Почему предохранители имеют максимальную отключающую способность?

Википедия сказала мне, что отключающая способность - это максимальный ток, который может безопасно прервать предохранитель. Я не понимаю, почему, если небольшой ток может перегореть предохранитель, больший ток не может. Если ток, превышающий отключающую способность, вызовет дугу, почему небольшой ток с таким же напряжением не будет?

fuses arc

— Мей си
источник

Я думаю, что это как-то связано с теплоемкостью предохранителя, а не с искрением, но я не уверен.

— Владимир Краверо

Если вы достаточно быстро добавите к плавкому предохранителю тепловую энергию, он может взорваться и выбросить горячие частицы во всех направлениях. Обычно это не желательно. Мощность пропорциональна I ^ 2. Таким образом, общая энергия может выйти из-под контроля довольно быстро, если ток увеличится. Утвержденные Агентством предохранители, используемые в батареях на лодках, обычно рассчитаны на 10000 Ампер. Когда вы думаете об этом, мы надеемся, что идея прерывания тока короткого замыкания на 10 000 ампер произойдет на вас каким-то образом. Номинальное значение прерывания предохранителя должно быть не меньше максимально возможного тока повреждения.

— mkeith

Ответы:

Чтобы уточнить ответ Neil_UK ...

При небольшой перегрузке провод плавкого предохранителя расплавится в своей самой слабой точке и оборвет ток.

При большей перегрузке дуга будет образовываться на концах оборванного провода. Эта дуга будет сохраняться до тех пор, пока больше проволоки не расплавится и промежуток не станет слишком длинным, чтобы выдержать дугу.

При массивной перегрузке провод испарится. Пары металла будут поддерживать дугу, проходящую по всей длине предохранителя. Эта дуга будет сохраняться до тех пор, пока ток не прервется, или предохранитель не сработает.

Сильноточные предохранители часто заполнены песком, чтобы помочь погасить дугу, и имеют твердые керамические тела, а не стекло, чтобы противостоять взрыву.

Приложение, после некоторых комментариев к вопросу и другого ответа.

В идеале, предохранитель должен быть рассчитан на разрыв максимального предполагаемого тока повреждения для цепи, которую он защищает. То есть, максимальный ток, который может протекать, если вы зафиксируете короткое замыкание на выходе предохранителя, принимая во внимание размер питающего трансформатора и всю проводку обратно к этому трансформатору.

Иногда это не практично, и вам приходится полагаться на предохранители, расположенные выше по течению, в самых экстремальных случаях короткого замыкания. Это может быть приемлемо, если вы знаете, что предохранитель на входе перегорит до того, как выход из строя выйдет из строя катастрофически.

— Саймон Б
источник

И на каком-то уровне физически больше, так что дуга должна будет охватывать больший зазор.

— vidarlo

Разве это не зависит от напряжения? Дуга будет образовываться только при достаточно высоком напряжении, не так ли? Предполагая, что предохранитель окружен воздухом, а не вакуумом, разве нельзя решить проблему, просто увеличив длину предохранителя, чтобы дуга не могла образоваться при ожидаемом напряжении?

— Vilx-

@ Vilx - Насколько я понимаю, для образования дуги через существующий зазор требуется минимальное (пробивное) напряжение. Причина в том, что воздух является изолятором, который должен разрушаться в первую очередь путем ионизации частей воздуха, что позволяет ему переходить в плазменное состояние (-> ярко) и становиться проводящим. В случае плавкого предохранителя начальный зазор очень мал и, таким образом, напряжение практически не требуется. Кроме того, зазор полон паров металла (и, возможно, горячего воздуха), который является очень проводящим. Теперь дуга сформировалась (хотя и очень мала), она может увеличить свою длину, испаряя края. Высокое напряжение не требуется.

— Йонас Шефер

@ Вилкс - Да. Вот почему предохранители также имеют максимальное номинальное напряжение - например, 250 В для небольших 20-мм картриджных предохранителей.

— Саймон Б

просто добавить 2 цента: для типичных стеклянных предохранителей 5x20 мм <10A при 250 В: типы с низкой отключающей способностью, имеют отключающую способность примерно в 10 раз больше номинального тока. Типы с высокой отключающей способностью обычно имеют отключающую способность 1500А. Для сравнения, предохранители HRC (высокая разрывная мощность) имеют разрывную способность, указанную на самом предохранителе, обычно более 80 000 А (> 80 кА)

— Pau Coma Ramirez

Я не понимаю, что если небольшой ток может перегореть предохранитель, почему больший ток не может.

Больший ток действительно расплавит провод предохранителя. Вопрос в том, что происходит после этого?

Если предохранитель слишком маленький, поэтому ток, который он пытается прервать, превышает его максимальный номинальный ток, то дуга может не погаснуть и продолжит работать в течение долгого времени после того, как она должна «сгореть». Предохранители часто содержат материалы для охлаждения и гашения дуги, например, песок. Если в него сбрасывается больше энергии, чем рассчитано, то оно не будет подавлено.

В более экстремальном режиме отказа предохранитель может взорваться физически.

— Neil_UK
источник

Ах! Но тогда этот предохранитель, скорее всего, не будет передавать ожидаемое количество тока в этом приложении? Или может быть! Лучший вопрос: есть ли примеры ситуаций, в которых предохранитель не может быть использован только из-за недостаточного параметра максимального тока отключения?

— Каз

В основном это происходит, когда вам нужно подать небольшую нагрузку из большого запаса. В идеале вы хотите, чтобы отключающая способность вашего предохранителя была больше, чем предполагаемый ток повреждения вашего источника питания, но, по крайней мере, вы хотите, чтобы он был значительно больше, чем номинальный ток следующего предохранителя / прерывателя на входе.

— Питер Грин

@Kaz. Например, большинство предохранителей, которые вы найдете в дешевых мультиметрах, не способны безопасно отключить ожидаемый ток, который протекает, если вы закоротите розетку. Плавкий предохранитель внутри моей более удачной лампы, вероятно, в 3 раза больше (по объему), довольно тяжелый (очевидно, он заполнен песком) и явно говорит, что может сломать 100 000 ампер.

— Мбриг

Если ваше оборудование не может отключить ток решительно, захватывающие вещи могут произойти в течение удивительно долгого времени

— RedGrittyBrick

@Sean Он загружается на них независимо от того, как вы спроектировали предохранитель. Что произойдет, если короткое замыкание перед вашим предохранителем?

— user253751

Скажем, у нас есть предохранитель на 13 А в вилке.

При <13 A постоянного тока - предохранитель не перегорит; это диапазон тока, который предохранитель может безопасно выдерживать в течение неопределенного времени

При 13-20 А постоянного тока перегрузки - предохранитель не перегорит, но окружающие детали в вилке могут перегреться

При постоянном токе перегрузки 22 А предохранитель перегорает от нескольких минут до нескольких часов; предохранитель 13 А сгорит при токе перегрузки примерно в 1,6 раза больше номинального тока

При 50 A постоянного тока перегрузки - предохранитель перегорит в течение 0,1-20 секунд

При 400 A тока короткого замыкания - предохранитель перегорит через <0,04 секунды

При 3000 А тока короткого замыкания - предохранитель сгорит мгновенно; Предохранитель на 13 А может безопасно перегореть до 6000 А, также известный как его отключающая способность

При токе повреждения> 6000 A - предохранитель может взорваться или вызвать опасную электрическую дугу

— reniz77
источник