ماتريال هاي سیم بيمس

ویژگی‌ها و مواد عناصر بیمه

مواد انتخاب شده برای عناصر بیمه باید دارای مجموعه خاصی از ویژگی‌ها باشند. آن‌ها باید دارای نقطه ذوب پایین باشند تا بیمه در صورت جریان جریان بیش از حد به سرعت ذوب شود، بدین ترتیب مدار را قطع کرده و سیستم الکتریکی را محافظت کند. علاوه بر این، این مواد باید دارای ضریب اتلاف اهمی پایین باشند تا انرژی در حالت عملکرد طبیعی به حداقل برسد. هدایت الکتریکی بالا (معادل مقاومت پایین) برای جریان مؤثر بدون ایجاد کاهش ولتاژ قابل توجه ضروری است. اثربخشی اقتصادی نیز یک عامل حیاتی دیگر است، زیرا بیمه‌ها در تعداد زیادی از کاربردهای الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر این، ماده باید از هر گونه ویژگی‌ای که می‌تواند منجر به تخریب یا خرابی در طول زمان شود، خالی باشد تا عملکرد قابل اعتمادی داشته باشد.

معمولاً عناصر بیمه از مواد با نقطه ذوب پایین مانند سنگ تن، سرب یا روی ساخته می‌شوند. در حالی که این فلزات به خوبی برای ویژگی‌های ذوب پایین شان شناخته شده‌اند، مهم است بدانید که برخی از فلزات با مقاومت ویژه بالا نیز می‌توانند نقطه ذوب پایینی داشته باشند، مانند آنچه در جدول زیر نشان داده شده است. این مواد تعادلی بین توانایی ذوب سریع در شرایط خطای جریان و نیاز به حفظ عملکرد الکتریکی قابل قبول در حالت عملکرد طبیعی ارائه می‌دهند.

مواد عناصر بیمه: ویژگی‌ها، کاربردها و تضادها

مواد معمولاً استفاده شده برای عناصر بیمه شامل سنگ تن، سرب، نقره، مس، روی، آلومینیوم و آلیاژ سرب و سنگ تن می‌باشند. هر ماده ویژگی‌های متمایزی دارد که آن را برای کاربردهای خاص در مدارهای الکتریکی مناسب می‌سازد.

آلیاژ سرب و سنگ تن معمولاً برای بیمه‌های با رتبه جریان کم استفاده می‌شود. با این حال، وقتی جریان بیش از ۱۵ آمپر می‌شود، این آلیاژ کمتر عملی می‌شود. برای کاربردهای با جریان بالاتر، استفاده از آلیاژ سرب و سنگ تن نیازمند سیم‌های بیمه با قطر بزرگتر است. در نتیجه، وقتی بیمه ذوب می‌شود، مقدار زیادی فلز ذوب شده آزاد می‌شود که می‌تواند خطرات ایمنی ایجاد کند و همچنین ممکن است منجر به خسارات گسترده‌تر در اجزای محیطی شود.

برای مدارهای با رتبه جریان بیش از ۱۵ آمپر، بیمه‌های سیمی مسی معمولاً گزینه مطلوب هستند. با وجود استفاده گسترده از آن، مس دارای برخی از معایب قابل توجه است. برای رسیدن به عامل ذوب منطقی (نسبت جریان ذوب حداقل به جریان رتبه‌بندی)، بیمه‌های سیمی مسی معمولاً در دماهای نسبتاً بالا عمل می‌کنند. این دمای عملکرد بالا می‌تواند با گذشت زمان باعث گرم شدن بیش از حد سیم شود. به عنوان نتیجه، مساحت مقطع سیم به تدریج کاهش می‌یابد و جریان ذوب نیز کاهش می‌یابد. این پدیده احتمال ذوب زودرس را افزایش می‌دهد که می‌تواند منجر به قطع غیرضروری مدار و اختلال در خدمات الکتریکی شود.

نقره از طرف دیگر چندین مزیت به عنوان ماده عنصر بیمه دارد. یکی از مزایای کلیدی آن مقاومت در برابر اکسیداسیون است؛ نقره به راحتی اکسیدهای پایدار تشکیل نمی‌دهد. حتی اگر لایه نازکی از اکسید تشکیل شود، ناپایدار است و به راحتی تجزیه می‌شود. این ویژگی اطمینان می‌دهد که هدایت الکتریکی نقره در طول عمر عملکردی خود تحت تأثیر اکسیداسیون قرار نمی‌گیرد. علاوه بر این، به دلیل هدایت الکتریکی بالای آن، مقدار فلز ذوب شده تولید شده در زمان عملکرد بیمه به حداقل می‌رسد. این کاهش در مقدار فلز ذوب شده اجازه می‌دهد که بیمه به سرعت عمل کند و در صورت شرایط جریان بیش از حد مدار را سریع‌تر قطع کند. با این حال، هزینه بالای نقره نسبت به فلزات دیگر مانند مس یا آلیاژ سرب-سنگ تن استفاده گسترده آن را محدود می‌کند. در بیشتر کاربردهای عملی، جایی که اثربخشی اقتصادی مسئله مهمی است، مس یا آلیاژ سرب-سنگ تن بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

روی، زمانی که به عنوان عنصر بیمه استفاده می‌شود، معمولاً به صورت نوار است. این به این دلیل است که روی در شرایط بار زیاد کوچک ذوب سریع نمی‌شود. رفتار ذوب نسبتاً کند آن میزانی تحمل برای جریان‌های گذرا یا کوچک اضافی ایجاد می‌کند، که از عملکرد غیرضروری بیمه جلوگیری می‌کند و احتمال قطع اشتباه در مدارهای الکتریکی را کاهش می‌دهد.