تحليل عملية عمل التسرب للصمام المتسرب

٢. تحليل العملية الكاملة لتأثيرات فتيل التسرب
مرحلة تشغيل قاطع الدائرة (٠-٥ مللي ثانية)
عندما يصل تيار العطل إلى أدنى تيار انصهار للمصهور (١٫٣ μe)، يدخل المصهور في حالة تراكم حراري جول. تخضع مادة سبيكة النحاس والفضة لانصهار حدود الحبيبات النانوية بكثافة تيار تتراوح بين ٨٠٠ و١٢٠٠ أمبير/مم²، مما يُشكل نقاط تقاطع متعددة في مركز المصهور. يتوافق زمن الانصهار الحرج مع:

t=K⋅(I/Im)−n

من بينها، K هو ثابت المادة (سبيكة النحاس والفضة K=١٠-١٥)، وn تُحسب على أنها ١٫٥-٢٫٠ لتحقيق خصائص الحماية العكسية للزمن.

مرحلة التحرير الميكانيكي (5-20 مللي ثانية)

عند حدوث كسر الانصهار، يُطلق زنبرك الضغط (قوة شد مسبقة تتراوح بين 50 و80 نيوتن) طاقة كامنة، مما يدفع نقطة التلامس المتحركة للانفصال عن نقطة التلامس الثابتة بتسارع يتراوح بين 3 و5 أمتار/ثانية مربعة. في هذه المرحلة، من الضروري التغلب على التنافر الكهربائي بين نقطتي التلامس (F=0.5L'i²، حيث L ' هو تدرج المحاثة الديناميكية) والتأكد من أن سرعة الفصل أكبر من 0.8 متر/ثانية لتجنب إعادة اشتعال نقطة التلامس.

مرحلة تطور القوس الكهربائي (20-100 مللي ثانية)

يتحول قوس بخار المعدن المتولد أثناء فصل نقطة التلامس بسرعة إلى قوس غازي نتيجة تحلل مادة إنتاج الغاز (الميلامين). يُشكل وسط رمل الكوارتز هيكل إطفاء قوس ذي شق ضيق متعدد المراحل، مما يُمكّن تدرج جهد القوس من الوصول إلى 200-400 فولت/سم²، ويحقق عبورًا قسريًا للتيار عند الصفر. يتم التحكم في كثافة طاقة القوس خلال هذه العملية عند 5-8 ميجا جول/م³ لتجنب تمزق أنبوب الصهر.

مرحلة بيان الحالة (بعد 100 مللي ثانية)
بفعل وزنه الذاتي وجهاز الربط الميكانيكي، يُكمل أنبوب الصهر هبوطًا مائلًا بزاوية 60-75 درجة، مُشكلًا كسرًا مرئيًا. تم تحسين زاوية الهبوط من خلال المحاكاة الديناميكية لضمان حالة بيان مستقرة تحت حمل رياح من المستوى 6 (12 مترًا في الثانية).