فیوزها از چه ساخته شده اند؟ فیوزها - هدف، انواع و انواع، طراحی و اصل عملکرد آنها

–این یک عنصر از یک مدار الکتریکی است که هدف اصلی آن محافظت از آن در برابر آسیب است..

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

فیوز به گونه ای طراحی شده است که قبل از آسیب دیدن سایر عناصر بسوزد. از این گذشته، قرار دادن یک فیوز جدید آسان تر از جایگزینی سیم ها، ریز مدارها و سایر عناصری است که در صورت افزایش جریان در مدار ممکن است بسوزند.

فیوز فیوز نامیده می شود زیرا بر پایه فیوز پیوند است. این پیوند فیوز از یک آلیاژ تشکیل شده است که دارای دمای پایینذوب شدن و هنگامی که جریان خطرناکی برای مدار اتفاق می افتد، مقدار گرمایی که هنگام عبور چنین جریانی از این درج آزاد می شود برای ذوب آن کافی است. هنگامی که درج ذوب می شود - "سوخته می شود"، مدار باز است.

دلایل سوختن فیوز می تواند اتصال کوتاه، اضافه بار و افزایش ناگهانی جریان باشد.

فیوز نه تنها مدار را از آسیب محافظت می کند، بلکه به عنوان محافظت در برابر آتش سوزی و آتش سوزی عمل می کند، زیرا بر خلاف سیم که ممکن است در هنگام احتراق با مواد قابل اشتعال تماس پیدا کند، فیوز در بدنه فیوز می سوزد.

این اتفاق می افتد که مردم به اصطلاح حشره. معمولا این یک تکه سیم معمولی است که به جای فیوز وارد می شود. این کار به این دلیل انجام می شود که فیوز با درجه مورد نیاز در دسترس نیست یا برای دور زدن محافظ وجود ندارد. اغلب، چنین اشکالاتی منجر به آتش سوزی می شوند، زیرا مشخص نیست که چنین اشکالی در چه جریانی می سوزد یا اصلاً می سوزد.

دستگاه فیوز

همانطور که در بالا ذکر شد، ساده ترین فیوز از قسمت اصلی آن - یک پیوند فیوز (سیم) تشکیل شده است. و یک محفظه که برای اتصال به مدار الکتریکی در نظر گرفته شده است و به عنوان یک اتصال دهنده برای درج عمل می کند.

مزایا و معایب

از مزایای فیوزها می توان به هزینه نسبتا پایین آنها اشاره کرد.

عیب اصلی فیوز این است که نسبت به فیوزهای اتوماتیک زمان نسبتاً طولانی کار می کند. در طول زمانی که فیوز در شبکه های فشار قوی منفجر می شود، تجهیزات ممکن است از کار بیفتند. علاوه بر این، فیوز یک عنصر یکبار مصرف است، یعنی هنگامی که سوخته شود، نمی توان از آن برای استفاده بیشتر استفاده کرد، در حالی که فیوزهای اتوماتیک می توانند برای مدت زمان زیادی کار کنند، زیرا اصل عملکرد آنها بر اساس باز کردن مدار بدون استفاده از آن است. آسیب به ساختار خود فیوز.

تنظیمات اصلی

پارامترهایی که فیوز را مشخص می کنند عبارتند از: جریان نامی، ولتاژ نامی، توان، سرعت پاسخ.

جایی که U– ولتاژ شبکه و Pmax– حداکثر توان بار با حاشیه حدود 20 درصد.

سرعت کار فیوزها متفاوت است. مثلا در مدارهایی که وجود دارد دستگاه های نیمه هادی، بهتر است فیوز سریعتر بسوزد تا به دستگاه ها آسیبی نرسد، اما اگر فیوز قوی باشد که در مدار موتور الکتریکی استفاده می شود، اگر هر بار مدار را قطع نکند بسیار مفیدتر است. در لحظه جریان های هجومی

فیوز– اولین وسیله مورد استفاده در مدارهای الکتریکی برای محافظت در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار. وقوع این شرایط عملیاتی اضطراری اجتناب ناپذیر است. هر چقدر هم که تاسیسات برقی جدید و با کیفیت باشد، همیشه احتمال آسیب به عایق آن و اتصال برق مازاد به شبکه های برق وجود دارد.

فیوز جزء یکبار مصرف است. پس از عملیات، خود یا فیوز فیوز آن باید دور ریخته شود و با فیوزهای جدید جایگزین شود. سوئیچ های اتوماتیک این کاستی ها را ندارند، آنها حالت های اضطراری عملکرد شبکه را بارها و بارها بدون تخریب یا خرابی خاموش می کنند. اما هنوز هم از فیوزها در تاسیسات برقی استفاده می شود.

مزایای آن به این امر کمک می کند:

• طراحی ساده، ارزان برای ساخت؛
• راحتی در استفاده؛
• خرابی فیوز غیرممکن است - به سادگی چیزی برای شکستن در آن وجود ندارد. بنابراین، هیچ نقصی در عملکرد آنها وجود ندارد، که باعث افزایش قابلیت اطمینان حفاظت می شود.

دستگاه فیوز

فیوز با هر طرحی از سه قسمت تشکیل شده است: یک بدنه، یک قسمت تماسی و یک عنصر فیوز.

عنصر ذوب پذیرهادی ساخته شده از مواد کم ذوب است. وقتی جریان از فیوز روی یک عنصر فیوز که مقاومت الکتریکی دارد عبور می کند، الف برقبه شکل گرما اگر جریان کمتر از جریان نامی باشد، گرما برای ذوب فلزی که درج از آن ساخته شده است کافی نیست.

هنگامی که جریان از آستانه عملیاتی فراتر رود، درج ذوب می شود و با قطع شدن مدار همراه است. پارگی هر چه سریعتر رخ دهد جریان بیشتری از فیوز عبور می کند. برای هر یک از آنها، کارخانه های تولیدی یک مشخصه زمان-جریان ارائه می دهند، که می تواند برای تعیین مدت زمان برای خاموش کردن حالت اضطراری با ضریب معین بیش از جریان نامی مورد استفاده قرار گیرد. این اطلاعات توسط طراحان برای محاسبه عملکرد حفاظت مبتنی بر فیوز استفاده می شود.

محفظه فیوزنه تنها برای اتصال مکانیکی عناصر آن با یکدیگر عمل می کند. هنگامی که یک فیوز می سوزد، قوس الکتریکی ناگزیر رخ می دهد. وظیفه بدنه فیوز جلوگیری از گسترش آن و خاموش کردن آن در اسرع وقت است.

هدف سیستم تماس- از اتصال قابل اطمینان قابل جدا شدن دستگاه محافظ با هادی های جریان تاسیسات الکتریکی اطمینان حاصل کنید. سطح تماس باید تا حد امکان بزرگ باشد تا مقاومت تماس کاهش یابد و از گرم شدن اتصال جلوگیری شود. برای سیستم های تماس فیوز از برنج و مس آنودایز شده استفاده می شود.

سرکوب قوس در محفظه فیوز

ساده ترین مدل ها حاوی چیزی جز هوا نیستند. اما آنها همچنین برای جریان های کوچک طراحی شده اند که خاموش شدن آنها با تشکیل قوس با ویژگی های خطرناک برای تجهیزات الکتریکی همراه نیست. وقتی اینسرت ذوب می شود، خود به خود خارج می شود.

با افزایش جریان قطع شده توسط فیوز، نیاز ایجاد می شود خاموش شدن اجباری قوس در داخل محفظه. در غیر این صورت، با ادامه تغذیه اتصال کوتاه، خاموش نمی شود. مدار اضطراری قطع نمی شود: قوس ذوب شده است سیستم تماس، ذرات فلزی را روی سطح محفظه اسپری می کند و یک پل تماسی را تشکیل می دهد. جریان از طریق آن ادامه خواهد یافت مدار کوتاه، تا زمانی که حفاظت سطح بالاتر فعال شود یا هادی های جریان کاملا ذوب شوند. در بهترین حالت، زمان خاموش کردن حالت عملیات اضطراری چندین برابر بیشتر طول خواهد کشید.

هرچه اتصال کوتاه بیشتر باز شود، آسیب بیشتری ایجاد می کند.. بنابراین توجه ویژه ای به خاموش کردن قوس داخل فیوز می شود.

اولین روش برای کاهش زمان قطع اتصال کوتاه بود ساخت بخش مرکزی بدنه فیوز توخالی از فیبر. این یک ماده لایه ای متشکل از مقوا است که با توده سلولزی فشرده شده و از قبل با کلرید روی آغشته شده است. محصولات الیافی در برابر بنزین، الکل، نفت سفید، استون مقاوم بوده و همچنین دارای خواص عایق هستند.

اما مزیت اصلی قطعات الیافی که تعیین کننده گسترش آن در مهندسی برق است، این است هنگامی که در معرض شعله قوس قرار می گیرد، مخلوطی از گازها منتشر می کند که فرآیند احتراق آن را مسدود می کند. گازها با مخلوط شدن با پلاسمای یونیزه شده قوس، مانع حرکت ذرات باردار در آن می شوند. مقاومت کانال حامل جریان به شدت افزایش می یابد و قوس خارج می شود. چنین فیوزهایی را گاز زا می نامند و علاوه بر فیبر از آن نیز ساخته می شوند پلاستیک وینیل.

روش بعدی که برای سرعت بخشیدن به کار فیوز استفاده می شود این است پر کردن بدن با ماسه کوارتز. نقطه ذوب کوارتز حدود 1700 درجه است و همچنین یک دی الکتریک عالی است. هنگامی که پیوند فیوز می سوزد، قوس با افزایش حجم، بین دانه های شن پخش می شود. او باید آنها را در طول یک مسیر پیچیده و پیچیده دور بزند، در نتیجه طول او افزایش می یابد. علاوه بر این، گرمای قوس از مواد پرکننده حذف می‌شود، که باعث دیونیزه شدن کانال و خاموش شدن سریع تخلیه می‌شود.

فیوزهای کوارتز بیشترین کاربرد را در تاسیسات الکتریکی دارند و امروزه نیز مورد استفاده قرار می گیرند. فیوزهای مولد گاز کمتر رایج هستند و فقط در تابلو برق های قدیمی یافت می شوند.

استفاده از فیوز برای حفاظت از تاسیسات الکتریکی ولتاژ بالا به طور قابل توجهی هزینه طراحی آنها را ساده و کاهش می دهد. یک جایگزین برای این یک دستگاه حفاظت کامل رله است. و برای عملکرد آن، سنسورها مورد نیاز است: ترانسفورماتورهای جریان و ترانسفورماتورهای ولتاژ. وظیفه آنها کاهش مقادیر اندازه گیری شده به مقادیر ایمن است که رله ها و پایانه های ریزپردازنده می توانند با آنها کار کنند. همه اینها با هم معلوم می شود که نسبت به نصب فیوزها گران تر است.

اما الزامات سخت گیرانه تری نیز بر روی سرعت فیوزها در تاسیسات الکتریکی بالای 1000 ولت اعمال می شود. برای خاموش کردن سریع آنها، فیوز پیوند به فنر وصل شده استبه یکی از پایانه های تماس متصل است. بدن با ماسه کوارتز پر شده است.

هنگامی که درج می سوزد، فنر آزاد می شود و به شدت منقبض می شود. به همین دلیل طول بخش سوزاندن قوس به سرعت افزایش می یابد. خاموش کردن سریعتر اتفاق می افتد.

یک وسیله اضافی و اجباری برای فیوزهای فشار قوی است واحد نظارت بر سرویس دهی. برای تست ایمن فیوز ولتاژ پایین، می توانید از نشانگر، ولتاژ سنج یا تستر استفاده کنید. در صورت لزوم می توانید سوئیچ را خاموش کرده و مقاومت بین کنتاکت های دستگاه محافظ را اندازه گیری کنید.

اما بررسی قابلیت سرویس یک فیوز فشار قوی امکان پذیر نیست. نمیتونی بهش نزدیک بشی استفاده از نشانگرهای ولتاژ نتایج قابل اعتمادی نمی دهد. اگر ترانسفورماتور قدرت توسط فیوزها محافظت شود، نشانگر پشت فیوز سوخته ولتاژ القا شده روی سیم پیچی را نشان می دهد که از سیم پیچ های فازهای دیگر برق را از دست داده است. هنگام بررسی قابلیت سرویس دهی درج ها روی خط کابل، نشانگر به دلیل شارژ باقی مانده به دلیل باقی مانده روشن می شود. ظرفیت بزرگکابل.

برای نشان دادن خاموش شدن محافظ، یک نشانگر از بدنه فیوز بیرون می آید و در فاصله ای که برای بازرسی ایمن است به وضوح قابل مشاهده است. برای سهولت در تعمیر و نگهداری، فیوزهای ولتاژ پایین نیز از دستگاه های نشانگر استفاده می کنند که سیگنال سوختگی فیوز را نشان می دهد.

مشکل دیگری که هنگام استفاده از فیوز در شبکه های بالای 1000 ولت وجود دارد، این است وقوع حالت فاز باز به دلیل فرسودگی درج در یک فاز. ترانسفورماتورهای قدرت که در دو فاز کار می کنند، ولتاژ نامتقارن روی سیم پیچ ولتاژ پایین ایجاد می کنند که تهدیدی برای آسیب رساندن به وسایل برقی مصرف کنندگان است.

اگر مشکل ادامه داشت، اگر یکی از درج‌ها سوخت، برق را کاملاً خاموش کنید. برای این کار از فیوزهای مخصوص با ضربه گیر در یکی از انتهای آن استفاده کنید. پین شلیک فنری است و همزمان با سوختن فیوز لینک آزاد می شود. جفت با چنین دستگاه هایی استفاده می شود سوئیچ های بار دارای نوارهای جدا کننده. در موقعیت روشن، سیستم تماس سوئیچ توسط یک چفت نگه داشته می شود. هنگامی که مهاجم به میله سفر ضربه می زند، چفت از بین می رود. سیستم فنر بازشکن مدارشکن سیستم تماس خود را به حالت باز هل می دهد. مرحله ای که در آن خاموشی به دلیل اتصال کوتاه رخ داده است توسط مهاجمی که از محفظه بیرون پریده است تعیین می شود.

فیوز نیمه هادی

توسعه فناوری نیمه هادی های قدرت مشکل دیگری را ایجاد کرده است. هیچ وسیله محافظ مکانیکی، از جمله فیوزها، قادر به خاموش کردن سریع عملیات اضطراری دستگاه های حاوی دیودها یا ترانزیستورهای قدرتمند نیست. بارگذاری بیش از حد این دستگاه ها فقط برای مدت زمان محدود - ده ها میلی ثانیه - امکان پذیر است. در صورت تجاوز از این زمان، دستگاه از بین می رود.

برای به حداقل رساندن آسیب به وسایل الکترونیکی در مبدل های فرکانس، اینورترها یا دستگاه ها شروع نرمفیوزهای نیمه هادی استفاده می شود. اتصال pn آنها سریعتر از هر پیوند فیوز می سوزد. اما آنها یک ویژگی دارند - هنگام فعال شدن، فیوز نیمه هادی به طور کامل قطع شدن مدار را تضمین نمی کند. جریان عبوری از آن متوقف می شود، اما نه به طور کامل: فیوز نیمه هادی منفجر شده مقداری مقاومت دارد. بنابراین، برای عملکرد ایمن، یک عنصر سوئیچینگ دیگر در جلوی آن نصب شده است - یک قطع کننده مدار. آنها افزونگی را برای محافظت از نیمه هادی ها فراهم می کنند و همچنین برای تضمین حذف ولتاژ از دستگاه برای بررسی قابلیت سرویس یا تعویض فیوزها استفاده می شوند.

فیوزهای خود تنظیم شونده

در برخی موارد، پس از بارگذاری بیش از حد یک مدار، می تواند باشد پس از مدتی دوباره روشن کردن آن ضرری ندارد. این در فناوری ریزپردازنده و میکروکنترلر مرتبط است. برای محافظت از چنین مدارهایی از فیوزهای خود تنظیم شونده استفاده می شود.

این دستگاه ها شامل یک توده پلیمری مخلوط با کربن است. کربن رسانایی مورد نیاز را فراهم می کند، اما خود دستگاه به طور کلی در برابر جریان عبوری از آن مقاومت دارد. هنگامی که این جریان از آستانه تعیین شده فراتر می رود، ترکیب مخلوط رسانا گرم می شود، پلیمر به حالت آمورف می رود و اندازه آن افزایش می یابد. اتصال بین ذرات کربن قطع شده و جریان فیوز قطع می شود.

پس از سرد شدن پلیمر، ترکیب رسانا به شکل اولیه خود باز می گردد. تماس بازیابی شده و دستگاه برای استفاده دوباره آماده است.

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 فیوزهای فله PN2 ذکر شده 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 به موارد زیر منجر می شود.

اولاً، درج‌های مسی با تأخیر زمانی در برابر بارهای اضافه کوچک شروع به واکنش می‌کنند، که در غیاب حلال اصلاً به آن واکنش نشان نمی‌دهند. به عنوان مثال، یک سیم مسی با قطر 0.25 میلی متر با یک حلال در دمای 280 درجه در 120 دقیقه ذوب می شود.

مدرسه برای یک برقکار: مقالات، نکات، اطلاعات مفید

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 درج‌های روی با ابعاد یکسان، نسبت به فیوزهای دارای درج‌های مسی و حلال‌های قلع، به طور قابل‌توجهی مقاومت کمتری در برابر جریان‌های اتصال کوتاه دارند.

مدرسه برای یک برقکار: مقالات، نکات، اطلاعات مفید

هر مدار الکتریکیاز عناصر فردی تشکیل شده است. هر یک از آنها با مقادیر جریان خاصی مشخص می شود که این عنصر در آن 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 کاملاً رخ می دهد تغییر سریعساختار این عنصر از تأثیر جریان. در چنین شرایطی، فیوزهایی با طرح های مختلف به جلوگیری از آسیب به عناصر مدار الکتریکی کمک می کنند.

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 فهرست کنیم. انواع زیرفیوزها:

• 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 مناسبفیوز، گرمای تولید شده در فیوز لینک در جریان بار نامی 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 در صورت افزایش جریان، تعادل حرارتی به هم می خورد 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 روشهای مشابهی هستند که به هر طریقی اجازه می دهند تا باعث گرم شدن محلی و سریعتر 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 فیوزهای سرامیکی مجهز به نشانگر مکانیکی وضعیت فیوز لینک هستند. وقتی می سوزد، یک دستگاه 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 از توسعه بیشتر قوس ولتایی جلوگیری می کند.

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).
• عملکرد غلط یا خرابی مدار کنترل کلید الکترونیکیاز تأثیرات فیزیکی غیرعادی (دمای بیش از حد، تابش، تابش الکترومغناطیسی).

خود درمانی

یک میله از یک ماده پلیمری مخصوص ساخته شده و مجهز به الکترود 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;
• 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 پیوند فیوز یک پیوند ایمنی ضروری در مدار الکتریکی است: تجهیزات الکترونیکی، شبکه های الکتریکی خودرو، تاسیسات الکتریکی صنعتی، سیستم های منبع تغذیه.

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.

واژه شناسی

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

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 شده است. در مقادیر نزدیک به Ibc، گرمایی آزاد می شود 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 گسترده ای از سیم های نازک مورد استفاده برای محافظت از دستگاه های الکترونیکی تا صفحات عظیم طراحی شده برای کار در مدارهایی که جریان های بیش از هزاران آمپر را حمل می کنند، وجود دارند.

فیوز در چندین مرحله عمل می کند: گرم کردن، ذوب و تبخیر فلز، قوس الکتریکی، خاموش کردن قوس. مرحله آخر یعنی خاموش شدن کاملو برای خارج شدن قوس، ولتاژ نامی فیوز نباید کمتر از ولتاژ برق باشد.

شرایط استفاده

دمای گرمایش فیوز لینک نباید بیشتر شود ارزش های قابل قبولدر حین عملیات طولانی مدتفیوز 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.

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. برای فعال سازی (رنگ سبز در نمودار).

در I=30A (قطعات آبی)، فیوز بار را برای حدود نیم ساعت (2000 ثانیه/60 متر) نگه می دارد. دمای بالا. 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 Ivs نباید از 2.5 تجاوز کند، در غیر این صورت فیوز در برابر اضافه بارهای راه اندازی مقاومت نخواهد کرد. این ضریب برای موتورهایی با راه اندازی آسان پذیرفته می شود و برای شرایط سخت (استارت مکرر، زمان های شتاب طولانی) از نسبت 2.0-1.6 استفاده می شود.
به این معنا که،

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.

ما به مشخصه جریان زمان نگاه می 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 جریانهای موتورهای الکتریکی که به طور همزمان کار می کنند برابر با جریان محاسبه شده در خط است.

- شروع جریان ال. خود موتور قدرت بالا;

- 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 پیچیدهیا با انتخاب قطر هادی از جدول:

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.