Kakšno vlogo ima kontaktni nož cilindričnega telesa med postopkom vžiga varovalke?

Najprej preučimo postopek taljenja preobremenitve. Ko v tokokrogu pride do trajnega preobremenitvenega toka, se element varovalke v ohišju varovalke začne nenormalno segrevati. Ker se preobremenitveni tok običajno giblje od 1,3 do 2-kratnega nazivnega toka, je proces ogrevanja postopen; posledično je čas pred{4}}oblokom razmeroma dolg-in traja od nekaj sekund do nekaj minut-odvisno od resnosti preobremenitve. Med pred-fazo obloka določeni deli elementa varovalke najprej dosežejo tališče in se začnejo taliti, kar spremlja nastanek električnega obloka. Ta faza se imenuje pred{10}}čas in predstavlja prvo ključno razliko med varovanjem zaradi preobremenitve in taljenjem kratkega stika. Pri varovalkah s strukturo kontaktnega noža s cilindričnim ohišjem zasnova kontaktnega vmesnika med elementom varovalke in kovinskim končnim pokrovčkom vpliva na učinkovitost toplotne prevodnosti, s čimer vpliva na trajanje pred{13}}časa vžiga.

Ko je električni oblok ustvarjen, proces preide v časovno fazo obloka. Na tej stopnji hitro pride v poštev polnilni material-za gašenje obloka (običajno kremenčev pesek) znotraj telesa varovalke; z absorpcijo energije obloka in hlajenjem kanala obloka v izjemno kratkem času ugasne oblok in s tem zaključi prekinitev toka. Interval od nastanka obloka do njegovega popolnega ugasnitve je opredeljen kot čas obloka. Skupni čas taljenja je vsota pred-časa obloka in časa obloka. V pogojih preobremenitve je zaradi razmeroma omejene količine ustvarjene toplote skupni čas taljenja običajno precej dolg-in lahko znaša od 1 do 4 ure. Ta pojav služi kot manifestacija inverzne{10}}časovne karakteristike varovalke: močnejša kot je preobremenitev, hitreje pride do taljenja. Pri aplikacijah, ki uporabljajo talilne vložke tipa NH-z nožestimi kontakti, je ta-karakteristika zakasnitve še posebej ključna, saj preprečuje neprijetno sprožitev, ki jo povzročijo prehodni vklopni tokovi, kot so tisti, ki nastanejo med zagonom motorja.

Nato analiziramo postopek-varitve kratkega stika-najzahtevnejši scenarij delovanja za varovalko. Ko pride do kratkega stika, lahko tok skoči na desetine ali celo stokrat več od nazivne vrednosti; posledično vsi elementi varovalke v ohišju varovalke dosežejo svoje tališče in se stopijo skoraj istočasno in v trenutku, kar spremlja ustvarjanje močnega električnega obloka. V primerjavi s scenariji preobremenitve je pred{4}}čas pred vžigom izredno kratek in se običajno meri v milisekundah. Za hitro delujoče-varovalke tipa aR-, zasnovane za zaščito polprevodnikov, je celoten postopek-od začetka napake do popolne prekinitve-toka kratkega stika-nadzirati do 10 milisekund. Med tem procesom sta material in struktura kontaktov varovalke izpostavljena ogromnim elektrodinamičnim silam in toplotnim obremenitvam; njihova kakovost neposredno določa, ali lahko varovalka zanesljivo prekine tokokrog.

Faza-gašenja obloka prav tako prevladuje polnilni material-za gašenje obloka; ker pa je energija obloka kratkega{2}}vezja veliko večja od energije obloka preobremenitve, so zahteve glede učinkovitosti materiala za gašenje bistveno strožje. Kremenčev pesek mora absorbirati ogromno količino energije obloka v izjemno kratkem času in vzpostaviti zadostno dielektrično trdnost, da prepreči ponoven vžig obloka. Ko je postopek prekinitve končan, se element varovalke v ohišju varovalke popolnoma stopi, kar ustvarja zanesljivo izolacijsko ločitev med kovinskimi končnimi pokrovi. Pri zasnovi nožnih kontaktov varovalk je kontaktni material običajno sestavljen iz posrebrenega-bakra ali posrebrene-medenine, kar je izbira, ki uravnoteži visoko električno prevodnost z odpornostjo proti eroziji obloka.

Izbira kontaktnih materialov je med postopkom spajanja izjemnega pomena. Kot vmesnik, ki povezuje varovalko z zunanjim tokokrogom, kontaktni upor sponk varovalke neposredno vpliva na količino toplote, ki nastane med normalnim delovanjem. Visoko{2}}zmogljivi kontakti pogosto uporabljajo posrebrene-bakrene nožaste kontakte, ki izkoriščajo visoko prevodnost srebra za zmanjšanje kontaktnega upora, hkrati pa se zanašajo na visoko mehansko trdnost bakra, da se zagotovi mehanska zanesljivost. Nasprotno, pri aplikacijah, ki zahtevajo visoko-temperaturno vzdržljivost, imajo posrebreni-medeninasti nožni kontakti pogosto prednost zaradi vrhunske toplotne odpornosti medeninaste podlage. Poleg tega uporaba posrebrenih končnih zvončkov iz bakrove zlitine na skrajnih delih varovalke učinkovito preprečuje deformacijo končnih pokrovčkov zaradi obločne erozije po večkratnih prekinitvah tokokroga.