فیوز

فیوز وسیله‌ای است که مدارهای الکتریکی را در برابر جریان غیر مجاز محافظت می‌کند. اگر جریانی بیش از جریان نامی از فیوز بگذرد فیوز می سوزد و بدین ترتیب جریان برق، قطع خواهد می شود. به عبارت ساده، فیوز یک وسیله حفاظتی است که در تجهیزات و مدارات الکتریکی به کار برده می‌شود تا در مواقعی که جریانی بیشتر از حد انتظار از وسیله عبور می کند، با سوختن فیوز مدار قطع شود تا تجهیزات دیگر آسیبی نبینند. این وسیله اولین بار توسط توماس ادیسون در سال 1890 میلادی ثبت اختراع شده است.
عنصر اصلی ساخت فیوز، یک نوار فلزی است که در یک محفظه غیر رسانا قرار دارد. با عبور جریان بیش از حد مجاز، نوار فلزی ذوب می‌شود و مدار الکتریکی قطع می شود.

 

فیوزها از نظر سرعت عملکرد به دو دسته کندکار و تندکار تقسیم می شوند.

1. فیوزهای کند کار: این نوع فیوزها در برابر عبور جریان بیش از حد واکنش ملایم تری از خود نشان می‌دهند و برق را دیرتر قطع می‌کنند. با این‌همه واکنش این فیوزها در برابر جریان اتصال کوتاه تقریباً لحظه‌ای است.
2. فیوزهای تندکار: این فیوزها زمان قطع کمتری نسبت به فیوزهای کندکار داشته و به همین دلیل در مصارف روشنایی استفاده می شوند .

 

انواع فیوزها از نظر ساختار:

1. فیوزهای فشنگی
2. اتوماتیک(آلفا)
3. مینیاتوری
4. بکس
5. کاردی ( تیغه ای)
6. شیشه ای یاکارتریج
7. فیوزهای فشار

استاندارد مورد استفاده در فیوزها كه استاندارد كاربردی انها است،استاندارد IEC 60269  است كه دارای چهار بخش میباشد:

IEC 60269-1:Low voltage fuses,general requirement:

این استاندارد مربوط به فیوز های ولتاژ پایین با استفاده های كلی یا عمومی است ،كه از نظر كلاس بندی شامل دو دسته میشود:

-فیوز هایی كه برای حفاظت كابل و خط بكار میرود،به این فیوز ها كلاس gG میگویند.

-فیوزهایی كه برای حفاظت دستگاه ها الكتریكی بكار میروند،این فیوز ها دارای سه كلاس،aM,gTr,gB هستند.

*حرف اول كه بصورت حروف كوچك انگلیسی بكار میرود، a ,g است وبرای تشخیص حالت قطع كنندگی آنها است:

g:برای كاربرد های عمومی و جنرال بكار میرود و از نظر حفاظتی دارای محدوده و رنج کاملی است.

a:برای كاربرد های خاص است و از نظر حفاظتی دارای رنج و محدوده خاصی است ،از این فیوز ها به عنوان فیوز های پشتیبان استفاده میشود و حالت قطع كنندگی آن از یك جریانی بالاتر است.

*حرف دوم كه بصورت حروف بزرگ انگلیسی بكار میرود و برای تشخیص نوع كاربرد آنها است و انواع مختلفی به شرح زیل دارد:

برای حفاظت كامل ،برای فیوزها با حالت قطع كنندگیg:

G:برای كار برد های معمول و عمومی است ،كه فیوزهای مصارف عمومی، مخصوصا"رساناهای معمولی از جمله كاربرد های این دسته است (gG).مشخصه سابق این فیوز ها gL, gF بود.

M: از جمله كاربرد های این دسته با این مشخصه، حفاظت های موتوری است(gM).

N:فیوزهای سریع و بدون تاخیر هستند كه مطابق با استاندارد آمریكای شمالی است و برای مصارف عموی بكار میرود(gN).

D:فیوزهای تاخیری هستند كه مطابق با استاندارد آمریكای شمالی است و برای مصارف عمومی بكار میرود(gD).

R:برای حفاظت از نیمه هادی ها است (gR).

Tr:از جمله كاربرد های این دسته با این مشخصه، حفاظت های ترانسفورماتور ها است(gTr).

B:برای حفاظت ایستگاه های زیر زمینی بكار میرود(gB).

برای رنج های خاص حفاظتی ،برای فیوزها با حالت قطع كنندگیa:

M:حفاظت الكترو موتورها فقط در برابر جریان های  اتصال كوتاه (aM).

R:حفاظت نیمه هادی ها فقط در برابر جریان های  اتصال كوتاه (aR).

*فیوز های aM سریع و مطمئن برای حفاظت موتورها و همین طور كابل ها  فقط در برابر اتصال كوتاه، با قدرت قطع100kA هستند.اگر از این فیوز ها جایی استفاده كردید كه حفاظت اضافه بار برای موتورها مد نظر است  این نكته را در نظر بگیرید كه همراه این فیوز باید رله اضافه بار بی متال و كنتاكتور هم در نظر بگیرید چون این نوع فیوز ها فقط مخصوص اتصال كوتاه است.

حفاظت الکتریکی

سازمان IEC در نشریه های خود دو خاصیت فوق برای بدنه ادوات الکتریکی را به وسیله دو عدد نشان می دهد.عدد اول نشان دهنده درجه حفاظت دستگاه است در مقابل ورود اجسام خارجی به داخل بدنه و همچنین تماس با قطعات برق دار یا متحرک، و عدد دوم نشان دهنده درجه حفاظت دستگاه است در مقابل نفوذ آب به داخل آن. دو عدد فوق الذکر همراه با دو حرف IP بکار می روند که طبق تعریف IEC جانشین واژه INTERNATIONAL PROTECTION می باشد.

برخی اسناد فنی IP را مخفف INGRESS PROTECTION تفسیر نموده اند و در بعضی از مدارک فنی از آن به عنوان INDEX OF PROTECTION یاد شده است. آنچه که مسلم است اینست که IP محتوای هر سه واژه فوق را در خود دارد.

بدین طریق با استفاده از دو عدد، درجه حفاظت تجهیزات الکتریکی در مقابل ورود اجسام خارجی و آب به داخل بدنه آن دقیقاً تعریف می شود.

در صورتیکه دستگاهی فاقد یکی از دو خاصیت فوق باشد، بجای یکی از اعداد حرف X بکار می رود.

در این سیستم علامت گذاری، عدد سومی نیز مطرح است که نشان دهنده مقاومت بدنه تجهیزات الکتریکی در مقابل ضربه خواهد بود. کاربرد عدد سوم فقط در کشور فرانسه متداول است و هنوز در سطح بین المللی به کار نمی رود. عدد سوم در استاندارد فرانسوی ) UTE 20010 ( UNION TECHNIQUE D’ELECTRICITE تعریف شده و با توجه به اینکه هنوز توسط IEC پذیرفته نشده است، از توضیحات بیشتر در این مورد خودداری می گردد.

تعریف دقیق دو گروه اعداد بکار گرفته شده در این سیستم، در نشریه IEC 529 مندرج است. خلاصه ای از تعاریف منتصب به هر کدام از اعداد در دو جدول زیر ارائه گردیده است و به منظور حفظ اصالت آنها، اصل جدول IEC به زبان انگلیسی نیز به پیوست است.

همانطور که ملاحظه می شود عدد اول که نشان دهنده حفاظت دستگاه در مقابل ورود اجسام به داخل بدنه می باشد، عملاً تعیین کننده درجه حفاظت دستگاه در مقابل تماس و دسترسی به قطعات برق دارو متحرک خواهد بود. در مواردیکه تعریف دقیق تری از این خاصیت یعنی حفاظت در مقابل تماس با قطعات برق دار و متحرک مورد نظر باشد، از چهار حرف که به انتهای علامت IP موردنظر اضافه می شود استفاده می گردد.

این حروف را IEC حروف اضافی (ADDITIONAL LETTER) نامیده است که تفسیر هر یک از حروف مزبور به قرار زیر می باشد.

حرف A :  یعنی بدنه دستگاه به گونه ایست که تماس با قسمت های برق دار و متحرک با پشت دست امکان پذیر نیست.

حرف B :  یعنی تماس با قسمت های فوق الذکر با انگشت دست یا میله ای به طول 8 سانتی متر و قطر 12 میلیمتر غیر ممکن است.

حرف C :  یعنی تماس با قسمت های مذکور توسط ابزار تعمیراتی مثلاً آچار یا میله ای به طول 10 سانتیمتر و قطر 5/2 میلیمتر امکان پذیر نیست.

حرف D :  یعنی تماس با قسمت های مذکور توسط تکه سیمی به طول 10 سانتیمتر و قطر یک میلیمتر امکان پذیر نمی باشد.

سازمان IEC به منظور نشان دادن اطلاعات بیشتری در مورد بدنه تجهیزات برقی چهار حرف دیگر را تحت عنوان حروف تکمیلی (SUPPLEMENTARY LETTER) پیشنهاد نموده که تفسیر هر کدام از آنها بدین قرار است.

حرف H :  یعنی دستگاه مورد نظر دستگاه فشار قوی است (HIGH VOLTAGE) .

حرف M :  یعنی درجه حفاظت دستگاه در مقابل ورود آب به داخل آن موقعی آزمایش شده است که دستگاه برق دار و در حال کار بوده است (MOTION) .

حرف  S :  یعنی درجه حفاظت دستگاه در مقابل ورود آب به داخل آن موقعی آزمایش شده است که دستگاه متوقف بوده است (STATIONARY) .

حرف W :  یعنی دستگاه دارای حفاظت اضافی برای شرایط آب و هوایی مشخص می باشد ( WEATHER PROTECTED) .

کاربرد حروف اضافی و حروف تکمیلی اختیاری است و در نتیجه در صورت عدم کاربرد این حروف نیاز به استفاده از حرف X به جای آنها نخواهد بود.

 

نامگذاری بدنه ها طبق IEC

 

 

درجه حفاظت بدنه در مقابل ورود ذرات خارجی به داخل آن	عدد اول IP
بدون حفاظت	0
محافظت شده برای ورود ذرات 50 میلیمتری و بزرگتر	1
محافظت شده برای ورود ذرات 5/12 میلیمتری و بزرگتر	2
محافظت شده برای ورود ذرات 5/2 میلیمتری و بزرگتر	3
محافظت شده برای ورود ذرات یک میلیمتری و بزرگتر	4
محافظت شده برای ورود گرد و غبار به میزان نا مطلوب	5
محافظت کامل در مقابل ورود گرد و غبار	6

 

 

درجه حفاظت بدنه در مقابل ورود آب به داخل آن	عدد دوم IP
بدون حفاظت	0
مناسب برای چکه های عمودی آب	1
مناسب برای چکه های عمودی آب وقتی دستگاه تا 15 درجه جابجا شود	2
مناسب برای باران عمودی آب با زاویه تا 60 درجه	3
مناسب برای بارش آب از هر جهت و هر زاویه ای	4
مناسب برای پاشیدن آب با فشار از هر جهت	5
مناسب برای پاشیدن آب با فشار زیاد از هر جهت	6
مناسب برای غوطه ور شدن موقتی دستگاه در آب	7
بدنه کاملاً آّب بندی شده و مناسب استفاده دائم در زیر آب	8

 

 

با توجه به توضیحات فوق، اگر بدنه دستگاهی IP 31 علامت گذاری شده باشد، درجه حفاظت دستگاه به منظور جلوگیری از ورود اجسام خارجی به داخل آن در حد 3 و درجه حفاظت همان دستگاه جهت جلوگیری از ورود آب به داخل آن در حد یک است.

طبق تعریف IEC عدد 3 یعنی بدنه دستگاه الکتریکی به طریقی ساخته شده است که از ورود اجسامی با بزرگی بیش از 5/2 میلیمتر به داخل آن جلوگیری می کند، و عدد یک بدین معنی است که قطرات آب به صورت چکه های عمودی در روی بدنه دستگاه مورد نظر، در عملکرد آن خللی ایجاد نخواهد کرد.

بدنه دستگاهی که با IP 3X مشخص شده باشد در مقابل ورود ذرات بزرگتر از 5/2 میلیمتر حفاظت شده، ولی هیچگونه حفاظتی جهت جلوگیری از ورود آب به داخل آن ندارد.

در صورتیکه دستگاهی با IP31D علامت گذاری شده باشد کلیه خواصی را که برای IP 31 تعریف شده را دارا خواهد بود، به علاوه اینکه اگر تکه سیمی به طول 10 سانتیمتر و قطر یک میلیمتر از درون سوراخهای بدنه به داخل آن رانده شود، به قطعات برق دار و یا متحرک برخورد نخواهد کرد.

در صورتیکه، بر حسب شرایط عملیاتی یک صنعت، در نظر است بدنه دستگاهی به گونه ای باشد که گرد و غبار به میزان نامطلوب به داخل دستگاه نفوذ نکند و همچنین بارش باران و یا پاشیدن آب از زوایای مختلف خللی در عملکرد آن بوجود نیاورد در این صورت، درجه حفاظت دستگاه می باید IP 54 تعیین گردد، که در اینجا عدد اول که 5 انتخاب شده و عدد دوم که 4 انتخاب شده تمام خواص مورد نظر فوق را دقیقاً مشخص نموده و حتی طریقه آزمایش دستگاه را در جهت حصول اطمینان از خواص فوق نیز معین می نماید.

درجه حفاظت بدنه دستگاهی که IP 21 CS علامت گذاری شده است بدین قرار است.

·         عدد دو  یعنی ذرات بزرگتر از 5/12 میلیمتر به داخل دستگاه نفوذ نمی کند.

·         عدد یک  یعنی چکه های عمودی آب بر روی دستگاه آسیبی به آن وارد نخواهد کرد.

·     حرف  C یعنی آچار یا میله 10 سانتیمتری به قطر 5/2 میلیمتر در صورتیکه به داخل دستگاه راه یابد به قطعات برق دار و یا متحرک برخورد نمی کند.

·         حرف S  یعنی درجه حفاظت دستگاه موردنظر در مقابل ورود آب به داخل آن هنگامی آزمایش شده که دستگاه خاموش بوده است.

این سیستم نامگذاری و علامت گذاری بدنه تجهیزات الکتریکی در نشریه IEC 529 به تفصیل توضیح داده شده است.

همانگونه که فوقاً توضیح داده شد، سیستم پیشنهادی سازمان IEC انواع بدنه های تجهیزات الکتریکی را مشخص نموده است. انتخاب بدنه مناسب برای کاربردهای مختلف، وظیفه مهندس طراح خواهد بود که با توجه به امکانات بازار صنعتی و فضای عملیاتی هر صنعت صورت می پذیرد.

منبع:وبلاگ برق کنترل اتوماسیون