अमेरिकी शैली के बक्सा प्रकार के ट्रांसफार्मर फ्यूज़ की सुरक्षा

अमेरिकी शैली के बॉक्स ट्रांसफार्मरों के फ्यूज़ का परिचय
अमेरिकी शैली के बॉक्स ट्रांसफार्मर में आमतौर पर प्लग-इन फ्यूज़ और बैकअप सुरक्षा फ्यूज़ का श्रृंखला में उपयोग किया जाता है ताकि सुरक्षा प्रदान की जा सके। सुरक्षा सिद्धांत उन्नत और विश्वसनीय है, और इसका संचालन सरल है। बैकअप सुरक्षा फ्यूज़ एक तेल-समाविष्ट धारा-सीमित फ्यूज़ है, जो आमतौर पर बॉक्स ट्रांसफार्मर के अंदर स्थापित होता है। यह केवल तब कार्य करता है जब बॉक्स ट्रांसफार्मर के अंदर एक दोष होता है, और इसका उपयोग उच्च-वोल्टेज लाइन की सुरक्षा के लिए किया जाता है। प्लग-इन फ्यूज़ एक तेल-समाविष्ट प्लग-इन फ्यूज़ है, जो द्वितीयक भाग पर एक शॉर्ट-सर्किट दोष होने पर, या ओवरलोड होने पर, या तेल का तापमान बहुत ऊंचा होने पर फट जाता है। प्लग-इन फ्यूज़ वितरण प्रणाली में तेल-समाविष्ट बॉक्स ट्रांसफार्मर के ओवर-करंट सुरक्षा के लिए एक प्रमुख अनुपात है।

अंदर के फ्यूज़ को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: धारा प्रकार, ड्यूअल-सेंसिटिव प्रकार, और ड्यूअल-फैक्टर प्रकार। फ्यूज़ को बिना बॉक्स ट्रांसफार्मर की शक्ति को बंद किए उठाकर बदला जा सकता है। जब धारा प्रकार का फ्यूज़ बैकअप सुरक्षा फ्यूज़ के साथ श्रृंखला में जुड़ा होता है, तो "डबल-फ्यूज सुरक्षा" बनती है। धारा प्रकार का फ्यूज़ ओवरलोड सुरक्षा के लिए उपयोग किया जाता है, और बैकअप सुरक्षा फ्यूज़ ट्रांसफार्मर के आंतरिक दोषों (जैसे कि कुंडली का शॉर्ट-सर्किट) के खिलाफ सुरक्षा के लिए उपयोग किया जाता है। ड्यूअल-सेंसिटिव फ्यूज़, जब बैकअप सुरक्षा फ्यूज़ के साथ श्रृंखला में जुड़ा होता है, तो भी "डबल-फ्यूज सुरक्षा" बनती है। ड्यूअल-सेंसिटिव फ्यूज़ ट्रांसफार्मर के निम्न-वोल्टेज भाग पर दोष या ओवरलोड के खिलाफ धारा और तापमान दोनों के मामले में सुरक्षा प्रदान करता है।

बैकअप सुरक्षा फ्यूज़ ट्रांसफार्मर के आंतरिक दोषों (जैसे कि कुंडली का शॉर्ट-सर्किट दोष, आदि) के खिलाफ सुरक्षा के लिए उपयोग किया जाता है। मानक एम्पियर-सेकंड वक्र उपरी और निचले स्तर के फ्यूज़ और सर्किट ब्रेकर के साथ सटीक रूप से सहयोग कर सकता है। ड्यूअल-फैक्टर फ्यूज़, जब बैकअप सुरक्षा फ्यूज़ के साथ श्रृंखला में जुड़ा होता है, तो "डबल-फ्यूज सुरक्षा" बनती है। ड्यूअल-फैक्टर फ्यूज़ ट्रांसफार्मर के निम्न-वोल्टेज भाग पर दोष या ओवरलोड के खिलाफ धारा और तापमान दोनों के मामले में सुरक्षा प्रदान करता है। बैकअप सुरक्षा फ्यूज़ ट्रांसफार्मर के आंतरिक दोषों (जैसे कि कुंडली का शॉर्ट-सर्किट दोष, आदि) के खिलाफ सुरक्षा के लिए उपयोग किया जाता है, और इसका मानक एम्पियर-सेकंड वक्र उपरी और निचले स्तर के फ्यूज़ और सर्किट ब्रेकर के साथ सटीक रूप से सहयोग कर सकता है।
फ्यूज़ की मूल संरचना
फ्यूज़ अपने कार्य के अनुसार विभिन्न संरचनाएं रखते हैं। यह लेख संक्षेप में संयुक्त राज्य अमेरिका की COOPER (कूपर) कंपनी के McGraw Edison NX प्रकार के धारा-सीमित फ्यूज़ का परिचय देता है।

McGraw Edison NX प्रकार के धारा-सीमित फ्यूज़ की संरचना आकृति 1 में दिखाई गई है। इसमें एक शुद्ध चांदी की फ्यूज़ टेप वाला फ्यूज़ तत्व शामिल है। शुद्ध चांदी की फ्यूज़ टेप एक माइका सपोर्ट (स्पाइडर-प्रकार का सपोर्ट कंपोनेंट) पर लपेटी गई है, और यह सपोर्ट आयनित गैस उत्पन्न कर सकता है जो सर्किट को खोलने में मदद करता है। फ्यूज़ और सिलिका रेत एक ग्लास फाइबर इंसुलेशन ट्यूब में स्थापित हैं।

1 - उच्च-शुद्धता वाली सिलिका रेत भरने वाला; 2 - माइका सपोर्ट; 3 - ठोस तांबा टर्मिनल; 4 - डबल-सीलिंग प्रणाली; 5 - पहचान लेबल; 6 - ग्लास फाइबर कवर; 7 - शुद्ध चांदी की फ्यूज़ टेप।

आकृति 1. McGraw Edison NX प्रकार के धारा-सीमित फ्यूज़ के मूल घटक तत्व।

जैसा कि आकृति 1 में दिखाया गया है, McGraw Edison NX प्रकार का धारा-सीमित फ्यूज़ (अन्य फ्यूज़ मॉडल इस फ्यूज़ की समान संरचना रखते हैं) मुख्य रूप से निम्नलिखित शामिल करता है:

•  उच्च-शुद्धता वाली सिलिका रेत भरने वाला। विशिष्ट कण आकार, शुद्धता, और घनत्व गर्मी को अवशोषित करने और आर्क निर्मूल करने की विशेषताएं प्रदान करते हैं, जो फ्यूज़ के लिए संगत निपटान विशेषताओं और कम ऊर्जा पारित स्तर को बनाए रखने के लिए आवश्यक हैं।

•  माइका सपोर्ट। फ्यूज़ के संचालन के दौरान, माइका सपोर्ट एक स्थिर वाइंडिंग सपोर्ट प्रदान करता है बिना गैस और दबाव एकत्रित किए।

• ठोस तांबा टर्मिनल। ब्रास प्लग 0.25 से 10 इंच की लंबाई तक विद्युत चालक जंक्शन प्रदान करने के लिए चुना गया है।

• डबल-सीलिंग प्रणाली। नाइट्रिल रबर गास्केट और एपोक्सी रेजिन सीलेंट फ्यूज़ सील की पूर्णता को सुनिश्चित कर सकते हैं।

• दृढ़ पहचान लेबल। यह उपयोगकर्ताओं को वोल्टेज, धारा पैरामीटर, ऑर्डर नंबर और अन्य जानकारी प्राप्त करने में सुविधा प्रदान करता है।

• ग्लास फाइबर कवर। यह फ्यूज़ को उच्च ताकत और रखरखाव की पूर्णता प्रदान करता है, जिससे फ्यूज़ को किसी भी अवरोधन प्रक्रिया के दौरान न्यूनतम फ्यूज़ धारा से लेकर 50 किलोऐम्पियर तक की सुरक्षा परिसर को सहन करने में सक्षम बनाता है।

• शुद्ध चांदी की फ्यूज़ टेप। यह धारा परिपथ और तापीय दबाव की स्थितियों के तहत स्थिरता बनाए रख सकता है और संगत फ्यूजिंग विशेषताएं प्रदान करता है। बड़ी धाराओं के अवरोधन के दौरान, फ्यूज़ टेप आर्क वोल्टेज के शिखर स्तर को प्रभावी रूप से नियंत्रित और कम कर सकता है। अवरोधन प्रक्रिया के दौरान, यह घटक अनुमत धारा और ऊर्जा को प्रभावी रूप से नियंत्रित और सीमित कर सकता है।

फ्यूज़ के संचालन विशेषताएं और सुरक्षा सिद्धांत
फ्यूज़ की कार्य प्रक्रिया इसके अंदर के फ्यूज़ तत्व के मॉडल पर निर्भर करती है। सभी फ्यूज़ों के लिए, बड़ी दोष धाराओं का निपटान मूल रूप से एक जैसा होता है। धारा का प्रवाह फ्यूज़ तत्व को उसकी पूरी लंबाई के लिए पिघला देता है, और उत्पन्न आर्क फ्यूज़ तत्व को विस्फोट करता है, सिलिका रेत को वित्रिफाई करता है और एक ग्लासी चैनल बनाता है जो आर्क के विकास को सीमित करता है। यह ग्लासी चैनल आर्क को रिसिस्टेंस मान बढ़ाकर सीमित करता है, धारा को कम करता है और इसे पहले से शून्य करने के लिए बाध्य करता है।

स्थानीय या पूर्ण-रेंज फ्यूज़ में, मध्यम या छोटी धाराओं का निपटान रोका जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, McGraw Edison प्रकार के धारा-सीमित फ्यूज़ में, एक "M" बिंदु (यानी टिन एलोय तार) मुख्य फ्यूज़ तत्व के केंद्र में रखा जाता है ताकि इसका पिघलने का तापमान कम हो, जैसा कि आकृति 2(a) में दिखाया गया है। जब M बिंदु पर फ्यूज़ तत्व पिघल जाता है, तो धारा उपकेंद्रीय फ्यूज़ तत्व पर स्थानांतरित हो जाती है। एक पतला तार मुख्य फ्यूज़ तत्व से 1/4 अंतर पर एक सिरे से जुड़ा होता है। एक वोल्टेज ग्रेडियंट M बिंदु और उपकेंद्रीय फ्यूज़ तत्व के अंतर के बीच फैलता है, जैसा कि आकृति 2(b) में दिखाया गया है। इसलिए, अगर मुख्य फ्यूज़ तत्व आर्किंग करता रहता है, तो यह तार संयोजन तीन स्थानों पर अनिवार्य रूप से दिखाई देगा, आर्क की लंबाई को तीन गुना बढ़ा देगा और इस क्षेत्र का उपयोग करके सर्किट की ऊर्जा को वितरित करेगा, जैसा कि आकृति 2(c) में दिखाया गया है। आर्किंग के आरंभिक चरण में, पर्याप्त गर्मी एकत्रित होती है जो उस क्षेत्र में स्पाइडर संरचना को विघटित करती है, और स्पाइडर संरचना से बाहर निकलने वाली गैस गलित चट्टान को ठंडा करती है और आर्क की लंबाई को कम करती है जब तक कि दोष बिंदु को अलग नहीं किया जा सकता।

आकृति 2 McGraw Edison NX प्रकार के धारा-सीमित फ्यूज़ द्वारा धारा को कम करने की प्रक्रिया

धारा-सीमित फ्यूज़ का चयन आमतौर पर उनके रेटेड वोल्टेज पैरामीटरों पर आधारित होता है। उपयुक्त पैरामीटरों को निर्धारित करते समय, कई कारकों को ध्यान में रखना आवश्यक होता है, जिनमें विद्युत प्रणाली का प्रकार, प्रणाली का अधिकतम वोल्टेज, ट्रांसफार्मर की कुंडली की स्थिति (यदि फ्यूज़ ट्रांसफार्मर की सुरक्षा के लिए उपयोग किया जाता है), न्यूट्रल तार की ग्राउंडिंग स्थिति, और लोड का प्रकार शामिल हैं।

सामान्यतः, एक-प्रकार का सर्किट एक-प्रकार की ग्राउंडिंग वोल्टेज से अधिक रेटेड पैरामीटर वाले धारा-सीमित फ्यूज़ द्वारा सुरक्षित किया जा सकता है। हालांकि, तीन-प्रकार के सर्किट के लिए, फ्यूज़ को उचित फेज-संबंधी पैरामीटर होना चाहिए। विशिष्ट मामलों में, यह माना जाता है कि फ्यूज़ पर लगाए गए धनात्मक-अनुक्रमित विभाजन वोल्टेज अधिकतम डिजाइन वोल्टेज से अधिक नहीं होता, तो एक-प्रकार की ग्राउंडिंग पैरामीटर तीन-प्रकार की प्रणाली के लिए उपयोगी हो सकते हैं। ऐसी स्थितियों में, यह माना जाता है कि दो श्रृंखला-संबंधित धारा-सीमित फ्यूज़ दिए गए दोष स्थिति में लगाए गए वोल्टेज को साझा करेंगे। तालिका 1 धारा-सीमित फ्यूज़ के सुझावित रेटेड वोल्टेज पैरामीटर और धारा-सीमित फ्यूज़ के अनुप्रयोग पैरामीटर के बीच के संबंध को दर्शाती है।

विद्युत उपकरणों की सुरक्षा के लिए, धारा-सीमित फ्यूज़ के विभाजन की आवश्यकताएं उन उपकरणों के साथ समन्वित होनी चाहिए जिनकी सुरक्षा वे करते हैं। इसके अलावा, फ्यूज़ के समय-धारा वक्रों को प्रणाली में उपलब्ध सुरक्षा उपकरणों के साथ समन्वित किया जाना चाहिए, विशेष रूप से जब बैकअप फ्यूज़ शामिल होते हैं और निम्न-धारा दोषों का निपटान एक वि