不同结构熔断体的灭弧过程分析及优化方案

熄灭熔体金属汽化后产生的电弧是切断故障电流最后也是最关键的一个步骤。对常见的交流电路而言，一次成功的灭弧可以在故障电流自然过零时将其彻底切断，如果灭弧不成功甚至熄灭的电弧被重新点燃，电路就要经历数个周期的故障电流，这时不仅电路中的各种器件会受到严重的威胁，甚至熔断体自身也将因为承受的电流能量过大而面临爆炸的危险。

在开放式和半开放式熔断器中，熔体中的电弧产生后即暴露于大气中，它将持续烧蚀断口两端的熔体，直到断口两端的电压不足以维持电弧的燃烧为止。这类熔断器的灭弧方式实际上相当于令电弧燃烧到自然熄灭，这个过程不仅时间长，而且由于开放式的结构，火花和金属蒸气四处飞溅，容易损坏周围物体。

对于无填料封闭式熔断器，在分断故障电流时，封闭壳体内的空气被电弧加热，使管内气压大大提高。气压的提高能够压缩电弧、加速游离气体的再结合，并且提高了气体的导热率，使熔管中的电弧熄灭的速度比开放式熔断器更快。(www.xing528.com)

为了增强熄灭电弧的能力，无填料封闭式熔断器的熔管内壁上常常会加上一层由电工反白纸、有机玻璃管和各种合成树脂等产气材料制成的内衬。在电弧的作用下，产气材料制成的内衬可以释放出大量气体，使熔管内部的气压得到很大的提高，相应地进一步加快灭弧的速度。

在有填料封闭式熔断器中，由于石英砂填料的存在，电弧熄灭的速度比上述两类熔断器都更加迅速。填料能够帮助熄灭电弧，主要原因在于包围在熔体周围的石英砂颗粒在有效地限制了电弧通道直径的同时，还使电弧和金属蒸气得到了巨大的散热面积，温度能被迅速降低，从而使电弧在远远少于前两类熔断器的时间内就能被熄灭。石英砂填料的这种强大的灭弧能力带来的最直接的好处，就是所谓的限流能力：在短路电流尚未达到其理论最大值时，熔体已经经历了汽化、击穿、燃弧、熄灭的整个过程，将电流迅速完全切断。这种特性不仅使熔断器具有更强的保护能力，也有助于更好地保护电路。具有限流特性的熔断器可以将电路中的实际电流保持在远低于预期电流的水平，因此，具有限流特性的熔断器的应用远比不具有限流特性的熔断器广泛。