Termen "förnybar säkring" pekar på en nu-omodern idé: en säkring vars element kan bytas ut efter att den smält och lämnar kroppen och terminalerna i drift. I praktiken innebär detta den återkopplingsbara eller halv-slutna säkringen, en design som dominerade hushålls- och lättindustripaneler under första hälften av 1900-talet och fortfarande hänger kvar i äldre installationer där kostnaden för en ny säkring uppväger risken för en löst lindad tråd. En typisk återkopplingsbar säkringshållare består av en porslins- eller gjuten fenolbas med två skruvterminaler och en löstagbar brygga som håller en längd av förtennad koppartråd. Användaren skär en ny bit tråd från en rulle, slingrar den runt terminalskruvarna och snäpper tillbaka bron i basen. Hela processen tar under två minuter, kräver ingen extra säkringspatron och kostar mindre än gem som används för att hålla trådrullen.
Den låga kostnaden döljer en hård elektrisk gräns. En 30 A återkopplingsbar säkring som använder 0,85 mm förtent koppartråd kommer att bära 30 A på obestämd tid, men vid 45 A -bara 1,5 gånger märkvärdet- tar tråden ungefär 14 sekunder att smälta. Vid 120 A sjunker smälttiden till 0,4 sekunder och vid 1 kA kopplas den från på mindre än 0,02 sekunder. Dessa siffror verkar tillräckliga tills du undersöker brytkapaciteten. En halv{16}}sluten säkring har inget sandfyllmedel, ingen bågränna och ingen tryckavlastningsbana. Tråden förångas helt enkelt i fri luft mellan två exponerade terminaler. Den resulterande ljusbågen släcks i första hand genom naturlig kylning och separationsavståndet mellan terminalerna, som för en återuppkopplingsbar säkring sällan är mer än 35 mm. Den praktiska brottkapaciteten för en sådan enhet ligger mellan 1 kA och 3 kA vid 230 V. På ett modernt bostadsförsörjning där den potentiella kortslutningsströmmen kan överstiga 6 kA, kanske en återkopplingsbar säkring inte avbryter felet alls. Tråden smälter, men ljusbågen fortsätter att brinna över gapet, joniserar den omgivande luften och sprutar smält koppar på säkringshållaren. Porslinsbasen kan splittras av den termiska chocken, och ljusbågen kan bestå tills uppströmssäkringen försvinner eller själva brädan tar eld.
Att jämföra en omkopplingsbar säkring med en patron HRC-säkring med samma strömstyrka gör prestandagapet uppenbart. En 32 A BS88 HRC-säkring i en 10×38 mm cylindrisk kropp, fylld med kvartssand och försedd med ett skårat silverelement, rensar ett 6 kA-fel på 0,01 sekunder med en toppström-genomström på 2,3 kA. Samma 6 kA-fel på en 30 A återkopplingsbar säkring producerar en toppström som nästan når det fulla prospektiva värdet eftersom den öppna -bågspänningen kollapsar till några tiotals volt efter det första trådbrottet. Energin som levereras till den skadade kabeln skiljer sig med en storleksordning. En 1,5 mm² kopparkabel skyddad av HRC-säkringen kommer att hålla sig under 120 grader under händelsen. Samma kabel på en omkopplingsbar säkring kan nå 250 grader innan ljusbågen äntligen sträcker sig och svalnar tillräckligt för att bryta kretsen, förutsatt att den överhuvudtaget går sönder. Skillnaden är inte bara teknikpreferens; det är den fysiska konsekvensen av att hålla ljusbågen i ett medium med högt-tryck och hög-termisk-konduktivitet kontra att låta den brinna i fri luft.
Den förnybara karaktären hos den omkopplingsbara säkringen inbjuder också till en långsam, nästan osynlig, form av missbruk. Eftersom användaren väljer trådmätare är säkringsklassningen vad användaren än bestämmer. En 15 A-krets i en äldre byggnad kan förses med 0,5 mm tråd ena dagen, sedan med 1,0 mm tråd nästa, helt enkelt för att den tjockare tråden håller längre innan störande smältning. Kretsledarna var dimensionerade för 15 A, men säkringen tillåter nu 30 A innan öppning. Över månader ger den extra strömmen en jämn ledartemperatur på 75 grader i ett varmt vindsutrymme. PVC-isolering börjar tappa mjukgörare vid den temperaturen och blir spröd vid varje böjning och avslutning. Det eventuella felet är en död kortslutning bakom en vägg, inte en graciös frånkoppling vid säkringen. Jag har undersökt omkopplingsbara bärare som tagits bort från gamla skolbyggnader där tre olika tråddiametrar fanns på samma bräda, var och en installerad av en annan vaktmästare under en period av år. Själva säkringen blev ett variabelt motstånd med oförutsägbart{14}}tidsbeteende. En patronsäkring kan inte modifieras på detta sätt utan att byta ut hela kroppen, och även då hindrar måtten en 32 A patron från att passa en 20 A hållare. Den omkopplingsbara säkringen har däremot ingen dimensionell avvisningsfunktion. Dess förnybara förmåga är just källan till dess fara.
Ett mindre uppenbart fel på återkopplingsbara säkringar ligger i plintanslutningarna. Tråden kläms fast under en skruv, ofta utan hylsa eller fjäderbricka. Termisk cykling från dagliga lastvariationer lossar skruven med tiden. Koppartråd under kompression börjar krypa, vilket minskar kontaktkraften. Kontaktresistansen stiger och genererar värme vid en punkt som säkringen själv inte kan övervaka. En 10 A återkopplingsbar säkring som kontinuerligt bär 8 A kan utveckla en terminal temperaturökning på 45 K efter tre års drift, medan motsvarande patronsäkring i samma panel visar en ökning med 18 K. Den extra värmen accelererar oxidationen av den förtennade koppartråden, vilket ytterligare ökar motståndet i en återkopplingsslinga. Så småningom smälter tråden inte på grund av en överbelastning utan på grund av att terminalen blev ett värmeelement. Säkringen kopplas ur, men felet fanns inte i kretsen-det låg i säkringshållaren. Denna krypning-och-oxidationscykel saknas till stor del i förseglade patronsäkringar, där elementet svetsas eller krymps till ändlocken under kontrollerade förhållanden och hela kroppen är fylld med ett inert,-värmeledande medium.
Trots dessa väl-dokumenterade svagheter kvarstår omkopplingsbara säkringar i ett smalt spektrum av applikationer där matningsimpedansen är hög och kostnaden för en patronsäkring verkligen är oöverkomlig. Avlägsna jordbrukspumpstationer i delar av södra Asien och Afrika använder fortfarande återkopplingsbara säkringar eftersom en bonde kan byta ut elementet utan att resa till en leverantör. Felströmmarna i dessa system begränsas ofta av långa luftledningar och små distributionstransformatorer, varför brytförmågan på 1,5 kA ibland räcker. En 5 A återkopplingsbar säkring som skyddar en enfas 1 kW bevattningspump på en lång lantlig matare kommer att lösa en död kortslutning vid motorn med en toppström under 400 A, och den öppna-luftbågen släcks snabbt eftersom linjeimpedansen begränsar följströmmen. I det sammanhanget är förnybarheten inte ett ansvar utan en överlevnadsmekanism för utrustningsägaren. Säkringen är en förbrukningsvara som kan underhållas lokalt med en längd tråd och en tång, precis som de ursprungliga konstruktörerna tänkt sig.
Den moderna tolkningen av "förnybar" har flyttats bort från själva tråden och mot den utbytbara säkringslänken. En bladsäkring i NH-stil i en 160 A-frånskiljare är inte förnybar i omkopplingsbar mening-du kan inte öppna den keramiska kroppen och spola tillbaka elementet-men från systemoperatörens perspektiv är den förnybar eftersom säkringslänken kan dras ut och bytas ut på några sekunder utan verktyg. En 160 A NH2-säkringslänk i en motorstyrcentral rensar ett 50 kA-fel på 2 millisekunder, sedan drar en underhållselektriker i den trasiga länken, verifierar styrkretsen och sätter in en ny från en behållare på väggen. Systemet är tillbaka i drift om mindre än fem minuter. Skillnaden är viktig eftersom industrin har lärt sig att den korrekta enheten för förnyelse är hela den kalibrerade enheten, inte råelementet. Att tillåta användaren att förnya endast elementet förstör precisionen som gör en säkring tillförlitlig. Den förseglade patronen tvingar fram förnyelse på den nivå där tids-strömkarakteristiken, brytkapaciteten och terminalkontaktkraften kontrolleras tillsammans. Det är därför den omkopplingsbara säkringen, trots sitt namn, nu är den typ av säkring som inte alls bör förnyas av användaren.