انواع فيوز و نحوه حفاظت از مدارهای الکتریکی

فیوز فشنگی یا ذوب شونده:

فیوز وسیله ای است که با مدار به صورت سری قرار گرفته و مصرف کننده را در مقابل اتصال کوتاه یا جریان زیاد محافظت می کند. 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)

فیوز اتو ماتیک یا آلفا:

نوع دیگر فیوز، فیوز خودکار است که عبور جریان غیرمجاز از آن باعث قطع مدار می شود و می توان دوباره شستی آن را به داخل فشرد تا ارتباط برقرار شود. بعضی از فیوز های خودکار دو عمل جریان زیاد و بار زیاد را در مدارها کنترل می کنند و پس از قطع شدن، مدت کمی باید صبر کرد و دوباره با فشردن شستی مدار را وصل کرد. در این فیوزها دو عنصر مغناطیسی و حرارتی وجود دارد که قسمت مغناطیسی آن اتصال کوتاه یا جریان زیاد و قسمت حرارتی آن (بی متال) بار زیاد (افزایش بار تدریجی) را قطع می کند. روی این فیوز ها نیز همانند فیوزهای ذوب شونده، جریان مجاز نوشته شده است.

فیوزهای کتابی یا مینیاتوری:

ساختمان آن ها همانند فیوزهای آلفا یا اتوماتیک است اما دقیق تر از فیوزهای آلفا عمل می کنند. حسن فیوزهای مینیاتوری در این است که فضای کمتری می گیرند و می توان آن ها را بغل هم به صورت ردیفی چید. این فیوزها نیز به دو صورت تند کار و کند کار وجود دارند و از سه قسمت رله مغناطیسی (رله جریان زیاد زمانی سریع)، رله حرارتی یا رله بی متال (رله جریان زیاد تاخیری) و کلید تشکیل شده است. این مجموعه را کلید موتوری می نامند.

از این کلیدها می توان در منازل استفاده کرد و قسمت های مختلف ساختمان را از مسیر آن ها تغذیه کرد تا چنان چه اشکالی در قسمتی از ساختمان به وجود آمد، باعث قطع کامل جریان نشود. کلید مینیاتوری مورد استفاده در منازل، در تابلوهای کوچک قرار می گیرند.

ساختار آن عبارت است از:

1. پوسته :
که کلیه قسمتهای دیگر درون آن قرار می گیرد و باید از مواد عایق و غیر قابل شعله ور شدن باشد که بطور معمول از با کالیت یا پلی آمید می باشد. در نوع غیر استاندارد آن از مواد ترموپلاست تهیه می شود که مقاومت مناسب در مقابل حرارت ناشی از جرقه را ندارد که دارای بوی خاصی است که میتوان آن را از نوع دیگر مقایسه نمود.

2.مگنت:
مگنت از سیم پیچ و تیغه پهن متصل به انتهای سیم پیچ مگنت و شیار های اتصال لولا یی و هسته مرکزی تشکیل شده است و در برابر اتصال کوتاه واکنش نشان می دهد و باعث قطع کلید میشود.در کلید فیوز های استاندارد هر جریان نامی مگنت خاص خود را دارد در حالی که در انواع غیر استاندارد برای آمپراژ های مختلف از یک نوع مگنت استفاده می شود.

3.شاسی کلید:
وسیله ای برای قرار دادن کلید فیوز های مینیاتوری در حالت قطع و وصل می باشد .

4.بی متال:
رله اضافه بار به کار رفته در کلید فیوزهای مینیاتوری یک بی متال است که در زمان تولید بوسیله یک پیچ آمپر دقیق آن تن ظیم و توسط کارخانه لاک می شود.این رله کار قطع مدار را در برابر اضافه بار بر عهده داردکه در نوع غیر استاندارد این قطعه اصلا وجود ندارد.

5. جرقه گیر:
که از صفحات فلزی موازی هم تشکیل شده است که توسط لایه های عایق از هم جدا شده اند و در زمان قطع با تقسیم جرقه به جرقه های کو چک از جرقه های خطرناک و ایجاد صدای زیاد جلوگیری می کند.

6. فنرها و اتصالات:
این اجزا باید از توان مکانیکی و ساختار ویژهای بر خور دار باشند و در برابر زنگ زدگی مقاوم باشد.

7. ترمینال ها :
که باید ضد زنگ و باید طوری طراحی شود که هادی ها براحتی در آن قرار گیرند.

آشنایی با انواع فیوز و نحوه استفاده در مدارهای الکتریکی

فيوز معمولا از يك تيوب سراميكي تشكيل شده كه آلياژي از جنس نقره يا مس از وسط آن عبور مي كند و اطراف آن با كوارتز يا سيليس پر مي شود ،المان مركزي فيوز به گونه اي طراحي شده است كه اجازه عبور جريانهاي مجاز را مي دهد و به اين ترتيب فيوز از عبور جريانهاي اضافي و خطا جلوگيري مي كند.

اتصال كوتاه چيست؟

اتصال كوتاه خطايي است در يك وسيله الكتريكي كه در آن بار الكتريكي اجازه مي يابد تا بين يك فاز و زمين الكتريكي يا بين دو فاز جريان يابد. به عبارت غير فني تر، يك اتصال كوتاه هنگامي رخ ميدهد كه جريان الكتريسيته از يك مدار در جهتي ناخواسته، عموما به دليل يك اتصالي در جايي كه كسي انتظار ندارد، عبور كند. ساده ترين راه براي ايجاد يك اتصال كوتاه متصل كردن سرهاي مثبت و منفي يك باتري توسط يك هادي كم مقاومت، مانند سيم، است. مقاومت كم موجب جريان زياد مي شود كه منجر به خروج انرژي زيادي از باتري در مدت كوتاه ميشود.

مفهوم بار اضافي به چه معنا مي باشد؟

مقدار جريان عبوري از مدار را اصطلاحا بار مي نامند،گاهي به هنگام استفاده بيش از حد مصرف كننده ها ،راه اندازي الكترو موتورها تحت فشار و يا عدم تعادل در شبكه در مدار الكتريكي بار اضافي بيش از حد مجاز به وجود مي آيد كه بايد از عبور آن جلوگيري شود چرا كه باعث صدمه به تجهيزات مي گردد.

فيوزها از نقطه نظر كاربرد و تكتولوژي ساخت به گونه هاي متعددي تقسيم مي شوند:

تقسيم بندي فيوزها از نقطه نظر كاربرد

فيوزهاي ساختماني و سيستم هاي روشنايي

فيوزهاي ساختماني معمولا از نظر ولتاژ با ولتاژ برق شهري يكسان بوده و از آنها براي محافظت از تجهيزات ساختماني و روشنايي استفاده مي شود نمونه ساده اين فيوزها موسوم به فيوز فشنگي در پايين كنتور برق نصب مي شود.

فيوزهاي صنعتي و نيروگاهي

با توجه به تنوع فعاليتهاي صنعتي اين فيوزها داراي تنوع بسياري هستند يك نمونه از اين فيوز كه معمولا به شكل مكعب مستطيل با دو قسمت فلزي كارد مانند كه از دو سار آن خارج شده ،مي باشد كه به آن فيوز كاردي مي گويند ولتاژ اين فيوزها بسته به تجهيزاتي كه از آنها حفظت مي كنند بين 500 تا 1200 ولت و با شدت جريانهاي مختلف مي باشد.

البته نوعي خاص از فيوز وجود دارد كه مخصوص حفاظت از تجهيزات ÷ستهاي برق و نيروگاهي مي باشد،كه به انها فيوزهاي HV يا هاي ولتاژ مي گويند اين فيوزها قابليت كار با ولتاژهاي بسيار بالا گاها تا 36000 ولت را نيز دارا مي باشند.

فيوزهاي الكترونيك صنعتي

درواقع اين فيوزها محافظت از وسايلي نظير كنترل درايوهاي برق مستقيم ،يو پي اس ها و اينورتر ها و ساير تجهيزاتي كه به نوعي با عناصر نيمه رساناي الكتريكي semiconductors سرو كار دارند ،را به عهده دارند و از آنجا كه اين عناصر ظرفيت حرارتي پايين داشته و فوق العاده نسبت به افزايش جريان حساس هستند بنابراين بايد با فيوزهاي خاصي موسوم به فيوزهاي تند سوز حفاظت شوند.

 دنیای حرفه و فن www.herfe-rszy.blogfa.com

 منابع: کارگاه سیم کشی۱- علی رحیمیان پرور، جاهد بزرگان

خودآموز مصور برق برای مبتدیان- ص.ش.خیابانی