فیوز ، یکی از ابزار حفاظت در برابر اضافه جریان است ؛ در فیوز عنصری وجود دارد که در اثر عبور جریان ، مستقیماً گرم و در صورت بیشتر شدن آن از یک مقدار از پیش تعیین شده ، کاملاً ذوب می شود. فیوزی که به طور مناسب انتخاب شده است باید پس از ذوب شدن عضو مورد نظر ، مدار را به کلی قطع کند ، قوس الکتریکی پدید آمده در لحظة قطع را از میان بردارد و سپس مدار را در شرایط باز ، با حضور ولتاژ نامی در پایانه هایش ، همچنان نگاه دارد ( یعنی در دو سر عضو فیوز ، قوس الکتریکی وجود نداشته باشد )
بیشتر فیوزهای به کار رفته در سیستم های توزیع بر اساس اصل رانش عمل می کنند ، یعنی دارای لوله ای برای از بین بردن قوس الکتریکی هستند ، که درون آن یک فیبر غیر یونیزه و یک عنصر ذوب شونده وجود دارد. به هنگام رخ داد خطا ، همراه با ذوب شدن عنصر فلزی ، فیبر درونی گرم می شود و گازهای غیریونیزه ای تولید می کند که در درون لوله جمع می شوند. در این شرایط قوس فشرده شده و به بیرون لوله هدایت می شود. علاوه بر این ، فرار گاز از دو سر لوله باعث پدید آمدن ذراتی می شود که قوس را در شرایط بیرون شدگی نگاه می دارد. با این روش ، قوس درست در لحظة صفر شدن جریان ، خاموش می شود. حضور گازهای غیر یونی و رانش در درون لوله ، عدم بازیابی مجدد جریان اتصال کوتاه پس از لحظة عبور جریان در نقطة صفر را تضمین می کند.ناحیة عملکرد از طریق دو عامل محدود می شود : حد پایینی یا حداقل زمان لازم برای ذوب شدن فیوز ( زمان ذوب کمینه ) و حد بالایی که به کمک حداکثر زمان کل لازم برای برطرف شدن خطا توسط فیوز تعیین می شود.
برای دسته بندی فیوزها بر اساس ولتاژ نامی ، جریان نامی ، مشخصه جریان بر حسب زمان ، خصوصیات ساختمانی و دیگر عوامل ، استانداردهای گوناگونی وجود دارد. به عنوان مثال بخش های مختلفی از استانداردهای ANSI/UL 198-1982
در مورد فیوزهای ولتاژ پایین در حدود 600 ولت یا کمتر هستند. در مورد فیوزهای ولتاژ متوسط یا ولتاژ بالا در بازة 3/2 کیوولت تا 138 کیلوولت ، باید استانداردهایی مانند ANSI/IEEE ( 37.40.41.42.46.47.48 ) را به کار برد. سازمان ها و کشورهای دیگر از استانداردهای خود استفاده می کنند و علاوه بر این کارخانجات سازندة فیوز نیز علائم و دسته بندی های خاص خود را دارند.
در سیستم های توزیع ، در شاخه های فیوز استفاده از حروف K و T به ترتیب برای انواع تند و کند بر اساس نرخ سرعت عملکرد آنها امری عمومی است. نرخ سرعت ، نسبت به جریان ذوب کمینه ای که در s 1/0 باعث عملکرد فیوز می شود به جریان کمینه ای است که در s 300 باعث عملکرد آن می شود. در شاخه های K ، SR ( نرخ سرعت ) در حدود 6 تا 8 و در شاخه های T در حدود 10 تا 13 تعریف می شود.
نحوه عملکرد
عنصر اصلی ساخت فیوز، یک نوار فلزی است که در یک محفظه غیر رسانا قرار دارد. با عبور جریان بیش از حد مجاز، نوار فلزی ذوب می‌شود و مدار الکتریکی قطع می‌شود.
برای انتخاب فیوز مناسب برای استفاده در یک سیستم توزیع ، اطلاعات زیر ضروری است :
1- سطح ولتاژ سطح عایقی
2- نوع سیستم
3- سطح اتصال کوتاه بیشینه
4- جریان بار
چهار عامل فوق جریان و ولتاژ نامی و ظرفیت اتصال کوتاه فیوز را تعیین می کنند.
فیوز فشنگی یا ذوب شونده
برای نصب این فیوزها از یک پایه چینی و یک کلاهک چینی که فیوز داخل آن جای می گیرد و پشت این کلاهک شیشه ای است، استفاده می گردد. سیم حرارتی داخلی فیوز به ازاء جریان به خصوصی در زمان معینی ذوب شده و سبب قطع مدار مربوط به آن می شود. فیوز ذوب شونده معمولی را فیوز فشنگی نیز می نامند.
سیم حرارتی آن در داخل براده هایی از سرامیک، پودر چینی یا خاک نرم کوارتز همراه با ماسه قرار دارد و جرقه حاصل از قطع شدن سیم حرارتی را سریع خنک کرده و بلافاصله قطع می کند. این مواد همچنین باعث خنک شدن سیم ذوب شونده داخل فیوز می گردد تا هنگام عبور جریان، سیم بیش از اندازه گرم نشود. این قسمت که محفظه ای چینی یا در بعضی موارد شیشه ای است را فشنگ فیوز یا پاترون فیوز می نامند.
البته فیوزهای ظریف که در رادیو و دستگاه های مخابراتی به کار می روند چون اغلب برای جریان های خیلی کم می باشند، به صورت سیم نازکی در داخل لوله شیمیایی هستند و در اطراف آن پودر چینی یا سرامیک وجود ندارد مگر در مواردی که مقدار جریان فیوز زیاد باشد.
قطر انتهای فشنگ فیوز برای جریان های مختلف تقسیم بندی شده است و برای این که انتهای فشنگ به پایه فیوز بخورد، از قطعه واسطه ای به نام ته فشنگ استفاده می شود. پس از قرار دادن فیوز، کلاهک فیوز روی أن را گرفته و به پایه پیچ می شود. برای تشخیص سالم بودن فیوز از یک پولک به رنگ های مختلف استفاده می شود که توسط یک سیم مقاومت دار نگه داشته می شود. مثلا پولک رنگ صورتی برای جریان ۲ آمپر، قهوه ای روشن -۴ آمپر، سبز - ۶ آمپر، قرمز روشن - ۱۰ آمپر، خاکستری - ۱۶ آمپر، آبی - ۲۰ آمپر، زرد روشن - ۲۵ آمپر، سیاه - ۳۵ آمپر، سفید - ۵۰ آمپر و... پس از سوختن سیم حرارتی فیوز، سیم مقاومت دار نیز سوخته و پولک فلزی که تحت کشش فنر کوچکی قرار دارد آزاد و به طرف بالا کشیده می شود. پولک از سر فشنگ می افتد و بدین ترتیب از خارج می توان دید که فشنگ فیوز سوخته است یا سالم است.
جنس سیم ذوب شونده معمولا از نقره ساخته می شود که درجه ذوب آن ۹۵۰ درجه است و برای رفع این عیب، سیم حرارتی را دو تکه ساخته که توسط لحیم به هم متصل می شوند، زیرا لحیم در حرارت تقریبی ۲۳۰ درجه سانتیگراد ذوب می شود. مقررات بین المللی ترمیم کردن فیوز فشنگی را ممنوع کرده و باید فیوز جدیدی را به جای سوخته آن قرار داد.
قسمت دیگر این فیوزها پایه نام دارد که اتصال شبکه به پیچ مربوط به ته آن بسته می شود و از سر آن که محل بستن کلاهک همراه فیوز است، جریان به طرف مصرف کننده هدایت می شود. دو نوع فیوز تند کار و کند کار وجود دارد که فیوز کند کار جریان های زیاد را دیرتر از فیوز تند کار قطع می کند و در جایی به کار می رود که اضافه بار کم مدت نباید سبب قطع مدار شود، مانند: راه افتادن موتورهای الکتریکی. در فیوز کند کار جریان نامی فیوز را حدود دو برابر جریان نامی موتور انتخاب می کنند (جریان راه اندازی موتورها ۶ تا ۷ برابر جریان نامی آن ها است)
شامل 15 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود مقاله درباره فیوزها