Tại sao cầu chì bị chảy khi cầu chì không nổ? Điện trở tiếp xúc, lực kẹp và nhiệt mà cầu chì không loại bỏ được

Một đế cầu chì có thể bị chảy do tiếp xúc điện kém tạo ra nhiệt tập trung trong khi phần tử cầu chì vẫn còn nguyên vẹn. Dòng điện đi qua giao diện nắp cầu chì-kẹp giữ bị lỏng, bị oxy hóa hoặc bị hỏng tạo ra nhiệt I-bình phương-R cục bộ, ngay cả khi dòng điện nằm trong phạm vi hoạt động bình thường của cầu chì. Cầu chì bảo vệ chống quá dòng theo đặc tính thời gian-dòng điện của nó; nó không phải là cảm biến nhiệt cho các tiếp điểm lắp của nó. Khi nhiệt làm suy yếu áp lực tiếp xúc và làm giao diện tồi tệ hơn, điện trở có thể tăng thêm, do đó hư hỏng trở nên tự củng cố. Do đó, một cầu chì còn nguyên vẹn không chứng minh kết nối là an toàn, hoặc dòng điện chưa bao giờ vượt quá định mức của cầu chì.

Cơ chế: Điện trở tiếp xúc tập trung nhiệt

Dòng điện phải đi qua tiếp xúc vật lý giữa nắp cuối cầu chì và kẹp giữ của nó. Những bề mặt kim loại có vẻ rộng này tiếp xúc với nhau thông qua các diện tích tiếp xúc thực tế nhỏ hơn nhiều. Áp lực đầy đủ, độ khít chính xác và bề mặt chắc chắn giữ cho giao diện này dẫn điện; áp lực yếu hoặc nhiễm bẩn có thể làm tăng điện trở của nó.

Mối quan hệ là:

P_tiếp_xúc = I^2 x R_tiếp_xúc

Ở đây, P là tổn thất điện được chuyển đổi thành nhiệt tại kết nối, I là dòng điện và R là điện trở của kết nối đó. Để đánh giá nhiệt AC, hãy sử dụng dòng điện RMS tương ứng. Điểm chẩn đoán quan trọng là điện trở có thể tăng trong khi dòng tải không đổi. Hướng dẫn chọn đế cầu chì của Littelfuse xác định điện trở tiếp xúc của kẹp là nguồn nhiệt và giải thích tại sao điều kiện vỏ và kết nối thực tế lại quan trọng.

Phần tử cầu chì có cân bằng nhiệt và làm mát riêng. Nhiệt truyền từ kết nối xấu cuối cùng có thể ảnh hưởng đến nó, nhưng không thể dựa vào cầu chì để ngắt trước khi đế giữ gần đó bị hỏng. Do đó, một kết nối có điện trở có thể phá hủy bộ phận giữ của nó mà không tạo ra quá dòng cần thiết cho hoạt động nhanh chóng của cầu chì. OptiFuse giải thích sự tách biệt giữa nhiệt của đế giữ và bảo vệ cầu chì.

Vòng lặp phản hồi nhiệt

Sự cố phổ biến là sự cố lũy tiến, không nhất thiết có mặt ở mức độ nghiêm trọng tối đa vào ngày lắp đặt.

Sân khấu	Những thay đổi	Tại sao giai đoạn tiếp theo trở nên có khả năng xảy ra hơn
Nóng cục bộ tại tiếp điểm	Nhiệt tập trung tại kẹp, nắp hoặc đầu nối	Hệ thống tiếp điểm chịu ứng suất nhiệt lớn hơn
Mất lực tiếp xúc	Lò xo có thể bị giãn; quá nhiệt nghiêm trọng có thể làm ủ vật liệu nhạy cảm	Áp lực thấp hơn làm giảm sự tiếp xúc kim loại đáng tin cậy
Sự xuống cấp bề mặt	Oxy hóa, ăn mòn hoặc lớp mạ bị hỏng làm suy giảm giao diện	Điện trở tiếp xúc có thể tăng
Gây nóng thêm	Cùng một dòng điện chạy qua kết nối kém hơn	Biến dạng, chảy hoặc hóa than vỏ có thể xảy ra

Tài liệu kẹp-kẹp của Mersen cụ thể làm giảm áp lực tiếp xúc, tăng điện trở, quá nhiệt và mất độ căng lò xo do ủ nhiệt. Không phải mọi lò xo bị giãn đều đã được chứng minh là bị ủ nhiệt, và một cụm hoạt động có thể đạt trạng thái cân bằng nhiệt. Vòng lặp nguy hiểm phát triển khi sự suy giảm liên tục làm giảm biên độ của kết nối.

Điều này giải thích cả sự cố chậm trễ và sự cố lặp lại. Một lắp đặt mới ban đầu có thể dẫn điện đầy đủ, sau đó suy giảm do nhiệt, rung động, nhiễm bẩn và chu kỳ nhiệt. Việc chỉ thay thế cầu chì sẽ để nguyên kẹp bị yếu, đầu nối bị hỏng hoặc giá đỡ bị biến dạng, do đó cầu chì tiếp theo sẽ gặp phải vấn đề tương tự.

Nơi Vòng lặp Bắt đầu

Độ căng kẹp không đủ hoặc giảm dần: Cầu chì không phù hợp, kẹp bị cong, giá đỡ bị mòn hoặc lò xo mất lực có thể làm giảm chất lượng tiếp xúc. Việc giữ chắc chắn phải được thực hiện bởi thiết kế dự định, không phải do uốn nắn tùy tiện.

Oxy hóa hoặc nhiễm bẩn: Ăn mòn, bụi bẩn, cặn do ẩm và lớp mạ bị hỏng có thể cản trở tiếp xúc. Chà xát bề mặt mạ có thể loại bỏ lớp bảo vệ cần thiết; việc làm sạch phải tuân theo hướng dẫn của nhà sản xuất giá đỡ.

Độ ép bu lông kém hoặc hỗ trợ kém: Trong các giá đỡ có bu lông, việc xếp chồng đầu nối không chính xác hoặc siết không đủ có thể tạo ra mối nối có điện trở. Nếu tải kẹp của kết nối không được truyền đúng cách qua nhựa, sự biến dạng có thể làm giảm lực ép ban đầu. Sử dụng bộ phận cứng và đường dẫn tải được hỗ trợ theo chỉ định thay vì thêm vòng đệm hoặc mô-men xoắn tùy ý.

Khả năng chịu nhiệt không đủ: Cấu hình giá đỡ hoặc vỏ có thể không phù hợp với tải liên tục thực tế và nhiệt độ môi trường xung quanh. Dấu dòng điện của cầu chì không xác định được biên độ nhiệt của giá đỡ.

Cấu tạo tiếp điểm và lò xo chưa được xác minh: Giá cả một mình không phải là một chẩn đoán. Sự khác biệt có thể kiểm tra bao gồm hình dạng tiếp điểm, tình trạng mạ, giá đỡ lò xo riêng biệt, sự thẳng hàng và liệu lực kẹp có phụ thuộc vào giá đỡ có thể biến dạng hay không. Yêu cầu hiệu suất được ghi lại thay vì giả định nhãn giá rẻ hoặc cao cấp chứng minh chất lượng.

Nó xuất hiện ở đâu

Giá đỡ cầu chì PV 10 x 38 mm

Trong một bộ kết hợp quang điện (PV), hư hỏng có thể tập trung quanh một đầu hộp mực hoặc một giá đỡ trong khi các vị trí lân cận trông bình thường. So sánh cẩn thận các vị trí tương đương: dòng điện chuỗi khác nhau hoặc bóng râm có thể làm thay đổi nhiệt độ. Vỏ hộp nóng có thể làm trầm trọng thêm lỗi cục bộ, nhưng nó không giải thích mọi tiếp điểm bị hỏng riêng lẻ.

Việc giảm dòng định mức theo nhiệt độ môi trường làm giảm dòng điện vận hành cho phép khi nhiệt độ xung quanh tăng lên; bài viết này chẩn đoán tình trạng phát nhiệt tại các điểm kết nối cục bộ. Đây là các cơ chế khác nhau có thể cùng tồn tại. Đối với trường hợp trước, hãy sử dụng hướng dẫn giảm dòng định mức theo nhiệt độ cho bộ kết hợp PV.

Đế cầu chì chính dạng bắt vít cho ắc quy

Hãy tìm kiếm hư hỏng xung quanh bu lông, lá cầu chì, đầu cốt hoặc giá đỡ cách điện thay vì cho rằng phần tử cầu chì là nguyên nhân gây ra sự cố. Một chồng lắp lỏng lẻo, đầu cốt không tương thích, lực căng cáp hoặc giá đỡ bị hư hỏng do nhiệt đều có thể làm ảnh hưởng đến mối nối. Tình trạng phát nhiệt có thể lan rộng vào dây dẫn và lớp cách điện, khiến việc chỉ thay thế cầu chì là không triệt để.

Đế cầu chì nối tiếp 12V

Nắp bị mềm, đầu vào dây dẫn bị đổi màu, tải không ổn định hoặc sụt áp phía tải có thể cho thấy tiếp điểm bên trong hoặc mối bấm cốt bị yếu. Hãy kiểm tra đầu nối cũng như kẹp giữ cầu chì. Hướng dẫn bấm cốt nối tiếp của Eaton giải thích cách mối bấm cốt lỏng làm tăng điện trở và nhiệt độ khi có tải. Đây là chẩn đoán kết nối; việc chọn kích thước cầu chì thuộc về Hướng dẫn kích thước cầu chì 12V.

Kẹp cầu chì trên bảng phân phối

Một kẹp có thể bị đổi màu do nhiệt, oxy hóa hoặc mất khả năng giữ ngay cả khi cầu chì vẫn thông mạch. Đầu nối dây dẫn phía trên cũng có thể là nguồn nhiệt. Kiểm tra đường dẫn kết nối thay vì đánh giá một kẹp chỉ dựa vào màu sắc. Hướng dẫn bảo trì của Eaton Bussmann đề cập đến sự đổi màu, áp lực tiếp xúc, kiểm tra hồng ngoại và siết chặt theo quy định của nhà sản xuất.

Dấu hiệu cần tìm

Vỏ bị vàng hoặc nâu, nhựa bị biến dạng, bộ giữ bị biến dạng, cách điện bị cacbon hóa hoặc có mùi cháy cần được điều tra. Ngừng sử dụng một cụm lắp ráp bị hư hỏng do nhiệt rõ ràng; không đợi cầu chì ngắt.

Sự đổi màu, ăn mòn hoặc bề mặt bị thay đổi của nắp cuối cầu chì có thể xác định giao diện bị ảnh hưởng, nhưng vẻ ngoài không xác định được nguyên nhân hoàn chỉnh. Kiểm tra cả hai đầu và các đầu nối liền kề. Vấn đề tiếp xúc có thể bắt đầu bên ngoài bộ giữ và dẫn nhiệt vào đó.

Các dấu hiệu hữu ích khác là điện áp phía tải giảm khi tải hoạt động và hiện tượng nóng lặp lại ở cùng một vị trí sau khi thay thế. Không dấu hiệu nào trong số này cung cấp ngưỡng lỗi phổ quát. Ghi lại trạng thái tải, vị trí bị ảnh hưởng, danh tính cầu chì và các điều kiện so sánh để kỹ thuật viên có thể kết nối bằng chứng thay vì dựa vào xúc giác hoặc trí nhớ.

Cách xác nhận

Việc kiểm tra và thay thế mặc định tuân theo quy trình làm việc khi không có điện, cô lập và xác minh không có điện áp theo quy trình tại chỗ áp dụng. Không bao giờ xoắn, tháo hoặc lắp lại cầu chì khi đang mang tải như một thử nghiệm chẩn đoán.

Cảnh báo PV: Các mạch nguồn PV có thể vẫn được cấp điện vào ban ngày bất chấp việc đóng cắt ở phía hạ lưu. Nhân viên có trình độ chuyên môn xử lý tình huống theo quy trình của địa điểm; hướng dẫn này không cung cấp trình tự làm việc trực tiếp với PV.

Cảnh báo ắc quy: Mạch cầu chì chính của ắc quy có thể giải phóng năng lượng ngắn mạch cực cao. Nhân viên có trình độ chuyên môn xử lý theo quy trình của địa điểm. Điện áp danh định thấp không loại bỏ mối nguy hiểm đó.

So sánh sụt áp khi có tải

Một kỹ thuật viên có trình độ có thể đánh giá các hồ sơ hiện có hoặc thực hiện đánh giá sụt áp khi có tải hợp lý theo quy trình được phê duyệt. Tổn thất ở thang đo milivolt trên cụm giữ có thể cho thấy một đường dẫn bị suy giảm khi so sánh với dữ liệu của nhà sản xuất hoặc một vị trí tương đương đang hoạt động tốt.

Xác định phạm vi đo. Một giá trị đọc trên toàn bộ cụm lắp đặt bao gồm phần tử cầu chì và nhiều kết nối, không chỉ một kẹp. So sánh cùng loại cầu chì, dòng điện và điều kiện hoạt động tương tự, và các điểm cuối nhất quán. Nếu không, sự khác biệt có thể là tổn thất cầu chì bình thường hoặc thiết lập kiểm tra khác.

Sự sụt giảm quá mức so với các điều kiện tham chiếu hợp lệ cho phép xác định vị trí mối nối điện trở. Không đủ để tuyên bố “trên mức milivolt này là xấu”. Việc đọc khi không tải cũng không thể làm rõ một kết nối bị suy giảm khi có tải. Không cấp điện lại cho một cụm lắp ráp bị chảy rõ ràng chỉ để lấy số đo.

Kiểm tra độ bám chỉ ở những nơi thiết kế cho phép

Khi đã ngắt điện và xác minh không có điện áp, hãy đánh giá vị trí và độ giữ theo phương pháp của nhà sản xuất. Trên một bộ kẹp cầu chì dạng tròn có thể tiếp cận, một cầu chì quay tự do với độ bám gần như bằng không, so với bộ kẹp tốt đã biết, là dấu hiệu cảnh báo về sự lắp đặt hoặc độ giữ kém.

Chỉ xoay thôi không phải là một bài kiểm tra loại trừ phổ quát: một số cầu chì tròn có thể xoay trong khi vẫn có áp lực tiếp xúc đầy đủ, và các bộ giữ kín có thể không cho phép kiểm tra này. Không cố gắng xoay, đưa tay vào các tiếp điểm không thể tiếp cận, hoặc thay thế cảm giác tay bằng bằng chứng giữ theo quy định.

So sánh các mẫu ảnh nhiệt

Kiểm tra ảnh nhiệt có thể giúp phân biệt điểm nóng tiếp xúc đầu cuối cục bộ với nhiệt độ chung của vỏ. So sánh các vị trí tương đương ở các tải tương đương, có tính đến các bề mặt phản chiếu, độ phát xạ, khả năng quan sát và giới hạn của máy ảnh. Việc tiếp cận an toàn và bất kỳ kiểm tra nào khi có điện thuộc về nhân viên có trình độ theo quy tắc của địa điểm.

Một hình ảnh bề mặt không trực tiếp đo lường một giao diện ẩn. Kết hợp mẫu của nó với bằng chứng kiểm tra và điện; không bao giờ sử dụng sự khác biệt nhiệt độ phổ quát để phê duyệt một bộ giữ bị hỏng.

Tại sao các cách sửa thông thường lại thất bại

Lắp cầu chì lớn hơn

Cầu chì lớn hơn không khôi phục áp lực tiếp xúc hoặc loại bỏ oxy hóa. Với cùng dòng tải, giao diện bị lỗi vẫn sinh nhiệt. Việc tăng định mức cầu chì cũng có thể cho phép dòng điện quá mức tồn tại lâu hơn, làm suy yếu dây dẫn hoặc thiết bị được bảo vệ. Giữ thông số kỹ thuật cầu chì yêu cầu trong khi sửa chữa kết nối.

Chỉ thay thế cầu chì

Một cầu chì mới được lắp vào các kẹp yếu hoặc bộ giữ bị biến dạng có thể bị quá nhiệt trở lại. Nắp cuối mới của nó không sửa chữa bề mặt tiếp xúc bị hỏng. Đối với một bộ phận đã bị chảy, hãy thay thế bộ giữ và cầu chì như một bộ sửa chữa phù hợp, và kiểm tra dây nối liền kề. Một phần tử còn nguyên vẹn không chứng minh được nắp hoặc thân của nó đã thoát khỏi hư hỏng do nhiệt.

Bóp các kẹp bằng kìm

Uốn cong một kẹp có thể tạm thời tăng độ bám bề mặt mà không khôi phục các đặc tính vật liệu của lò xo hoặc hình dạng dự kiến. Nó có thể làm hỏng lớp mạ hoặc sự thẳng hàng và che giấu sự xuống cấp tiếp tục. Không coi đây là một sửa chữa khẩn cấp được phê duyệt. Thay thế phần cứng bị hỏng; chỉ sử dụng một bộ phận dịch vụ được nhà sản xuất phê duyệt khi hệ thống chính xác cho phép. Các phụ kiện được thiết kế chuyên dụng không tương đương với việc bóp ngẫu hứng.

Cách sửa chữa đúng

Tháo bộ giữ bị hỏng ra khỏi dịch vụ và thay thế nó cùng với cầu chì chính xác. Chọn một bộ lắp ráp phù hợp thay vì tái sử dụng một liên kết đã tiếp xúc với nhiệt vì nó vẫn kiểm tra liên tục. Xác nhận rằng thông số kỹ thuật cầu chì ban đầu vẫn phù hợp; nếu chính phần tử đó liên tục ngắt, đó là một chẩn đoán riêng biệt cầu chì liên tục bị nổ.

Truy vết hư hỏng do nhiệt vào hệ thống dây dẫn. Tháo các đầu nối bị ảnh hưởng và cắt bỏ hoặc thay thế cáp bị hư hỏng do nhiệt cho đến khi tiếp cận được dây dẫn và lớp cách điện chắc chắn, sử dụng phương pháp sửa chữa đã được phê duyệt. Không chỉ đơn giản là quấn lớp cách điện giòn hoặc cắt bỏ lớp cách điện và để lộ dây dẫn. Nếu không còn đủ chiều dài cáp chắc chắn, hãy thay thế đường dây.

Đối với các mối nối bu lông, khôi phục lại cách bố trí đai ốc, vòng đệm, giá đỡ và kẹp theo quy định. Chỉ áp dụng mô-men xoắn được ghi lại cho bộ giữ và kết nối đó, sử dụng phương pháp và công cụ cần thiết. Một giá trị sao chép từ đế cầu chì khác có thể làm quá tải các giá đỡ bằng nhựa hoặc làm lỏng mối nối.

Trước khi đưa vào vận hành trở lại, xác định nguyên nhân gây ra sự cố: mất độ bám, bề mặt bị nhiễm bẩn, phần cứng không phù hợp, căng cáp, bấm đầu không chính xác hoặc điều kiện nhiệt không đủ. Sau khi kiểm tra khôi phục an toàn, xác nhận sụt áp khi có tải so với tham chiếu hợp lệ và so sánh hành vi nhiệt dưới hoạt động đại diện. Ghi lại cầu chì, tải, phạm vi đo, các bộ phận đã sửa chữa và kết quả. Nếu vị trí tương tự vẫn bất thường, hãy dừng lại và tiếp tục chẩn đoán thay vì chấp nhận thay thế cầu chì khác.

Chọn loại đế giữ không bị như vậy

Ngăn ngừa tái diễn bằng cách hỏi lực tiếp xúc được duy trì như thế nào, vật liệu tiếp xúc và lớp mạ nào được chỉ định, cầu chì có khớp với giao diện dự kiến hay không và điều gì hỗ trợ tải kẹp cơ học. Kiểm tra khả năng nhiệt và biên độ hoạt động đã được ghi lại của vỏ trong tủ điện thực tế. Tên vật liệu hoặc ký hiệu dòng điện đơn lẻ là không đủ bằng chứng.

Giữ quyết định sản phẩm chi tiết cùng với Cẩm nang Hoàn chỉnh về Bộ giữ cầu chì và Giá đỡ cầu chì hoạt động như thế nào. Chẩn đoán này không thay thế các kiểm tra khả năng tương thích và lựa chọn của chúng.

Đối với các sản phẩm VIOX, Trang giữ RT18 xác định một bộ giữ cầu chì dạng thanh ray DIN có giao diện lắp cầu chì có thể tháo rời. VIOX cũng xác định VOPV-32 là bộ giữ cầu chì PV dạng thanh ray DIN trong tài liệu sản phẩm kết hợp. Yêu cầu thiết kế tiếp điểm, hướng dẫn lắp đặt và bằng chứng nhiệt của bộ giữ chính xác trước khi chỉ định bộ thay thế; các danh sách này không chứng minh khả năng miễn nhiễm với sự nóng lên của tiếp điểm.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao bộ giữ cầu chì của tôi bị chảy nhưng cầu chì vẫn còn tốt?

Một kết nối có điện trở có thể quá nhiệt cục bộ mà không làm cho phần tử cầu chì đạt đến điều kiện ngắt. Bộ giữ có thể bị hỏng ngay cả khi phần tử còn nguyên vẹn. Xác nhận điều kiện kết nối và nhiệt độ thay vì giả định cầu chì bị lỗi.

Cầu chì lỏng có thể gây cháy không?

Có. Tiếp xúc kém có thể tạo ra nhiệt tập trung và có thể phóng hồ quang, làm hỏng lớp cách điện và có khả năng đốt cháy vật liệu gần đó. Ngừng sử dụng bộ lắp ráp bị lỏng hoặc bị hỏng do nhiệt và sắp xếp kiểm tra có trình độ. Không dựa vào cầu chì để ngắt mọi lỗi kết nối.

Tôi nên thay cầu chì hay thay đế giữ cầu chì?

Đối với cụm linh kiện bị nóng chảy, hãy thay thế cả hai như một bộ sửa chữa đồng bộ và kiểm tra các dây dẫn cùng đầu nối. Nhiệt độ có thể làm giảm lực kẹp, bề mặt hoặc khả năng nâng đỡ của đế giữ và làm hỏng các nắp đầu cầu chì. Việc tái sử dụng bất kỳ bộ phận nào cũng có thể khiến lỗi tiếp tục xảy ra trên linh kiện thay thế.

Việc đế giữ cầu chì cảm thấy ấm có phải là bình thường không?

Một mức nhiệt nhất định sẽ xuất hiện trong quá trình vận hành bình thường, nhưng việc chạm tay không thể xác định liệu mức độ đó có chấp nhận được hay không. Hãy sử dụng các giới hạn của nhà sản xuất và bằng chứng so sánh hợp lệ. Không được coi hiện tượng đổi màu, biến dạng, có mùi hoặc nhiệt độ tăng dần là mức nhiệt bình thường.

Liệu dùng cầu chì lớn hơn có ngăn được đế giữ bị nóng chảy không?

Không. Việc này không sửa chữa được bề mặt tiếp xúc có điện trở cao và có thể làm giảm khả năng bảo vệ cho mạch điện. Hãy thay thế các linh kiện đồng bộ bị hỏng, khắc phục nguyên nhân gốc rễ và giữ đúng thông số kỹ thuật của cầu chì.