Penghalang Fisik dan Koordinasi Dielektrik di Dalam Sekering
Pada batas antara peralatan listrik tegangan rendah dan sistem proteksi tegangan tinggi, karakteristik fisik busur listrik selalu menjadi pertimbangan desain utama. Sekring putus dapat menyebabkan busur listrik memanjang dan mendingin, suatu proses yang pada dasarnya merupakan rekonstruksi geometris dan intervensi termodinamika dari saluran plasma. Ketika logam cair menguap di bawah arus gangguan, busur awal terbentuk dengan cepat, dan konduktivitasnya meningkat secara eksponensial dengan suhu. Pada titik ini, tugas utama sistem pemadam busur bukanlah untuk melawan energi, tetapi untuk mengubah bentuk dan lingkungan busur.
Rekonstruksi Skala Fisik: Pemanjangan dan Segmentasi
Panjang busur secara langsung menentukan tegangan yang dibutuhkan untuk mempertahankan pembakarannya. Dalam desain pembatas arus, kolom busur diregangkan secara mekanis dengan meningkatkan celah kontak secara cepat atau menggunakan gaya elektromagnetik untuk menggerakkan busur.
Dalam struktur kontak tipe jembatan, medan magnet yang dihasilkan oleh arus yang mengalir melalui rangkaian kontak bekerja pada busur, dan gaya elektromagnetik mendorong busur untuk bergerak cepat ke luar.
Jalur busur diperpanjang secara paksa, dan kekuatan medan listrik per satuan panjang berkurang karenanya.
Beberapa sekering menggunakan kisi-kisi logam untuk membagi busur yang memanjang menjadi beberapa segmen busur pendek.
Setiap segmen busur pendek membutuhkan penurunan tegangan katoda untuk mempertahankannya. Efek penumpukan tegangan seri ini secara dramatis meningkatkan kebutuhan tegangan busur secara keseluruhan hingga melebihi kapasitas penopang catu daya.
Meningkatkan Kontak Dielektrik: Pendinginan dan Transposisi
Memperpanjang busur tanpa disertai pendinginan masih dapat menyebabkan busur tetap terionisasi di dalam saluran yang panjang. Di sinilah peran pasir kuarsa atau material penghasil gas yang mengisi sekering.
Struktur yang diisi pasir kuarsa memanfaatkan luas permukaan spesifik yang besar dari partikel halus; ketika busur terbakar di dalamnya, panas dengan cepat diserap oleh pengisi.
Uap logam berdifusi ke dalam celah di antara partikel pasir, menyebabkan penurunan tajam suhu plasma busur dan menekan ionisasi termal.
Pada sekering tipe putus atau penghasil gas, material penghasil gas pada dinding bagian dalam tabung sekering terurai pada suhu tinggi, melepaskan sejumlah besar hidrogen dan gas lainnya.
Aliran gas bertekanan tinggi disuntikkan secara aksial sepanjang tabung, tidak hanya menghilangkan panas tetapi juga secara langsung menggantikan medium pengion di celah busur.
Peregangan menimbulkan kerugian pada tegangan busur, sementara pendinginan mengurangi energi yang dibutuhkan busur untuk mempertahankan ionisasi. Kedua gaya tersebut bergabung dalam ruang terbatas sekering, sehingga sulit bagi busur untuk menyala kembali ketika arus melewati nol.
