Cơ chế hoạt động của cầu chì

Định nghĩa về cầu chì

Cầu chì được định nghĩa là thiết bị đóng và mở các tiếp điểm điện để bảo vệ mạch khỏi các lỗi.

Do đó, cầu chì phải hoạt động đáng tin cậy mà không có bất kỳ sự chậm trễ nào. Để đảm bảo tính tin cậy này, cơ chế hoạt động phức tạp hơn so với vẻ bề ngoài. Khoảng cách và tốc độ của các tiếp điểm di chuyển trong quá trình đóng và mở là các tham số thiết kế quan trọng đối với cầu chì.

Khoảng cách giữa các tiếp điểm, khoảng cách di chuyển của tiếp điểm di chuyển và vận tốc của chúng được xác định bởi loại môi trường dập hồ quang, định mức dòng điện và điện áp của cầu chì.Quá trình hoạt động điển hình của cầu chì được thể hiện trong biểu đồ đường cong đặc trưng.

Trong biểu đồ, trục X đại diện cho thời gian theo miligiây và trục y đại diện cho khoảng cách theo millimét.

Tại thời điểm T0, dòng điện bắt đầu chảy qua cuộn đóng. Sau thời điểm T1, tiếp điểm di chuyển bắt đầu di chuyển hướng đến tiếp điểm cố định. Tại thời điểm T2, tiếp điểm di chuyển chạm vào tiếp điểm cố định. Tại thời điểm T3, tiếp điểm di chuyển đạt đến vị trí đóng. Thời gian (T3 – T2) là khoảng thời gian quá tải của hai tiếp điểm (di chuyển và cố định). Sau thời điểm T3, tiếp điểm di chuyển nảy lại một chút và sau đó trở lại vị trí đóng cố định, sau thời điểm T4.

Bây giờ chúng ta đến quy trình cắt. Tại thời điểm T5, dòng điện bắt đầu chảy qua cuộn cắt của cầu chì. Tại thời điểm T6, tiếp điểm di chuyển bắt đầu di chuyển ngược lại để mở các tiếp điểm. Sau thời điểm T7, tiếp điểm di chuyển cuối cùng tách rời khỏi tiếp điểm cố định. Thời gian (T7 – T6) là khoảng thời gian chồng lấp.

Bây giờ tại thời điểm T8, tiếp điểm di chuyển trở lại vị trí mở cuối cùng nhưng ở đây nó sẽ không ở vị trí nghỉ vì sẽ có một số dao động cơ học của tiếp điểm di chuyển trước khi đến vị trí nghỉ cuối cùng. Tại thời điểm T9, tiếp điểm di chuyển cuối cùng đến vị trí nghỉ. Điều này đúng cho cả cầu chì điều khiển tiêu chuẩn và từ xa.

Yêu cầu về Quy trình Mở Cầu Chì

Một cầu chì nên mở nhanh để hạn chế sự mài mòn của tiếp điểm và ngắt dòng điện lỗi kịp thời. Tuy nhiên, khoảng cách di chuyển của tiếp điểm di chuyển cũng được xác định bởi nhu cầu duy trì khoảng cách tiếp điểm đủ lớn để chịu đựng các ứng suất điện介质类型和电压等级。断路器的典型操作在特性曲线图中显示。 - 在图表中，X轴表示毫秒时间，Y轴表示毫米距离。 - 在时间T0时，电流开始流过闭合线圈。在时间T1之后，动触点开始向固定触点移动。在时间T2时，动触点接触固定触点。在时间T3时，动触点到达其闭合位置。T3 - T2是这两个触点（动触点和固定触点）的过载期。在时间T3之后，动触点会稍微反弹，然后再次回到其固定的闭合位置，在时间T4之后。 - 现在我们来看跳闸操作。在时间T5时，电流开始流过断路器的跳闸线圈。在时间T6时，动触点开始向后移动以打开触点。在时间T7之后，动触点最终脱离固定触点。时间（T7 - T6）是重叠期。 - 现在在时间T8时，动触点回到其最终的打开位置，但由于机械振动，它不会处于静止位置。在时间T9时，动触点最终到达其静止位置。这适用于标准和远程控制断路器。 ### 断路器开断操作要求 - 断路器应迅速开断以限制触点侵蚀并及时中断故障电流。然而，动触点的行程也由需要保持足够的触点间隙来承受正常介电应力和雷电冲击电压决定。 - 为了承载连续电流并在断路器中承受一段时间的电弧，必须使用两组并联触点：一组是始终由高导电材料（如铜）制成的主触点，另一组是由耐电弧材料（如钨或钼）制成的电弧触点，其导电性远低于主触点。 - 在断路器开断操作期间，主触点在电弧触点之前打开。然而，由于主触点和电弧触点电气路径的电阻和电感不同，需要一定的时间才能实现总电流换相，即从主触点到电弧触点分支。 - 因此，当动触点从闭合位置开始向打开位置移动时，触点间隙逐渐增加，经过一段时间后达到一个临界触点位置，这表明防止下一个电流零点后重新电弧所需的最小导电间隙。 - 剩余的行程仅用于维持触点间隙之间的足够介电强度和减速目的。 ### 断路器闭合操作要求 - 在断路器闭合操作期间，需要以下几点： - 动触点必须以足够的速度向固定触点移动，以防止预电弧现象。随着触点间隙减小，电弧可能在触点最终闭合之前就开始。 - 在触点闭合过程中，触点之间的介质被替换，因此在此断路器操作期间必须提供足够的机械功率以压缩灭弧室中的介电介质。 - 触及固定触点后，由于排斥力，动触点可能会反弹，这是不希望看到的。因此，必须提供足够的机械能量以克服由于故障闭合操作引起的排斥力。 - 在弹簧-弹簧机构中，通常在闭合操作期间对跳闸或开断弹簧进行充电。因此，还必须提供足够的机械能量以对开断弹簧进行充电。 以下是翻译成越南语的内容： ```html

Định nghĩa về cầu chì

Cầu chì được định nghĩa là thiết bị đóng và mở các tiếp điểm điện để bảo vệ mạch khỏi các lỗi.

Do đó, cầu chì phải hoạt động đáng tin cậy mà không có bất kỳ sự chậm trễ nào. Để đảm bảo tính tin cậy này, cơ chế hoạt động phức tạp hơn so với vẻ bề ngoài. Khoảng cách và tốc độ của các tiếp điểm di chuyển trong quá trình đóng và mở là các tham số thiết kế quan trọng đối với cầu chì.

Khoảng cách giữa các tiếp điểm, khoảng cách di chuyển của tiếp điểm di chuyển và vận tốc của chúng được xác định bởi loại môi trường dập hồ quang, định mức dòng điện và điện áp của cầu chì.Quá trình hoạt động điển hình của cầu chì được thể hiện trong biểu đồ đường cong đặc trưng.

Trong biểu đồ, trục X đại diện cho thời gian theo miligiây và trục y đại diện cho khoảng cách theo millimét.

Tại thời điểm T0, dòng điện bắt đầu chảy qua cuộn đóng. Sau thời điểm T1, tiếp điểm di chuyển bắt đầu di chuyển hướng đến tiếp điểm cố định. Tại thời điểm T2, tiếp điểm di chuyển chạm vào tiếp điểm cố định. Tại thời điểm T3, tiếp điểm di chuyển đạt đến vị trí đóng. Thời gian (T3 – T2) là khoảng thời gian quá tải của hai tiếp điểm (di chuyển và cố định). Sau thời điểm T3, tiếp điểm di chuyển nảy lại một chút và sau đó trở lại vị trí đóng cố định, sau thời điểm T4.

Bây giờ chúng ta đến quy trình cắt. Tại thời điểm T5, dòng điện bắt đầu chảy qua cuộn cắt của cầu chì. Tại thời điểm T6, tiếp điểm di chuyển bắt đầu di chuyển ngược lại để mở các tiếp điểm. Sau thời điểm T7, tiếp điểm di chuyển cuối cùng tách rời khỏi tiếp điểm cố định. Thời gian (T7 – T6) là khoảng thời gian chồng lấp.

Bây giờ tại thời điểm T8, tiếp điểm di chuyển trở lại vị trí mở cuối cùng nhưng ở đây nó sẽ không ở vị trí nghỉ vì sẽ có một số dao động cơ học của tiếp điểm di chuyển trước khi đến vị trí nghỉ cuối cùng. Tại thời điểm T9, tiếp điểm di chuyển cuối cùng đến vị trí nghỉ. Điều này đúng cho cả cầu chì điều khiển tiêu chuẩn và từ xa.

Yêu cầu về Quy trình Mở Cầu Chì

Một cầu chì nên mở nhanh để hạn chế sự mài mòn của tiếp điểm và ngắt dòng điện lỗi kịp thời. Tuy nhiên, khoảng cách di chuyển của tiếp điểm di chuyển cũng được xác định bởi nhu cầu duy trì khoảng cách tiếp điểm đủ lớn để chịu đựng các ứng suất điện thường xuyên và điện áp xung sét khi cầu chì mở.

Nhu cầu mang dòng điện liên tục và chịu đựng một khoảng thời gian hồ quang trong cầu chì, đòi hỏi phải sử dụng hai bộ tiếp điểm song song: một là tiếp điểm chính luôn được làm bằng vật liệu dẫn điện cao như đồng, và bộ kia là tiếp điểm hồ quang, được làm bằng vật liệu kháng hồ quang như vonfram hoặc molypden, có độ dẫn điện thấp hơn nhiều so với tiếp điểm chính.

Trong quá trình mở cầu chì, các tiếp điểm chính mở trước các tiếp điểm hồ quang. Tuy nhiên, do sự khác biệt về điện trở và cảm ứng của các đường dẫn điện của tiếp điểm chính và tiếp điểm hồ quang, cần một khoảng thời gian hữu hạn để đạt được sự chuyển đổi dòng điện hoàn toàn, tức là từ tiếp điểm chính sang nhánh tiếp điểm hồ quang.

Vì vậy, khi tiếp điểm di chuyển bắt đầu di chuyển từ vị trí đóng đến vị trí mở, khoảng cách giữa các tiếp điểm dần tăng lên và sau một thời gian, vị trí tiếp điểm tới giới hạn chỉ ra khoảng cách dẫn điện tối thiểu cần thiết để ngăn chặn tái hồ quang sau lần tiếp theo dòng điện về không.

Phần còn lại của hành trình chỉ cần để duy trì cường độ điện môi đủ giữa các khoảng cách tiếp điểm và mục đích giảm tốc.

Yêu cầu về Quy trình Đóng Cầu Chì

Trong quá trình đóng cầu chì, yêu cầu sau đây:

Tiếp điểm di chuyển phải di chuyển hướng đến tiếp điểm cố định với tốc độ đủ lớn để ngăn chặn hiện tượng hồ quang trước. Khi khoảng cách tiếp điểm giảm, hồ quang có thể bắt đầu trước khi tiếp điểm đóng hoàn toàn.

Trong quá trình đóng tiếp điểm, môi trường giữa các tiếp điểm được thay thế, do đó cần cung cấp đủ công suất cơ học trong quá trình này để nén môi trường điện môi trong buồng hồ quang.

Sau khi chạm vào tiếp điểm cố định, tiếp điểm di chuyển có thể nảy lại do lực đẩy, điều này không mong muốn. Do đó, cần cung cấp đủ năng lượng cơ học để khắc phục lực đẩy do quá trình đóng trên lỗi.

Trong cơ chế lò xo-lò xo, thường thì lò xo cắt hoặc mở được nạp trong quá trình đóng. Do đó, cần cung cấp đủ năng lượng cơ học để nạp lò xo mở.