フューズの種類は何がありますか？

フューズの種類は何ですか？

フューズは、電流を遮断する装置です。フューズ要素が溶けることで回路を切断し、故障した装置を主供給回路から隔離します。フューズは主に、入力供給電圧に基づいてACフューズとDCフューズの2つのタイプに分類されます。さまざまなタイプのフューズは以下の画像に示されています。

DCフューズ

DCフューズは、過大な電流が通過すると回路を切断または開きます。しかし、DCフューズの主要な課題は、直流によって生成されるアークの消火です。DC回路には自然なゼロ電流交差がないため、AC回路とは異なり、アークの消火は非常に困難です。これを緩和するために、DCフューズ内の電極は互いに大きな距離で配置されています。その結果、同様の定格を持つACフューズと比較して、DCフューズのサイズは大きくなります。

ACフューズ

ACフューズは主に、低電圧フューズと高電圧フューズの2つに分類されます。交流フューズの交流は、1秒間に0°から60°まで振幅が変化する周波数を持っています。この特性により、DC回路と比較して、AC回路でのアーク消火が容易になります。

低電圧フューズは、以下の画像に示すようにさらに4つのクラスに分類できます。半密閉型またはリワイヤブルフューズと完全密閉型またはカートリッジ型フューズが最も頻繁に使用されるフューズのタイプです。

リワイヤブルフューズ

リワイヤブルフューズは、家庭配線などの小電流回路で主に使用されます。リワイヤブルフューズは、フューズケースとフューズキャリアの2つの主要なコンポーネントで構成されています。フューズのベースは通常、磁器製で、フューズワイヤーを保持するように設計されています。これらのワイヤーは鉛、錫メッキ銅、アルミニウム、または錫鉛合金など、さまざまな材料で作られます。リワイヤブルフューズの利点の1つは、フューズキャリアをメインスイッチを開かずにベースに簡単に挿入したり取り外したりできることです。この特徴により、過大な電流によってブローしたフューズワイヤーの交換が簡単になり、家庭の電気システムで簡便性とメンテナンスの容易さが求められる場合に実用的な選択肢となります。

完全密閉型またはカートリッジ型フューズ

完全密閉型またはカートリッジ型フューズでは、フューズ要素は完全に密閉された容器内に収納され、両端に金属接触部が設置されています。これらのフューズはさらに、D型カートリッジフューズとリンク型カートリッジフューズの2つのサブタイプに分類されます。各サブタイプには独自のデザインと特性があり、異なる用途や電気要件に合わせて調整されています。これらのフューズの密閉構造は、環境要因や偶発的な接触からの保護を強化し、安全性と信頼性が重要な広範な電気システムに適しています。

D型カートリッジフューズ

D型カートリッジフューズの主要な構成要素は、ベース、アダプタリング、カートリッジ、およびフューズキャップです。カートリッジはフューズキャップ内に収納され、フューズキャップはフューズベースにしっかりと固定されています。カートリッジがベースに完全にねじ込まれると、カートリッジの先端が導体に接触し、フューズリンクを通じて回路が完成します。この設計により、カートリッジの取り付けと交換が容易になり、回路内の効率的な電気接続と保護が確保されます。

リンク型カートリッジまたは高破壊容量（HRC）フューズ

リンク型カートリッジまたはHRCフューズでは、フューズ要素は長期間にわたって故障電流を流すように設計されています。故障が持続する場合、フューズ要素が溶け、回路が開き、電流の流れが中断されます。HRCフューズの主要な利点の1つは、低および高故障電流をクリアできる能力です。これにより、さまざまな異常電流条件から電気システムを保護する上で非常に信頼性が高いです。

HRCフューズは高速動作が特徴です。また、メンテナンスが必要ないことも大きな利点です。ただし、各操作後にはHRCフューズのフューズ要素を交換する必要があります。さらに、故障時にこれらのフューズは熱を発生させ、近くのスイッチの動作に影響を与える可能性があります。

HRCフューズのエンクロージャは純粋な石英粉末で満たされており、効果的なアーク消火媒体として機能します。HRCフューズのフューズワイヤーは通常、銀と銅で作られています。このフューズワイヤーは、2つ以上のセクションで構成され、錫接合で結合されています。錫接合は、過負荷条件下での温度を低下させ、フューズ全体の性能と耐久性を向上させます。

フューズの遮断容量を増加させるために、2つ以上の銀線を並列に接続します。これらのワイヤーは、一度に1本だけ溶けるように配置されています。HRCフューズは2つのタイプがあります。

ナイフブレード型スイッチ

ナイフブレード型スイッチでは、フューズプーラーを使用してライブ回路内でフューズワイヤーの交換が可能になります。このツールを使用することで、直接触れることなく安全にフューズワイヤーを取り外し、交換することができます。これにより感電のリスクが減少します。一方、ボルト型HRCフューズは、フューズベースにしっかりとボルトで固定された2つの導体プレートを特徴としています。ただし、このタイプのフューズスイッチを除去する際には、ユーザーが感電しないようにする追加の安全回路が必要です。この追加回路により、スイッチを除去する前に電流が適切に遮断されます。

ドロップアウトフューズ

ドロップアウトフューズは独特の方法で動作します。過大な電流によりフューズ要素が溶けると、重力の影響で下部の支持部から落下します。この特性により、ドロップアウトフューズは屋外変圧器の保護に特に適しています。屋外環境では、変圧器はさまざまな天候条件や潜在的な電気故障にさらされます。ドロップアウトフューズは、迅速かつ効果的に故障部品を隔離し、変圧器と全体の電気システムを保護することができます。

ストライカーフューズ

ストライカーフューズは、十分な力と移動能力を備えた機械式デバイスです。これにより、トリップ回路またはインジケータ回路を閉じるのに使用できます。電気システムに故障が発生した場合、ストライカーフューズがトリガーされ、その機械的動作により関連するトリップ回路が閉じられ、電源が遮断され、システムを保護します。また、故障の発生を示すインジケータ回路をアクティブ化することもできます。これは、メンテナンス担当者にとって重要な視覚的または音響的な指示となります。

スイッチフューズ

スイッチフューズは、低電圧および中電圧回路での使用に設計されています。これらのスイッチ内のフューズユニットは、30、60、100、200、400、600、および800アンペアの定格で利用可能です。3極と4極の構成があり、さまざまな電気設定に対応できます。これらのフューズの作動容量は最大46 kAに達します。定格に応じて、約3倍の負荷電流を安全に遮断することが可能です。これにより、スイッチフューズは低電圧から中電圧アプリケーションにおける過電流やショート回路から電気回路を保護するための信頼性の高いコンポーネントとなります。

高電圧HRCフューズ

高電圧フューズが直面する主な課題の1つはコロナ現象です。コロナは、導体周囲の電界強度が高く、周囲の空気がイオン化し放電が発生するときに起こります。この問題に対処するために、高電圧フューズは特別な機能を備えています。これらのフューズは主に3つのタイプに分類され、それぞれのタイプは高電圧アプリケーションの特定の要件を満たしながらコロナの影響を最小限に抑え、信頼性のあるパフォーマンスを確保するように設計されています。

カートリッジ型高電圧HRCフューズ

カートリッジ型高電圧（HV）高破壊容量（HRC）フューズでは、フューズ要素が螺旋状に巻かれています。この設計により、高電圧でのコロナ効果が効果的に軽減されます。フューズは2つの並列に配置されたフューズ要素を含んでおり、1つは低抵抗、もう1つは高抵抗です。通常の動作条件下では、低抵抗ワイヤが正常な電流を流します。しかし、故障時にはこれが最初にブローし、短絡電流を減少させます。この順次動作により、過大な電流の流れを迅速に制限し、電気システムを保護します。

液体型高電圧HRCフューズ

液体型高電圧HRCフューズは四塩化炭素で満たされており、両端が密封されています。故障が発生し、電流が許容限界を超えた場合、フューズ要素が溶けてブローします。フューズ内の四塩化炭素液体は、HRCフューズの効果的なアーク消火媒体として機能します。これらのフューズは、変圧器保護やサーキットブレーカーのバックアップ保護にも使用されます。アークを急速に消去する能力により、高電圧電気セットアップにおいて信頼性の高いコンポーネントとなります。

排気型高電圧フューズ

排気型フューズは、コスト効率が良いことからフィーダーと変圧器の保護に広く使用されています。通常、11 kVシステム向けに設計され、最大250 MVAの破壊容量があります。このタイプのフューズは、合成樹脂結合紙で作られた中空で開放端のチューブで構成されています。フューズ要素はチューブに挿入され、チューブの両端は適切なフィッティングに接続されます。アークが生成されると、それはチューブの内部コーティングに対して押し付けられます。この過程で生成されるガスは、アークを消去し、電気システムを過電流条件から効果的に保護します。