퓨즈 요소는 다음을 기반으로 정확한 퓨즈를 달성합니다.줄(Joule) 열 효과 및 야금 효과, 퓨즈 튜브 내부의 가스 생성을 통한 아크 소멸 및 기계적 중력 트리핑이라는 세 가지 핵심 설계 논리와 조화를 이룹니다. 정격 전류 전달 용량, 과부하 시 퓨즈 지연, 순간 단락 차단-, 인장력에 의한 기계적 래칭 등 4가지 기능 요구 사항을 충족합니다.
1. 재료의 설계 원리(핵심: 금속학적 효과)
기존의 퓨즈 요소는 주로 다음과 같이 만들어집니다.주석 도금 구리선 또는 은-구리 복합 합금. 저-융점-주석은 구리와 공융 합금을 형성하여 등급별 융합을 실현합니다.
주석도금동 퓨즈소자(일반형)
구리 기판은 외부 주석 도금으로 녹는점 1083도(융점: 232도)를 갖습니다. 과부하가 걸리면 주석이 먼저 녹아 구리에 침투하여 저-녹는 구리-주석 합금(415도)을 형성합니다. 이 합금은 순수 구리의 융점보다 훨씬 낮은 약간의 과부하 하에서 천천히 융합됩니다. 심한 단락-전류가 흐르면 소자 전체가 과열되어 순간적으로 파손됩니다.은-구리 합금 퓨즈 요소(빠른-차단 유형)
은-구리 공융 합금은 778도에서 녹으며 용융 범위가 좁고 내산화성이 안정적입니다. 그 단면은 -장기 서비스 동안 변경되지 않고-변압기 단락 보호를 위해 밀리초-레벨 차단을 완료할 수 있습니다.-
설계 목표: 연속 정격 전류에서 퓨즈가 발생하지 않습니다. 정격 과부하의 1.3배에서 퓨즈 지연; 단락-회로 오류 시 순간 차단, 암페어-2차 보호 특성 곡선과 일치합니다.
2. 구조 설계 원리(좁은-목 전류-융착 제한)
가변 단면-좁은-목 구조
퓨즈 본체에는 정밀하게 축소된-직경 노치(좁은 목)가 가공되어 있습니다. 이러한 좁은 섹션은 더 높은 저항을 전달하고 과전류 시 우선적으로 녹도록 열을 집중시켜 고정-점 융합을 실현하고 융합 허용 오차를 ±5% 이내로 제한합니다.다중-가닥 복합 구조
대용량-전류 사양은 정격 부하 시 유리한 방열과 낮은 온도 상승을 위해 병렬 미세 연선을 채택합니다. 기계적 인장 강도와 융합 감도의 균형을 맞추기 위해 결함이 있는 동안 가닥이 순차적으로 끊어집니다. 한편, 퓨즈 와이어의 장력은-퓨즈 튜브의 이동 가능한 접점을 잠급니다.
3. 기계적 장력 설계 원리(링크된 드롭-아웃 메커니즘)
전류 전도 및 퓨즈 외에도 퓨즈 요소는 기계적 장력 케이블 역할도 합니다. 전체 퓨즈 튜브를 통과하는 퓨즈는 양쪽 끝의 상단 및 하단 이동 접점에 고정됩니다. 폐쇄 작업 후 인장력은 상부 이동 접점을 덕빌- 모양의 정적 접점 버클에 고정하고 스프링 접점을 압축하여 회로 전도를 유지합니다. 퓨즈가 끊어지면 예{0}}장력이 즉시 사라지고 덕빌 스프링이 접점을 해제하며 퓨즈 튜브가 아래로 기울어지고 자체 무게에 의해 15도~30도의 설치 경사로 떨어지면서 확실한 절연 브레이크가 형성됩니다.
4. 퓨즈 튜브와 아크 소멸 설계의 일치
융합 순간에 최대 6000K의 고온-전기 아크가 생성됩니다. 퓨즈 튜브(적색 강철 종이 또는 에폭시 가스-생성 종이로 제작)는 높은 아크 온도에서 분해되어 대량의 H2와 CO2를 방출합니다. 고압-압력 내부 가스는 종방향 아크 송풍을 수행하여 전력-주파수 0-교차 시 아크를 소멸하고 장비 및 튜브 본체에 대한 지속적인 아크 연소 손상을 방지합니다.
5. 기본 열 이론
줄-렌츠 법칙 준수: \\(\\boldsymbol{Q=I^2Rt}\\)
정격 부하: 열 발생 열 방출 이하, 일정한 작동 온도;
과부하: 열 생성이 열 방출을 초과하고 온도가 점차 상승하여 야금 효과를 통해 지연된 융합을 유발합니다.
단락: 서지 전류는 순간적인 열을 축적하여 좁은 목을 기화시키고 순간 차단을 완료합니다.
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