Τι είναι οι πυρήνες χαμηλής τάσης;

Ένα σφήνιο είναι ένα συστηματικό στοιχείο που διακόπτει ή ανοίγει έναν κύκλωμα με την οξέτρωση του στοιχείου του όταν ο ρεύστης στο κύκλωμα υπερβαίνει μια συγκεκριμένη τιμή. Τα σφήνια χωρίζονται κυρίως σε δύο τύπους: σφήνια υψηλής τάσης και σφήνια χαμηλής τάσης. Τα σφήνια χαμηλής τάσης μπορούν να χωριστούν περαιτέρω σε δύο υποτύπους: εν μέρει κλειστά ή αναδιαμορφώσιμα σφήνια και πλήρως κλειστά καρτούλες σφήνιων.

Αναδιαμορφώσιμα σφήνια

Τα αναδιαμορφώσιμα σφήνια, γνωστά και ως kit-kat σφήνια, χρησιμοποιούνται ευρέως σε οικιακά κατανομικά κύκλωματα και σε κύκλωματα μικρού ρεύστη. Αυτά τα σφήνια διαθέτουν βάση από πορσελάνη με σταθερές επαφές, μέσω των οποίων συνδέονται οι ζωντανές φάσεις. Το στοιχείο φορτία του σφήνιου, ένα ανεξάρτητο στοιχείο, μπορεί να εισαχθεί εύκολα στη βάση ή να αφαιρεθεί από αυτή.

Το στοιχείο σφήνιου είναι συνήθως κατασκευασμένο από μολύβδιο, κασσίτερο, χαλκό ή σύνθεση κασσίτερου-μολυβδίου. Ο ρεύστης που απαιτείται για την οξέτρωση του στοιχείου σφήνιου είναι συνήθως διπλάσιος του φυσιολογικού λειτουργικού ρεύστη. Όταν χρησιμοποιούνται πολλαπλά (περισσότερα από δύο ή τρία) στοιχεία σφήνιου, πρέπει να είναι αρκετά αποστημένα. Το παράγοντας μείωσης του στοιχείου σφήνιου κυμαίνεται από 0,7 έως 0,8. Σε περίπτωση λάθους, το στοιχείο σφήνιου οξετρώνεται, διακόπτοντας το κύκλωμα.

Μετά την οξέτρωση του στοιχείου σφήνιου, μπορεί να αφαιρεθεί και να αντικατασταθεί με ένα νέο. Εισάγοντας το σφήνιο ξανά στη βάση, μπορεί να επαναφερθεί η ηλεκτρική προμήθεια. Τα αναδιαμορφώσιμα σφήνια προσφέρουν το πλεονέκτημα της ασφαλούς αντικατάστασης του στοιχείου σφήνιου με ελάχιστο κόστος.

Ωστόσο, τα αναδιαμορφώσιμα σφήνια έχουν επίσης μερικά μειονεκτήματα:

• Αναξιόπιστη λειτουργία: Η επιλογή ενός κατάλληλα διαστάσεων στοιχείου είναι κρίσιμη για την ορθή λειτουργία του σφήνιου. Το στοιχείο μπορεί να φθάνει λόγω οξείδωσης, η οποία προκαλείται από τη συνεχή θέρμανση.

• Χαμηλή δυνατότητα διαρρήξεως: Η δυνατότητα διαρρήξεως των αναδιαμορφώσιμων σφηνίων είναι περιορισμένη. Για παράδειγμα, ένα σφήνιο με φυσιολογική δυνατότητα ρεύστη 16A μπορεί να έχει δυνατότητα διαρρήξεως 2kA, ενώ ένα σφήνιο 200A μπορεί να έχει δυνατότητα διαρρήξεως 4kA.

• Αργή ταχύτητα λειτουργίας: Αυτά τα σφήνια έχουν μεγάλο χρόνο οξείδωσης και δεν διαθέτουν επιπλέον μέσα για την εξαφάνιση του τόξου.

• Ρίσκο πυρκαγιάς: Η δυνατότητα αναδιαμόρφωσης μπορεί να οδηγήσει στη χρήση φθηνών καλωδίων για την προστασία των συσκευών από σύντομες συνδέσεις και υπερφόρτωση, αυξάνοντας το ρίσκο πυρκαγιάς.

Κλειστά ή καρτούλες σφήνιων

Στα κλειστά ή καρτούλες σφήνιων, το στοιχείο σφήνιου είναι στεγασμένο μέσα σε ένα σφραγισμένο δοχείο, κρατούμενο σε θέση από μεταλλικές επαφές. Αυτά τα σφήνια χωρίζονται περαιτέρω σε D-τύπους και link types. Τα link type cartridge fuses μπορούν να χωριστούν σε knife blade ή bolted designs.

D - Types Cartridge Fuse

Τα D - types cartridge fuses δεν είναι ανταλλάξιμα. Τα κύρια συστατικά αυτού του σφηνίου περιλαμβάνουν τη βάση σφήνιου, το αντλιοδέσμιο, την καρτούλα και το καπάκι σφήνιου. Η καρτούλα περνά μέσα στο καπάκι, το οποίο συνδέεται με τη βάση. Το στοιχείο σφήνιου έρχεται σε επαφή με την κορυφή της βάσης, ολοκληρώνοντας το κύκλωμα μέσω του συνδέσμου σφήνιου.

Οι τυπικές τιμές των σφηνίων περιλαμβάνουν 6, 16, 32, και 63 αμπέρ. Η δυνατότητα διαρρήξεως των στοιχείων σφήνιου είναι 4kA για 2A και 4A σφήνια, και 16kA για 6A ή 63A σφήνια. Αυτός ο τύπος σφήνιου δεν έχει αναφερθεί μειονεκτήματα και προσφέρει υψηλά αξιόπιστη λειτουργία.

Link Type Cartridge or High Rupturing Capacity (HRC) Fuses

Η πλαίσιο του σφήνιου κατασκευάζεται από steatite (μια πολυστική ουσία) ή κεραμικά υλικά, επιλεγμένα για την εξαιρετική τους μηχανική αντοχή. Καπάκια από χάλυβα ασφαλίζουν το στοιχείο σφήνιου μέσα στο κεραμικό σώμα, συνδεόμενα με ειδική δύναμη για να αντέξουν υψηλή εσωτερική πίεση κατά τη διάρκεια συνθηκών λάθους.

Οι επαφές στα άκρα είναι συνδεδεμένες με τα μεταλλικά καπάκια, διασφαλίζοντας σταθερή ηλεκτρική σύνδεση. Το χώρο μεταξύ του στοιχείου σφήνιου και του σώματος της καρτούλας είναι γεμάτος με πούδρα κρύσταλλου, η οποία λειτουργεί ως μέσο κατάρρευσης του τόξου. Αυτή η πούδρα απορροφά τη θερμότητα που παράγεται από τους ρεύστες σύντομης σύνδεσης, μετατρέποντάς την σε υψηλή αντίσταση, που περιορίζει την επαναφορά της τάσης και επιταχύνει την εξαφάνιση του τόξου, ενισχύοντας τη δυνατότητα διαρρήξεως και την αξιοπιστία του σφήνιου.

Το στοιχείο σφήνιου κατασκευάζεται από αργυρό ή χάλυβα και συνδέεται μέσω ένωσης ασήμι, η οποία ρυθμίζει τη θερμοκρασία του σφήνιου κατά τη διάρκεια συνθηκών σύντομης σύνδεσης. Το αργυρό έχει σημείο οξέτρωσης 980°C, ενώ το ασήμι 240°C. Κατά τη διάρκεια ενός συστημικού λάθους, ο ρεύστης σύντομης σύνδεσης πρώτα περνά μέσω της ένωσης ασήμι, περιορίζοντας την ροή του ρεύστη μέσω του στοιχείου αργυρού.

Το παράγοντας σφήνιου του link fuse είναι 1,45, αν και κάποια ειδικά σφήνια μπορεί να έχουν χαμηλότερο παράγοντα 1,2. Συνηθισμένοι τύποι περιλαμβάνουν knife-blade και bolted designs.