Thời gian vận hành và cắt mạch của cầu chì

Chức năng chính của cầu chì điện là cung cấp việc mở và đóng các tiếp điểm dẫn điện. Mặc dù điều này có vẻ rất đơn giản. Tuy nhiên, chúng ta nên nhớ rằng, một cầu chì thường ở vị trí đóng trong phần lớn thời gian sử dụng. Rất ít khi cầu chì được yêu cầu hoạt động để mở và đóng các tiếp điểm.

Do đó, hoạt động của cầu chì phải rất đáng tin cậy mà không có bất kỳ sự chậm trễ hay trì hoãn nào. Để đạt được độ tin cậy này, cơ chế vận hành của cầu chì trở nên phức tạp hơn so với những gì ban đầu nghĩ.

Khoảng cách di chuyển giữa các tiếp điểm và tốc độ di chuyển của tiếp điểm di động trong quá trình hoạt động, là các tham số quan trọng nhất cần xem xét khi thiết kế cầu chì.

Khoảng cách tiếp điểm, khoảng cách di chuyển của tiếp điểm di động và tốc độ của chúng được xác định bởi loại môi trường dập hồ quang, dòng điện và điện áp định mức của cầu chì.
Đường cong đặc trưng hoạt động điển hình của cầu chì được hiển thị trong biểu đồ dưới đây.
Tại biểu đồ, trục X đại diện cho thời gian tính bằng mili giây và trục y đại diện cho khoảng cách tính bằng mili mét.

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

Bây giờ chúng ta đến với hoạt động cắt. Giả sử tại thời điểm T5 dòng điện bắt đầu chảy qua cuộn dây cắt của cầu chì. Tại thời điểm T6 tiếp điểm di động bắt đầu di chuyển ngược lại để mở các tiếp điểm. Sau thời gian T7, tiếp điểm di động cuối cùng tách khỏi tiếp điểm cố định. Thời gian (T7 – T6) là khoảng thời gian chồng chéo.

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

Yêu cầu hoạt động mở cầu chì

Cầu chì được mong muốn ở vị trí mở càng nhanh càng tốt. Đó là do hạn chế sự mòn tiếp điểm và để ngắt dòng điện lỗi càng nhanh càng tốt. Nhưng tổng khoảng cách di chuyển của tiếp điểm di động không chỉ được xác định bởi nhu cầu ngắt dòng điện lỗi, mà còn bởi khoảng cách tiếp điểm cần thiết để chịu đựng các ứng suất điện môi thông thường và điện áp xung sét xuất hiện trên các tiếp điểm khi CB ở vị trí mở.

Nhu cầu mang dòng điện liên tục và chịu đựng một khoảng thời gian cầu hồ quang, khiến việc sử dụng hai bộ tiếp điểm song song trở nên cần thiết, một là tiếp điểm chính luôn được làm bằng vật liệu dẫn điện cao như đồng và bộ khác là tiếp điểm hồ quang, được làm bằng vật liệu chống hồ quang như wolfram 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 tiếp điểm hồ quang. Tuy nhiên, do sự khác biệt về điện trở và cuộn cảm của các đường dẫn điện của tiếp điểm chính và tiếp điểm hồ quang, một khoảng thời gian hữu hạn là cần thiết để đạt được tổng cộng chuyển dòng, tức là từ tiếp điểm chính hoặc chính sang nhánh tiếp điểm hồ quang.

Vì vậy, khi tiếp điểm di động bắt đầu di chuyển từ vị trí đóng đến vị trí mở, khoảng cách tiếp điểm dần tăng lên và sau một thời gian, vị trí tiếp điểm quan trọng đạt được, chỉ ra khoảng cách tiếp xúc tối thiểu cần thiết để ngăn chặn tái hồ quang sau lần tiếp theo dòng điện bằng không.
Phần còn lại của hành trình chỉ cần duy trì đủ sức mạnh điện môi giữa khoảng cách tiếp điểm và mục đích giảm tốc.

Yêu cầu hoạt động đóng cầu chì

Trong quá trình đóng cầu chì, các yêu cầu sau đây cần được đáp ứng,

1. Tiếp điểm di động phải di chuyển về phía tiếp điểm cố định với tốc độ đủ để ngăn chặn hiện tượng hồ quang trước. Khi khoảng cách tiếp điểm giảm, hồ quang có thể bắt đầu trước khi các tiếp điểm cuối cùng được đóng.

2. Trong quá trình đóng các 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 cầu chì để nén môi trường điện môi trong buồng hồ quang.

3. Sau khi va chạm với tiếp điểm cố định, tiếp điểm di động có thể bị bật lại, do lực đẩy không mong muốn. Do đó, cần cung cấp đủ năng lượng cơ học để vượt qua lực đẩy do hoạt động đóng trên lỗi.

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

Lời tuyên bố: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.