کلید های قدرت, مقالات
فیوز‌الکتریکی HRC (با ظرفیت قطع بالا)
آذر
فیوز‌الکتریکی
در این بخش قصد داریم درباره فیوز‌الکتریکی با شما عزیزان صحبت نماییم . پس در ادامه همراه ما باشید .
در شرایط کار عادی شبکه الکتریکی، جریان عبوری از طریق شبکه در حد مجاز‌است. اگر خطایی در شبکه اعم از خطای اتصال کوتاه فاز به فاز یا خطای فاز به زمین رخ‌دهد، جریان شبکه از حدود مجاز فراتر می‌‌رود. این جریان زیاد می‌تواند اثر حرارتی بسیار بالایی داشته باشد که خود باعث ایجاد صدمات دائمی در قطعات مهم تجهیزات متصل به شبکه‌می‌شود. بنابراین این جریان خطا که مقدار بالایی‌است باید در سریعترین زمان ممکن قطع‌گردد. این عمل همان چیزی‌است که یک فیوز انجام‌می‌دهد. فیوز بخشی از مداراست که از یک هادی تشکیل شده که به راحتی ذوب‌می‌شود و هنگامی که جریان بیش از مقدار از پیش تعیین شده‌ای‌باشد اتصال را قطع می‌کند. فیوز در واقع ضعیف‌ترین بخش یک مدار الکتریکی‌است که وقتی جریان مدار از مقدار مشخصی که از قبل تعیین شده بیشتر باشد، قطع می‌کند.
سیم فیوز‌الکتریکی
وظیفه سیم فیوز حمل جریان نرمال بدون ایجاد گرمای بیش از حداست و در صورتیکه جریانی بیشتر از جریان نرمال از سیم فیوز عبورکند، بسرعت گرم شده و ذوب می‌گردد.
مواد مورداستفاده برای سیم فیوز‌الکتریکی
مواد مورداستفاده برای سیم فیوز عمدتا شامل قلع، سرب، روی، نقره، آنتیموان، مس، آلومینیوم و غیره‌است.
مقادیر مجاز سیم فیوز‌الکتریکی
نقطه ذوب و مقاومت ویژه فلزات مختلفی که در سیم فیوز مورداستفاده قرار می‌گیرند به صورت زیراست:
برخی مفاهیم مهم در مورد فیوز‌الکتریکی
- فیوز
قبلا تعریف‌شد
- سیم فیوز
قبلا تعریف‌شد
- مینیمم جریان ذوب
کمترین مقدار جریانی‌است که فیوز به ازای آن ذوب‌می‌شود.
- جریان نامی فیوز
ماکسیمم مقدار جریانی‌است که فیوز ذوب نمی‌شود.
- ضریب ذوب‌شوندگی
برابر است با نسبت مینیمم جریان ذوب‌شوندگی به جریان نامی فیوز. بنابراین ضریب ذوب‌شوندگی = مینیمم جریان ذوب‌شوندگی به جریان نامی فیوز.
مقدار ضریب ذوب شوندگی همواره بزرگتر از یک‌است.
- جریان احتمالی فیوز
قبل از ذوب، عنصر فیوز باید جریان اتصال کوتاه را از خود عبوردهد. جریان احتمالی به صورت مقدار جریانی تعریف می‌شود که بلافاصله پس از وقوع اتصال کوتاه در شبکه از طریق فیوز شارش می‌یابد.
- زمان ذوب یا زمان قبل از جرقه‌زنی فیوز
مدت زمانی‌است که طول می‌کشد تا سیم فیوز از طریق ذوب شدن مدار را قطع کند و از لحظه‌ای که اضافه‌جریان از طریق فیوز شروع به شارش می‌کند تا لحظه‌ای که سیم فیوز ذوب‌می‌شود ادامه دارد.
- زمان جرقه زنی فیوز
پس از قطع سیم فیوز، یک جرقه بین هر دو نوک سیم ذوب‌شده وجود خواهد داشت که در جریان صفر خاموش می‌شوند. مدت زمانی که از لحظه شروع جرقه‌زنی تا لحظه خاوش شدن آن طول می‌کشد، زمان جرقه‌زنی فیوز نامیده می‌شود.
- زمان کار فیوز
هرگاه جریانی بیش از جریان مجاز از طریق سیم فیوز عبور کند، مدت زمانی لازم‌است تا سیم ذوب و قطع شود و پس از آن جرقه‌زنی بین نوک‌های ذوب‌شده سیم فیوز آغاز شده که در نهایت خاموش می‌شوند. زمان کار فیوز، فاصله زمانی بین لحظه‌ای‌است که اضافه جریان از فیوز شروع به عبورمی‌کند تا لحظه‌ای که جرقه فیوز خاموش می‌شود. یعنی:
زمان کار فیوز = زمان ذوب شدن + زمان جرقه زنی
ظرفیت حمل جریان سیم فیوز
ظرفیت حمل جریان یک سیم فیوز به عوامل مختلفی از قبیل اینکه، از چه ماده‌ای برای ساخت آن استفاده‌می‌شود، ابعاد آن، یعنی قطر، طول، اندازه و شکل ترمینال‌های مورداستفاده برای اتصال و اطراف آن بستگی دارد.
قانون فیوز
قانون فیوز ظرفیت حمل جریان سیم فیوز را تعیین می‌کند که می‌توان به شرح زیر بیان نمود: حالت پایدار یعنی وقتی فیوز جریان عادی را از خود عبور می‌دهد بدون آنکه افزایش دما آن را به حد ذوب برساند. بدان معنا که در این شرایط پایدار، گرمای حاصل از عبور جریان از سیم فیوز برابر است با گرمای حاصل از اتلاف آن.
گرمای تولیدشده = I2R.
که در آن R مقاومت سیم فیوز‌است.
در آن ρ مقاومت ویژه، l طول و a مساحت سطح مقطع سیم فیوز‌است.
در آن d قطر سیم فیوز‌است.
که در آن K1 یک عدد ثابت‌است.
گرمای هدررفت ∝ سطحی سیم فیوز متناسب‌است با ∝ πd.l.
بنابراین گرمای تلف شده برابراست با:
که در آن K2 یک عدد ثابت‌است.
حال با برابر قراردادن روابط (i) و (ii) داریم:
که در آن
عدد ثابت دیگری‌است.
که به قانون فیوز معروف‌است.
فیوز تعویض‌پذیر یا Kit Kat
امروزه معمولا از فیوز تعویض‌پذیر در زندگی روزانه استفاده‌می‌شود. این فیوز عمدتا دو بخش دارد. واحدی که در آن خط ورودی و خروجی یا سیم فاز به طور دائم متصل‌است به عنوان پایه فیوز شناخته‌می‌شود و قسمت جداپذیر که سیم فیوز را در خود جای داده و به عنوان حامل فیوز شناخته‌می‌شود. حامل فیوز نیز به عنوان کات اوت شناخته‌می‌شود.
فیوز کارتریج
در فیوز کارتریج سیم فیوز در یک لوله یا لامپ شیشه‌ای شفاف محصورشده و در صورت پریدن، با یک فیوز جدید جایگزین می‌گردد زیرا فیوز کارتریج را به دلیل محصورشدگی آن نمی‌توان مجددا مورداستفاده قرارداد.
سیم فیوز آلیاژ سرب – قلع یا سیم فیوز آلیاژ یوتکتیک
در گذشته به ازای مقادیر کوچک جریان قطع از سیم فیوز با آلیاژ سرب – قلع استفاده‌شده‌است. بیشتر آلیاژهای سرب – قلع برای سیم فیوز حاوی 37% سرب و 63% قلع‌است. این سیم فیوز آلیاژی با نام سیم فیوز آلیاژ یوتکتیک نیز شناخته‌می‌شود. این نوع آلیاژ ویژگی‌های خاصی‌دارد که باعث می‌شود این سیم به عنوان سیم فیوز ترجیح داده‌شود.
- دارای سختی برینل بالایی‌است و تمایل کمتری برای پخش شدن‌دارد.
- فلز آلیاژ کاملا همگن‌است.
- اگر خصوصیات فیوز آلیاژ یوتکتیک و ترکیبات دیگر مورد مطالعه قرارگیرند، تنها یک نقطه‌ایست در آلیاژ یوتکتیک در مقایسه با دو نوع آلیاژ دیگر وجود‌دارد.
جریان تقریبی ذوب کنندگی سیم فیوز آلیاژ سرب – قلع در هوا
نکته: مینیمم طول سیم فیوز مورداستفاده باید 2.5 تا 3.5 اینچ باشد.
مقادیر موجود در جدول فوق فقط زمانی صحیح‌است که سیم فیوز به بدنه فیوز تماس پیدا نکند زیرا وقتی سیم فیوز با ماده سرامیکی یا مواد دیگر در تماس باشد، مقدار جریان ذوب کنندگی با افزایش سرعت اتلاف گرما از سیم فیوز حامل جریان افزایش می‌یابد. از این رو باید در هنگام تعویض سیم فیوز، احتیاط لازم را انجام‌داد تا از تماس با دستگیره فیوز جلوگیری شود.
فیوز HRC یا فیوز با ظرفیت قطع‌کنندگی بالا
فیوز‌الکتریکی
فیوز HRC یا فیوز با ظرفیت قطع‌کنندگی بالا
در این نوع فیوز، سیم فیوز یا المنت قادر است جریان شدید اتصال کوتاه را در مدت زمان مشخصی از خود عبور دهد و در این مدت اگر خطا برطرف گردد، فیوز نخواهد پرید. در غیر اینصورت فیوز می‌پرد یا اینکه ذوب‌می‌شود. محفظه فیوز HRC از شیشه یا برخی ترکیبات شیمیایی دیگر ساخته شده و به منظور جلوگیری از تأثیرات جو بر روی مواد فیوز، دارای مقامت کافی در برابر هواست. محفظه سرامیکی دارای درپوش فلزی در هر دو سراست که سیم نقره‌ای ذوب‌شونده به آن جوش داده‌می‌شود. همچنین فضایی درون محفظه و در اطراف سیم فیوز یا المنت فیوز وجود‌دارد که با یک پودر پر کننده فشرده شده‌است. این نوع فیوز دارای قابلیت اطمینان بالایی‌است و مشخصه زمان معکوس‌دارد، یعنی اگر جریان خطا زیاد باشد، زمان قطع‌کنندگی کم و اگر جریان خطا چندان زیاد نباشد، زمان قطع زیاد خواهد بود.
عملکرد فیوز HRC
هنگامی که اضافه جریان نامی از طریق فیوز HRC عبور نماید، المنت فیوز ذوب و تبخیر می‌شود و پودر پرکننده به مقداری‌است که واکنش شیمیایی بین بخار نقره و پودر پر کننده ماده‌ای با مقاومت الکتریکی بالا را تشکیل می‌دهد که در حذف جرقه بسیار کمک می‌کند.
مقالات مرتبط :
تفاوت بین کلید های MCB, MCCB, ELCB & RCB, RCD یا RCCB
فرق بین مدارشکن و جداکننده/ قطع‌کننده
تفاوت بین رله و مدارشکن
کلید های قدرتی جریان پسماند (کلید محافظ جان) چگونه کار می‌کنند؟
کلید کامپکت و مینیاتوری – ویژگی ها، منحنی ها و محدودیت هایشان
لینک زبان اصلی مقاله :