آشنایی اولیه با برخی از مشخصه های اصلی فیوزها

مشخصه های اصلی فیوزها

آشنایی اولیه با برخی از مشخصه های اصلی فیوزها

آشنایی اولیه با برخی از مشخصه های اصلی فیوزها

   در اینجا فقط به نکاتی اشاره خواهد شد که مستقیماً به بحث ما مربوط می شود و جنبه یادآوری دارد. فیوز ساده ترین، ارزانترین و، در صورتی که صحیح انتخاب شده باشد، مطمئن ترین وسیله حفاظتی در برابر اتصال کوتاه است و در برابر اضافه بار نیز حفاظتی قابل قبول ارائه می دهد. شاید تنها عیب فیوز این باشد که به قدر کافی حساس نیست و نحوه عمل آن نسبت به شدت جریان های مختلف، قابل پیش بینی دقیق نمی باشد. به همین دلیل، در مشخص کردن نحوه واکنش فیوزها نسبت به عبور شدت جریان های زیاد، از روش هایی مخصوص استفاده می شود که در زیر درباره آنها صحبت خواهد شد.

یاد آوری می کند که تا چندی پیش رسم بر این بود و در بازار ایران این رسم تا کنون نیز ادامه دارد. که برای هر شدت جریان اسمی فیوز یعنی In ، دو نوع فیوز با مشخصه های زمان/جریان متفاوت ساخته شود، که به آنها فیوزهای “زود ذوب” و “دیر ذوب” می گفتند. اما در کشورهای اروپایی که بر اساس IEC کار می کنند وضع تغییر کرده است. در حال حاضر استاندارد اغلب آنها IEC 269 است که بیشتر فیوزها را طبق آن می رساند. در این استاندارد دیگر از فیوزهای “زود ذوب” و “دیر ذوب” استفاده نمی شود و انواع روش های جدید برای تشخیص آنها ارائه شده است. قبلاً نیز گفته شد که در اینجا هدف ارائه بحثی فراگیر درباره فیوزها نمی باشد و مطالب مربوط به آنها به عنوان یادآوری ذکر می شود.

نا گفته نماند که ایران یکی از پیروان IEC است و امید است محصولات سازندگان داخلی نیز به مرور با استاندارد 269 IEC که مشتمل بر چندین جزوه است، مطابقت نماید.

( مشخصه های اصلی فیوزها ): تا جایی که به شدت جریان مربوط می شود، تعریف سه نوع جریان برای هر فیوز مهم می باشد:

• شدت جریان نامی In – جریانی است که قشنگ فیوز با آن شناخته می شود و می تواند در شرایط مشخص بدون آنکه به کارآیی فیوز صدمه ای وارد شود، به مدتی نامحدود از آن عبور کند.

یادآوری – از نظر کاربردی باید گفت که معمولا اجازه داده می شود یک کابل یا مداری با عایق بندی PVC ، با فیوزی که شدت جریان اسمی آن (In) برابر حداکثر جریان مجاز کابل در شرایط مشخص است. در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه، محافظت شود.

• شدت جریان قرار دادی عدم ذوب Inf – جریانی است که قشنگ فیوز می تواند آن را به مدتی تعیین شده (زمان قرار دادی) و در شرایطی مشخص بدون آنکه ذوب شود، از خود عبور دهد.
• شدت جریان قرار دادی ذوب If – جریانی است که در صورت عبور آن از قشنگ فیوز در شرایطی مشخص، می تواند آن را در مدتی تعیین شده (زمان قرار دادی)، ذوب کند.

گسترده شدت جریان هایی که درباره آنها صحبت شد. در جدول 6p4-1 ذکر شده اند. دقیق نبودن عمل فیوز از بررسی شدت جریان های ذکر شده مشهود است.

جدول 6P4-1 شدت جریان های In، Inf، If و زمان های قرار دادی برای نوعی از فیوزها (Gg) طبق IEC ( مشخصه های اصلی فیوزها )

اما آیا این فقدان دقت در شدت جریان قطع است که موجب نگرانی ما از نظر ایمنی است؟

باید به خاطر داشت که مدت زمان برقرار ماندن اتصال کوتاه و ولتاژ تماس است که ایمنی در برق گرفتگی را تضمین می کند و بسته به نوع مدار، باید به 4، 0 ثانیه یا 5 ثانیه محدود شود.

اگر گروه بزرگی از یک سری قشنگ فیوزهای مشابه را در نظر گرفته و شدت جریان اتصالی مشخص را از هر یک از آنها عبور دهیم، هر کدام پس از گذشتن مدت زمانی مخصوص خود، ذوب و مدار را قطع می کنند. البته این تفاوت زمانی را برای یک سری فیوز مشخص می توان با تولرانسی معین پیش بینی نمود. طبق استاندارد این تولرانس نباید کمتر یا بیشتر از 7% باشد.

اما اگر اتفاقاتی را که شدت جریان اتصالی یا هر شدت جریان دیگری که دیر یا زود سبب سوختن فیوز می شود، لحظه به لحظه دنبال کنیم می بینیم که اگر جریان از حدی تجاوز نکند (In) هیچ اتفاقی نخواهد افتاد. اما اگر جریان از حد Inf و If بیشتر شود. این ناحیه بخشی است که آشنایی با آن برای ما جالب است. المان قشنگ فیوز شروع به ذوب می کند تا اولین فاصله بین دو سر آن آشکارشود.

از شروع عبور جریان اتصالی با شدتی مشخص تا پیدایش اولین حرفه که گواه شروع تشکیل فاصله است زمان پیش جرقه (Pre-arcing time)  گویند. ] بیشتر نام آن زمان ذوب (melting time) بود[ .

از شروع اولین جرقه تا پایان جرقه زدن و قطع شدن کامل جریان اتصالی، مدت زمانی است که آن جرقه (arcing time) نامند.

و به کل زمان قطع از شروع عبور جریان اتصالی تا پایان قطع کامل جریان یعنی زمین پیش جرقه + زمان جرقه، زمان عمل (operating time) گویند.

شکل 6P4-2 تغییرات جریان و ولتاژ هنگام عمل یک فیوز ( مشخصه های اصلی فیوزها )

شکل 6P4– 2 ، اوسیلوگرام اتصال کوتاه برای یک شدت جریان احتمالی در فیوز را نشان می دهد.

شدت جریان احتمال (Ip)، جریانی است که اگر یک قطعه فلزی یا مقطع زیاد به جای فشنگ فیوز بسته شود، در مدار جاری خواهد شد اما به علت وجود فیوز، این جریان فقط تا شروع پیش جرقه برقرار است و از آن به بعد به جای رشد، طبق شکل، سیر نزولی دارد. حداکثر مقدار آنی شدت جریان احتمالی با Is نشان داده می شود و حداکثر مقدار آنی شدت جریان که فیوز اجازه می دهد قبل از ذوب شدن از مدار عبور کند،شدت جریان عبوری (ID) نامیده می شود.در این مدت ولتاژ بین دو سر فیوز، از صفر در شروع اتصالی آغاز می شود و پس از عبور از حالت گذرا، به مقدار واقعی آن می رسد.

برای هر شدت جریان اسمی (In) از قشنگ فیوزها که طبق استاندارد معینی ساخته می شود، یک منحنی که زمان پیش جرقه (tp) را نسبت به شدت جریانهای احتمالی (Ip) مختلف نشان می دهد، تهیه می گردد. در این میان لازم است توجه شود که برای هر شدت جریان عبوری زمان قطع در حد تولرانس متغیر است.

شکل 6P4-3، تغییرات شدت جریان نسبت به زمان قطع را برای فیوزهای نوع “Gg” که طبق استاندارد IEC 269 ساخته می شوند با در نظر گرفتن پهنه تولرانس آنها، نشان می دهد.

با در دست داشتن این منحنی ها و کشیدن خطوط زمان که مربوط به 4 ، 0 ثانیه و 5 ثانیه است حداقل جریان اتصال کوتاه مجاز که باید وجود داشته باشد تا مدار طبق مقررات در زمان مجاز قطع کند را به دست می دهد. این همان جریانی است که باید (برای هر نوع فشنگ مقدار موثر شدت جریان احتمالی Ip) با شدت جریان به دست آمده از محاسبه اتصال کوتاه یعنی Ia مقایسه شود و Ia باید بزرگتر از شدت جریان به دست آمده از منحنی ها باشد. به عبارتی دیگر بسته به نوع مدار باید: (4، 0)Ip = > Ia یا (5) Ip=<Ia باشد.

شکل 6P4-3 منحنی های جریان/ زمان برای فیوزهای نوع Gg طبق IEC 269 ( مشخصه های اصلی فیوزها )

یک بار دیگر یادآور می شود که در سابق یکی از روش های درجه بندی بعضی از انواع فشنگ فیوزها قرار دادن آنها در دو گروه متمایز “دیر ذوب” و “زود ذوب” بود. به طوری که برای هر شدت جریان اسمی (In)، دو نوع فشنگ وجود داشت که یکی “دیر ذوب” و دیگری ” زود ذوب” نامیده می شد. (این نوع نامگذاری تاکنون هم در کشور رواج دارد) اما روش جدید مشخص کردن فیوزها کاملاً عوض شده و آنها را به صورت دو حرف مشخص می کند. مانند: aM ,Gg ,gM

حرف اول محدوده ظرفیت قطع فشنگ فیوز را مشخص می کند:

g=  فشنگ با ظرفیت قطع کامل؛

a= فشنگ با ظرفیت قطع نسبی (فشنگ پشتیبانی).

حرف دوم، درجه بندی فشنگ از نوع مصرف را تعیین می کند و با دقت، مشخصه زمان/ جریان همراه با زمان ها و شدت جریان های قراردادی را مشخص می کند. برای مثال:

 gG – مشخص کننده فشنگی با ظرفیت قطع کامل برای مصارف عمومی است (General)

gM– مشخص کننده فشنکی با ظرفیت قطع کامل برای حفاظت موتورها است (Motor)

aM – مشخص کننده فشنگی با ظرفیت قطع نسبی برای حفاظت موتورها است (Motor)

به این نوع فشنگ فیوز، فشنگ پشتیبانی هم می گویند (back-up)

در مسایلی مربوط به فیوزها انتگرال ژول نقشی عمده دارد که درباره آن بحث نمی شود ولی متذکر می شود که انرژی عبوری از فشنگ فیوز را برای دو حالت مشخص می کند:

(برای منطقه پیش جرقه- tp) و

(برای منطقه زمان عمل- t0).

شکل 6p4–4، مشخصه های تغییرات شدت جریان نسبت به زمان پیش جرقه برای دو نوع فیوز، Gg وaM را برای جریان نامی 200 آمپر (در هر دو مورد) جهت مقایسه نشان می دهد.

مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها