فیوز شناسایی و بهره برداری

فیوزها شناخت انتخاب کاربرد آنها

96

فیوز و ضرورت آن

فیوز چرا ؟ تمام سیستم های الکتریکی درنهایت دچار اضافه جریان می شوند. همینطور ، حتی یک اضافه جریان محدود  نیز با گذشت زمان به سرعت موجب گرمایش اجزاء ، آسیب به عایق های ، هادی ها و تجهیزات سیستم  می شود. اضافه جریانهای  بزرگ ممکن است، رساناها را ذوب  و عایقها  را به بخار تبدیل کنند. جریانها خیلی زیاد نیروهای مغناطیسی را تولید می کنند که باعث  خم کردن و ایجاد پیچش در شینه ها و باس بار ها می شود. این تنش می تواند کابل ها را از ترمینال ها و محل اتصال های آن بیرون بکشد و عایق ها و فاصله گذار ها یا spacers را تخریب کند. تکرار زیاد اضافه جریان خارج از کنترل ، خطر  آتش سوزی ، انفجار ، دود سمی و …. را افزایش می دهد . این شرایط نه تنها به سیستم های الکتریکی وتجهیزات آسیب می رساند  ، اما ممکن است باعث صدمه یا مرگ پرسنل و افراد شود. برای کاهش این گونه خطرات در استاندارد های مختلف مقرارت دقیق تعریف شده که بلیستی رعایت شود.

انواع اضافه جریان و اثرات آن:

اضافه جریان یک جریان بیش از حد است که از ampere نامی هادی ها ، تجهیزات یا دستگاه های تحت شرایط استفاده فراتر می رود . عبارت”overcurrent” شامل بارهای بیش از حد و اتصال کوتاه مدارهای الکتریکی است.

اضافه بار :

اضافه بار نوعی از جریان  بیش از حد است که محدود به مسیرهای عبور  جریان طبیعی است.در این حالت خرابی عایق در مدار وجود ندارد. همچنین ناشی  بارگذاری بیش از حد تجهیزات مکانیکی و همچنین خرابی تجهیزات مانند خرابی یاتاقان ها و کوپلینگ ها را می توان نام برد .

اضافه بارهای پایدار

اضافه بارهای پایداراگر در محدوده زمانی تعیین شده قطع نشود ، درنهایت باعث گرم شدن بیش ازمدارو سایر اجزای سیستم شده که خود سبب ایجاد آسیب های گرمایشی می شود . وسایل محافظ اضافه جریان  باید مدارها و تجهیزات را از قبل از گرم شدن بیش از حد ناشی از اضافه بارهای مداوم که رخ می دهد از مدارجدا کنند. گرمای بیش از حد  عمر متوسط عایق آن را به طور جدی کاهش می دهد.

به عنوان مثال ، موتورهایی که بیش از 15 درصد از آنها اضافه بارگیری می کنند ممکن است عمر عایق کمتر از 50 درصد باشند. یعنی عمر آنها نصف شده است .

اضافه بارهای موقت

اضافه بارهای موقت اغلب بیشتراتفاق می افتد. ممکن است در اثر بارگیری بیش از حد تجهیزات مکانیکی از قبیل ماشین های ابزار ناشی برش بسیارعمیق ایجاد شوند همچنین می تواند ناشی از استارت بارهای القایی ، مانند موتورها باشد. از آنجا که اضافه بارهای موقت ، به طور تعریف ،اضافه جریان های  بی ضرر  هستند بتابراین دستگاه های محافظ نباید مدار را باز کنند . فیوزهای انتخاب شده باید دارای تأخیر زمان کافی باشند تا موتورها بتوانند شروع به کار کنند و اضافه بارهای موقت را از خود عبور داده تا کاهش یابد. با این حال ، بایدادامه بیش از حد اضافه جریان ، فیوزها قبل از آسیب دیدن اجزای سیستم باید عمل کرده و باز شوند.

فیوز جزء اولین قطعاتی است که به منظور حفاظت طراحی و ساخته شده است . المان فیوز یک قطعه یکبار مصرف است که بعد از عمل کردن از بین می رود . بایستی جایگزین شود .

هر فیوز شامل یک عنصری فیوزی است که از یک هادی ساخته شده است و توسط یک ماده پر کننده احاطه شده است .

ساختمان فیوزلینک و اجزاء آن
ساختمان فیوزلینک و اجزاء آن

عبور جریان المان هادی فیوز در بخشی که دارای کمترین سطح مقطع است شروع به گرم شدن می نماید و گرمای خود را به ماده پر کننده که معمولا پودر کوارتز است . انتقال می دهد این گرما از طریق پودر پر کننده به شکل توزیع شده به بدنه و محیط انتقال پیدا می کند . این خاصیت جذب و انتاقل حرارت سبب می شود که بتوان فیوز با ابعاد کوچکتر تولید نمود . در شرایط اتصال کوتاه یا اضافه جریان پایدار قسمت نازکتر یا همانئ بخشی از هادی که دارای سطح مقطع کمتری است شروع به ذوب شدن کرده و وجود شن کوارتز سبب می شود که به محظ ذوب شدن جرقه ایجاد شده در کوارتز سریعا خاموش شده و جریان در کوتاه ترین زمان ممکن قطع گردد.

نحوه ذوب المان فیوز
نحوه ذوب المان فیوز

مشخصه قطع فیوز

هر فیوز دارای یک مشخصه قطع است که بر مبنای جریان / زمان تعیین می شود. این مشخصه معکوس جریان / زمان است به این منعی که هر چه اضافه جریان عبوری از از فیوز بیشتر باشد ، زمان کمتری نیاز است که عمل فیوزی اتفاق افتاده و مدار قطع شود .

منحنی جریان زمان فیوز
منحنی جریان زمان فیوز

انواع فیوز

فیوزها را می توان بر اساس پارمتر های مختلفی دسته بندی نمود . ولی اصلی ترین دسته بندی آنها بر اساس زمان عملکرد آنها است .

بر این اساس فیوز ها به سه نوع عمده تقسیم می شوند.

  1. فیوز های استاندارد تک زمانی
  2. فیوز ها با تاخیر زمانی
  3. فیوز با محدود کننده جریان بدون تاخیر زمانی

توانایی یک المان یا قطعه حفاظتی مانند فیوز یا قطع کننده مدار circuit breakerدر قطع جریان اضافی در یک مدار الکتریکی بسیار مهم است . به همین علت همه قطعات حفاظتی دارای یک ظرفیت قطع هستند که به صورت بیشترین جریان در ولتاژ نامی فیوز معرفی می شوند . این همان جریانی است که وسیله حفاظتی می تواند بدون مشکل و به شکل ایمن مدار را قطع کند.

بر همین اساس در هنگام نصب یا تعویض یک وسیله حفاظتی باید به این سه مورد توجه کافی داشت :

  1. ولتاژ نامی
  2. جریان نمامی
  3. ظرفیت قطع کنندگی

برای رسیدن به این هدف معمولا تولید کنندگان برای فیوز های خود منحنی های عملکرد جریان/ زمان را ارائه می دهند .

در این منحنی هر مقدار از جریان متناظر است با زمانی مشخص که هرگاه جریان عبوری از فیوز با این منحنی  به هر شکل بر خورد داشته باشد موجب عملکرد فیوز در آن زمان مشخص خواهد شد. همچنین از این منحنی یا مشخصه برای ایجاد هماهنگی بین فیوزهای بالا دست و پایین دست نیز اتفاده می شود . هر گونه همپوشانی بین دو فیوز بالا دست و پایین دست موجب می شود در صورت بروز اشکال در پایین دست فیوز همزمان فیوز بالا دست نیز عمل نماید . این هماهنگی خصوصا در مدارای توزیع صنعتی بسیار دارای اهمیت چرا که نسبت به مدارهای توزیع شبکه بسیار پیچیده تر هستند.

منحنی مشخصه دو سایز فیوز
مقایسه منحنی مشخصه دو سایز فیوز
انواع فیوز به لحاظ شکل ظاهری

بر اساس استاندارد IEC و استاندارد VDE آلمان فیوزهای به انواع زیر تقسیم بندی می شوند .

  1. فیوز NHو HH محدود کننده جریان جهت ترانسفورماتورها
  2. فیوز NHخاص وسایل و تجهیزات معدن
  3. فیوز های 1000 ولتی برای حفاظت مدار موتور های الکتریکی
  4. فیوزهای نوع Dبا المنت E16 تا 25 آمپر
  5. فیوزهای نوع Dتا ولتاژ 750 ولت برای تراکشن های قطارهای برق
  6. فیوزهای نوع Dتا 500 ولت برای کاربردهای معدن
  7. فیوز های D0690 ولت
  8. فیوز کلید های  مدل D0

 

فیوز های تیپ D( فیوز فشنکی یا بکس )

این نوع از فیوز ها محافظت خوبی در برابر  شوک الکتریکی دارند . علاوه بر این در برابر تغییرات جریان رفتار ثابتی را نشان میدهند. این به این مفهوم است که فیوز(فیوز لینک) موجود در یک پایه فیوز  با فیوز لینکی با جریان بیشتر از جریان قابل تحمل پایه فیوز امکان پذیر نمی باشد. با قرار گرفتن یک قطعه محدود کننده از جنس چینی این امکان ایجاد شده است . همچنن با استفاده از قطعه محدود کننده امکان جایگزین کردن فیوز لینک با آمپراژ بیشتر 110 آمپر میسر نمی شود .

انواع فیوز های DIAZED
انواع و سایز های فیوز های DIAZED
سایز های فیوز های بوکس یا فشنگی
سایز های فیوز های بوکس یا فشنگی
مقادیر جریان نامی فیوز های نوع D

مقادیر جریان نامی فیوزهای نوع D بر طبق جدول زیر تعیین می شود که دارای بازه ای بین 2 تا 200 آمپر است .

جدول جریان نامی و توان قطع فیوز های بوکس یا فشنگی
جدول جریان نامی و توان قطع فیوز های بوکس یا فشنگی

فیوز های نوع D  همچنین دارای سه نوع اصلی به لحاظ سرعت عملکرد هستند که بر اساس نوع سرعت و پنج سایز ابعادی هستند . که شامل DI ,DII,DIII,DIV,DV است . که  هر نوع دارای پایه فیوز با سایز مشخص است که در جدول زیر کد های آن به علاوه سایز پایه آن مشخص شده است .

جدول سایز و تیپ فیوز های نوع D یا فیوز بوکس
جدول سایز و تیپ فیوز های نوع D یا فیوز بوکس
سایز فیوز های نوع D
سایز فیوز های نوع D

 

 

 

 

 

 

این نوع از فیوز ها در بخش انتهایی فیوز لینک دارای یک پولک رنگی هستند که در زمان عملکرد فیوز از بخش انتهایی فیوز لینک جدا می شود به این ترتیب قطع شدن فیوز را مشخص می کند . رنگ این پولک همچنین جریان نامی فیوز لینک را مشخص می کند .

جدول سایز و رنگ پولک فیوز های نوع D فیوز فشنگی
جدول سایز و رنگ پولک فیوز های نوع D فیوز فشنگی
فیوز های نوع NH

این نوع فیوز ها فیوز های فشار ضعیف با قدرت قطع بالا هستند معنای کلمه های آلمانی(Niederspannungs Hochleistungs

) است . این فیوز ها به فیوز کاردی یا فیوز با اتصال تیغه ای نیز معروف هستند . فیوزهای NH  دارای ظرفیت قطع بالای 100KA هستند .

این فیوزها به دلل قدرت قطع بالا می توانند جریان های اتصال کوتاه قابل ملاحظه ای را تحمل کرده و با کمترین آسیب ممکن آنها را قطع نمایند.

از دیدگاه مصرف کننده و بهره بردار این قدرت بالای قطع به این معنی است که اگر از فیوز NH برای محافظت استفاده می کنید دیگر نیازی به محاسبات پیچیده اتصال کوتاه ندارید.

فیوز های NH فیوزهایی برای استفاده افراد متخصص هستند . چرا که استفاده کننده باید از دانش و مهارت  کافی در زمینه برق برخوردار باشد. علاوه بر این کار با این فیوز ها به تجهیزات تخصصی نیز نیازمند است . بتا براین حفاظتهایی مانند نوع D که مربوط به عدم جایگزینی نیازندارد. به هر حال در سیستمهای NH تجهیزات و متعلقاتی فراهم شده است تا از برخورد احتمالی و تصادفی دست با بخشهای برقدار جلوگیری بعمل آید.

فیوز لینک NH
فیوز لینک NH

در فیوز NH جدید یک سیم آلارم و مانیتوریگ تعبیه شده است که از طریق آن می توان عملکرد فیوز را مانیتور کرد برای این منظور داخل ساختار فیوز یک تیغه قرار داده شده است که در صورت عملکرد فیوز به داخل کشیده شده به این ترتیب  می توان با نصب یک میکرو سویچ وضعیت فیوز را مانیتور نمود .

یک فیوز NH از بخش های زیر تشکیل شده است .

  • پایه فیوز : با کنتاکت های تحت فشار فنر که جهت اتصال و تماس با کنتاکت های تیقه ای ساخته شده اند
  • فیوز لینک: قطعه اصلی فیوز
  • دستگیره تعویض جهت حمل و تعویض فیوز
دستگیره فیوز NH
ابزار جابجایی و تعویض فیوز NH
پایه فیوز NH
پایه فیوز NH

 

ساختمان فیوز NH
ساختمان فیوز NH
میکرو سویچ فیوز NH
چگونگی نصب میکرو سویچ فیوز NH

 

 

 

تیپ فیوز های NH

فیوز های NH  برای کاربرد های مختلف و منحنی قطع های استاندارد طراحی و ساخته می شوند . که با حروف اختصاری بر روی بدن فیوز مشخص می شود این حروف به شرح زیر است .

حرف اول سمت چپ :

  • حرف اول a در صورتی است که فیوز فقط برای حفاظت از اتصال کوتاه است. یک وسیله حفاظتی جدا گانه باید از اضافه بار محافظت کند.
  • حرف اول g در صورتی است که فیوز حتی با اندازه جریانهای کم کار کند که باعث سوختن آن طی یک ساعت شود. فیوزهای عمومی برای محافظت از سیم ها محسوب می شوند.

حرف دوم سمت راست :

  • G – کاربرد عمومی برای محافظت سیم ها و کابل ها
  • M – کاربرد برای محافظت موتور ها
  • PV – برای محافظت از آرایه های خورشید و فتو ولتائیک
  • R,S برای محافظت از یکسوسازهای و قطعات نیمه هادی
  • Tr – برای محافظت از ترانسفورماتورها

 

سایز و ابعاد فیوز های NH

فیوز های NH در 11 سایز و اندازه فیزیکی ساخته می شوند . مطابق جدول زیر :

جدول اندازه های فیوز NH
جدول ابعاد فیوز های NH
خواندن اطلاعات فیوزهای NH

معمولا بر روی فیوز اطلاعات مربوط به مشخصه های فیزیکی و الکتریکی حک می شود که برای تعیین مشخصات فیوز می توان از آن ها استفاده نمود .

مشخصات فیوزهای NHبر روی بدنه فیوز
مشخصات فیوزهای NHبر روی بدنه فیوز
جدول مشخصات و تیپ های مختلف فیوز های NH
جدول مشخصات و تیپ های مختلف فیوز های NH

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.