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恩彼邁跌落式熔斷器在電力系統(tǒng)中是保障安全的關(guān)鍵設(shè)備，于架空配電線路分支線和配電變壓器處，承擔(dān)著短路保護(hù)與投切任務(wù)。其開斷電流的過(guò)程涉及復(fù)雜的物理變化與精妙的結(jié)構(gòu)協(xié)同，對(duì)維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行意義重大。
當(dāng)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，恩彼邁跌落式熔斷器的熔體承載著正常工作電流，此時(shí)熔絲管借助熔體的張緊力保持在合閘位置，動(dòng)靜觸頭緊密接觸，電流順暢通過(guò)，為下游設(shè)備供電。一旦電路出現(xiàn)短路或過(guò)載故障，故障電流瞬間大幅增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)熔體的額定電流。根據(jù)電流的熱效應(yīng)，過(guò)大的電流使熔體迅速發(fā)熱升溫，直至達(dá)到熔點(diǎn)熔斷。
熔體熔斷瞬間，電弧隨即產(chǎn)生。這是因?yàn)樵谌垠w斷開的瞬間，電路中的電流不能瞬間消失，會(huì)在斷口處形成高溫、高導(dǎo)電的等離子體區(qū)域，即電弧。電弧的產(chǎn)生不僅伴隨著強(qiáng)光和高溫，還會(huì)持續(xù)導(dǎo)通電流，若不及時(shí)熄滅，可能引發(fā)電氣設(shè)備損壞甚至火災(zāi)等嚴(yán)重事故。
為熄滅電弧，跌落式熔斷器主要依靠自身結(jié)構(gòu)和材料特性。熔管作為核心部件，其內(nèi)部構(gòu)造至關(guān)重要。熔管通常由內(nèi)層消弧管和外層保護(hù)管組成。消弧管一般采用能在電弧高溫作用下分解產(chǎn)氣的材料，如纖維質(zhì)材料。當(dāng)電弧產(chǎn)生，消弧管受電弧灼熱，迅速分解出大量高分子氣體。這些氣體在封閉的熔管內(nèi)迅速積聚，使管內(nèi)壓力急劇升高。由于熔管上端封閉或設(shè)有特殊的釋壓結(jié)構(gòu)，高壓氣體只能沿著管道向下端噴出，形成強(qiáng)烈的縱吹氣流。這股強(qiáng)大的氣流如同高速 “氣刀”，作用于電弧，將電弧迅速拉長(zhǎng)并冷卻。隨著電弧被拉長(zhǎng)，其電阻增大，同時(shí)弧柱溫度降低，去游離作用增強(qiáng)，最終在電流過(guò)零時(shí)，電弧熄滅，實(shí)現(xiàn)開斷電流的功能。
不過(guò)，跌落式熔斷器開斷電流并非總是一帆風(fēng)順。在開斷小電流時(shí)，電弧能量相對(duì)較小，在熔管內(nèi)產(chǎn)生的壓強(qiáng)不足，難以形成足夠強(qiáng)的氣吹效果，導(dǎo)致熄弧困難，影響開斷電流的可靠性。而在開斷大電流時(shí)，熔管內(nèi)壓強(qiáng)上升過(guò)快，可能超過(guò)熔管材料的承受極限，致使熔管炸裂，造成開斷失敗。此外，熔體熔斷之后，連接熔體的軟銅絞線會(huì)在管內(nèi)壓強(qiáng)以及重力的作用下朝著熔管末端運(yùn)動(dòng)。若熔管內(nèi)壓強(qiáng)較小，軟銅絞線運(yùn)動(dòng)距離短，會(huì)增大弧后斷口間重?fù)舸┑娘L(fēng)險(xiǎn)，使電弧重燃，給電力作業(yè)帶來(lái)安全隱患。
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為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，恩彼邁研發(fā)人員不斷創(chuàng)新。部分跌落式熔斷器采用逐級(jí)排氣結(jié)構(gòu)，正常時(shí)上端封閉，開斷小故障電流時(shí)，形成單端排氣，維持管內(nèi)較高壓力以熄滅小電流電?。婚_斷大故障電流時(shí)，上端被沖開，形成兩端排氣，降低管內(nèi)壓力，防止熔管因壓力過(guò)高而損壞，有效解決了開斷大小電流的矛盾。還有通過(guò)優(yōu)化熔管內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如增加內(nèi)壁燒蝕面積、設(shè)計(jì)特殊的凸起結(jié)構(gòu)等，提升電弧能量利用率，增強(qiáng)氣吹效果，提高跌落式熔斷器開斷電流的能力與穩(wěn)定性。
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