擴散是弧柱內自由電子、正離子逸出弧柱以外，到周圍冷介質中去的過程。擴散是由于帶電質點的不規則熱運動，以及空間電荷的分布不均勻，使電弧中的高溫離子由密集的空間向密度小，溫度低的方向擴散。專業熱熔斷器電弧和周圍介質的溫度差以及離子濃度差越大擴散作用也越強。擴散出來的離子，因冷卻而相互結合，成為中性質點顯然，如果游離過程大于去游離過程，電弧將繼續燃燒，并越燒越旺，如果去游離過程大于游離過程，電弧便越來越小，最后電弧將熄滅。由此分析，熄滅電弧的基本方法是設法冷卻電弧，設法加強復合和擴散形成的去游離過程。高壓限流熔斷器熄滅電弧的基本原理，就是當熔體元件熔化而出現電弧后，迫使電弧深入到周圍填料石英砂構成的縫隙中去，根據狹縫滅弧原理，電弧與石英砂緊密接觸，使電弧急劇冷卻，從而迫使電流急劇下降到零。當預期電流非常大，熔體元件熔化、蒸發、出現間隙及電弧時，這一過程在非常短的時間之內就已經完成，熔體元件在來不及向周圍填料石英砂傳熱的情況下，就已經熔斷并形成電弧。

F-C回路的控制，真空接觸器的操作機構。F-C回路以真空接觸器作為操作設備，真空接觸器普遍采用彈簧操作機構，該機構按保持方式又可分為機械保持和電保持兩種形式。除彈簧操作機構外，真空接觸器也可以采用水磁型操作機構，并利用永磁鐵保持。機械保持型接觸器的控制。機械保持是指當向接觸器發出合閘指令、合閘電磁鐵的銜鐵完全吸合后，通過機械鎖扣裝置的作用將接觸器保持在合閘狀態。專業熱熔斷器由于機械鎖扣裝置的作用，即使斷開電磁鐵的勵磁電源，接觸器仍能保持在合閘狀態。跳閘時，通過另外設置的分閘線圈勵磁，使機械保持解除，接觸器釋放。真空接觸器的操作電磁鐵，在設計上為取得好的力學特性，多采用直流勵磁。接觸器的操作電源有交流和直流之分，當操作電源為交流時，為滿足直流電磁鐵的要求，需有整流裝置實現交流直流的轉換。電保持型接觸器的控制。電保持就是接觸器的合閘是由合閘電磁鐵產生的電磁力實現和保持，該保持電流小于合閘電流。跳閘時，使合閘電磁鐵去磁，在分閘彈簧的作用下，天津熱熔斷器接觸器主觸頭迅速分開。

但對于以電纜供電為主的中壓配電網，如大城市城區配電網、大中工礦企業配電網、中小型發電機電壓直配電網、大容量火力發電廠的高壓廠用電系統等，傳統的接地方式還有一些不足之處，主要有以下幾點：1)內過電壓倍數較高，可達3.5~4倍過電壓。間歇性電弧過電壓及諧振過電壓絕緣已經超過了避雷器允許承載能力，要求避開這兩種過電壓的發生和發展，從而需提高電網的整體絕緣水平。專業熱熔斷器對于具有大量高壓電動機的工礦企業和火力發電廠，配合較難實現。2)單相接地故障下，在升高的穩態電壓下運行時間在2h以上，不僅會導致絕緣早期老化，或在薄弱環節發生閃絡，引起多點故障，釀成斷路器異相開斷，惡化開斷條件。3)電纜為非自恢復絕緣，發生單相接地必是永久性故障，不允許繼續行，必須迅速切斷電源，避免擴大事故。所以主要由電纜線路組成的3~10kV電網，在電容電流超過10A(發電廠廠用電系統為7A)時，天津熱熔斷器宜采用中性點經電阻接地，單相接地故障立即跳閘的接地方式。由于立即跳閘而影響的供電連續性，則可從提高線路或設備的冗余度來解決，目前城網和大容量發電機組的高壓廠用電系統已經按此設置。

電弧的基本特性。專業熱熔斷器高壓熔斷器因供電回路故障發生熔斷時，熔斷器的電弧范圍內一般由陰極壓降區、陽極壓降區和弧柱區等三部分組成。陰極壓降區長度大約只有10mm，在這個區域的一端，電流是在金屬蒸汽中流過；另一端，電流是在固體或液體金屬的陰極上流過。陰極壓降區的電壓降大約為10V。陽極壓降區長度大約也只有10-3mm，在這個區域的一端，電流是在金屬蒸汽中流過；另一端，電流是在固體或液體金屬的陽極上流過。跨在陽極壓降區的電壓，可以是由零至熔體材料的原子電離電位之間的任何值，般認為取熔體材料的電離電位較合理。弧柱區占據陰極壓降區和陽極壓降區之間的全部空間。天津熱熔斷器弧柱區溫度很高，一般在絕對溫度5000K以上。弧柱區可以認為是具有一定導電率的導體，其內部電場強度較低，這一段的電壓與電弧燃燒的熾熱程度、弧柱截面的大小、弧柱的長度等各種因素有關。其特點是電流大時，壓降較小；電流小時，壓降反而較大。維持電弧高溫燃燒是由回路電感提倛主要能源，因為切斷短路電流時，回路電感之中是儲存有磁場能量的，該能量系維持電弧持續燃燒的主要能源。

為方便進行設備絕緣試驗，過電壓保護裝置前宜設置可拆連接片。天津熱熔斷器F-C回路過電壓保護裝置，就設計思想來說，分為兩類，一類是電容器與電阻元件串聯而成的阻容吸收器，另一類是以氧化鋅閥片構成的過電壓限制器。由于當前的3~10kV配電網的接地方式主要采取中性點不接地和低電阻接地兩種型式，對于限制過電壓的保護措施也主要針對這兩種接地方式。阻容過電壓吸收器是F-C回路的過電壓保護設備的主要選擇之一，適用于中性點有效接地的配電系統中。從原理上講，阻容過電壓吸收器是最理想的過電壓保護設備，不僅可以限制過電壓幅值、保護電動機主絕緣也能夠抑制過電壓陡度，保護電動機的匝間絕緣。但在設計中按不同回路的不同阻容特性選擇阻容過電壓吸收器在操作上難度較大，這是限制阻容過電壓吸收器的一個重要原因。專業熱熔斷器氧化鋅過電壓限制器也是F-C回路的過電壓保護設備的主要選擇之氧化鋅過電壓限制器由氧化鋅閥片疊加組成，具有十分優異的非線性伏安特性。氧化鋅過電壓限制器可以限制操作過電壓幅值，保護電動機及低壓變壓器的主絕緣，但其缺點是不能降低操作過電壓行波的陡度，不能有效保護電動機繞組的匝間絕緣。

限制過電壓的作用將由此電壓開始。過電壓限制器兩端子間，施加工頻參考電壓時，流過限制器的泄漏電流稱為工頻參考電流I。顯然，氧化鋅過電壓限制器工頻參考電壓的選擇應大于額定電壓值。荷電率的選擇。氧化鋅過電壓限制器的持續運行電壓與工頻參考電壓的比值稱為荷電率。專業熱熔斷器越接近工頻參考電流I，所以，荷電率不宜過高，才能確保過電壓限制器的壽命荷電率的取值，各國都不相同，日本取值為0.45，美國取值為0.58，我國一般常規非有效接地系統中氧化鋅過電壓限制器的荷電率取0.45~0.6。《電氣工程電氣設計手冊》中推薦氧化鋅過電壓限制器的荷電率不大于0.85，并要求保證使用壽命。殘壓的選擇。殘壓是衡量過電壓限制器保護水平的重要指標，由它構成氧化鋅過電壓限制器的保護特性。對于F-C回路來說，因不考慮雷電沖擊過電壓，這里指氧化鋅過電壓限制器的操作波殘壓。專業熱熔斷器由入山假流瞬間貝較側過電壓數值，由兩部分組成，其一是負載側等值電容上的電壓，其二是與截流值的大小成正比的電感上的電壓，如果開斷瞬間，沒有發生截流，負載側高頻振蕩電壓幅值等于負載側等值電容上的電壓，即電源電壓，過電壓倍數為1。