فیوز چیست؟

فیوز وسیله‌ای است که مدارهای الکتریکی را در برابر جریان غیر مجاز محافظت می‌کند. اگر جریانی بیش از جریان نامی از فیوز بگذرد فیوز می‌سوزد و بدین ترتیب جریان برق، قطع خواهد شد. به عبارت ساده، فیوز وسیله ‌ای حفاظتی است که در تجهیزات و مدارات الکتریکی به کار می‌رود تا در مواقعی که جریانی بیشتر از حد مجاز از وسیله عبور می‌کند، با سوختن فیوز مدار قطع شود تا تجهیزات دیگر آسیبی نبینند. این وسیله اولین بار توسط توماس ادیسون در سال ۱۸۹۰ میلادی ثبت اختراع شده ‌است.

عنصر اصلی ساخت فیوز، نواری فلزی است که در یک محفظه غیر رسانا قرار دارد. با عبور بیش از حد مجاز جریان، نوار فلزی ذوب شده و مدار الکتریکی قطع می‌شود.

انواع فیوزها از نظر سرعت عملکرد:

فیوزها از نظر سرعت عملکرد به دو دسته کندکار و تندکار تقسیم می‌شوند.

فیوزهای کندکار:

این نوع فیوزها در برابر عبور جریان بیش از حد واکنش ملایم تری از خود نشان می‌دهند و برق را دیرتر قطع می‌کنند. با این ‌همه واکنش این فیوزها در برابر جریان اتصال کوتاه تقریباً لحظه‌ای است.

فیوزهای تندکار:

این فیوزها زمان قطع کمتری نسبت به فیوزهای کندکار داشته و به همین دلیل در مصارف روشنایی استفاده می‌شوند.

انواع فیوز:

۱- از نظر ولتاژ شبکه

۲- از نظر مورد استعمال

۳- از نظر محکم شدن کلاهک فیوز به پایه فیوز

۴- از نظر منحنی ذوب المان فیوز

۵- از نظر نحوه ی عملکرد

۶- از نظر نحوه ی کاربرد

۱- از نظر ولتاژ شبکه:

الف) فیوزهای فشار ضعیف: در شبکه های با ولتاژ کمتر از ۱۰۰۰ ولت متناوب و ۱۵۰۰ ولت مستقیم به کار میروند.

ب) فیوزهای فشار قوی: در شبکه های با ولتاژ بالاتر از ۱۰۰۰ ولت متناوب به کار برده می شود

ج) فیوزهای فشار متوسط:  معمولا برای محافظت از تجهیزات در سوییچ گیرهای فشار متوسط استفاده میشوند. مزیت این فیوزها سرعت بالای آنها در محدود کردن جریان در هنگام وقوع اتصال کوتاه است که متعاقبا موجب حفاظت تجهیزات در مقابل اثرات حراراتی و دینامیکی اتصال کوتاه می گردد.

این فیوزها در موارد زیر مورد استفاده قرار می گیرند:

ترانسفورماتورهای توزیع

الکتروموتورهای فشار متوسط

بانکهای خازنی

ترانسفورماتورهای اندازه گیری PT

ویژگی ها:

قابل نصب داخلی Indoor و خارجی Outdoor

قابل استفاده در سوییچگیرهای معمولی Air Insulated و گازی Gas Insulated

قابل نصب در شرایط سخت آب و هوایی

قابل نصب در سوییچگیرهای روغنی Oil Filled

استانداردها:

IEC 60281-1 VDE0670 part4

فیوزهای فشار متوسط/ بخش اول/ فیوزهای محدود کننده جریان

IEC 60787 VDE0670 part402

انتخاب فیوزهای محدود کننده جریان برای ترانسفورماتورها

DIN 43 625

فیوزهای فشار متوسط ۳٫۶kv – ۳۶kv

IEC 60644 / VDE 0670 part401

فیوزهای فشار متوسط برای حفاظت از الکترو موتورها

IEC60549

فیوزهای های ولتاژ جهت حفاظت از بانک های خازنی

۲- از نظر مورد استعمال:

الف) فیوزهای فشار ضعیف از نظر مورد استعمال به دو دسته NH یا HRC یا LS تقسیم می شوند.

ب) فیوزهای فشار قوی از نظر مورد استعمال به دو دسته فیوزهای کات اوت برای شبکه های توزیع و فیوزهای قدرت تقسیم می شوند.

فیوزهای NH یا HRC فیوز فشار ضعیف با قدرت قطع زیاد:

این فیوز دارای قدرت قطع زیاد بوده به طوری که می تواند جریان های اتصال کوتاه  تا ۲۰۰ کیلو آمپر و بیشتر را با اطمینان کامل قطع کند. این فیوزها برای جریان نامی تا ۱۲۵۰ آمپر و ولتاژ نامی ۶۶۰ ولت ساخته شده اند و برای حفاظت سیم و کابل در توزیع با قدرت های زیاد و حفاظت موتورها بکار برده می شوند.

فیوزهای LS – معروف به فیوز فشنگی (فیوز فشار ضعیف با قدرت قطع کم):

این فیوز مخصوص حفاظت سیم ساخته شده است و قدرت قطعشان قدری کمتر از فیوزهای NH می باشد.

فیوزهای کات اوت:

از فیوزهای کات اوت به طور وسیعی در حفاظت فیدرهای توزیع استفاده می شود. در ایران این فیدرها عموما دارای ولتاژهای ۱۱، ۲۰، ۳۳ کیلو ولت هستند. از این فیوزها می توان در مواقع تغییر و نگهداری و… به عنوان سکسیونر نیز استفاده کرد. اصولا از فیوزهای کات اوت در جاهایی استفاده می شود که خطاها و اضافه بارها به ندرت اتفاق می افتد چرا که هر بار عملکرد این فیوز باید فردی برای تعویض فیوز به محل اعزام شود.

این فیوزها در ولتاژهای ۲٫۶ تا ۳۴٫۵ کیلو وات ساخته می شوند و جریان نامی آنها از ۶ تا ۲۰۰ آمپر می باشد. ظرفیت قطع آنها از ۲ کیلوآمپر در ولتاژهای بالا تا ۲۰ کیلو آمپر در ولتاژهای پایین متغییر است.

فیوزهای قدرت – فیوزهای فشار قوی با قدرت قطع زیاد – فیوز HH:

فیوزهای قدرت هنگامی استفاده می شود که جریان اتصال کوتاه سیستم بزرگتر از ظرفیت قطع فیوزهای کات اوت باشد. ضمنا فیوزهای قدرت برای ولتاژهای بالاتری نسبت به فیوزهای کات اوت ساخته میشوند. اصول کار فیوزهای کات اوت و قدرت نظیر هم می باشند.

فیوزهای قدرت در ولتاژهای ۲٫۴ تا ۱۳۸ کیلو وات ساخته می شوند و جریان کار مداوم آنها از ۰٫۵ تا ۴۰۰ آمپر است. فیوزهای قدرت از نوع محدود کننده جریان را می توان در محل هایی که جریان اتصال کوتاه متقارن اند تا ۸۰ کیلو آمپر باشد مورد استفاده قرار داد.

۳- از نظر محکم شدن کلاهک فیوز به پایه فیوز:

فیوزهای فشار ضعیف را از نظر نحوه ی محکم شدن کلاهک فیوز به پایه فیوز می توان به دو دسته تقسیم کرد:

الف) نوع B: از یک پایه فیوز، کلاهک فیوز و رابط فیوز (فشنگ) استوانه ای تشکیل شده است که معمولا فشنگ فیوز توسط دو کنتاکت تیغه ای به پایه ی فیوز محکم می شود.

فیوزهای NH عموما از این نوع ساخته می شوند. این فیوزها به فیوزهای چاقویی معروفند.

ب) نوع D: از یک پایه فیوز، کلاهک فیوز نوع پیچی و یک رابط فیوز (فشنگ) تشکیل شده است که کلاهک فیوز توسط پیچاندن به پایه فیوز محکم می شود. فیوزهای LS عموما از این نوع ساخته می شوند. این فیوزها به فیوزهای فشنگی معروفند.

۴- از نظر منحنی ذوب المان فیوز:

فیوزها را میتوان بر اساس منحنی ذوب المان فیوز T.C.C به دو دسته تند کار (فرز – نوع L) و کند کار (تنبل – نوع M – موتوری) تقسیم نمود. فیوز کندکار جریان های زیاد را خیلی کندتر از فیوز تندکار قطع می کند. به این جهت فیوزهای کندکار در جاهایی مصرف می شوند که اضافه بار کم مدت نباید سبب قطع مدار گردد (مثل هنگام راه اندازی موتورها).

۵- از نظر نحوه ی عملکرد:

از نظر نحوه ی عملکرد می توان فیوزها را به دو دسته زیر تقسیم کرد:

الف) فیوزهای محدود کننده جریان

ب) فیوزهایی که جریان را محدود نمی کنند

از مفهوم محدود کنندگی جریان مشخص شده است که در اثر وقوع خطا، جریان بسیار بزرگ از فیوز و مدار خواهد گذشت چون فیوز محدود کننده در مدار وجود دارد، جریان قبل از اینکه به پیک خود برسد توسط فیوز قطع می شود.

فیوزهای غیر محدود کننده جریان دارای این قابلیت نیستند و بنابراین جریان های اتصال کوتاه بزرگ بدون اینکه قبل از رسیدن به پیک قطع شوند، از فیوز و در نتیجه تجهیزات تحت حفاظت عبور می کنند. انواع فیوزهایی که پس از عمل، گازهای حاصل از عملکرد فیوز از محفظه المان آن خارج می شوند از نوع فیوزهای غیر محدود کننده جریان هستند و به فیوزهای انفجاری معروفند.

لازم به تذکر است که فیوزهای غیر محدود کننده جریان مانند: کلیدهای فشار قوی وقتی قادر به قطع قوس و در نتیجه قطع مدار هستند، که جریان متناوب به نقطه صفرخود برسد.

۶- از نظر نحوه ی کاربرد:

از نظر نحوه ی کاربرد می توان فیوزها را به انواع زیر تقسیم نمود:

الف) فیوز همه منظوره (فشنگ نوع G)

فیوز محدودکننده جریانی را گویند که قادر است تحت شرایط معین همه جریان های کوچکتر یا مساوی ظرفیت قطع نامیش را که باعث ذوب المان فیوزی می گردند، قطع کند.

ب) فیوز پشتیبان (فشنگ نوع A)

فیوز محدودکننده ی جریانی را گویند که قادر است تحت شرایط معین همه ی جریان های بین پایین ترین جریان تعیین شده روی مشخصه زمان، جریان عملکرد اش و ظرفیت قطع نامیش را قطع کند.

تذکر: به عنوان یک تعریف ساده برای فیوزهای پشتیبان می توان گفت که فیوزهای پشتیبان نوع A عموما برای حفاظت در مقابل اتصال کوتاه به کار می روند حال آن که فیوزهای همه منظوره در مقابل اضافه بار نیز مدار را حفاظت می کنند.

انواع فيوزها از نظر ساختار:

۱- فیوزهای فشنگی

۲- اتوماتیک (آلفا)

۳- مینیاتوری

۴- بکس

۵- کاردی (تیغه ای)

۶- شیشه ای یا کارتریج

۷- فیوزهای فشار