Palanut sulake on suunniteltu katkaisemaan virta, mutta kysymys siitä, voiko se sytyttää tulipalon, ei ole niin yksinkertainen kuin yksinkertainen kyllä tai ei. Suurimmassa osassa oikein suunnitelluista asennuksista sulakkeen aukko on vian loppupiste, ei palamistapahtuman alku. Mutta todellinen vastaus riippuu siitä, mitä tapahtuu sulakkeenpitimen sisällä niiden muutaman millisekunnin aikana, kun elementti höyrystyy ja kaari muodostuu. Tämä kaari on plasmapylväs, jonka lämpötilat voivat ylittää 5000 astetta, ja jos sulaketta ei ole suljettu kunnolla, lämpö voi todellakin sytyttää lähellä olevat materiaalit.
Harkitse tavallista 30 A:n auton teräsulaketta, joka on asennettu muovipidikkeeseen kojelaudan alle. Oikosulkussa elementti sulaa noin 5 ms:ssa 300 A:lla, mutta kaari jatkuu, kunnes rako levenee tarpeeksi sammuttaakseen-tyypillisesti 1-2 ms kauemmin. Tänä aikana kaarienergia saavuttaa noin 15 joulea 12 V:n järjestelmässä. Viisitoista joulea riittää nostamaan 1 gramman PVC-palan lämpötilaa noin 30 astetta, mutta ei tarpeeksi sytyttämään sitä, koska lämpö keskittyy pieneen tilavuuteen koskettimien väliin. Jos sulakkeenpitimen liittimet ovat kuitenkin syöpyneet, kosketusvastus lisää ylimääräistä lämpöä ennen kuin sulake edes palaa. Syöpynyt liitin, jonka resistanssi on 50 mΩ, haihduttaa vian aikana 4,5 wattia 300 A:lla, mikä on merkityksetön millisekunteina. Todellinen palovaara ei synny valokaaresta itsestään, vaan jatkuvasta kuumenemisesta, joka syntyy, kun sulake ei sammu kunnolla.
Sulake, joka palaa, mutta ei erota kokonaan-"sputtering"- tai "osittaista tyhjenemistä"-nimistä ilmiötä, jättää sulan metallin johtavan sillan, joka kuljettaa edelleen virtaa ajoittain. Tämä tila tuottaa sarjan mikro-kaareja, jotka voivat kestää sekunteja, joista jokainen sinkouttaa kuumia metallihiukkasia ympäröivään onteloon. Yksi dokumentoitu tapaus asuinrakennuksen aurinkopaneelikotelossa koski 15 A DC-sulaketta, joka oli altistunut toistuville osittaisille vikoille. Kolmannen tapahtuman jälkeen varoke-elementti oli laskenut tarpeeksi metallihöyryä keraamisen kotelon sisäseinään luodakseen seurantapolun. Seuraava ylivirta aiheutti pintakaaren, joka sytytti muovisen pohjalevyn, vaikka sulakkeen sisäelementti oli sulanut. Tuo tulipalo jäljitettiin sulakkeesta, jossa oli riittämätön hiekkatäyttö-kvartsi oli vain 60 % vaaditusta tilavuudesta, joten kaariplasma pääsi ulos päätykappaleiden läpi.
Itse haltijalla on tärkeä rooli. Sulake on yhtä paloturvallinen- kuin sen asennus. Lasipatruunan sulake jousikuormitetussa pidikkeessä voi tuottaa merkittävää lämpöä pidikkeen rajapinnassa, jos jousen jännitys heikkenee ajan myötä. 80 %:lla nimellisvirrasta tämä pidike voi nousta 120 asteeseen normaaleissa olosuhteissa{7}}riittävän kuumana värjätäkseen vierekkäisiä johtoja. Kun sulake palaa 200 % ylikuormituksella, klipsilämpötila nousee 250 asteeseen muutamaksi sekunniksi, mikä on alle useimpien muovien itsesyttymisrajan (noin 400 astetta), mutta jos pidike kiinnitetään polypropeenilankanippua vasten, valokaaren jatkuva lämpö voi nostaa eristeen pehmenemispisteeseensä. Olen tutkinut viallisen pumpun ohjauspaneelin, jossa 10 A:n lasisulake oli palanut, mutta kaari oli mennyt suoraan lasikuoren läpi,-jossa oli aiemmasta käsittelystä aiheutunut hiushalkeama-ja se osui nailoniseen nippusiteeseen. Side suli ja tippui sulakkeen pidikkeisiin, jolloin muodostui hiiltynyt polku, joka myöhemmin aiheutti toissijaisen oikosulun. Alkuperäinen sulake oli avautunut oikein, mutta sen fyysinen rikkoutuminen mahdollisti tulipalon.
Jänniteluokitus on toinen piilotettu muuttuja. 250 V AC sulake 125 V DC piirissä saattaa vaikuttaa hyväksyttävältä, mutta tasavirtakaaret on paljon vaikeampi sammuttaa, koska nollakohtaa ei ole. Kaaren kesto DC:ssä voi olla kolmesta viiteen kertaa pidempi kuin AC:ssa samalla virralla. 250 V AC:lle mitoitettu 20 A sulake, joka poistaa vaihtovirtavian 6 ms:ssa, voi kestää 18 ms samansuuruisen tasavirtavian poistamiseen. Tämä ylimääräinen 12 ms kipinöinti kerää noin kolme kertaa enemmän energiaa sulakkeen runkoon. Tiukassa kotelossa, jossa on rajoitettu ilmavirta, tämä energia voi nostaa ympäristön lämpötilaa sulakkeenpitimen sisällä 80 astetta ja työntää läheisen eristeen lämpökarkaisualueelle. Tietoliikenteen tasasuuntaajan laitos menetti joukon akkuja, koska tasavirtasulakkeella kesti 22 ms poistaakseen sulakkeen keraamisen seinämän läpi purkautuneen kaaren, jonka valmistushuokoisuus oli 4 %, ja ulos purkautunut sula hopea sytytti polyeteeniakkukotelon.
Ongelmana on myös sulakkeen keskeytysarvo. Jokaisessa sulakkeessa on suurin mahdollinen vikavirta, jonka se voi turvallisesti rikkoa. 100 A sulake, jonka keskeytysarvo on 10 kA, kun siihen kohdistuu 25 kA vika, ei tyhjennä kaaria; Sen sijaan elementti höyrystyy niin voimakkaasti, että sulakkeen runko särkyy. Tuloksena oleva kaari siirtyy sitten ympäröivään ilmaan käytettävissä olevan vikavirran ylläpitämänä, kunnes jokin muu laite avautuu tai lähteen impedanssi rajoittaa sitä. Tämä ehto on aito sytytin. Pienjännitteisessä teollisuuspaneelissa 600 A luokan J sulake korvattiin vahingossa 600 A luokan H sulakkeella, jolla oli vain puolet keskeytyskapasiteetista. Kun alavirran hitsaaja oikosulussa, vikavirta saavutti 18 kA, H-luokan sulake räjähti ja kaari välähti kokoojakiskojen yli sytyttäen paneelin lattialle kerääntyneen pölyn. Palo saatiin rajattua, mutta opetus oli selvä: palanut sulake, joka hajoaa, on vaarallisempi kuin se, joka pysyy ehjänä.
Palaneiden sulakkeiden lämpökuvaus paljastaa toisen vivahteen. Sulakkeen tyhjenemisen jälkeen sen vastus nousee äärettömään, mutta pidikkeen koskettimet pysyvät kuumina edellisestä ylikuormituksesta. Jos ylikuormitus oli asteittaista-eli 110 % nimellisvirrasta useita minuutteja ennen sulakkeen avautumista,-koko sulakekokoonpano saattoi saavuttaa 180 astetta ennen kuin elementti sulaa. Sulake avautuu, mutta varastoitunut lämpö ei katoa; se johtaa johtoliittimiin ja voi nostaa viereisen johtimen lämpötilan yli nimellisarvonsa 90 astetta useiksi sekunneiksi vian poistuttua. Tarkastelemassani testissä 200 A:n sulake, joka avautui 4 minuutin ylikuormituksen jälkeen, sai riviliittimen lämpötilan huippunsa 195 asteeseen, mikä pehmensi lähtevän kaapelin PVC-eristystä pisteeseen, jossa johdin siirtyi tärinän vaikutuksesta ja lopulta maadoittui koteloa vasten. Tämä maa aiheutti toisen vian, mutta alkuperäinen sulake oli jo palanut,-joten toinen vika perustui varasulakkeeseen, joka myös palasi, mutta ensimmäisen tapahtuman lämpö oli jo vaarantanut kaapelin.
Yksi skenaario, jossa palanut sulake kiistatta sytyttää tulipalon, on silloin, kun sulake ei ole varsinainen suojalaite vaan uhrautuva komponentti huonosti suunnitellussa piirissä. Joissakin jälkimarkkinoilla olevissa autotarvikkeissa käytetään sulaketta sulakelinkkinä maadoitusreitillä odottaen sen avautuvan ylivirralla. Mutta kun maa-puolen sulake palaa, se jättää koko kuormapuolen kellumaan syöttöpotentiaalilla, ja avoin sulakkeenpidin voi kaartaa runkoon, jos rako on riittämätön. Tätä valokaaren ei ylläpidä kuormitusvirta vaan vuoto ohjaimen sisäisten kondensaattoreiden kautta. Auton audiovahvistin, jossa on 50 A maadoitussulake, sytytti sulakkeen basson transientin aikana; syntyvä kaari sulakepidikkeen ja rungon välillä kesti 40 ms ja sulatti lattiamatossa reiän, joka kytesi useita minuutteja ennen kuin kuljettaja huomasi hajun. Sulake suoritti ensisijaisen tehtävänsä-se avautui-mutta sen luoma kaaripolku oli itse sulakkeen ulkopuolella.
Joten suora vastaus on, että oikein määritetty, oikein asennettu ja vahingoittumaton sulake ei syty palaessaan palaessaan. Palovaara johtuu sitä ympäröivästä järjestelmästä: pidikkeen heikkeneminen, jännitteen epäsopivuus, riittämätön keskeytyskapasiteetti tai mekaaninen rikkoutuminen, joka mahdollistaa kaaren karkaamisen. Palanut sulake on oire, ei syy, mutta jos tämä oire tulkitaan väärin,-jos mekaanikko vaihtaa palaneen 15 A:n sulakkeen 30 A:n sulakkeeseen tulevien laukaisujen välttämiseksi-, seuraava vika ei pala sulaketta ollenkaan. Sen sijaan lanka ylikuumenee, eristys hiiltyy ja hiiltynyt eriste syttyy palamaan. Siinä tapauksessa sulake ei palanut; se ohitettiin ylisuurella vaihdolla. Palo ei johtunut palaneesta sulakkeesta, vaan oikeanlaisen sulakkeen puuttumisesta. Tämä ero on kaikki alalla, ja siksi ensimmäinen tarkistus jokaisen palaneen sulakkeen jälkeen ei ole itse sulake, vaan sulakkeen pidike, pidikkeet ja siihen johtava johdinmittari. Nämä komponentit kertovat todellisen tarinan.