Cтраница 1
Стойкость предохранителей с плавкими элементами, имеющими скругленные переходы к перешейкам, примерно на 10 - 20 % выше, чем у соответствующих предохранителей с плавкими элементами, имеющими прямоугольные вырезы. Увеличение количества последовательно соединенных перешейков с двух до четырех ( переход от 7ном 380 В на С / ом660 В) заметно ухудшает циклическую стойкость предохранителя, поскольку при двух перешейках облегчен отвод тепла и их температурных режим. В) наблюдается улучшение циклической стойкости за счет снижения жесткости плавкого элемента. Влияние температуры окружающей среды на циклическую стойкость примерно такое, как и в стационарном тепловом режиме. Влияние формы и амплитуды импульсов тока явно выражено даже при одном и том же среднеквадратичном значении тока. [1]
Установлено, что циклическая стойкость предохранителей с низкой плотностью наполнителя повышается в 2 - 20 раз в зависимости от амплитуды изгибов и плотности упаковки наполнителя по сравнению с предохранителями с высокой степенью уплотнения наполнителя. [2]
Изменение степени уплотнения зернистого наполни теля практически не изменяет циклической стойкости предохранителя с плоскими плавкими элементами и существенно влияет на эту характеристику при использовании изогнутых плавких элементов. Это обусловлено тем, что при большой амплитуде изгиба требуемые для обеспечения высокой циклической стойкости упругие деформации могут быть полностью реализованы только при низкой плотности упаковки наполнителя. При плотно упакованном наполнителе упругие деформации ограничены. Поэтому целесообразно использовать изгибы небольшой амплитуды и компенсировать потери податливости из-за сниженной амплитуды увеличением количества последовательно соединенных изгибов. [3]
Плотность номинального тока в перешейках является одним из факторов, определяющих стойкость предохранителя к циклическим воздействиям. Снижение плотности тока на 15 - 20 % может привести к повышению этой стойкости по меньшей мере в 2 - 4 раза. [4]
Продолжительность первой стадии составляет в среднем 75 - - 90 % циклической стойкости предохранителя. Электрическое сопротивление предохранителя на первой стадии не изменяется. На второй стадии происходит постепенный рост трещины под влиянием термических напряжений и увеличение электрического сопротивления перешейка. Это в свою очередь приводит к повышению нагрева, росту термонапряжений и в конечном счете разрушению наиболее слабого перешейка. Следующее за этим перераспределение тока между остальными перешейками интенсифицирует развитие усталостного разрушения и их постепенное перегорание, что заканчивается срабатыванием предохранителя. Срабатывание предохранителя в этом случае, как правило, происходит при значительно более низкой температуре на выводах, чем та, которая наблюдается во время сгорания при пограничном токе. При срабатывании предохранителя в циклическом режиме температура на его выводах сохраняется сравнительно невысокой и лишь на 10 - 20 С превышает установившееся значение. [5]
В Японии разработан специальный эвтектический сплав золото - кремний с содержанием кремния 3 12 % и температурой плавления 360 С, обеспечивающий высокую циклическую стойкость предохранителей и надежность при отключении малых аварийных токов. Влияние механических напряжений и эффекта старения в плавких элементах из этого сплава сведено к минимуму, и срабатывание предохранителя происходит только при достижении точки плавления. [6]
Применение плавких элементов с количеством изгибов не менее п § п - 1, где п - число последовательно соединенных ( сериесных) рядов перешейков, позволяет при прочих равных условиях по меньшей мере на один-два порядка повысить циклическую стойкость предохранителя по сравнению со случаем применения плоских элементов таких же размеров. [7]
В качестве циклической стойкости предохранителя можно принять время в часах до полного расплавления перешейков, которое фиксируется по разрыву защищаемой цепи. [8]
Снижение плотности номинального тока в перешейках значительно повышает циклическую стойкость предохранителей, но приводит к относительному увеличению их габаритных размеров и не дает принципиального решения вопроса. Путь к решению проблемы показали описанные выше теоретические исследования. Он состоит в комплексном использовании изгибов плавкого элемента, наполнителя и засыпки. Некоторые результаты экспериментальных исследований, проведенных с целью проверки теоретических положений, представлены ниже. [9]
Наиболее наглядными параметрами, по которым можно контролировать состояние образцов в процессе циклических испытаний, являются падение напряжения на предохранителе и температура на его выводах и корпусе. Изменения длительности протекания тока перегрузки и длительности бестоковой паузы при первом виде испытаний практически не изменяют циклической стойкости предохранителя, так как плавкие элементы и предохранитель в целом успевают и прогреться до максимальной температуры, и существенно охладиться. Изменения длительности перегрузки и паузы при втором виде испытаний приводят к повышению циклической стойкости предохранителя на 5 - 7 % и снижению температуры на его выводах на 8 - 13 С. Это объясняется тем, что плавкие элементы не всегда успевают прогреваться до максимальной температуры, и корпус предохранителя при постоянной времени тп Зч-4 ч нагревается значительно меньше. Аналогичные изменения при третьем виде испытаний повышают циклическую стойкость почти пропорционально уменьшению длительности цикла. [10]
Из анализа сложного изгиба и его главного количественного параметра а следует, что изгибы второго поряд-жа обеспечивают податливость элемента значительно боль - шую, чем один плавный, в данном случае параболический изгиб, однако все же существенно меньшую по сравнению с частыми, в данном случае синусоидальными изгибами. Рост а от нуля до 100 вызывает увеличение податливости лочти на семь порядков, поэтому с точки зрения повышения циклической стойкости предохранителя желательно максимально возможное число частых синусоидальных изгибов. [11]
Стойкость предохранителей с плавкими элементами, имеющими скругленные переходы к перешейкам, примерно на 10 - 20 % выше, чем у соответствующих предохранителей с плавкими элементами, имеющими прямоугольные вырезы. Увеличение количества последовательно соединенных перешейков с двух до четырех ( переход от 7ном 380 В на С / ом660 В) заметно ухудшает циклическую стойкость предохранителя, поскольку при двух перешейках облегчен отвод тепла и их температурных режим. В) наблюдается улучшение циклической стойкости за счет снижения жесткости плавкого элемента. Влияние температуры окружающей среды на циклическую стойкость примерно такое, как и в стационарном тепловом режиме. Влияние формы и амплитуды импульсов тока явно выражено даже при одном и том же среднеквадратичном значении тока. [12]
Наиболее наглядными параметрами, по которым можно контролировать состояние образцов в процессе циклических испытаний, являются падение напряжения на предохранителе и температура на его выводах и корпусе. Изменения длительности протекания тока перегрузки и длительности бестоковой паузы при первом виде испытаний практически не изменяют циклической стойкости предохранителя, так как плавкие элементы и предохранитель в целом успевают и прогреться до максимальной температуры, и существенно охладиться. Изменения длительности перегрузки и паузы при втором виде испытаний приводят к повышению циклической стойкости предохранителя на 5 - 7 % и снижению температуры на его выводах на 8 - 13 С. Это объясняется тем, что плавкие элементы не всегда успевают прогреваться до максимальной температуры, и корпус предохранителя при постоянной времени тп Зч-4 ч нагревается значительно меньше. Аналогичные изменения при третьем виде испытаний повышают циклическую стойкость почти пропорционально уменьшению длительности цикла. [13]
Установлено, что циклическая стойкость предохранителей с низкой плотностью наполнителя повышается в 2 - 20 раз в зависимости от амплитуды изгибов и плотности упаковки наполнителя по сравнению с предохранителями с высокой степенью уплотнения наполнителя. Таким образом, даже несмотря на ухудшение теплообмена при снижении плотности наполнителя, наблюдается существенное повышение циклической стойкости предохранителя. [14]
Применение твердого наполнителя позволяет достичь других дополнительных преимуществ. Во-первых, появляется возможность использования простого и высокопроизводительного технологического оборудования для засыпки песка. Получаемая при этом низкая степень уплотнения может быть скомпенсирована пропиткой связующим составом с последующим получением структуры твердого наполнителя. При рациональном выборе геометрии плавкого элемента и степени уплотнения обеспечивается возможность многократного повышения циклической стойкости предохранителя. [15]