配電網(wǎng)里，10kV 到 35kV 的線路上，跌落式熔斷器用得特別多。它是專門防過載、防短路的設備，結(jié)構(gòu)簡單，成本也低，不過它的保護功能，得靠一套又巧又靠譜的物理動作才能實現(xiàn)。它的核心保護思路很直接：自己有個關(guān)鍵零件叫熔絲，熔絲會 “犧牲” 自己 —— 先檢測到電路出問題，然后徹底切斷電路，這樣就能保護后面更貴的電氣設備了。
咱們先說說它的核心保護零件 —— 熔絲。熔斷器的 “心臟” 就是里面的熔絲，有時候也叫熔體。它不是普通的金屬絲，是用純銅或者銀做的 —— 這些材料導電好，熔點也低。它還經(jīng)過了精細的工藝處理，比如在中間焊個低熔點的合金小球，這就是 “冶金效應”。這么做是為了讓它有精確的 “安 - 秒特性”。
“安 - 秒特性” 是熔絲能起到保護作用的根本。它說的是熔絲熔斷要花多久，和流過它的電流大小有啥關(guān)系。電流越大，熔絲斷得越快；要是遇到過載的電流，熔絲斷得就慢一點。這個特性很有用，能分清哪些是正常的短暫沖擊（比如電機啟動的時候），哪些是危險的、持續(xù)的過載或者短路。
再來講講它保護時的整個動作，這是一套連在一起的、自動的物理反應。
首先是檢測故障和熔絲熔斷的階段。如果被保護的線路或者設備（比如配電變壓器、某一段線路）出了短路，或者過載很嚴重，故障電流就會突然變大，然后流過熔絲。熔絲會根據(jù)自己的 “安 - 秒特性”，在自身電阻上產(chǎn)生遠超允許的熱量，很快就熱到熔化的溫度，然后在最脆弱的地方（比如之前說的合金小球那里）先斷了。
接下來是電弧產(chǎn)生和燃燒的階段。熔絲剛斷的那一刻，兩個斷點之間會產(chǎn)生高溫的電弧。電弧本身是能導電的等離子體通道，會暫時讓電流繼續(xù)流著。這時候，熔斷器還沒完成斷開電路的活兒。
然后到了電弧熄滅的階段，這一步是最關(guān)鍵的。熔絲管（也叫滅弧管）的內(nèi)壁，通常是用能產(chǎn)生氣體的材料做的，比如鋼紙管、有機玻璃。電弧溫度有幾千度，在這么高的溫度下，管壁會快速分解，產(chǎn)生很多氣體（比如氫氣），熔絲管里面的壓力就會突然變大。這些高壓氣體從熔絲管兩端快速噴出來，形成一種很強的 “縱吹” 效果。這種效果一方面能把電弧拉長，還能冷卻它 —— 氣體一吹，電弧的通道就直接變長了；另一方面能起到去游離的作用，高速流動的氫氣這類氣體是很好的滅弧材料，能強力冷卻電弧，還能把電弧里的帶電粒子帶走，讓它的絕緣能力快速恢復。這兩個作用一起發(fā)揮，電弧會在電流降到零的那一刻被成功滅掉，故障電流也被徹底切斷了。
最后是自動隔離和給出故障指示的階段。熔絲斷了之后，熔絲管上端的活動關(guān)節(jié)（叫鴨嘴帽）因為沒了熔絲的拉力，就會松掉。借著自身的重力和熔絲管的重量，熔絲管會繞著下面支架的軸往下轉(zhuǎn)，最后掛在那兒，形成一個很明顯的 “跌落” 斷開樣子。這個清晰的機械位置信號，運檢人員在遠處就能看清，知道哪里出了故障。
再說說它保護功能的特點。先講開斷能力，跌落式熔斷器能斷開額定開斷容量以內(nèi)的短路電流。要是短路電流超過了它的上限，可能會讓熔絲管因為產(chǎn)生的氣體太多而爆炸，或者電弧滅不了。再講選擇性保護，只要把上下級熔斷器的熔絲容量搭配好（比如上級用 100A，下級用 50A），就能實現(xiàn)選擇性地切除故障 —— 也就是只讓離故障點最近的熔斷器動作，把停電的范圍控制到最小。
不過它也有缺點，它是一次性的，不能自動重合。一旦動作了，運維人員必須到現(xiàn)場找出原因、排除故障，然后換上一樣規(guī)格的熔絲管，才能恢復供電。
總的來說，恩彼邁跌落式熔斷器是靠核心零件熔絲來感知故障電流的，然后利用能產(chǎn)生氣體的滅弧管，在很短時間內(nèi)產(chǎn)生高壓氣體，成功滅掉電弧，最后靠機械跌落的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)故障隔離和給出視覺指示。它用 “犧牲自己、保護大局” 的方式，給配電線路和變壓器提供既經(jīng)濟又有效的過載、短路保護，是配電網(wǎng)里少不了的、還很靠譜的安全防線。
