Tại sao cầu chì của tôi thổi sau hơn 3 năm không có vấn đề gì?

Trong vài năm, tôi đã có một điện từ được nối với đầu ra 24 VDC của PLC (Rockewell Automatic 1769-OB16 ).

Để bảo vệ thẻ đầu ra PLC, cầu chì 500mA hoạt động nhanh đã được lắp đặt giữa PLC và điện từ. Cầu chì đã hoạt động mà không gặp rắc rối trong một thời gian dài.

Gần đây, cầu chì này đã thổi. Không có thay đổi trên đường dây, không có sự sử dụng bất thường hoặc quá mức của điện từ và không có gì khác thường. Nó vừa thổi. Tôi đã thay thế cầu chì bằng một cầu chì giống hệt nhau, và điện từ hoạt động tốt như trước khi cầu chì thổi.

Tôi đã đo dòng điện để thử và tìm hiểu lý do tại sao nó thổi, và thấy rằng điện từ thực sự đang kéo 530mA. Tôi để đế điện tiếp tục kéo nó trong hơn 20 phút và cầu chì được giữ.

Tại sao cầu chì không thổi mặc dù tải đang kéo nhiều hơn cầu chì được xếp hạng? Và tại sao nó chỉ thổi bây giờ, sau hơn 3 năm, và không sớm hơn?

Đánh giá của cầu chì là lượng dòng điện mà nó sẽ mang theo vô thời hạn mà không thổi. Để đảm bảo điều này, hầu hết các cầu chì sẽ không thổi cho đến khi mức hiện tại tăng lên 2 × hoặc hơn mức đánh giá của chúng. Trong thực tế, nếu bạn nhìn vào biểu dữ liệu cho một cầu chì, thường sẽ có một biểu đồ liên quan đến thời gian để thổi đến phần trăm (hơn) tải. Hầu hết các biểu đồ như vậy tăng lên thời gian vô hạn để thổi ở đâu đó tải gần 200%.

Nếu bạn đặt một vị trí nào đó trong khoảng từ 1 × đến 2 × mức đánh giá hiện tại của cầu chì thông qua nó, bạn đang ở trong một khu vực màu xám trong đó nó có thể hoặc không thổi, hoặc nó có thể trở nên yếu hơn theo thời gian, cuối cùng dẫn đến một ngưỡng thấp hơn để thổi.

Có những thứ khác dành riêng cho solenoids cũng có thể gây ra lỗi như vậy. Ở mức độ đơn giản, bạn có thể nghĩ về một cuộn điện từ như một cuộn cảm và điện trở DC của nó giới hạn dòng điện trạng thái ổn định của nó. Tuy nhiên, khi pít tông thực sự chuyển động, độ tự cảm đang thay đổi và điều này tạo ra sự tăng vọt của dòng điện mỗi khi bạn vận hành nó. Nếu một cái gì đó trong tải cơ học làm cho hoạt động chậm hơn bình thường một chút, sự đột biến này sẽ kéo dài hơn và có khả năng thổi bay cầu chì của bạn.

Đây là lý do tại sao cầu chì thổi chậm thường được sử dụng với tải có khởi động tăng. Đó cũng là lý do tại sao bạn nên sử dụng đầu ra PLC được xếp hạng để xử lý sự đột biến.

Thiết kế cầu chì

Nhìn vào bảng dữ liệu này để biết các cầu chì 5x20mm nhanh từ ESKA, bạn tìm thấy một bảng có "giới hạn thời gian trước khi bắt đầu" ở phía dưới. Đối với cầu chì 500mA, nó ghi:

 2.1*500mA  =1050mA:         30min
 2.75*500mA =1375mA:     50ms-2s
 4*500mA    =2000mA:     10-300ms
10*500mA    =5000mA:         20ms

Vì vậy, nó hoàn toàn nằm trong thông số kỹ thuật (của cầu chì này) rằng nó không thổi ở 530mA trong vòng 20 phút.

Cầu chì Lão hóa trong điều kiện không đổi

Mặt khác, thật lạ khi cầu chì DID thổi. Chúng tôi đã từng thấy hành vi kỳ lạ tương tự và đã làm một bài kiểm tra. Chúng tôi có bốn cầu chì 1A nối tiếp, mỗi cầu có một diode song song. Điều này được kết nối với nguồn 1A không đổi và việc giảm điện áp trên mỗi cầu chì đã được theo dõi. Miễn là các cầu chì vẫn ổn, điện áp rơi xuống dưới 0,7V và tất cả dòng điện đều đi qua cầu chì. Cầu chì thổi sẽ được biểu thị bằng sự sụt giảm điện áp khoảng 0,7V:

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Chúng tôi đặt năm bộ này được trang bị cầu chì từ các nhà sản xuất và lô khác nhau vào một lò có nhiệt độ không đổi 85 ° C để thêm một số căng thẳng và nhận được kết quả khá thú vị này:

Tất cả các cầu chì bắt đầu "già" ngay lập tức, vì sự sụt giảm điện áp tăng chậm cho thấy.

• Bộ 1 có độ sụt điện áp cao và cầu chì đầu tiên bắt đầu tăng giảm điện áp vào ngày thứ 10 và cuối cùng đã thổi 15 ngày sau đó (!)
• Bộ 3 là một lô khác nhau từ cùng một nhà sản xuất. Mất nhiều thời gian hơn, nhưng kết quả là như nhau.
• Bộ 4 bắt đầu với sự sụt giảm điện áp cao, nhưng dường như giải quyết ở đâu đó.
• Đặt 2 bắt đầu với mức giảm thấp và độ dốc bắt đầu tăng vào ngày ~ 25-30
• Bộ 5 có độ sụt điện áp nhỏ vượt trội và phần lan truyền thực sự nhỏ, nhưng ngay cả ở đây, độ dốc bắt đầu tăng rất chậm vào khoảng ngày 30. Giá của cầu chì này là 3 lần giá của bộ 1 và 3 ...

(Tôi có dữ liệu trong một thời gian dài hơn, nhưng cần tìm kiếm nó)

Đây cũng là hình ảnh của các cầu chì:

Từ trái sang phải:

• Mới và chưa sử dụng
• Sau một thời gian ở một trong những thiết bị của chúng tôi thường xuyên nổ cầu chì, đã có tông màu vàng nhẹ.
• Vẫn còn cầu chì hoạt động, có thể nhìn thấy rất nhiều quá trình oxy hóa đen
• cầu chì thổi, dường như nó thổi tương đối nhanh.
• Một cầu chì thổi khác. Có vẻ như nó đã mất looooooooong để thổi.

Cầu chì lão hóa bằng cách chuyển tải

Dây cầu chì bị nóng và giãn ra khi có dòng điện. Ở nhiệt độ cao, quá trình oxy hóa có thể xảy ra, làm suy yếu dây cơ học, và cũng có thể là điện. Bật / tắt tải có nghĩa là dây bị uốn cong mỗi lần. Ứng suất này có thể gây ra cầu chì thổi tại một số điểm ngay cả khi dòng điện không bao giờ vượt quá ngưỡng.

Thiết kế mạch xấu

Tất nhiên, như bạn đang viết về một cuộn điện từ, có thể có những xung ngắn nhưng lớn trên cầu chì cũng sẽ làm hỏng nó theo thời gian.

sự giới thiệu

Cầu chì thường không có để bảo vệ thiết bị ở nơi đầu tiên, nhưng để bảo vệ nguồn hoặc để tránh thiệt hại thêm, ví dụ như hỏa hoạn.

Các nhà sản xuất cho biết, tốt nhất nên sử dụng cầu chì được xếp hạng tối đa 1,5-2 lần. hiện tại dự kiến, mặc dù một cầu chì đánh giá quá cao có thể không thổi khi cần.

Tuy nhiên, lão hóa vẫn xảy ra, và cầu chì thổi theo thời gian mà không có lý do (bên ngoài).

Tôi đã thấy các đường cong cầu chì tan chảy theo thời gian so với hiện tại và những đường cong đó KHÔNG đi đến 'vô cùng'. Vô cực không tồn tại trên đồ thị. Thay vào đó, với dòng điện có phần xung quanh hoặc dưới danh nghĩa, thời gian sẽ chuyển sang một số lượng lớn giờ, giả sử 1000 đến 10.000. Và nếu hiện tại không phải là 'bật' mọi lúc, vì có lẽ trong trường hợp của bạn, 3 năm là khoảng thời gian 'dài' hợp lý để tan chảy.

Một cách khác để xem xét điều này: một cầu chì giống như một bóng đèn, loại cũ với dây tóc nóng. Mặc dù rất nóng, nó vẫn mất 1000 giờ tuyệt vời để tan chảy. Và ngay cả ở dưới điện áp, cháy thấp hơn, nó sẽ không sáng 'mãi mãi'.

Để sao lưu đối số của tôi, đây là một sơ đồ thời gian cầu chì tùy ý , được tìm thấy với google. Nó cho thấy một đường thẳng khá đẹp trên thang logarit trong 5 thập kỷ, từ 0,01 giây đến 1000 giây. Từ 1000 s đến 3 năm là 5 thập kỷ nữa.

Như một lập luận khác: Tôi đã thấy cầu chì nổ sau 25 năm phục vụ. Một lần, khoảng năm 2010, tôi đã thay thế một cầu chì chính trong gia đình bị thổi bay trong khi ở Iran chỉ để phát hiện ra một đồng tiền từ trước Cách mạng (1979)! (Tôi không làm điều này) Không có sự kiện quá tải hoặc ngắn mạch rõ ràng.

Đó là một quan niệm sai lầm phổ biến rằng một cầu chì được cho là sẽ tan chảy ngay lập tức ('đòn') ở dòng điện định mức của nó.

Cầu chì được sử dụng để bảo vệ hệ thống dây điện của bạn khỏi gây ra hỏa hoạn trong trường hợp dòng điện quá mức và / hoặc để bảo vệ chống điện giật trong trường hợp hỏng cách ly. Cầu chì có thể hoạt động cùng với tiếp đất, gây ra dòng ngắn mạch cao trong trường hợp hỏng cách ly nhỏ. Trong trường hợp tối ưu, cầu chì sẽ thổi rất nhanh vì dòng ngắn mạch cao.

Cầu chì được biết là khó đánh giá để bảo vệ chống quá nhiệt hệ thống dây điện của bạn trong trường hợp dòng điện chỉ cao hơn một chút so với thiết kế. Đó là lý do tại sao các kỹ sư điện cần những đồ thị cầu chì phức tạp.

Nhìn vào các biểu đồ đó (ví dụ: xem câu trả lời khác của tôi) bạn sẽ thấy rằng một cầu chì được xếp hạng 100 A sẽ mất vài giây để kết hợp với giá trị hiện tại gấp 10 lần giá trị đó. Điều này sẽ giải thích câu hỏi của bạn là tại sao cầu chì 500 mA của bạn 'không thổi' với tải 530 mA. Không, nó sẽ không thổi cùng một lúc, nhưng có thể / sẽ kết hợp vào một lúc nào đó. Cầu chì của X Ampere không phải là rất hữu ích cho một tải trọng trên danh nghĩa rút ra X Ampere. Ví dụ, trong nhà tôi có thể bật đèn có công suất 10 watt, trong khi cài đặt được hợp nhất với 16 Ampe (ở 230 Volt AC).