با فیوز الکتریکی بیشتر آشنا شوید

فیوز الکتریکی چیست؟

در شرایط کاری عادی شبکه برق، جریان عبوری از مدار در محدوده نامی است. اگر عیبی در شبکه از نوع خطای اتصال کوتاه فاز به فاز یا خطای فاز به زمین رخ دهد، جریان شبکه از محدوده ی نامی فراتر می رود. این جریان بالا ممکن است اثر حرارتی بسیار زیادی داشته باشد که باعث آسیب دائمی به قطعات ارزشمند تجهیزات متصل به شبکه برق و تابلو برق می شود. بنابراین این جریان خطای بالا باید با بیشترین سرعت ممکن قطع شود. این کاری است که فیوز برق انجام می دهد. در این مقاله در وبلاگ آداک درباره این قطعه الکتریکی پرکاربرد صحبت می کنیم. با ما همراه باشید و اگر این محتوا برای شما مفید بود، در پایان به آن امتیاز بدهید.

کاربرد فیوز الکتریکی چیست؟

فیوز بخشی از مدار است و از یک ماده رسانا تشکیل شده است که به راحتی ذوب می شود. زمانی که جریان از مقدار از پیش تعیین شده بیشتر شود، اتصال قطع می شود. Fuse ضعیف ترین قسمت مدار الکتریکی است که وقتی بیش از جریان از پیش تعیین شده از آن عبور کند، می شکند. بدین ترتیب، اجزای مدار از آسیب دیدن ایمن می مانند.

عملکرد سیم فیوز 

عملکرد سیم فیوز این است که جریان معمولی را در شرایط نبود دمای بیش از حد در مدار منتقل می کند. اما در صورتی که جریانی بیشتر از جریان معمولی از Fuse wire عبور کند، این وسیله به سرعت گرم شده و ذوب می شود تا جلوی انتقال جریان گرفته شود.

مواد مورد استفاده در ساخت Fuse wire

جنس مواد مورد استفاده برای سیم های فیوز عمدتاً از قلع، سرب، روی، نقره، آنتیموان، مس، آلومینیوم و غیره است.

درجه بندی سیم فیوز الکتریکی

نقطه ذوب و مقاومت ویژه فلزات مختلف مورد استفاده برای سیم فیوز در تصویر زیر آورده شده است.

چند اصلاح و تعریف مهم مرتبط فیوز الکتریکی

حداقل جریان فیوزینگ

حداقل مقدار جریانی است که Fuse در اثر آن ذوب می شود.

رتبه بندی جریان فیوز

حداکثر مقدار جریانی است که در اثر آن این قطعه الکتریکی ذوب نمی شود.

فاکتور فیوزینگ

این نسبت حداقل جریان فیوزینگ و درجه جریان Fuse است. مقدار ضریب فیوزینگ همیشه بیشتر از 1 است.

یک مقاله مفید دیگر بخوانید: اجزای تابلو برق فشار ضعیف

جریان آتی در فیوز

قبل از ذوب، اجزای فیوز باید جریان اتصال کوتاه را از طریق خود حمل کند. جریان آتی به عنوان مقدار جریانی تعریف می شود که بلافاصله پس از وقوع یک اتصال کوتاه در شبکه از Fuse عبور می کند.

زمان ذوب فیوز یا زمان پیش قوس شدن 

برابر با مدت زمانی است که سیم فیوز در اثر ذوب شکسته می شود. بدین ترتیب که جریان اضافه از این قطعه شروع به عبور می کند، تا لحظه ای که سیم فیوز در اثر ذوب شدن شکسته می شود.

زمان قوس 

پس از شکستن سیم فیوز، یک قوس بین هر دو سر ذوب شده سیم ایجاد می شود که در جریان صفر خاموش می شود. زمان محاسبه شده از لحظه شروع قوس تا لحظه خاموش شدن آن، به عنوان زمان قوس فیوز (Arcing Time of Fuse) شناخته می شود.

زمان کار operation time

فرآیند ذوب شدن سیم فیوز و قطع شدن مدار در اثر عبور جریان بیش از حد امری زمان بر است. در واقع این کار تا خاموش شدن جرقه های قوسی بین دو سر سیم ذوب شده ادامه پیدا می کند. زمان کار یا اوپریشن تایم، فاصله زمانی بین لحظه ای است که جریان بیش از حد مجاز شروع به عبور از فیوز می کند و لحظه ای که قوس در فیوز در نهایت خاموش می شود. یعنی زمان کارکرد فیوز = زمان ذوب + زمان قوس است.

ظرفیت حمل جریان 

ظرفیت حمل جریان سیم فیوز به عوامل مختلفی بستگی دارد. از جمله اینکه چه موادی برای ساخت آن استفاده شده است، چه ابعادی دارد، قطر و طول آن چقدر است، اندازه و شکل پایانه های مورد استفاده برای اتصال آن و محیط اطراف به چه شکل است و غیره.

در همین رابطه بخوانید: تابلو متال انکلوزد چیست؟

فرمول قانون فیوز

این قانون ظرفیت حمل جریان سیم فیوز را تعیین می کند. ما می توانیم قانون را به روش زیر فرموله کنیم. در حالت پایدار، یعنی زمانی که فیوز جریان معمولی را بدون افزایش دمای خود تا حد ذوب حمل می کند. این بدان معناست که در این حالت پایدار، گرمای تولید شده در اثر جریان از سیم برابر با گرمای تلف شده از آن است.

گرمای تولید شده = I2R.

که در آن R مقاومت سیم فیوز است.

که در آن، ρ مقاومت، l طول و a سطح مقطع سیم است.

که d قطر سیم است.

در این معادله، K1 یک عدد ثابت است.

گرمای از دست رفته ∝ مساحت سطح سیم ∝ πd.l.

که، K2 یک عدد ثابت است.

حال، با معادل سازی (i) و (ii)، به این معادله می رسیم:

این به عنوان قانون فیوز شناخته می شود

فیوز قابل سیم کشی مجدد یا کیت کت

فیوز قابل سیم کشی مجدد یا کیت کت رایج ترین نوع مورد استفاده در زندگی روزمره ما است. این وسیله عمدتاً دارای دو قسمت است. واحدی که در آن خط ورودی و خروجی یا سیم فاز به طور دائم وصل شده است، به عنوان پایه شناخته می شود. قسمت قابل جابجایی که سیم را نگه می دارد و در پایه قرار می گیرد به عنوان حامل نام برده می شود. 

فیوز کارتریج

در فیوز کارتریج، سیم در یک لوله یا لامپ شیشه ای شفاف محصور شده است، همچنین کل واحد بسته و محصور شده است. در صورت منفجر شدن فیوز باید با قطعه جدید جایگزین شود. زیرا فیوز کارتریج به دلیل آب بندی آن قابل سیم کشی مجدد نیست.

این مقاله مفید را از دست ندهید: تابلو برق داخلی چیست؟

فیوز آلیاژی سرب-قلع یا یوتکتیک

در گذشته برای مقدار کم جریان عبوری، از Fuse آلیاژی سرب-قلع استفاده می شده است. ارجح ترین آلیاژ سرب-قلع برای سیم فیوز حاوی 37% سرب و 63% قلع است. این محصول با نام سیم فیوز آلیاژی Eutectic نیز شناخته می شود. این نوع آلیاژ دارای ویژگی های خاصی است که باعث انتخاب آن برای بسیاری از کاربردها شده است. این خواص شامل:

• سختی برینر بالایی دارد و تمایل کمتری به پخش شدن دارد.
• فلز آلیاژی کاملاً همگن است.
• اگر ویژگی های ذوب آلیاژ یوتکتیک و سایر ترکیبات آلیاژها مورد مطالعه قرار گیرد، در مقایسه با دو نوع دیگر از آلیاژها، تنها یک نقطه ایست (arrest point) در آلیاژ یوتکتیک وجود دارد.

جریان های ذوب تقریبی سیم فیوز آلیاژ سرب-قلع در هوا

نکته: حداقل طول سیم فیوز مورد استفاده باید 2.5 تا 3.5 اینچ باشد. مقادیر جدول فوق فقط زمانی درست است که سیم فیوز با بدنه آن تماس نداشته باشد. زیرا وقتی سیم فیوز با ظروف چینی یا موارد دیگر تماس پیدا می کند، مقدار جریان فیوزینگ با سرعت اتلاف حرارت از سیم فیوز حامل جریان افزایش می یابد. بنابراین همیشه باید در هنگام سیم کشی مجدد Fuse wire احتیاط کرد تا به بدنه دسته فیوز برخورد نکند.

این مقاله را ار دست ندهید: مهمترین چک لیست خرید تابلو برق

فیوز HRC یا فیوز با ظرفیت گسیختگی بالا

فیوز HRC یا فیوز با ظرفیت پاره شدن بالا – در آن نوع فیوز، سیم فیوز یا عنصر می تواند جریان سنگین اتصال کوتاه را برای یک دوره زمانی مشخص حمل کند. در این مدت اگر عیب برطرف شود، منفجر نمی شود. در غیر این صورت باد می کند یا ذوب می شود. محفظه فیوز HRC یا از شیشه یا ترکیب شیمیایی دیگر است.

ویژگی های فیوز HRC

این محفظه به اندازه کافی هواگیر است تا از تأثیر جو بر روی مواد فیوز جلوگیری شود. محفظه سرامیکی دارای یک کلاهک انتهایی فلزی در هر دو سر است که سیم نقره ای قابل ذوب به آن جوش داده می شود. فضایی در داخل محفظه وجود دارد که سیم فیوز را احاطه کرده است که کاملاً با پودر پرکننده مهر و موم شده است. این نوع Fuse قابل اعتماد است و دارای مشخصه زمانی معکوس است. به این معنی که اگر جریان خطا زیاد باشد زمان پارگی کمتر است و اگر جریان خطا زیاد نباشد، زمان گسیختگی طولانی است.

به دنبال سفارش ساخت بدنه آماده تابلو برق هستید؟ کافیست روی متن کلیک کنید!

عملکرد فیوز HRC

هنگامی که جریان بیش از حد از داخل فیوز با ظرفیت گسیختگی بالا عبور می کند، عنصر ذوب شده و تبخیر می شود. پودر پرکننده به اندازه‌ای است که واکنش شیمیایی بین بخار نقره و پودر پرکننده، یک ماده با مقاومت الکتریکی بالا را تشکیل می‌دهد که به خاموش کردن قوس کمک زیادی می‌کند.

ساخت تابلو برق با بهترین متریال

شرکت آداک بهین نیرو، به پشتوانه سال ها تجربه و کسب رضایت صدها مشتری گرامی، مفتخر به طراحی و ساخت انواع تابلو برق صنعتی می باشد. ما برای انجام سفارش ساخت تابلو برق شما در هر نقطه از ایران آمادگی کامل داریم. انواع تابلو فشار ضعیف و فشار متوسط متال کلد، متال انکلوزد و غیره در مجموعه آداک به صورت صفر تا صد طراحی و ساخته می شوند. برای مشاهده محصولات ما لطفاً از کاتالوگ آنلاین محصولات آداک دیدن فرمایید. برای سفارش ساخت تابلو برق با شماره زیر تماس حاصل فرموده و از مشاوره کارشناسان آداک بهره مند شوید: