امریکی سٹائل کے بکسہ طرز کے ترانسفارمر کے فیوز کی حفاظت
امریکی سٹائل کے بکس ترانسفارمرز کے فیوز کا تعارف
عام طور پر امریکی سٹائل کے بکس ترانسفارمرز میں پلاگ-ان فیوز اور بیک آپ پروٹیکشن فیوز کو سیریز میں جوڑ کر استعمال کیا جاتا ہے تاکہ حفاظت فراہم کی جا سکے۔ حفاظت کا اصول معیاری اور قابل اعتماد ہوتا ہے، اور آپریشن سادہ ہوتا ہے۔ بیک آپ پروٹیکشن فیوز ایک آئل-ایمرسڈ کرنٹ لیمیٹنگ فیوز ہوتا ہے، عام طور پر بکس ترانسفارمر کے اندر نصب ہوتا ہے۔ صرف تو اس وقت کام کرتا ہے جب بکس ترانسفارمر کے اندر کوئی خرابی ہو اور یہ عالی ولٹیج لائن کی حفاظت کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ پلاگ-ان فیوز ایک آئل-ایمرسڈ پلاگ-ان فیوز ہوتا ہے، جو دوسری جانب کے کور کرینٹ کی خرابی کے وقت، یا کسی زیادہ بوجھ یا زیادہ تر آئل کی درجہ حرارت کے وقت فیوز برباد ہوجاتا ہے۔ پلاگ-ان فیوز پاور ڈسٹری بیوشن سسٹم میں آئل-ایمرسڈ بکس ترانسفارمرز کی اوور کرنٹ پروٹیکشن کے لیے ایک اہم اضافی آلات ہے۔
اندرونی فیوز کو تین قسم کے میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: کرنٹ ٹائپ، ڈوبل سنسری ٹائپ، اور ڈوبل فیکٹر ٹائپ۔ فیوز کو بکس ترانسفارمر کو بند کیے بغیر بدل سکا جاتا ہے۔ کرنٹ ٹائپ فیوز کو بیک آپ پروٹیکشن فیوز کے ساتھ سیریز میں جوڑنے پر "ڈبل فیوز پروٹیکشن" بناتا ہے۔ کرنٹ ٹائپ فیوز اوور لوڈ پروٹیکشن کے لیے استعمال ہوتا ہے، اور بیک آپ پروٹیکشن فیوز ترانسفارمر کی داخلی خرابی (جیسے کوئل کی شارٹ سرکٹ وغیرہ) کے خلاف حفاظت کرتا ہے۔ ڈوبل سنسری فیوز کو بیک آپ پروٹیکشن فیوز کے ساتھ سیریز میں جوڑنے پر بھی "ڈبل فیوز پروٹیکشن" بناتا ہے۔ ڈوبل سنسری فیوز ترانسفارمر کی کم ولٹیج طرف کی خرابی یا اوور لوڈ کے لحاظ سے کرنٹ اور درجہ حرارت دونوں کے لحاظ سے حفاظت کرتا ہے۔
بیک آپ پروٹیکشن فیوز ترانسفارمر کی داخلی خرابی (جیسے کوئل کی شارٹ سرکٹ خرابی وغیرہ) کے خلاف حفاظت کرتا ہے۔ معیاری امپیر-سیکنڈ کریو کو اچھی طرح سے اوپر اور نیچے کے فیوزز اور سرکٹ بریکرز کے ساتھ مطابقت دی جاسکتی ہے۔ ڈوبل فیکٹر فیوز کو بیک آپ پروٹیکشن فیوز کے ساتھ سیریز میں جوڑنے پر "ڈبل فیوز پروٹیکشن" بناتا ہے۔ ڈوبل فیکٹر فیوز ترانسفارمر کی کم ولٹیج طرف کی خرابی یا اوور لوڈ کے لحاظ سے کرنٹ اور درجہ حرارت دونوں کے لحاظ سے حفاظت کرتا ہے۔ بیک آپ پروٹیکشن فیوز ترانسفارمر کی داخلی خرابی (جیسے کوئل کی شارٹ سرکٹ خرابی وغیرہ) کے خلاف حفاظت کرتا ہے، اور اس کا معیاری امپیر-سیکنڈ کریو اوپر اور نیچے کے فیوزز اور سرکٹ بریکرز کے ساتھ مطابقت دی سکتی ہے۔
فیوزز کی بنیادی ساخت
فیوزز کی ساخت ان کی کارکردگی کے مطابق مختلف ہوتی ہے۔ یہ مقالہ امریکا کی کوپر (Cooper) کمپنی کے مک گراو ایڈیسن NX ٹائپ کرنٹ لیمیٹنگ فیوز کا مختصر تعارف کرتا ہے۔
مک گراو ایڈیسن NX ٹائپ کرنٹ لیمیٹنگ فیوز کی ساخت فگر 1 میں دکھائی گئی ہے۔ اس میں پیور سیلور فیوز سٹرپ والا فیوزبل عنصر شامل ہوتا ہے۔ پیور سیلور فیوز سٹرپ مائیکا سپورٹ (سبڈر-ٹائپ سپورٹ کمپوننٹ) پر لپیٹا گیا ہوتا ہے، اور یہ سپورٹ آئنائز گیس تیار کرتا ہے جو سرکٹ کو کھولنے میں مدد کرتا ہے۔ فیوز اور سلیکا سینڈ فبر گلاس انسلیشن ٹیوب میں نصب ہوتے ہیں۔
1 - ہائی پیورٹی سلیکا سینڈ فلر؛2 - مائیکا سپورٹ؛3 - سولڈ کپر ٹرمینل؛4 - ڈبل سیلنگ سسٹم؛5 - شناختی لیبل؛6 - فبر گلاس کوور؛7 - پیور سیلور فیوز سٹرپ۔
فگر 1۔ مک گراو ایڈیسن NX ٹائپ کرنٹ لیمیٹنگ فیوز کے بنیادی مکمل عناصر۔
فگر 1 میں دکھایا گیا ہے کہ مک گراو ایڈیسن NX ٹائپ کرنٹ لیمیٹنگ فیوز (دیگر فیوز ماڈلز کی ساخت اس فیوز کی ساخت کے مشابہ ہوتی ہے) کے بنیادی عناصر درج ذیل ہیں:
ہائی پیورٹی سلیکا سینڈ فلر۔ مخصوص ذرات کی سائز، پیورٹی، اور گنجانیت گرمی کو اپنے اندر لیتی ہے اور آرک کو ختم کرنے کی خصوصیات فراہم کرتی ہے، جو فیوز کو مستقل کلیئرنگ خصوصیات اور کم توانائی کے لیپنگ کے لیے ضروری ہے۔
مائیکا سپورٹ۔ فیوز کے آپریشن کے دوران، مائیکا سپورٹ فیوزبل عنصر کو پاکیزہ ریکنگ سپورٹ فراہم کرتا ہے بغیر گیس اور دباؤ کی ترقی کے۔
سولڈ کپر ٹرمینل۔ بریس پلاگ منتخب کیا گیا ہے تاکہ الیکٹریکل کنڈکٹ کے جوائنٹ کو 0.25 سے 10 انچ کی لمبائی فراہم کیا جا سکے۔
ڈبل سیلنگ سسٹم۔ نائٹرل ربار کی واشر اور ایپوکسی ریزن سیلنٹ کو فیوز کی سیلنگ کی تکمیل کی گارنٹی دی جا سکتی ہے۔
مشدید شناختی لیبل۔ یہ صارفین کو ولٹیج، کرنٹ پیرامیٹرز، آرڈر نمبر، اور دیگر معلومات حاصل کرنے میں آسانی فراہم کرتا ہے۔
فبر گلاس کوور۔ یہ فیوز کو بالکل مضبوطی فراہم کرتا ہے اور کسی بھی انٹرپشن پروسیس کے دوران کم سے کم فیوزنگ کرنٹ سے لے کر 50 kA تک کے حفاظت کے رینج کو برقرار رکھنے کی صلاحیت فراہم کرتا ہے۔
پیور سیلور فیوز سٹرپ۔ یہ کرنٹ سرکیشن اور گرمی کے دباؤ کی حالت میں استحکام برقرار رکھ سکتا ہے اور مستقل فیوزنگ خصوصیات فراہم کرتا ہے۔ بڑے کرنٹ کی انٹرپشن کے دوران، فیوز سٹرپ آرک ولٹیج کے پیک سطح کو کنٹرول کر سکتا ہے اور کم کر سکتا ہے۔ انٹرپشن کے دوران، یہ کمپوننٹ کرنٹ اور توانائی کو کنٹرول کر سکتا ہے۔
فیوز کی آپریشن کی خصوصیات اور حفاظت کا اصول
فیوز کا آپریشن اس کے اندر موجود فیوزبل عنصر کے ماڈل پر منحصر ہوتا ہے۔ تمام فیوزز کے لیے، بڑے فیلت کرنٹ کی کلیئرنگ بنیادی طور پر ایک جیسی ہوتی ہے۔ کرنٹ کا سرکیشن فیوزبل عنصر کی پوری لمبائی پر پگھلائے گا، اور پیدا ہونے والے آرک فیوزبل عنصر کو پھٹنے کی وجہ بنے گا، سلیکا سینڈ کو وٹرائز کرے گا اور ایک گلسی کنال تیار کرے گا جو آرک کی ترقی کو محدود کرتا ہے۔ یہ گلسی کنال آرک کو محدود کرتا ہے باعث مقاومت کی قدر کو بڑھا کر، کرنٹ کو کم کر کے اسے مقدمًا صفر تک پہنچانے کے لیے۔
لوکل یا فل رینج فیوز میں، متوسط یا چھوٹے کرنٹ کی کلیئرنگ روکنی چاہئے۔ مثال کے طور پر، مک گراو ایڈیسن ٹائپ کرنٹ لیمیٹنگ فیوز میں، "M" پوائنٹ (یعنی ٹین آلائی وائر) کو مرکزی فیوزبل عنصر کے مرکز میں رکھا گیا ہے تاکہ اس کی پگھلائی کی درجہ حرارت کم کی جا سکے، جیسا کہ فگر 2(a) میں دکھایا گیا ہے۔ جب فیوزبل عنصر M پوائنٹ پر پگھلے گا، تو کرنٹ کو ایکسیلیٹری فیوزبل عنصر پر منتقل کر دیا جائے گا۔ ایک پتلی وائر کو مرکزی فیوزبل عنصر کے ساتھ 1/4 کے فاصلے پر ایک طرف سے جوڑا گیا ہے۔ ایک ولٹیج گریڈینٹ M پوائنٹ پر اور ایکسیلیٹری فیوزبل عنصر کے فاصلے پر پھیلی ہوئی ہے، جیسا کہ فگر 2(b) میں دکھایا گیا ہے۔ اس لیے، اگر مرکزی فیوزبل عنصر آرک کو جاری رکھے گا، تو یہ وائر کنکشن تین مقامات پر ظاہر ہونا ضروری ہوگا، آرک کی لمبائی کو تین گنا بڑھا کر اور اس علاقے کو استعمال کر کے سرکٹ کی توانائی کو ڈسپیٹ کرنے کے لیے، جیسا کہ فگر 2(c) میں دکھایا گیا ہے۔ آرک کے شروع میں، کافی گرمی کا اکٹھا ہونا اس علاقے میں اسپائڈر سٹرکچر کو ڈکمپوز کرنے کے لیے کافی ہوتا ہے، اور اسپائڈر سٹرکچر سے بہنے والی گیس مولٹن راک کو ٹھنڈا کر سکتی ہے اور آرک کی لمبائی کو کم کر سکتی ہے تاکہ فیلت پوائنٹ کو کٹ سکے۔
فگر 2 مک گراو ایڈیسن NX ٹائپ کرنٹ لیمیٹنگ فیوز کرنٹ کو کم کرنے کا عمل
کرنٹ لیمیٹنگ فیوزز کا انتخاب بنیادی طور پر ان کے ریٹڈ ولٹیج پیرامیٹرز پر منحصر ہوتا ہے۔ موثر پیرامیٹرز کا تعین کرتے وقت، کئی عوامل کو مد نظر رکھا جانا چاہئے، جن میں الیکٹریکل سسٹم کی قسم، سسٹم کی زیادہ سے زیادہ ولٹیج، ترانسفارمر کی کوئل کی حالت (اگر فیوز ترانسفارمر کی حفاظت کے لیے استعمال ہوتا ہے)، نیوٹرل وائر کی گراؤنڈنگ کی حالت، اور بوجھ کی قسم شامل ہیں۔
عموماً، ایک سنگل فیز سرکٹ کو ایک کرنٹ لیمیٹنگ فیوز سے حفاظت کی جا سکتی ہے جس کا ریٹڈ پیرامیٹر سنگل فیز گراؤنڈنگ ولٹیج سے زیادہ ہو۔ لیکن تین فیز سرکٹ کے لیے، فیوز کو مناسب انٹرفیز پیرامیٹرز کی ضرورت ہوتی ہے۔ مخصوص حالات میں، ایک مثبت سیکوئنس براکنگ ولٹیج کو فیوز پر لاگو کرنے کے لیے جو فیوز کی زیادہ سے زیادہ ڈیزائن ولٹیج سے زائد نہ ہو، سنگل فیز گراؤنڈنگ پیرامیٹرز تین فیز سسٹم کے لیے قابل قبول ہو سکتے ہیں۔ ایسی صورتحال میں، یہ فرض کیا جاتا ہے کہ دو سیریز کنکشن کرنٹ لیمیٹنگ فیوزز دیئے گئے فیلت کی صورتحال میں لاگو کیے گئے ولٹیج کو شیئر کریں گے۔ جدول 1 کرنٹ لیمیٹنگ فیوزز کے موصوعہ ریٹڈ ولٹیج پیرامیٹرز اور کرنٹ لیمیٹنگ فیوزز کے اطلاق کے پیرامیٹرز کے درمیان تعلق کو ظاہر کرتا ہے۔
الیکٹریکل ڈیوائسز کی حفاظت کے لیے، کرنٹ لیمیٹنگ فیوزز کی براکنگ کی ضروریات کو ان کے ساتھ حفاظت کرنے والے ڈیوائسز کے ساتھ مطابقت دی جانی چاہئے۔ اس کے علاوہ، فیوزز کے ٹائم-کرنٹ کریوز کو سسٹم میں موجود حفاظتی ڈیوائسز کے ساتھ مطابقت دی جانی چاہئے، خاص طور پر جب بیک آپ فیوزز شامل ہوں اور کم کرنٹ فیلٹ کی کلیئرنگ کو ایک ایکسپلشن فیوز پر انحصار کیا جائے۔
جدول 1 کرنٹ لیمیٹنگ فیوزز کے موصوعہ ریٹڈ ولٹیج پیرامیٹرز اور کرنٹ لیمیٹنگ فیوزز کے اطلاق کے پیرامیٹرز
معمولی فیوزز کی طرح، کرنٹ لیمیٹنگ فیوزز کو مخصوص ماحولی درجہ حرارت میں طاقت کی کمی کا سامنا کرنا پڑ سکتا ہے۔ مختلف اطلاقیات کے لیے ڈیریٹنگ فیکٹرز فگر 3 میں دکھائے گئے ہیں۔
فگر 3 NX - ٹائپ کرنٹ لیمیٹنگ فیوزز کے اطلاق کے لیے ماحولی درجہ حرارت کے ڈیریٹنگ فیکٹرز
ڈسٹری بیوشن ترانسفارمرز کے لیے فیوز حفاظت کا اطلاق کرنے کا کلیدی نکتہ یہ ہے کہ فیوز کو درج ذیل مطلوبات پورے کرنے چاہئے:
شارٹ سرکٹ کی حفاظت فراہم کریں اور پہلے ہی خراب ہونے والے ترانسفارمر کو سسٹم سے جدا کریں۔ فیوز کو انروش کرنٹ، کولڈ لود سٹارٹنگ کرنٹ، اور قصیر مدت کے اوور کرنٹ کے دوران برباد نہ ہونا چاہئے۔ یہ اوپر والے ڈیوائس (سیکشنلائز کے آپریشن سے پہلے) کے ساتھ مطابقت دے چاہئے۔
ترانسفارمر کو سیور اوور کرنٹ کی صورتحال سے روکیں جس کی وجہ سے گرمی سے نقصان یا مکینکل نقصان ہوسکتا ہے۔ نوٹ کریں کہ اگر ضرورت ہو تو یہ نقطہ ② کو متعطل کر سکتا ہے کیونکہ فیوز حفاظت کا اصل مقصد اوور لود پروٹیکشن ہے نہ کہ شارٹ سرکٹ پروٹیکشن۔
ڈسٹری بیوشن ترانسفارمر کے انروش کرنٹ/کولڈ لود سٹارٹنگ کرنٹ کا ٹائم-کرنٹ کریو درج ذیل صورتحالوں کے مبنی پر تخمینہ لگایا جاتا ہے: 0.01 s پر، کرنٹ فل لود کرنٹ کا 25 گنا ہوتا ہے؛ 0.1 s پر، کرنٹ فل لود کرنٹ کا 12 گنا ہوتا ہے؛ 1 s پر، کرنٹ فل لود کرنٹ کا 6 گنا ہوتا ہے؛ 10 s پر، کرنٹ فل لود کرنٹ کا 3 گنا ہوتا ہے؛ اور 100 s پر، کرنٹ فل لود کرنٹ کا 2 گنا ہوتا ہے۔
ڈسٹری بیوشن ترانسفارمر کی حفاظت کے لیے استعمال ہونے والے فیوز کو انروش کرنٹ یا کولڈ لود سٹارٹنگ کرنٹ کے دوران برباد نہ ہونے کی گارنٹی دینے کے لیے، فیوز کرنٹ کا کریو انروش کرنٹ/کولڈ لود سٹارٹنگ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرنٹ کرن......
