恩彼邁跌落式熔斷器在電力系統(tǒng)中是保障安全的關(guān)鍵設備，于架空配電線路分支線和配電變壓器處，承擔著短路保護與投切任務。其開斷電流的過程涉及復雜的物理變化與精妙的結(jié)構(gòu)協(xié)同，對維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行意義重大。
當電力系統(tǒng)正常運行時，恩彼邁跌落式熔斷器的熔體承載著正常工作電流，此時熔絲管借助熔體的張緊力保持在合閘位置，動靜觸頭緊密接觸，電流順暢通過，為下游設備供電。一旦電路出現(xiàn)短路或過載故障，故障電流瞬間大幅增加，遠遠超過熔體的額定電流。根據(jù)電流的熱效應，過大的電流使熔體迅速發(fā)熱升溫，直至達到熔點熔斷。
熔體熔斷瞬間，電弧隨即產(chǎn)生。這是因為在熔體斷開的瞬間，電路中的電流不能瞬間消失，會在斷口處形成高溫、高導電的等離子體區(qū)域，即電弧。電弧的產(chǎn)生不僅伴隨著強光和高溫，還會持續(xù)導通電流，若不及時熄滅，可能引發(fā)電氣設備損壞甚至火災等嚴重事故。
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，形成強烈的縱吹氣流。這股強大的氣流如同高速 “氣刀”，作用于電弧，將電弧迅速拉長并冷卻。隨著電弧被拉長，其電阻增大，同時弧柱溫度降低，去游離作用增強，最終在電流過零時，電弧熄滅，實現(xiàn)開斷電流的功能。
不過，跌落式熔斷器開斷電流并非總是一帆風順。在開斷小電流時，電弧能量相對較小，在熔管內(nèi)產(chǎn)生的壓強不足，難以形成足夠強的氣吹效果，導致熄弧困難，影響開斷電流的可靠性。而在開斷大電流時，熔管內(nèi)壓強上升過快，可能超過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在管內(nèi)壓強以及重力的作用下朝著熔管末端運動。若熔管內(nèi)壓強較小，軟銅絞線運動距離短，會增大弧后斷口間重擊穿的風險，使電弧重燃，給電力作業(yè)帶來安全隱患。
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為應對這些挑戰(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排氣結(jié)構(gòu)，正常時上端封閉，開斷小故障電流時，形成單端排氣，維持管內(nèi)較高壓力以熄滅小電流電弧；開斷大故障電流時，上端被沖開，形成兩端排氣，降低管內(nèi)壓力，防止熔管因壓力過高而損壞，有效解決了開斷大小電流的矛盾。還有通過優(yōu)化熔管內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如增加內(nèi)壁燒蝕面積、設計特殊的凸起結(jié)構(gòu)等，提升電弧能量利用率，增強氣吹效果，提高跌落式熔斷器開斷電流的能力與穩(wěn)定性。
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