فیوزها چیست و چه کاربردی دارند؟ کدام وسایل حفاظتی بهتر هستند: فیوز یا قطع کننده مدار؟ لینک فیوز چیست؟

شبکه ها و دستگاه های الکتریکی مدرن بسیار پیچیده هستند و نیاز به محافظت قابل اعتماد در برابر اضافه بارهای احتمالی و اتصال کوتاه دارند. نقش حفاظتی اصلی در چنین مواردی توسط دستگاه های ایمنی مختلف ایفا می شود. در میان انواع این دستگاه ها، رایج ترین آنها در نظر گرفته می شود فیوزها، دارای درجه بالایی از قابلیت اطمینان، سهولت کار و هزینه نسبتا پایین است.

علی‌رغم استفاده گسترده از دستگاه‌های محافظ خودکار، پیوندهای فیوز همچنان در حفاظت از تجهیزات الکترونیکی، شبکه‌های الکتریکی خودرو، تاسیسات الکتریکی صنعتی و سیستم‌های منبع تغذیه مرتبط هستند. آنها هنوز هم در تابلوهای توزیع بسیاری از ساختمان های مسکونی به دلیل عملکرد قابل اعتماد، اندازه کوچک، عملکرد پایدار و جایگزینی سریع استفاده می شوند.

فیوزها برای چه مواردی استفاده می شوند؟

در صورت اتصال دو سیم متصل به منبع جریان، یک اثر شناخته شده رخ خواهد داد اتصال کوتاه. دلیل ممکن است عایق آسیب دیده، اتصال نادرست مصرف کنندگان و غیره باشد. با مقاومت نسبتاً کم سیم ها، در این لحظه جریان بسیار بالایی از آنها عبور می کند. در نتیجه گرم شدن بیش از حد سیم ها، عایق آتش می گیرد که می تواند منجر به آتش سوزی شود.

اجتناب کنید پیامدهای منفیبا قرار دادن فیوزها، که به عنوان دوشاخه نیز شناخته می شوند، کاملاً امکان پذیر است. اگر جریان از مقدار مجاز بیشتر شود، سیم داخل فیوز بسیار داغ می شود و به سرعت ذوب می شود و در این نقطه مدار الکتریکی قطع می شود.

طراحی فیوزها می تواند لوله ای یا پلاگین باشد. عناصر لوله ای در یک محفظه فیبر بسته با خواص تولید گاز تولید می شوند. در صورت افزایش دما، فشار زیادی در داخل لوله ایجاد می شود و باعث قطع شدن مدار می شود. فیوزهای دوشاخه دارای طراحی استاندارد مجهز به سیمی هستند که تحت تأثیر جریان الکتریکی بالا ذوب می شوند.

نوع دیگری از فیوزهای به اصطلاح خود ترمیم شونده وجود دارد که از مواد پلیمری ساخته شده اند که در دماهای مختلف ساختار خود را تغییر می دهند. گرمایش قابل توجه منجر به تغییر شدید مقاومت به سمت افزایش می شود که در نتیجه مدار قطع می شود. خنک شدن بیشتر باعث کاهش مقاومت می شود، بنابراین مدار دوباره بسته می شود. این فیوزها عمدتاً در مجتمع استفاده می شوند دستگاه های دیجیتال. در شبکه های برق معمولی به دلیل هزینه بالایشان استفاده نمی شود.

گاهی اوقات برخی از صنعتگران سعی می کنند یک فیوز سوخته را جایگزین کنند و به جای آن از به اصطلاح حشرات استفاده می کنند که یک تکه سیم ضخیم یا سیم های نازک است که در یک بسته معمولی پیچیده شده است. چنین است دستگاه های خانگیاستفاده از آن به شدت ممنوع است، زیرا جریان در طول اتصال کوتاه به طور غیرقابل قبولی بالا خواهد بود. گرم شدن شدید سیم کشی باعث آسیب، اشتعال و آتش سوزی می شود.

دستگاه فیوز

این ترکیب شامل یک محفظه یا کارتریج با خواص عایق الکتریکی و خود فیوز است. انتهای آن به پایانه هایی متصل می شود که فیوز را به صورت سری به مدار الکتریکی و به همراه دستگاه محافظت شده یا خط برق متصل می کند. مواد اتصال فیوز به گونه ای انتخاب شده است که قبل از اینکه نشانگر دمای سیم ها به سطح خطرناکی برسد یا در نتیجه بارگذاری بیش از حد مصرف کننده از کار بیفتد، می تواند ذوب شود.

بر اساس ویژگی های طراحی، فیوزها می توانند کارتریج، صفحه، دوشاخه و لوله باشند. قدرت جریان محاسبه شده ای که فیوز می تواند تحمل کند بر روی بدنه دستگاه نشان داده شده است.

فیوزهای ولتاژ پایین طراحی نسبتاً ساده ای دارند. تحت تأثیر جریان زیاد، فیوز پیوند یا عنصر رسانا در معرض گرمایش شدید قرار می گیرد، پس از رسیدن به دمای معین، در محیط خاموش کننده قوس ذوب می شود و تبخیر می شود و مدار محافظت شده را می شکند. فیوز در مدار الکتریکی اینگونه عمل می کند.

برای جلوگیری از ورود گازهای داغ و فلز مایع به محیط از عایق سرامیکی که به بدنه دستگاه نیز معروف است استفاده می شود که در برابر دمای بالا و فشار داخلی قابل توجه مقاوم است. پوشش‌های محافظ واقع در لبه‌های فیوز مجهز به نوارهای مخصوص دسته‌های یکپارچه هستند که هنگام تعویض عناصر غیرقابل استفاده، فیوزها را می‌گیرند. با کمک پوشش های محافظ و محفظه سرامیکی، یک پوسته ضد انفجار ایجاد می شود که قوس الکتریکی سوئیچینگ را محدود می کند.

ماسه ای که فضای داخلی را پر می کند جریان را محدود می کند. این ماده با اندازه های کریستال خاصی انتخاب می شود و پس از آن به درستی فشرده می شود. به عنوان یک قاعده، فیوزها با ماسه کریستالی کوارتز پر می شوند که دارای خلوص شیمیایی و کانی شناسی بالایی است. اتصال فیوز لینک با پایه نگهدارنده به صورت مکانیکی و با استفاده از چاقوهای تماسی انجام می شود. آنها از مس یا آلیاژهای مس پوشیده شده با قلع یا نقره ساخته می شوند.

مشخصات فیوز

مشخصه اصلی وابستگی مستقیم زمان ذوب به قدرت جریان است. بنابراین، زمانی که در طی آن فیوز پیوند فیوز منفجر می شود، با جریان خاصی مطابقت دارد. این پارامتر بیشتر به عنوان مشخصه زمان-جریان شناخته می شود.

علاوه بر نشانگر زمان، مشخصات دیگری نیز وجود دارد که برای تعیین انواع فیوزها استفاده می شود. در میان آنها، قبل از هر چیز، باید به آن اشاره کرد. این مجازترین جریان بار در شرایط گرم کردن بدنه فیوز برای مدت طولانی است. هنگام انتخاب دستگاه بر اساس این نشانگر، باید بار مدار الکتریکی و همچنین شرایط عملکرد فیوز را در نظر گرفت.

در برخی موارد، درجه جریان ممکن است بیشتر از جریان در خود مدار الکتریکی باشد. به عنوان مثال، در استارت موتورهای الکتریکی، برای جلوگیری از منفجر شدن فیوز در هنگام استارت. لطفاً توجه داشته باشید که جریان نامی فیوز باید با جریان نامی عنصر در حال تعویض مطابقت داشته باشد.

به نوبه خود، جریان نامی عنصری که جایگزین می شود، حداکثر جریان بار مجاز را برای مدت طولانی زمانی که این عنصر در نگهدارنده یا کنتاکت ها نصب می شود، نشان می دهد. علاوه بر این، درجه‌بندی جریان پایه و نگهدارنده فیوز وجود دارد که هنگام انتخاب یک وسیله محافظ باید در نظر گرفته شود. علاوه بر این، از یک نشانگر مانند ولتاژ نامی استفاده می شود. این پارامتر نشان دهنده ولتاژ قطب به قطب است که با ولتاژ نامی فاز به فاز محافظت شده منطبق است. شبکه های الکتریکی.

به منظور ارائه فیوزها حفاظت قابل اعتماد، مقدار این کمیت باید بزرگتر یا مساوی ولتاژ جسم محافظت شده باشد. به عنوان مثال، فیوز 400 ولتی را می توان برای محافظت از مدارهای 220 ولت استفاده کرد، اما برعکس نه. بنابراین، این مقدار توانایی فیوز برای شکستن سریع مدار الکتریکی و خاموش کردن قوس را مشخص می کند.

بنابراین، هنگام انتخاب فیوز به عنوان یک وسیله محافظ، لازم است اجباریپارامترهایی را در نظر بگیرید که به شما امکان می دهد از محافظت قابل اعتماد جسم اطمینان حاصل کنید.

انواع فیوز

برای تمام دستگاه های این نوع، یک طبقه بندی کلی با توجه به ویژگی های اصلی آنها وجود دارد.

فیوز لینک ها می توانند به روش های مختلفی بسته شوند و بنابراین اثرات خارجی که هنگام خاموش شدن جریان رخ می دهد نیز متفاوت است. چنین فیوزها به انواع زیر تقسیم می شوند:

• فیوز باز که در آن هیچ وسیله ای برای محدود کردن حجم قوس، انتشار ذرات فلز مذاب و شعله وجود ندارد.
• یک کارتریج نیمه بسته با یک پوسته باز در یک یا دو طرف. این یک خطر خاص برای افراد نزدیک ایجاد می کند.
• کارتریج بسته. قابل اطمینان ترین است زیرا تمام معایب فوق را ندارد. تقریباً تمام فیوزهای مدرن با کارتریج بسته تولید می شوند.

خاموشی قوس را می توان انجام داد به روش های مختلف. بسته به این، فیوزها با یا بدون پرکننده در دسترس هستند. در حالت اول از اجزای پودری، فیبری یا دانه ای استفاده می شود و در حالت دوم به دلیل حرکت گازها یا فشار بالادر کارتریج طرح های خود کارتریج به دو دسته جمع شونده و غیر قابل جمع شدن تقسیم می شوند. گزینه اول شامل جایگزینی درج ذوب شده است و در مورد دوم کل عنصر باید جایگزین شود. در برخی موارد کارتریج های جدا نشدنی را می توان در کارگاه های مخصوص بارگیری کرد.

فیوزها ممکن است در حین برق تعویض شوند یا نشوند. در حالت اول، تعویض می تواند مستقیماً با دست و بدون دست زدن به قطعات زنده انجام شود. در حالت دوم، دستگاه باید از ولتاژ جدا شود.

علامت های فیوز

هر فیوز در نمودار با یک علامت خاص نشان داده شده است. علامت گذاری استاندارد از دو کاراکتر حرفی تشکیل شده است. حروف اول فاصله حفاظتی را تعیین می کند: a - جزئی (فقط محافظت در برابر اتصال کوتاه) و g - کامل (محافظت در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار ارائه شده است).

حرف دوم انواع دستگاه های محافظت شده را نشان می دهد:

• G - از هرگونه تجهیزات محافظت می کند.
• F - فقط مدارهای جریان کم محافظت می شوند.
• Tr - حفاظت از ترانسفورماتور.
• م - موتورهای الکتریکی و وسایل قطع کننده.

اطلاعات دقیق تر در مورد علامت گذاری فیوزها را می توان از کتاب های مرجع در نظر گرفته شده برای مهندسین برق به دست آورد.

هر مدار الکتریکی از عناصر جداگانه تشکیل شده است. هر یک از آنها با مقادیر جریان خاصی مشخص می شود که در آن عنصر عملیاتی است. افزایش جریان بالاتر از این مقادیر ممکن است باعث آسیب به المنت شود. این به دلیل دمای غیرقابل قبول بالا یا به دلیل تغییر نسبتاً سریع در ساختار این عنصر به دلیل تأثیر جریان رخ می دهد. در چنین شرایطی فیوزها طرح های مختلفبه شما امکان می دهد از آسیب به عناصر مدار الکتریکی جلوگیری کنید.

طبقه بندی آنها بر اساس روشی است که این فیوزها مدار الکتریکی را می شکنند و بنابراین می توانیم مواردی را که بیشترین استفاده را دارند به عنوان انواع فیوزهای زیر فهرست کنیم:

• قابل ذوب،
• الکترومکانیکی،
• الکترونیکی،
• خود درمانی

روش شکستن مدار الکتریکی کل مجموعه فرآیندهایی را که در فیوز هنگام راه اندازی آن رخ می دهد، پوشش می دهد.

• فیوزها در اثر ذوب شدن فیوز، مدار الکتریکی را می شکنند.
• فیوزهای الکترومکانیکی حاوی کنتاکت هایی هستند که توسط یک عنصر دو فلزی قابل تغییر شکل خاموش می شوند.
• فیوزهای الکترونیکی حاوی یک کلید الکترونیکی هستند که توسط یک مدار الکترونیکی خاص کنترل می شود.
• فیوزهای خود تنظیم شونده با استفاده از مواد خاصی ساخته می شوند. هنگامی که جریان جریان پیدا می کند خواص آنها تغییر می کند، اما پس از کاهش یا ناپدید شدن جریان در مدار الکتریکی بازیابی می شوند. بر این اساس، مقاومت ابتدا افزایش می یابد و سپس دوباره کاهش می یابد.

ذوب پذیر

ارزان ترین و قابل اطمینان ترین فیوزها هستند. اتصال فیوز که پس از افزایش جریان بالاتر از مقدار تنظیم شده ذوب می شود یا حتی تبخیر می شود، تضمین می شود که در مدار الکتریکی قطع شود. اثربخشی این روش حفاظت عمدتاً با میزان تخریب فیوز پیوند تعیین می شود. برای این منظور از فلزات و آلیاژهای خاصی ساخته می شود. اینها عمدتاً فلزاتی مانند روی، مس، آهن و سرب هستند. از آنجایی که پیوند فیوز اساسا یک هادی است، مانند یک هادی رفتار می کند که با نمودارهای نشان داده شده در زیر مشخص می شود.

بنابراین، برای عملکرد صحیح فیوز، گرمایی که در فیوز لینک در جریان بار نامی آزاد می شود نباید منجر به گرم شدن بیش از حد و تخریب آن شود. از طریق عناصر بدنه فیوز به محیط پراکنده می شود و درج را گرم می کند، اما بدون عواقب مخرب برای آن.

اما اگر جریان افزایش یابد، تعادل حرارتی مختل شده و دمای درج شروع به افزایش می کند.

در این حالت به دلیل افزایش مقاومت فعال فیوز لینک، افزایش دما شبیه بهمن رخ خواهد داد. بسته به سرعت افزایش دما، درج یا ذوب یا تبخیر می شود. تبخیر توسط یک قوس ولتایی تسهیل می شود، که می تواند در یک فیوز در مقادیر قابل توجهی از ولتاژ و جریان رخ دهد. قوس به طور موقت جایگزین فیوز پیوند تخریب شده می شود و جریان را در مدار الکتریکی حفظ می کند. بنابراین، وجود آن ویژگی های زمان بندی قطع اتصال فیوز را نیز تعیین می کند.

• مشخصه زمان-جریان پارامتر اصلی یک فیوز لینک است که توسط آن برای یک مدار الکتریکی خاص انتخاب می شود.

در حالت اضطراری، مهم است که مدار الکتریکی را در اسرع وقت قطع کنید. برای این منظور از روش های خاصی برای فیوز لینک استفاده می شود مانند:

• کاهش موضعی قطر آن؛
• "اثر متالورژیکی".

در اصل، اینها روش های مشابهی هستند که به هر طریقی اجازه می دهند تا باعث گرم شدن موضعی و سریع تر درج شوند. سطح مقطع متغیر با قطر کمتر سریعتر از سطح مقطع بزرگتر گرم می شود. برای تسریع بیشتر از بین رفتن فیوز پیوند، از مجموعه ای از هادی های یکسان ساخته شده است. به محض سوختن یکی از این هادی ها، سطح مقطع کل کاهش می یابد و هادی بعدی می سوزد و به همین ترتیب تا زمانی که کل پک هادی ها به طور کامل از بین برود.

اثر متالورژیکی در درج های نازک استفاده می شود. این بر اساس به دست آوردن یک مذاب موضعی با مقاومت بالاتر و حل کردن ماده پایه درج با مقاومت کم در آن است. در نتیجه مقاومت موضعی افزایش می‌یابد و درج با سرعت بیشتری ذوب می‌شود. مذاب از قطرات قلع یا سرب به دست می آید که روی هسته مسی ریخته می شود. چنین روش هایی برای فیوزهای کم مصرف برای جریان تا چندین واحد آمپر استفاده می شود. آنها عمدتاً برای لوازم خانگی و وسایل برقی مختلف استفاده می شوند.

شکل، ابعاد و جنس بدنه بسته به مدل فیوز ممکن است متفاوت باشد. محفظه شیشه ای راحت است زیرا به شما امکان می دهد وضعیت درج قابل ذوب را مشاهده کنید. اما مورد سرامیکی ارزان تر و قوی تر است. طرح های دیگر برای کارهای خاص اقتباس شده اند. برخی از آنها در تصویر زیر نشان داده شده است.

دوشاخه های الکتریکی معمولی بر پایه بدنه های سرامیکی لوله ای ساخته شده اند. خود دوشاخه بدنه ای است که به طور ویژه برای استفاده راحت از فیوز برای کارتریج ساخته شده است. برخی از طرح های دوشاخه و فیوز سرامیکی مجهز به نشانگر مکانیکی وضعیت فیوز لینک هستند. وقتی می سوزد، دستگاهی از نوع سمافور فعال می شود.

هنگامی که جریان از 5 تا 10 آمپر افزایش می یابد، خاموش کردن قوس ولتاژ داخل بدنه فیوز ضروری می شود. برای انجام این کار، فضای داخلی اطراف درج قابل ذوب با ماسه کوارتز پر می شود. قوس به سرعت شن و ماسه را گرم می کند تا زمانی که گازها آزاد شوند که مانع از آن می شود توسعه بیشترقوس ولتایی

علیرغم برخی مشکلات ناشی از نیاز به تامین فیوز برای تعویض و همچنین عملکرد کند و ناکافی برای برخی مدارهای الکتریکی، این نوع فیوزها از همه قابل اعتمادتر هستند. هر چه میزان افزایش جریان عبوری از آن بیشتر باشد، قابلیت اطمینان عملیات بیشتر است.

الکترومکانیکی

فیوزهای طراحی الکترومکانیکی اساساً با فیوزها متفاوت هستند. آنها دارای کنتاکت های مکانیکی و عناصر مکانیکی برای کنترل آنها هستند. از آنجایی که قابلیت اطمینان هر دستگاهی با پیچیده‌تر شدن کاهش می‌یابد، برای این فیوزها، حداقل از نظر تئوری، احتمال چنین نقصی وجود دارد که در آن جریان قطع تنظیم شده خاموش نشود. عملکرد مکرر مزیت قابل توجه این دستگاه ها نسبت به فیوزها است. معایب را می توان به شرح زیر شناسایی کرد:

• ظاهر یک قوس در هنگام خاموش شدن و از بین رفتن تدریجی مخاطبین به دلیل تأثیر آن. این امکان وجود دارد که کنتاکت ها به یکدیگر جوش داده شوند.
• درایو تماس مکانیکی، که برای اتوماسیون کامل هزینه بر است. به همین دلیل، فعال کردن مجدد باید به صورت دستی انجام شود.
• پاسخ سریع ناکافی، که نمی تواند ایمنی برخی از مصرف کنندگان برق "فاسد شدنی" را تضمین کند.

فیوز الکترومکانیکی اغلب به عنوان "شکن مدار" نامیده می شود و یا توسط یک پایه یا توسط پایانه های سیمی که از عایق جدا شده اند به مدار الکتریکی متصل می شود.

الکترونیکی

در این دستگاه ها مکانیک به طور کامل با الکترونیک جایگزین می شود. آنها تنها یک اشکال با چندین مظاهر آن دارند:

• خواص فیزیکی نیمه هادی ها

این نقص خود را نشان می دهد:

• در آسیب داخلی غیرقابل برگشت به کلید الکترونیکی از تأثیرات فیزیکی غیرعادی (ولتاژ، جریان، دما، تشعشع اضافی).
• فعال سازی یا خرابی کاذب مدار کنترل کلید الکترونیکی به دلیل تأثیرات فیزیکی غیرعادی (بیش از حد دما، تابش، تابش الکترومغناطیسی).

خود درمانی

یک میله از یک ماده پلیمری خاص ساخته شده و مجهز به الکترودهایی برای اتصال به مدار الکتریکی است. این طراحی این نوع فیوز است. مقاومت یک ماده در یک محدوده دمایی معین کم است، اما با شروع یک دمای خاص به شدت افزایش می یابد. با سرد شدن، مقاومت دوباره کاهش می یابد. ایرادات:

• وابستگی مقاومت به دما محیط زیست;
• بهبودی طولانی پس از تحریک؛
• خرابی توسط ولتاژ اضافی و خرابی به این دلیل.

انتخاب فیوز مناسب باعث صرفه جویی قابل توجهی در هزینه می شود. تجهیزات گران قیمت که در صورت بروز حادثه در مدار الکتریکی به موقع توسط فیوز خاموش می شوند، همچنان فعال هستند.

فیوز کلاسیک مهندسی برق در زمینه محافظت از شبکه ها در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه است. اگرچه در زمان ما با موفقیت توسط قطع کننده های مدار جایگزین شده است، تعداد زیادی نمونه وجود دارد که در آن فیوز یک پیوند ایمنی ضروری در مدار الکتریکی است: الکترونیک، شبکه برق خودرو، تاسیسات برق صنعتی، سیستم های تامین برق.

فیوزهای نوع دوشاخه

فیوزهای دوشاخه هنوز در بسیاری از تابلوهای توزیع مسکونی در فضای پس از شوروی کار می کنند. فیوزها به دلیل اندازه کوچک، قابلیت اطمینان، هزینه کم، قابلیت تعویض سریع و ویژگی های ثابت در حین کار، اهمیت خود را از دست نداده اند و این مقاله در انتخاب فیوزهایی که دارای پارامترهای اساسی زیر هستند مفید خواهد بود:

• ولتاژ کار نامی نامی؛
• Ivs - جریان نامی فیوز لینک که در بالای آن می سوزد.
• Iп - جریان نامی فیوز.

اصطلاحات

در مهندسی برق، فیوز یک وسیله حفاظت از اضافه جریان است که دارای یک جزء یکبار مصرف به نام فیوز لینک است که با ذوب شدن رسانا، مدار الکتریکی را با رسیدن به پارامترهای مشخص شده باز می کند.

به عبارت دیگر، فیوز الکتریکی یک نگهدارنده قابل استفاده مجدد است که در آن یک درج یکبار مصرف قرار داده شده است، که با بیش از حد Ivs ذوب می شود. در زندگی روزمره، این دو اصطلاح یکسان در نظر گرفته می شوند، اما در توضیحات فنی IP برابر با حداکثر Iv های ممکن است، زیرا انواع خاصی از فیوزها نیاز به استفاده از عناصر پلاگین با Iv های مختلف دارند.

به عنوان مثال در فیوز NPN2-60 می توانید فیوز لینک با Ivs را به ترتیب از 6 تا 60 آمپر وارد کنید، IP آن برابر با 60 آمپر است.

فیوزهای سری NPN جریان های مختلف

اصل عملیات

از نظر ساختاری، عنصر یکبار مصرف به شکل یک هادی با مقطع کوچک محصور در یک شیشه محافظ، پرسلن یا پوسته پلاستیکی ساخته می شود. در مقادیر نزدیک به Ibc، انتشار گرمایی رخ می دهد که برای گرم کردن هادی تا دمای ذوب به دلیل اتلاف گرما کافی نیست. هنگامی که Ibc بیش از حد باشد، ماده رسانا ذوب می شود و مدار الکتریکی قطع می شود.

این قطعات در طیف وسیعی از سیم‌های نازک که برای محافظت از دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شوند تا صفحات عظیمی که برای عملکرد در مدارهایی با جریان‌های بیش از هزاران آمپر طراحی شده‌اند، وجود دارند.

فیوز در چندین مرحله عمل می کند: گرم کردن، ذوب و تبخیر فلز، قوس الکتریکی، خاموش کردن قوس. مرحله آخر به معنی خاموش شدن کامل است و برای اینکه قوس خاموش شود، ولتاژ نامی فیوز نباید کمتر از ولتاژ برق باشد.

شرایط استفاده

دمای گرمایش فیوز لینک نباید از مقادیر مجاز در طول کارکرد طولانی مدت فیوز تجاوز کند. بنابراین، Ivs و Ip باید با مقداری برابر یا یک مقدار بیشتر از جریان بار نامی شبکه محافظت شده انتخاب شوند. اما باید در نظر داشت که مدار نباید در هنگام شروع اضافه بار وسایل الکتریکی متصل قطع شود.

به عنوان مثال، برای راه اندازی یک موتور الکتریکی ناهمزمان با روتور قفس سنجابی، جریانی بیش از هفت برابر مقدار نامی مورد نیاز است که با شتاب گرفتن روتور به سرعت کار، این جریان کاهش می یابد. زمان راه اندازی به ویژگی های هر وسیله الکتریکی خاص بستگی دارد.

مشخصه جریان زمانی

استفاده از فیوزها در مدارهایی با اضافه بارهای کوتاه مدت به این دلیل امکان پذیر است که وقتی از IBC فراتر می رود، خاموش شدن بلافاصله رخ نمی دهد، اما پس از مدتی برای گرم کردن سیم ذوب شده لازم است. دوره پاسخ به دمای محیط و هدف فیوز بستگی دارد که می توان از نمودارهای وابستگی زمان فعلی فهمید. در طول زمان اضافه بار کوتاه، مواد عنصر مصرفی قبل از اینکه بار به مقدار طبیعی خود بازگردد، زمان گرم شدن بیش از حد را ندارد.

مشخصه جریان زمانی برای فیوزهای سری PPN، که در آن زمان فرسودگی آنها بسته به مقدار فعلی نشان داده می شود.

مشخصات جریان زمانی فیوزها

زمان های مختلف خاموش شدن

نمودارهای شاخه ای به معنای کار در محیط های گرم (چپ) و سرد (راست) است. برای PPN با Ivs=25A، با I=100A خاموش شدن در یک ثانیه اتفاق می افتد (خطوط قرمز). در I=50A تقریباً 40 ثانیه طول می کشد. به راه انداختن ( سبزروی نمودار).

در I=30A (قطعات آبی)، فیوز بار را برای حدود نیم ساعت (2000s/60m) در دماهای بالا نگه می دارد. نمودار نشان می دهد که در شرایط سرد در I=30A هرگز در واقع نمی سوزد. بنابراین، انتخاب فیوزها باید با بررسی ویژگی زمان-جریان آن، یافتن زمان خاموش شدن در شرایط خاص انجام شود.

محاسبه Ivs طبق PUE 5.3.56.

نسبت شروع Ip.ed فعلی. به Ivc نباید از 2.5 تجاوز کند، در غیر این صورت فیوز در برابر اضافه بارهای راه اندازی مقاومت نمی کند. این ضریب برای موتورهایی با راه اندازی آسان اتخاذ می شود و برای شرایط دشوار (استارت های مکرر، زمان های شتاب طولانی) از نسبت 2.0-1.6 استفاده می شود.
یعنی

جریان راه اندازی موتور الکتریکی در گذرنامه آن و همچنین در خود محفظه نشان داده شده است. فرض کنید Ip.ed = 60A. برای اینکه فیوز این جریان را تحمل کند و به درستی در برابر اتصال کوتاه و اضافه بارهای طولانی مدت محافظت کند، با استفاده از فرمول فوق باید Ivs = 60/2.5 = 24A را محاسبه کنید. ما نزدیکترین مقدار را از سری PPN انتخاب می کنیم - 25A.

جدول انتخاب برخی از انواع فیوزها

بیایید به مشخصه جریان زمانی نگاه کنیم، جایی که می توانیم ببینیم که زمان خاموش شدن در 60A در محدوده 10-20 ثانیه است که برای سرعت گرفتن موتور کاملاً کافی است.

فرض کنید چندین موتور الکتریکی دارید و باید از خط محافظت کنید، برای این کار شما نیاز دارید:

که در آن — — مجموع تمام جریان های موتورهای الکتریکی که به طور همزمان کار می کنند برابر با جریان محاسبه شده در خط است.

- شروع جریان ال. موتور با بالاترین قدرت؛

- محاسبه جریان بالاترین توان از تعداد توان الکتریکی در حال کار. موتورها

پس از محاسبه، این شرط باید رعایت شود:

فیوز موقت ("اشکال")

یکی دیگر از ویژگی های شگفت انگیز فیوزها امکان تعمیر آنها با استفاده از وسایل بداهه است، اما فقط برای تعویض موقت، با انجام محاسبات مطابق با فرمول های پیچیده، یا با انتخاب قطر هادی از جدول:

جدول برای انتخاب فیوز لینک های موقت

شما باید ضخامت سیم را با یک میکرومتر یا کولیس اندازه گیری کنید. اگر هیچ کدام وجود ندارد، می توانید سیم را به دور یک مداد بپیچید، طول سیم پیچ را اندازه بگیرید، آن را بر تعداد دور تقسیم کنید تا قطر تقریبی آن را بدست آورید.

وسایل حفاظتیبرای اطمینان از ایمنی عملکرد شبکه های الکتریکی، ماشین آلات، تاسیسات الکتریکی در صورت شرایط اضطراری (اتصال کوتاه، اضافه بار) طراحی شده اند. اما در صورت نصب و استفاده نادرست، خود می توانند باعث تصادف، آتش سوزی و انفجار شوند، زیرا در حین کار آنها جرقه و قوس الکتریکی رخ می دهد.

رایج ترین وسایل حفاظتی عبارتند از:

ذوب پذیرفیوزها؛

هوا قطع کننده های مدار;

حرارتیرله؛

دستگاه هاخاموش شدن حفاظتی

فیوزوسیله ای است که در آن، زمانی که جریان از مقدار مجاز فراتر رود، فیوز لینک ذوب می شود و مدار الکتریکی باز می شود. فیوزها وسایل حفاظتی یکبار مصرف هستند.

ترکیب:

الف) ذوب پذیردرج

ب) تماس بگیریددستگاه؛

V) قاب(کارتریج)؛

د) و گاهی اوقات پرکننده(تالک، ماسه کوارتز و ...) برای بهبود انقراض قوس و بصرینرخ پاسخ

اصلعمل فیوزها بر این واقعیت استوار است که جریان عبوری از فیوز لینک تولید گرما مطابق برابری می کند که در آن I جریان عبوری از فیوز لینک، R مقاومت فیوز لینک، t است. زمان عبور جریان: در مقدار معینی از جریان I و زمان t، گرما به اندازه کافی آزاد می شود تا فیوز ذوب شود و مدار الکتریکی باز شود. این امر در برابر جریان اضافه بار و اتصال کوتاه محافظت می کند.

پارامترهای فیوز

الف) جریان نامی لینک فیوز من n.vst . - جریانی که برای عملکرد طولانی مدت برای آن طراحی شده است و روی آن نشان داده شده است.

ب) جریان فیوز نامی من n.pr . – جریان برابر با بزرگترین In.in که روی فیوز نشان داده شده است. تمام قسمت های تماس فیوز حامل جریان برای این جریان طراحی شده اند.

V) ولتاژ نامی U n.pr . - ولتاژ مربوط به بالاترین ولتاژی که در آن مجاز به استفاده است و روی فیوز نشان داده شده است.

ز) حداکثر جریان قطع در یک ولتاژ معین من pr.pr . - بالاترین مقدار جریان اتصال کوتاه که در آن عملکرد قابل اطمینان تضمین شده است (بدون تخریب محفظه).

(3 دقیقه) زمان خاموش شدن کاملدر مدار الکتریکی، فیوز با زمانی که درج به دمای ذوب گرم می شود، زمان ذوب و احتراق آن که هنگام ذوب قوس ظاهر می شود، تعیین می شود.

وابستگی کل زمان خاموش شدن فیوز مدار. از جریان اضافه بار نسبی یا اتصال کوتاه I/In.in. تماس گرفت ویژگی حفاظتی، یعنی خاموش =f(من/ منn.vst.).

وابستگی دوره زمانی که در طی آن دمای یک عنصر یک تاسیسات الکتریکی به حداکثر مجاز می رسد به نسبت جریان واقعی در آن I به جریان نامی In گفته می شود. ویژگی های حرارتی این عنصر، به عنوان مثال. بار =f(من/ منn).

مقایسه ویژگی های حفاظتی فیوزها با ویژگی های حرارتی عناصر محافظت شده به ما امکان ارزیابی را می دهد

امکان حفاظت قابل اعتماد (شکل 1)

I/I N.VST و I/I h

(5 دقیقه) می توان دید که درج با یک ویژگی محافظ الفاز یک عنصر تاسیسات الکتریکی با ویژگی حرارتی محافظت می کند دردر هر نسبت جریان، و درج با یک ویژگی محافظ با- فقط برای ضرب های بیش از 4.

ما باید تلاش کنیم تا زمان خاموش شدن در اثر جریان های اتصال کوتاه تا حد امکان کوتاه باشد. و در جریان های اضافه بار تاخیر دارند. این کار قابل انجام است:

درستهماده پیوند فیوز را انتخاب کنید.

استفاده کنیداثر متالورژیکی؛

انتخاب کنیدطراحی منطقی

درج از کم ذوبفلزات (قلع، سرب، روی، آلومینیوم) دارای رسانایی حرارتی پایینی هستند، بنابراین به آرامی گرم می شوند، برای محافظت از عناصر در برابر جریان اضافه بار مناسب هستند.

درج از نسوزفلزات ( مس، نقرهدارای ظرفیت گرمایی کم و رسانایی حرارتی بالا هستند، بنابراین به سرعت گرم می شوند، تاخیر زمانی کوتاه تری در هنگام اضافه بار ایجاد می کنند، که ویژگی های حفاظتی آنها را بدتر می کند. اما آنها حداکثر جریان خاموش شدن زیادی دارند، بنابراین برای محافظت از عناصر در برابر جریان های اتصال کوتاه مناسب هستند.

برای کاهش نقطه ذوب (به طوری که آهسته تر گرم شوند)، با اثر متالورژیکی، که برای آن یک گلوله از فلز کم ذوب (قلع، آلیاژ قلع با کادمیوم و غیره) در وسط درج یک فلز نسوز لحیم شده است.

در نقطه ای که توپ لحیم می شود، فلز نسوز بیشتری در فلز کم ذوب حل می شود. این درج دارای ویژگی های حفاظتی بهتر در هنگام جریان اضافه بار و دمای ذوب پایین تر (2-3 برابر کمتر از دمای ذوب فلز پایه) است.

از نقطه نظر طراحیبر ویژگی های حفاظتی تأثیر می گذارد طول (برای فیوزهای با U = 120 – 500 ولت، طول بهینه درج 70 میلی متر است) و درج فرم(درج ها با چندین شاخه موازی ساخته می شوند؛ درج هایی با 2-4 تنگ کوتاه استفاده می شود).

فیوزها از مس، روی، سرب یا نقره ساخته شده اند.

پیشرفته ترین فیوزهای امروزی به درج های مسی با حلال قلع ترجیح می دهند. درج روی نیز گسترده است.

درج های فیوز مسی راحت ترین، ساده ترین و ارزان ترین هستند. بهبود ویژگی های آنها با ذوب یک توپ حلبی حاصل می شود

یک مکان مشخص، تقریباً در وسط درج.

از این گونه درج ها به عنوان مثال در سری ذکر شده فیوزهای حجیم PN2 استفاده می شود. قلع در دمای 232 درجه، به طور قابل توجهی کمتر از نقطه ذوب مس ذوب می شود و مس درج را در نقطه تماس با آن حل می کند.

قوسی که در این مورد ظاهر می شود، از قبل کل درج را ذوب می کند و خاموش می شود. مدار جریان خاموش می شود.

بنابراین، ادغام یک توپ حلبی منجر به موارد زیر می شود.

ثانیاً، در همان دمای به اندازه کافی بالا (یعنی تحت بار یکسان)، درج های دارای حلال بسیار سریعتر از درج های بدون حلال واکنش نشان می دهند.

به عنوان مثال، یک سیم مسی با قطر 0.25 میلی متر بدون حلال در دمای متوسط ​​1000 درجه در 120 دقیقه ذوب می شود و همان سیم، اما با حلال در دمای متوسط ​​تنها 650 درجه، تنها در 4 دقیقه ذوب می شود. .

استفاده از حلال قلع این امکان را فراهم می کند که درج های مسی قابل اعتماد و ارزانی داشته باشید که در دمای عملیاتی نسبتاً پایین کار می کنند، دارای حجم و وزن نسبتاً کمی فلز (که به قابلیت سوئیچینگ فیوز کمک می کند) و در عین حال دارای سرعت بیشتر در اضافه بارهای زیاد و واکنش با تاخیر زمانی به اضافه بارهای نسبتا کوچک.

روی اغلب برای ساخت فیوز لینک استفاده می شود. به ویژه در سری های ذکر شده فیوزهای PR-2 از چنین درج هایی استفاده می شود.

اینسرت های روی در برابر خوردگی مقاومت بیشتری دارند. بنابراین، علیرغم نقطه ذوب نسبتاً پایین، برای آنها، به طور کلی، می توان حداکثر دمای عملیاتی مشابه مس (250 درجه سانتیگراد) و درج های طراحی با سطح مقطع کوچکتر را در نظر گرفت. با این حال، مقاومت الکتریکی روی تقریباً 3.4 برابر بیشتر از مس است.

برای حفظ دمای یکسان، لازم است تلفات انرژی در آن کاهش یابد و بر این اساس سطح مقطع آن افزایش یابد. به نظر می رسد که درج بسیار حجیم تر است. این، با مساوی بودن سایر موارد، منجر به کاهش ظرفیت سوئیچینگ فیوز می شود. علاوه بر این، با یک درج عظیم با دمای 250 درجه، نمی توان دمای کارتریج و کنتاکت ها را در همان ابعاد در سطح قابل قبولی حفظ کرد.

همه اینها باعث می شود تا حداکثر دمای درج روی تا 200 درجه کاهش یابد و برای این منظور سطح مقطع درج بیشتر شود. در نتیجه فیوزهایی با درج روی با ابعاد یکسان نسبت به فیوزهای دارای درج مسی و حلال‌های قلع مقاومت کمتری در برابر جریان‌های اتصال کوتاه دارند.

مدرسه برای یک برقکار: مقالات، نکات، اطلاعات مفید