چه نوع فیوزها وجود دارد؟

فیوز‌ها به چه انواعی تقسیم می‌شوند؟

فیوز یک دستگاه قطع کننده جریان است. این دستگاه با ذوب عناصر فیوز، مدار را قطع یا باز می‌کند و بدین ترتیب دستگاه معیوب 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 فیوز‌ها در تصویر زیر نشان داده شده‌اند.

فیوز DC

فیوز DC هنگامی که جریان بیش از حد از آن عبور می‌کند، مدار را قطع یا باز می‌کند. اما مشکل اصلی فیوز‌های DC در خاموش کردن قوس الکتریکی تولید شده توسط جریان مستقیم است. چون در یک مدار DC، مانند یک مدار AC، عبور طبیعی از صفر جریان وجود ندارد، خاموش کردن قوس بسیار دشوار است. برای کاهش این مشکل، الکترودهای فیوز DC از هم دورتر قرار می‌گیرند. به عنوان نتیجه، 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 باعث می‌شود دامنه آن در یک ثانیه از ۰° تا ۶۰° متغیر شود. این ویژگی AC اجازه می‌دهد که خاموش کردن قوس در یک مدار AC نسبت به یک مدار DC ساده‌تر باشد.

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

فیوز‌های قابل بازسازی

فیوز‌های قابل بازسازی بیشتر در مدارهای کوچک جریان، مانند مدارهای تأسیساتی 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 بدون نیاز به باز کردن کلید اصلی به راحتی می‌تواند به داخل یا خارج از پایه قرار گیرد. این ویژگی اجازه می‌دهد که سیم فیوز هنگامی که به دلیل جریان بیش از حد منفجر شده، به راحتی تعویض شود، که این یک انتخاب عملی برای سیستم‌های الکتریکی خانگی است که سادگی و راحتی نگهداری مورد توجه قرار گرفته است.

فیوز‌های کاملاً محصور یا نوع کارتریج

در فیوز‌های کاملاً محصور یا نوع کارتریج، عنصر فیوز کاملاً در یک محفظه محصور شده است و تماس‌های فلزی در دو طرف آن قرار دارند. این فیوز‌ها می‌توانند به دو زیرگروه تقسیم 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 محصور این فیوز‌ها محافظت بیشتری علیه عوامل محیطی و تماس تصادفی ارائه می‌دهد، که آن‌ها را برای محدوده گسترده‌ای از سیستم‌های الکتریکی که ایمنی و قابلیت اطمینان مهم هستند، مناسب می‌کند.

فیوز‌های کارتریج نوع D

اجزاء اصلی یک فیوز کارتریج نوع D شامل پایه، حلقه سازگار، کارتریج و کلاهک فیوز است. کارتریج در کلاهک فیوز قرار گرفته و کلاهک فیوز به پایه فیوز متصل شده است. هنگامی که کارتریج به طور کامل به پایه پیچیده می‌شود، نوک کارتریج با هادی تماس می‌گیرد و مدار را از طریق لینک‌های فیوز تکمیل می‌کند. این طراحی اجازه می‌دهد که نصب و تعویض کارتریج به راحتی انجام شود و اتصال الکتریکی و محافظت کارآمد در مدار تضمین شود.

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 طولانی‌تری تحمل کند. در صورت ادامه خطا، عنصر فیوز ذوب می‌شود و مدار را باز می‌کند و جریان را قطع می‌کند. یکی از مزایای قابل توجه فیوز‌های HRC این است که قادر به خاموش کردن هم جریان‌های خطا پایین و هم بالا هستند. این ویژگی آن‌ها را در محافظت از سیستم‌های الکتریکی در برابر محدوده گسترده‌ای از شرایط جریان غیرعادی بسیار قابل اعتماد می‌کند.

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

پوشش یک فیوز HRC با کوارتز خالص پودری پر شده است که به عنوان یک مedium خاموش کننده قوس 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 اتصال سربی به هم متصل می‌شوند. اتصال سربی به کاهش دما در شرایط بیش از حد بارگذاری کمک می‌کند و عملکرد و دوام کلی فیوز را بهبود می‌بخشد.

برای افزایش ظرفیت قطع فیوز‌ها، دو یا چند سیم نقره به صورت موازی به هم متصل می‌شوند. این سیم‌ها به گونه‌ای تنظیم شده‌اند که فقط یک سیم در یک زمان ذوب می‌شود. فیوز‌های HRC به دو نوع هستند.

سوئیچ‌های نوع کارد بلید

در سوئیچ‌های نوع کارد بلید، تعویض سیم فیوز در یک مدار زنده با استفاده از یک کش فیوز انجام می‌شود. این ابزار اجازه می‌دهد تا سیم فیوز به طور ایمن و بدون تماس مستقیم با آن حذف و جایگزین شود، که خطر شوک الکتریکی را کاهش می‌دهد. اما در فیوز‌های HRC نوع بولت، دو صفحه هادی به صورت محکم به پایه فیوز بسته می‌شوند. اما هنگام حذف این نوع سوئیچ فیوز، یک مدار ایمنی اضافی لازم است تا کاربر از شوک الکتریکی محافظت شود. این مدار اضافی اطمینان می‌دهد که جریان الکتریکی قبل از حذف سوئیچ به درستی جدا شود.

فیوز dropout

فیوز dropout به یک روش منحصر به فرد عمل می‌کند. هنگامی که عنصر فیوز به دلیل جریان بیش از حد ذوب می‌شود، تحت تأثیر گرانش از حمایت پایین خود خارج می‌شود. این ویژگی فیوز‌های dropout را برای محافظت از ترانسفورماتورهای خارجی بسیار مناسب می‌کند. در محیط خارجی، جایی که ترانسفورماتورها به شرایط مختلف آب و هوایی و خطاها مواجه می‌شوند، فیوز dropout می‌تواند به سرعت و مؤثر مولفه معیوب را جدا کرده و ترانسفورماتور و سیستم الکتریکی کلی را محافظت کند.

فیوز striker

فیوز striker یک دستگاه مکانیکی با قابلیت نیرو و جابجایی کافی است. این امکان به آن اجازه می‌دهد تا برای بستن مدارهای trip یا indicator استفاده شود. هنگامی که خطا در سیستم الکتریکی رخ می‌دهد، فیوز striker می‌تواند تحریک شود و عملکرد مکانیکی آن می‌تواند مدار trip مربوطه را ببندد که به نوبه خود می‌تواند تغذیه الکتریکی را قطع کرده و سیستم را محافظت کند. علاوه بر این، می‌تواند مدار indicator را فعال کرده و از رخ دادن خطا اعلام کند، که این یک نشانه بصری یا صوتی مهم برای کارکنان نگهداری است.

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 موجود هستند و انعطاف‌پذیری در تنظیمات مختلف الکتریکی ارائه می‌دهند. ظرفیت ساخت این فیوز‌ها می‌تواند تا ۴۶ kA برسد. بر اساس ظرفیت آن‌ها، قادر به قطع جریان‌هایی که تقریباً ۳ برابر جریان بار هستند، به صورت ایمن هستند. این ویژگی سوئیچ‌های فیوز را به مولفه‌های قابل اعتماد برای محافظت از مدارهای الکتریکی در برابر جریان‌های بیش از حد و کوتاه‌مدار در کاربردهای پایین تا متوسط ولتاژ می‌کند.

فیوز‌های HRC با ولتاژ بالا

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

فیوز HRC نوع کارتریج با ولتاژ بالا (HV)

در یک فیوز HRC نوع کارتریج با ولتاژ بالا (HV)، عنصر فیوز به صورت مارپیچ پیچیده شده است. این طراحی به طور موثر اثر کرونا را در ولتاژ‌های بالا کاهش می‌دهد. فیوز شامل دو عنصر فیوز موازی است: یکی با مقاومت پایین و دیگری با مقاومت بالا. در شرایط عملیاتی معمولی، سیم با مقاومت پایین جریان معمولی را منتقل می‌کند. اما در حالت خطا، این سیم ابتدا ذوب می‌شود و جریان کوتاه مدار را کاهش می‌دهد. این عملکرد متوالی به محافظت سیستم الکتریکی کمک می‌کند با محدود کردن سریع جریان بیش از حد.

فیوز HRC نوع مایع با ولتاژ بالا (HV)

فیوز‌های HRC نوع مایع با ولتاژ بالا (HV) با تتراخلورید کربن پر شده و دارای کلاهک‌های مهر و موم شده در دو طرف هستند. هنگامی که خطا رخ می‌دهد و جریان از حد مجاز بیشتر می‌شود، عنصر فیوز ذوب می‌شود و منفجر می‌شود. مایع تتراخلورید کربن در فیوز به عنوان یک مedium خاموش کننده قوس مؤثر برای فیوز‌های HRC عمل می‌کند. این فیوز‌ها در محافظت از ترانسفورماتورها و فراهم کردن محافظت پشتیبان برای کلیدهای قطع‌کننده مورد استفاده قرار می‌گیرند. توانایی آن‌ها در خاموش کردن سریع قوس‌ها آن‌ها را به مولفه‌های قابل اعتماد در تنظیمات الکتریکی با ولتاژ بالا می‌کند.

فیوز HRC نوع اخراج با ولتاژ بالا (HV)

فیوز‌های نوع اخراج به دلیل کارایی هزینه‌ای آن‌ها در محافظت از فیدرهای و ترانسفورماتورها محبوب هستند. این فیوز‌ها معمولاً برای سیستم‌های ۱۱ kV طراحی شده و ظرفیت قطع آن‌ها تا ۲۵۰ MVA است. این نوع فیوز شامل یک لوله توخالی با دو طرف باز است که از کاغذ مسلح با رزین سنتتیک ساخته شده است. عناصر فیوز در لوله‌ها قرار می‌گیرند و انتهای لوله‌ها به لوازم مناسب متصل می‌شوند. هنگامی که 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 از شرایط جریان بیش از حد محافظت می‌کنند.