Причины и технический анализ нештатного падения предохранителя выпадающего типа

Ненормальное падение предохранителя является типичной неисправностью в работе и обслуживании распределительной сети, которая напрямую влияет на надежность электроснабжения и безопасность оборудования. В этой статье анализируются основные причины ненормальных падений с четырех точек зрения: механическая, электрическая, экологическая и эксплуатационная, и предлагаются целевые стратегии профилактики и контроля.

1. Отказ механической конструкции
Ухудшение характеристик пружинного механизма
Усталостное разрушение: после более чем 2000 операций открытия и закрытия коэффициент жесткости пружины из углеродистой стали уменьшается более чем на 20% из-за проскальзывания границ зерен, а сила предварительной нагрузки падает с начальных 80 Н до менее 40 Н, что делает невозможным приведение плавильной трубки в исходное состояние.

Отказ накопителя энергии: когда ход сжатия пружины отклоняется от стандартного значения (35 ± 2 мм), высвобождается недостаточно энергии (<50 Дж), а скорость открытия плавильной трубки составляет <0,8 м/с (стандартное значение 1,2–1,5 м/с).

Система вала застряла
Отказ смазки: силиконовая смазка обугливается при высоких температурах (>120 ℃), в результате чего коэффициент трения увеличивается с 0,15 до 0,35, а момент сопротивления вала превышает 8 Н · м (стандартное значение 2-5 Н · м).

Попадание песка и пыли: частицы размером более 50 мкм попадают в зазор между втулкой вала, вызывая механическую блокировку. Для разблокировки требуется дополнительная внешняя сила более 30 Н.

Износ механизма блокировки
После 500 операций глубина износа контактной поверхности язычка замка из цинкового сплава превышает 0,5 мм, а сила блокировки уменьшается со 100 Н до 40 Н, что делает его неспособным противостоять воздействию ветра или вибрации.

2. Несоответствие электрических параметров
Ошибка выбора расплава
Когда номинальный ток расплава в три раза превышает максимальный ток нагрузки цепи, джоулев нагрев (𝑄=0,64L ² ₑ𝑅𝑡), создаваемый нормальным током нагрузки (например, 0,8Ie), вызывает периодическое тепловое расширение (частота 5-10 Гц), что приводит к механическому ослаблению структуры.

Сопротивление контакта превышает стандартное
Окисление медного контакта (толщина пленки Cu ₂ O>5 мкм) или недостаточное контактное давление (<50 Н), сопротивление контакта>500 мкОм, локальное повышение температуры Δ T может достигать 120 К (стандартный предел 75 К), вызывая деформацию карбонизации труб из эпоксидной смолы.

Повреждение дуговой эрозией
При отключении тока короткого замыкания 20 кА энергия дуги превышает 200 кДж, что превышает предел допуска плавильной трубки (50 кДж), что приводит к разрыву камеры гашения дуги или асимметричному плавлению расплавленного материала (смещение разрушения>30%).