چه نوع فیوزها وجود دارد؟

فیوزهای مختلف چه نوع هستند؟

فیوز یک دستگاه قطع کننده جریان است. با ذوب شدن عناصر فیوز، مدار را قطع یا باز می‌کند و به این ترتیب دستگاه خراب را از مدار تغذیه اصلی جدا می‌کند. فیوزها بر اساس ولتاژ تغذیه ورودی به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: فیوز‌های AC و فیوز‌های DC. انواع مختلف فیوز در تصویر زیر نشان داده شده است.

فیوز DC

فیوز DC وقتی که جریان بیش از حد از آن عبور می‌کند، مدار را باز یا قطع می‌کند. اما چالش اصلی در فیوز‌های DC، خاموش کردن قوس الکتریکی تولید شده توسط جریان مستقیم است. چون در مدار DC، مانند مدار AC، عبور طبیعی صفر جریان وجود ندارد، خاموش کردن قوس بسیار سخت است. برای کاهش این مشکل، الکترودها در فیوز DC از هم فاصله بیشتری دارند. بنابراین، اندازه یک فیوز DC نسبت به یک فیوز AC با ظرفیت مشابه بزرگتر است.

فیوز‌های AC

فیوز‌های AC به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: فیوز‌های پایین ولتاژ و فیوز‌های بالا ولتاژ. جریان متناوب در فیوز‌های AC دارای فرکانسی است که دامنه آن را از 0° تا 60° در یک ثانیه تغییر می‌دهد. این ویژگی جریان متناوب خاموش کردن قوس الکتریکی در مدار AC را نسبت به مدار DC آسان‌تر می‌کند.

فیوز‌های پایین ولتاژ می‌توانند به چهار کلاس تقسیم‌بندی شوند، مانند تصویر زیر. فیوز‌های نیمه بسته یا قابل بازسازی و فیوز‌های کاملاً بسته یا نوع کارتریج، پرکاربردترین انواع فیوز‌ها هستند.

فیوز‌های قابل بازسازی

فیوز‌های قابل بازسازی عموماً در مدارهای کوچک جریان مانند مدارهای برق خانگی استفاده می‌شوند. فیوز قابل بازسازی شامل دو مؤلفه اصلی است: محفظه فیوز و حامل فیوز. پایه فیوز، معمولاً از سرامیک ساخته شده، برای نگهداری سیم‌های فیوز طراحی شده است. این سیم‌ها می‌توانند از موادی مانند سرب، مس روغنی، آلومینیوم یا آلیاژ سرب-روغن ساخته شوند. یکی از مزایای فیوز‌های قابل بازسازی این است که حامل فیوز می‌تواند بدون نیاز به باز کردن کلید اصلی به راحتی به داخل یا خارج از پایه قرار داده شود. این ویژگی اجازه می‌دهد که سیم فیوز در صورت ذوب شدن به دلیل جریان بیش از حد به راحتی تعویض شود و به عنوان یک انتخاب عملی برای سیستم‌های برق خانگی که سادگی و راحتی نگهداری مورد توجه است، مطرح می‌شود.

فیوز‌های کاملاً بسته یا نوع کارتریج

در فیوز‌های کاملاً بسته یا نوع کارتریج، عنصر فیوز کاملاً در یک محفظه بسته قرار دارد و تماس‌های فلزی در دو طرف آن قرار دارند. این فیوز‌ها می‌توانند به دو زیرگروه تقسیم‌بندی شوند: فیوز‌های کارتریج نوع D و فیوز‌های کارتریج نوع لینک. هر زیرگروه دارای طراحی و ویژگی‌های خاص خود است که برای کاربردها و نیازهای الکتریکی مختلف تنظیم شده‌اند. ساختار بسته این فیوز‌ها محافظت بیشتری علیه عوامل محیطی و تماس تصادفی ارائه می‌دهد و آن‌ها را برای محدوده وسیعی از سیستم‌های الکتریکی که ایمنی و قابلیت اطمینان مهم است، مناسب می‌کند.

فیوز‌های کارتریج نوع D

مؤلفه‌های اصلی فیوز کارتریج نوع D شامل پایه، حلقه تطبیق، کارتریج و کاپ فیوز است. کارتریج در کاپ فیوز قرار دارد و کاپ فیوز به پایه فیوز به صورت محکم متصل می‌شود. وقتی کارتریج به طور کامل به پایه پیچیده می‌شود، نوک کارتریج با هادی تماس می‌گیرد و بدین ترتیب مدار از طریق لینک‌های فیوز تکمیل می‌شود. این طراحی اجازه نصب و تعویض ساده کارتریج را می‌دهد و اتصال الکتریکی و محافظت کارآمد در مدار را تضمین می‌کند.

فیوز‌های کارتریج نوع لینک یا فیوز‌های HRC (High Rupturing Capacity)

در فیوز‌های کارتریج نوع لینک یا HRC، عنصر فیوز طراحی شده است تا جریان خطا را برای مدت طولانی تحمل کند. در صورت بقای خطا، عنصر فیوز ذوب می‌شود و مدار را باز می‌کند و جریان را قطع می‌کند. یکی از مزایای مهم فیوز‌های HRC توانایی خاموش کردن هم جریان‌های خطا کم و هم جریان‌های خطا بالا است. این امر آن‌ها را در محافظت از سیستم‌های الکتریکی از طیف گسترده‌ای از شرایط جریان غیرعادی بسیار موثق می‌کند.

فیوز‌های HRC با عملکرد سریع مشخص می‌شوند. آن‌ها همچنین نیاز به نگهداری کمی دارند که در بسیاری از کاربردها یک مزیت بزرگ است. با این حال، پس از هر عملیات، عنصر فیوز فیوز‌های HRC باید تعویض شود. علاوه بر این، در مواقع خطا، این فیوز‌ها گرم می‌شوند که می‌تواند عملکرد کلیدهای نزدیک را تحت تأثیر قرار دهد.

حالت فیوز HRC با پودر کوارتز خالص پر شده است که به عنوان یک مedium خاموش کننده قوس الکتریکی مؤثر عمل می‌کند. سیم فیوز در فیوز‌های HRC معمولاً از نقره و مس ساخته شده است. این سیم فیوز شامل دو یا چند بخش است که با یک جوش‌گیری سنگین به هم متصل می‌شوند. جوش‌گیری سنگین به کاهش دما در شرایط بیش‌باری کمک می‌کند و عملکرد و طول عمر کلی فیوز را افزایش می‌دهد.

برای افزایش ظرفیت قطع فیوز‌ها، دو یا چند سیم نقره به صورت موازی متصل می‌شوند. این سیم‌ها به گونه‌ای مرتب شده‌اند که فقط یک سیم در هر بار ذوب می‌شود. فیوز‌های HRC به دو نوع تقسیم می‌شوند:

سوئیچ‌های نوع کارد بلید

در سوئیچ‌های نوع کارد بلید، تعویض سیم فیوز در مدار زنده با استفاده از یک ابزار فیوز‌بردار انجام می‌شود. این ابزار اجازه می‌دهد تا سیم فیوز به طور ایمن بدون تماس مستقیم با آن خارج و جایگزین شود و خطر شوک الکتریکی را کاهش می‌دهد. از سوی دیگر، فیوز‌های HRC نوع پیچ‌دار دارای دو صفحه هادی هستند که به پایه فیوز به صورت محکم پیچیده می‌شوند. با این حال، هنگام خارج کردن این نوع سوئیچ فیوز، نیاز به یک مدار ایمنی اضافی است تا کاربر از شوک الکتریکی محافظت شود. این مدار اضافی اطمینان می‌دهد که جریان الکتریکی قبل از خارج کردن سوئیچ به درستی قطع شده است.

فیوز نوع قطره‌ای

فیوز نوع قطره‌ای به گونه‌ای عمل می‌کند که وقتی عنصر فیوز به دلیل جریان بیش از حد ذوب می‌شود، تحت تأثیر گرانش از پشتیبانی پایین خود جدا می‌شود. این ویژگی فیوز‌های قطره‌ای را برای محافظت از ترانسفورماتورهای خارجی بسیار مناسب می‌کند. در محیط خارجی، که ترانسفورماتورها به شرایط مختلف آب و هوایی و خطاها مواجه هستند، فیوز قطره‌ای می‌تواند به سرعت و مؤثر مولفه خراب را جدا کند و ترانسفورماتور و سیستم الکتریکی کلی را محافظت کند.

فیوز نوع ضربه‌ای

فیوز نوع ضربه‌ای یک دستگاه مکانیکی با نیرو و جابجایی کافی است. این امکان را فراهم می‌کند که برای بستن مدارهای قطع‌کننده یا نشان‌دهنده استفاده شود. وقتی خطا در سیستم الکتریکی رخ می‌دهد، فیوز ضربه‌ای می‌تواند تحریک شود و عملکرد مکانیکی آن می‌تواند مدار قطع‌کننده مربوطه را ببندد و بدین ترتیب تغذیه الکتریکی را قطع کند تا سیستم را محافظت کند. علاوه بر این، می‌تواند مدار نشان‌دهنده را فعال کند تا وقوع خطا را اعلام کند و یک نشانه بصری یا صوتی مهم برای کارکنان نگهداری فراهم کند.

سوئیچ فیوز

سوئیچ‌های فیوز برای استفاده در مدارهای پایین و متوسط ولتاژ طراحی شده‌اند. واحد‌های فیوز در این سوئیچ‌ها با ظرفیت‌هایی در محدوده ۳۰، ۶۰، ۱۰۰، ۲۰۰، ۴۰۰، ۶۰۰ و ۸۰۰ آمپر موجود هستند. آن‌ها در پیکربندی‌های ۳ قطبی و ۴ قطبی ارائه می‌شوند که انعطاف‌پذیری در تنظیمات مختلف الکتریکی را فراهم می‌کنند. ظرفیت ساخت این فیوز‌ها می‌تواند تا ۴۶ kA برسد. بر اساس ظرفیت خود، آن‌ها قادر به قطع جریان‌هایی هستند که تقریباً ۳ برابر جریان بار هستند. این امر سوئیچ‌های فیوز را به مولفه‌های قابل اعتماد برای محافظت از مدارهای الکتریکی در برابر جریان‌های بیش از حد و کوتاه‌مداری در کاربردهای پایین و متوسط ولتاژ می‌کند.

فیوز‌های HRC بالا ولتاژ

یکی از چالش‌های اصلی که فیوز‌های بالا ولتاژ با آن مواجه هستند، مشکل کرونا است. کرونا زمانی رخ می‌دهد که قدرت میدان الکتریکی حول یک هادی به اندازه کافی زیاد باشد تا هوا را دور از آن یونیزه کند و یک تخلیه ایجاد کند. برای حل این مشکل، فیوز‌های بالا ولتاژ با ویژگی‌های خاص طراحی شده‌اند. این فیوز‌ها به سه نوع اصلی تقسیم‌بندی می‌شوند، هر نوع به تبع نیازهای خاص کاربردهای بالا ولتاژ طراحی شده و اثرات کرونا را کاهش می‌دهد و عملکرد قابل اعتماد را تضمین می‌کند.

فیوز HRC نوع کارتریج بالا ولتاژ

در فیوز HRC نوع کارتریج بالا ولتاژ، عنصر فیوز به شکل مارپیچ پیچیده شده است. این طراحی به خوبی اثر کرونا در ولتاژهای بالا را کاهش می‌دهد. فیوز شامل دو عنصر فیوز موازی است: یکی با مقاومت کم و دیگری با مقاومت زیاد. در شرایط کاری معمولی، سیم با مقاومت کم جریان عادی را منتقل می‌کند. اما در موقع خطا، این سیم ابتدا ذوب می‌شود و جریان کوتاه مدار را کاهش می‌دهد. این عملکرد توالی‌ای به محافظت از سیستم الکتریکی کمک می‌کند تا جریان بیش از حد را به سرعت محدود کند.

فیوز HRC نوع مایع بالا ولتاژ

فیوز‌های HRC نوع مایع بالا ولتاژ با تتراخلروکربن پر شده و دارای پوشش‌های مهر و موم شده در دو سر هستند. وقتی خطا رخ می‌دهد و جریان از حد مجاز بیشتر می‌شود، عنصر فیوز ذوب می‌شود و می‌پاشد. مایع تتراخلروکربن در فیوز به عنوان یک medium خاموش کننده قوس الکتریکی مؤثر برای فیوز‌های HRC عمل می‌کند. این فیوز‌ها در محافظت از ترانسفورماتورها و همچنین در فراهم کردن محافظت پشتیبان برای برش‌کننده‌های مدار استفاده می‌شوند. توانایی آن‌ها در خاموش کردن سریع قوس الکتریکی آن‌ها را به مولفه‌های قابل اعتماد در تنظیمات الکتریکی بالا ولتاژ تبدیل می‌کند.

فیوز HRC نوع اخراجی بالا ولتاژ

فیوز‌های نوع اخراجی به دلیل کارایی اقتصادی برای محافظت از فیدرها و ترانسفورماتورها محبوب هستند. آن‌ها معمولاً برای سیستم‌های ۱۱ kV طراحی شده و ظرفیت برش تا ۲۵۰ MVA دارند. این نوع فیوز شامل یک لوله توخالی با دو سر باز است که از کاغذ پلیمری ساخته شده است. عناصر فیوز در لوله قرار داده می‌شوند و انتهای لوله به اتصالات مناسب متصل می‌شود. وقتی قوس الکتریکی ایجاد می‌شود، به داخل پوشش داخلی لوله فشرده می‌شود. گازهای تولید شده در این فرآیند به خاموش کردن قوس کمک می‌کنند و به این ترتیب سیستم الکتریکی را در برابر جریان‌های بیش از حد محافظت می‌کنند.