ทำไมฟิวส์ถึงมีขีดความสามารถแตกหักสูงสุด?

วิกิพีเดียบอกฉันว่าความจุทำลายเป็นกระแสสูงสุดที่ฟิวส์ถูกขัดจังหวะได้อย่างปลอดภัย ฉันไม่เข้าใจว่าทำไมถ้ากระแสขนาดเล็กสามารถระเบิดฟิวส์กระแสที่ใหญ่กว่าไม่สามารถ หากกระแสไฟฟ้าที่ใหญ่กว่าความสามารถในการแตกหักจะทำให้เกิดอาร์คทำไมไฟฟ้ากระแสสลับขนาดเล็กที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากันจะไม่เกิดขึ้น?

fuses arc

— เหม่ยซิ
แหล่งที่มา

ฉันคิดว่ามันมีบางอย่างเกี่ยวกับความสามารถในการระบายความร้อนของฟิวส์และไม่เกิดขึ้น แต่ฉันไม่แน่ใจ

— Vladimir Cravero

หากคุณเพิ่มพลังงานความร้อนมากพอที่ฟิวส์จะเร็วพอมันสามารถระเบิดได้ทางกายภาพและขับอนุภาคร้อนในทุกทิศทาง โดยปกติแล้วสิ่งนี้ไม่เป็นที่ต้องการ พลังงานเป็นสัดส่วนกับ I ^ 2 ดังนั้นพลังงานทั้งหมดสามารถหลุดพ้นจากมือได้อย่างรวดเร็วหากกระแสไฟฟ้าพุ่งขึ้น ฟิวส์ที่ได้รับการอนุมัติจากหน่วยงานที่ใช้ในธนาคารแบตเตอรี่บนเรือมักได้รับการจัดอันดับ 10,000 แอมป์ เมื่อคุณคิดถึงมันหวังว่าแนวคิดของการขัดจังหวะกระแสไฟฟ้าผิด 10,000 แอมป์จะทำให้คุณประทับใจในบางแบบ ระดับการขัดจังหวะของฟิวส์จะต้องมีขนาดใหญ่เท่ากับกระแสไฟฟ้าผิดปกติที่ใหญ่ที่สุด

— mkeith

คำตอบ:

เพื่ออธิบายรายละเอียดเล็กน้อยเกี่ยวกับคำตอบของ Neil_UK ...

ที่มากเกินพอลวดฟิวส์จะละลายที่จุดอ่อนที่สุดและแตกกระแส

ที่โอเวอร์โหลดขนาดใหญ่อาร์คจะเกิดขึ้นที่ปลายของลวดหัก ส่วนโค้งนี้จะคงอยู่จนกว่าลวดจะละลายมากขึ้นและช่องว่างยาวเกินกว่าที่จะคงส่วนโค้งไว้ได้

ที่มากเกินไปลวดจะกลายเป็นไอ ไอโลหะจะรองรับส่วนโค้งที่วิ่งตลอดความยาวของฟิวส์ ส่วนโค้งนี้จะยังคงอยู่จนกว่าจะมีอย่างใดอย่างหนึ่งแตกกระแสหรือฟิวส์ไปปัง

ฟิวส์กระแสสูงมักจะถูกเติมด้วยทรายเพื่อช่วยในการดับอาร์คและมีตัวเซรามิกอย่างหนักแทนที่จะเป็นแก้วเพื่อต้านทานการระเบิด

ภาคผนวกหลังจากความคิดเห็นเกี่ยวกับคำถามและคำตอบอื่น ๆ

ตามหลักการแล้วฟิวส์ควรได้รับการจัดอันดับเพื่อแยกความผิดที่เป็นไปได้สูงสุดในปัจจุบันสำหรับวงจรที่กำลังป้องกัน นั่นคือกระแสสูงสุดที่สามารถไหลได้หากคุณใส่กระแสไฟฟ้าลัดวงจรเอาท์พุทของฟิวส์โดยคำนึงถึงขนาดของหม้อแปลงจ่ายไฟและสายเคเบิลทั้งหมดกลับไปที่หม้อแปลง

บางครั้งมันไม่สามารถใช้งานได้และคุณต้องพึ่งพาฟิวส์ต้นน้ำที่ระเบิดในกรณีลัดวงจรที่รุนแรงที่สุด นั่นเป็นเรื่องที่ยอมรับได้ถ้าคุณรู้ว่าฟิวส์ต้นน้ำจะระเบิดก่อนที่กระแสน้ำจะล้มเหลว

— Simon B
แหล่งที่มา

และในระดับหนึ่งที่ใหญ่กว่าทางกายภาพดังนั้นอาร์คจะต้องขยายช่องว่างที่กว้างขึ้น

— vidarlo

สิ่งนี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าด้วยหรือไม่ ส่วนโค้งจะเกิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงพอหรือไม่? สมมติว่าฟิวส์ล้อมรอบด้วยอากาศแทนที่จะเป็นสูญญากาศไม่สามารถแก้ไขปัญหาได้ง่ายๆโดยการทำให้ฟิวส์ยาวขึ้นเพื่อให้อาร์คไม่สามารถเกิดขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าที่คาดไว้ได้?

— Vilx-

@ Vilx- ความเข้าใจของฉันคือต้องการแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำ (การสลาย) เพื่อสร้างส่วนโค้งข้ามช่องว่างที่มีอยู่ เหตุผลก็คืออากาศเป็นฉนวนและจำเป็นต้องสลายตัวก่อนโดยการทำให้ไอออไนซ์บางส่วนของอากาศปล่อยให้มันเข้าสู่สถานะพลาสมา (-> สว่าง) และนำไฟฟ้าได้ ในกรณีของฟิวส์ละลายช่องว่างเริ่มต้นมีขนาดเล็กมากและแทบไม่จำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้า นอกจากนี้ช่องว่างที่เต็มไปด้วยไอโลหะ (และอาจเป็นอากาศร้อน) เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามาก ตอนนี้อาร์คได้เกิดขึ้นแล้ว (แม้ว่าจะเล็กมาก) ก็สามารถขยายความยาวได้โดยการทำให้เป็นขอบไอ ไม่จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าแรงสูง

— Jonas Schäfer

@ Vilx- ใช่ นั่นเป็นสาเหตุที่ฟิวส์มีระดับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดเช่น 250V สำหรับฟิวส์ขนาด 20 มม.

— Simon B

เพียงแค่เพิ่ม 2 เซ็นต์: สำหรับฟิวส์ทั่วไปขนาด 5x20 มม. <10A @ 250V: ประเภทกำลังการแตกต่ำมีความสามารถในการแตกหักประมาณ 10 เท่าของกระแสที่กำหนด ประเภทกำลังการทำลายสูงมีความจุแตกหักเป็น 1500A ในการเปรียบเทียบ HRC (ความสามารถในการแตกสูง) มีความสามารถในการแตกหักที่ระบุไว้ในฟิวส์เองโดยทั่วไปแล้วจะมากกว่า 80,000 A (> 80kA)

— Pau Coma Ramirez

ฉันไม่เข้าใจว่าถ้ากระแสขนาดเล็กสามารถระเบิดฟิวส์ทำไมกระแสที่ใหญ่กว่าไม่สามารถทำได้

กระแสที่ใหญ่กว่าจะละลายลวดฟิวส์ คำถามคือจะเกิดอะไรขึ้นหลังจากนั้น

หากฟิวส์มีขนาดเล็กเกินไปดังนั้นกระแสที่พยายามจะขัดจังหวะอยู่เหนือระดับสูงสุดในปัจจุบันดังนั้นอาร์คอาจจะไม่ดับและยังคงทำต่อไปเป็นเวลานานหลังจากที่มันควรจะ 'เป่า' ฟิวส์มักจะมีวัสดุเพื่อทำให้เย็นและดับอาร์ค, ทรายเป็นต้น หากพลังงานถูกทิ้งลงไปมากกว่าที่มันออกแบบมาเพื่อดับแล้วมันจะไม่ดับ

ในโหมดความล้มเหลวที่รุนแรงมากขึ้นฟิวส์อาจระเบิดได้

— Neil_UK
แหล่งที่มา

อา! แต่แล้วฟิวส์นั้นก็ไม่น่าจะมีกระแสคาดการณ์ในแอพพลิเคชั่นนั้น? หรือบางทีมันจะ! คำถามที่ดีกว่า: จะมีตัวอย่างของสถานการณ์ที่ฟิวส์ไม่สามารถใช้เพียงเนื่องจากสูงสุดไม่เพียงพอที่จะหมดพารามิเตอร์ปัจจุบันหรือไม่?

— Kaz

โดยทั่วไปจะเกิดขึ้นเมื่อคุณต้องการป้อนอาหารปริมาณน้อยออกจากแหล่งจ่ายขนาดใหญ่ คุณต้องการให้ความสามารถในการแตกหักของฟิวส์ของคุณใหญ่กว่าความผิดที่คาดหวังในปัจจุบันของอุปทานของคุณ แต่อย่างน้อยที่สุดคุณต้องการให้มันมีขนาดใหญ่กว่าคะแนนปัจจุบันของฟิวส์ / ตัวตัดกระแสถัดไปอย่างมีนัยสำคัญ

— Peter Green

@Kaz เป็นตัวอย่างฟิวส์ส่วนใหญ่ที่คุณพบในมัลติมิเตอร์ราคาถูกนั้นไม่สามารถทำลายกระแสไฟฟ้าที่คาดว่าจะไหลได้อย่างปลอดภัยหากคุณเสียบปลั๊กไฟสั้นลง ฟิวส์ในพยาธิใบไม้ที่ดีกว่าของฉันน่าจะเป็น 3 เท่าของขนาด (เป็นปริมาตร) ค่อนข้างหนัก

— mbrig

หากอุปกรณ์ของคุณไม่ตัดการเชื่อมต่อกระแสอย่างเด็ดขาดสิ่งที่น่าตื่นเต้นสามารถเกิดขึ้นได้เป็นเวลานานอย่างน่าทึ่ง

— RedGrittyBrick

@Sean มันลดจำนวนลงไม่ว่าคุณจะออกแบบฟิวส์ของคุณอย่างไร จะเกิดอะไรขึ้นถ้าชอร์ตต่อหน้าฟิวส์ของคุณ

— user253751

สมมติว่าเรามีฟิวส์ 13 A ในปลั๊ก

ที่ <13 A ของกระแสต่อเนื่อง - ฟิวส์จะไม่ระเบิด นี่คือช่วงของกระแสที่ฟิวส์สามารถจัดการได้อย่างปลอดภัยเป็นระยะเวลาไม่ จำกัด

ที่ 13-20 A ของกระแสไฟฟ้าเกินอย่างต่อเนื่อง - ฟิวส์จะไม่ระเบิด แต่ชิ้นส่วนโดยรอบในปลั๊กอาจร้อนเกินไป

ที่ 22 A ของกระแสไฟฟ้าเกินอย่างต่อเนื่อง - ฟิวส์จะระเบิดภายในไม่กี่นาทีถึงชั่วโมง ฟิวส์ 13 A จะระเบิดที่กระแสเกินพิกัดประมาณ 1.6 เท่าของพิกัดกระแส

ที่ 50 A ของกระแสไฟฟ้าเกินอย่างต่อเนื่อง - ฟิวส์จะระเบิดภายใน 0.1-20 วินาที

ที่กระแส 400 A ของความผิดพลาด - ฟิวส์จะระเบิดใน <0.04 วินาที

ที่กระแส 3000 A ความผิด - ฟิวส์จะระเบิดทันที 13 ฟิวส์สามารถระเบิดได้อย่างปลอดภัยสูงถึง 6000 A หรือที่เรียกว่าความสามารถในการแตกหัก

ที่> 6000 A ของกระแสไฟฟ้าผิด - ฟิวส์อาจระเบิดหรือทำให้เกิดอาร์คไฟฟ้าที่อันตราย

— reniz77
แหล่งที่มา