Fusibles à haute capacité de rupture (HRC) : Conception, fonctionnement et applications
Fonctionnalité de base
Les fusibles HRC sont conçus pour conduire en toute sécurité les courants de court-circuit ou de défaut pendant une durée spécifiée. Si le défaut est éliminé dans ce laps de temps, l'élément du fusible reste intact ; sinon, il fond pour interrompre le circuit. Logé dans un conteneur hermétique, l'élément est protégé des facteurs environnementaux tout en permettant une extinction efficace de l'arc.
Caractéristique inverse de temps
Les fusibles HRC présentent une relation inverse de temps cruciale :
Défauts de grande ampleur : Déclenchent une fusion rapide (temps de déclenchement court) en raison d'un chauffage Joule intense.
Défauts de faible ampleur : Résultent en une fusion plus lente (temps de déclenchement plus long), permettant la coordination avec d'autres dispositifs de protection.
Mécanisme d'extinction de l'arc
En cas de défaut :
L'élément du fusible fond, créant un arc.
Le boîtier, rempli de sable de quartz ou d'autres poudres inertes, réagit avec le métal vaporisé pour former un plasma de haute résistance.
Ce plasma dissipe rapidement l'énergie de l'arc, empêchant la reprise et assurant une interruption sûre du circuit.
Fusible HRC HV de type cartouche
Caractéristiques de conception :
Élément en forme d'anneau : Enroulé pour éliminer le décharge de corona, un phénomène de haute tension causant une perte d'énergie et des interférences.
Configuration à double élément (certains modèles) :
Chemin de courant normal : Un élément en cuivre ou en argent de faible résistance gère les charges en état stable.
Chemin de courant de défaut : Un élément parallèle en tungstène, optimisé pour une haute résistance et un point de fusion élevé, assure une réponse rapide aux courts-circuits.
Atténuation de la corona : La forme torique équilibre les champs électriques, minimisant l'ionisation et améliorant les performances dans les environnements de haute tension.
Fusible HRC HV de type liquide
Applications :
Construction
Boîtier en tube de verre : Rempli de tétrachlorure de carbone, un liquide non conducteur doté d'excellentes propriétés d'extinction d'arc.
Positionnement de l'élément : L'élément du fusible est immergé dans le liquide, avec une extrémité scellée et l'autre connectée via un fil en bronze phosphoreux.
Suppression de l'arc : À la fusion, l'élément décompose le liquide en gaz non conducteurs, éteignant rapidement l'arc et dissipant la chaleur. Cette conception excelle dans les scénarios de défaut à haute énergie, surpassant les fusibles à sec.
Protection de secours pour disjoncteurs
Les fusibles HRC de type liquide servent de protecteurs de secours pour les disjoncteurs, augmentant leur capacité de coupure de court-circuit. En cas de défaut dépassant la capacité de coupure du disjoncteur, le fusible interrompt rapidement le courant, évitant les dommages au disjoncteur et aux équipements en aval. Cette conception coopérative garantit une protection fiable dans les systèmes de haute puissance.
Avantages et limites
Principaux avantages :
Réponse précise aux défauts : Interruption fiable sur une large gamme de courants.
Sécurité : Les enveloppes hermétiques préviennent les risques explosifs et l'arcing externe.
Compatibilité avec les tensions élevées : Des conceptions spécialisées répondent aux défis de haute tension tels que la corona et la stabilité de l'arc.
Limites
Usage unique : Nécessite un remplacement après utilisation.
Sensibilité environnementale : Les fusibles de type liquide peuvent nécessiter une compensation de température, et les fusibles de type cartouche nécessitent des inspections périodiques.
En résumé, les fusibles HRC sont indispensables pour la protection des systèmes électriques, combinant la science avancée des matériaux et l'ingénierie pour offrir une interruption rapide et fiable des défauts dans diverses applications électriques.
