outre la conduction du courant et la fusion, l'élément fusible sert également de câble de tension mécanique.
 
Traversant tout le tube du fusible, le fusible est fixé sur les contacts mobiles supérieur et inférieur aux deux extrémités. Après l'opération de fermeture, la force de traction serre le contact mobile supérieur dans la boucle de contact statique en forme de bec de canard- et comprime les contacts à ressort pour maintenir la conduction du circuit.
 
Une fois que le fusible saute, la prétension-disparaît immédiatement, le ressort en bec de canard libère le contact et le tube du fusible s'incline vers le bas et tombe sous son propre-poids avec une inclinaison d'installation de 15 degrés à 30 degrés, formant une rupture d'isolation évidente.

4. Conception d'extinction d'arc assortie au tube fusible

Un arc électrique à haute-température pouvant atteindre 6 000 K se génère au moment de la fusion. Le tube fusible (fabriqué en papier d'acier rouge ou en papier produisant du gaz époxy -) se décompose et libère du H₂ et du CO₂ massifs sous une température d'arc élevée. Le gaz interne à haute -pression effectue un soufflage d'arc longitudinal pour éteindre l'arc au passage par zéro de fréquence de puissance-zéro-et éviter les dommages continus de brûlure d'arc à l'équipement et au corps du tube.

5. Théorie thermique de base

Conforme à la loi Joule-Lenz : \\(\\boldsymbol{Q=I^2Rt}\\)

Charge nominale : Génération de chaleur inférieure ou égale à la dissipation thermique, température de fonctionnement constante ;

Surcharge : la génération de chaleur dépasse la dissipation thermique, la température augmente progressivement pour déclencher une fusion retardée via un effet métallurgique ;

Court-circuit : le courant de surtension accumule de la chaleur instantanée pour vaporiser les cols étroits et réaliser une coupure instantanée.

 

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