電気のヒューズとは何ですか

ヒューズは、電気回路で過負荷やショートサーキットから電気設備を保護するために使用される装置です。これは、ショートサーキット電流または過度の過負荷にさらされたときに電気回路を遮断する最も単純かつコスト効率の高い部品です。

ヒューズは、最大66 kVの高圧システムと最大400 Vの低圧システムにおける過負荷またはショートサーキット保護に使用されます。特定の用途では、その性能特性が電流遮断に特有に適している場合に限定して使用されます。

ヒューズの動作原理

ヒューズは電流の熱効果に基づいて動作します。通常の条件下では：

• ヒューズ要素は通常の運転電流を通過し、発生した熱が周囲の空気中に放出されます。

• これにより、要素の温度が溶点以下に保たれ、回路の連続的な動作が確保されます。

故障時（例：ショートサーキットまたは過負荷）：

• 電流の大きさが通常のレベルを大幅に上回ります。

• 結果として生じる過剰な熱によって、ヒューズ要素が急速に溶け、回路が遮断され、故障が隔離されます。

• これにより、異常電流による接続機器への損傷が防がれます。

設計と機能

• 要素材料: 故障条件での迅速な溶融を確保するために、銅、銀、またはスズ鉛合金などの導電性金属から慎重に選択された材料で作られています。

• カートリッジ: 要素を包み込み、機械的な支持を提供し、（密閉型の場合）遮断時にアークを抑制するための材料（例：石英砂）を含んでいます。

• 基本機能: 正常な電流の流れを許可しながら、高マグニチュードの故障電流を迅速に遮断します。

電気ヒューズの利点

• コスト効率の高い保護: 回路保護の最も経済的な形式であり、継続的なメンテナンスは必要ありません。

• 自動操作: 外部介入なしに瞬時に故障に対応し、しばしば遮断器よりも速い反応が可能です。

• 電流制限: 小さなヒューズ要素は、急速に溶けることで故障電流を制限し、システムコンポーネントへのストレスを減らします。

• 逆時間電流特性: 過負荷（遅い反応）とショートサーキット（即時遮断）を自然に区別できるため、過負荷保護に適しています。

電気ヒューズの欠点

• 交換時のダウンタイム: 操作後には手動で交換が必要であり、一時的なサービス中断につながります。

• 調整の難しさ: ヒューズの電流時間特性を他の保護装置（例：遮断器）と合わせるのは複雑であり、誤動作または故障の遅延した解消のリスクがあります。

用途

• 低圧システム: 最大400 Vまでの照明および電力回路のケーブルを保護します。

• 中圧システム: 最大200 kVAの変圧器を使用する一次配電ネットワークで、最大66 kVの電圧で動作します。

• 特殊なシナリオ: 適宜操作される回路や遮断器がコストがかかりすぎる場所、例えば住宅、商業、および特定の産業環境で理想的です。

ヒューズは、その単純さ、信頼性、コスト効率の高さにより、特に故障頻度が低く、迅速かつ自動的な遮断が重要なアプリケーションにおいて、電気保護の基盤を形成し続けています。