انتخاب فیوز مناسب برای ساختمان

اگرچه ویژگی ‌ها و عملکردها بیشترین توجه را برای محصولات الکترونیکی جدید، اعم از مصرف‌ کننده، صنعتی یا پزشکی به خود جلب می ‌کنند، اما قابلیت اطمینان آن‌ ها به محافظت از سیستم ‌های قدرت در برابر رویدادهای اضافه جریان بستگی دارد. تهدیدات داخلی، خارجی و مزاحم می توانند بر قابلیت اطمینان مدار و سیستم تأثیر بگذارند. از طریق انتخاب صحیح فیوز، می توانید خطرات و خرابی ها را به حداقل برسانید تا یک محصول الکترونیکی مزیت رقابتی خود را حفظ کند.

فیوزها وسایلی با جریان بیش از حد هستند که با ذوب شدن و باز کردن مدار از وسایل الکتریکی و الکترونیکی محافظت می کنند تا از ایجاد آسیب یا آتش سوزی جریان بیش از حد جلوگیری شود. فیوزها دو هدف اصلی دارند:

1. برای محافظت از قطعات، تجهیزات و افراد در برابر خطر آتش سوزی و برق گرفتگی
2. برای جداسازی سیستم های فرعی از سیستم اصلی.

کار فیوز زمانی شروع می شود که جریان مدار به اندازه کافی زیاد باشد که المنت فیوز را گرم کند و شروع به ذوب شدن کند. هنگامی که ذوب شروع می شود، شکافی ایجاد می شود که جریان در آن “قوس” خواهد شد. ذوب ادامه می‌ یابد و شکاف بزرگ‌ تر می‌ شود تا جایی که برای حفظ قوس، بیش از حد گسترده باشد. در آن نقطه، جریان متوقف می شود و رویداد اضافه جریان “پاک می شود” و مدار را باز می کند و ایمن می نماید.

دو نوع رویداد اضافه جریان وجود دارد:

1. اضافه بار: به سادگی کشیدن جریان بیش از حد فراتر از ظرفیت طراحی شده مدار،
2. اتصال کوتاه یا جریان خطا.

بدون توجه به رویداد اضافه جریان، فیوزها به عنوان “ضعیف ترین پیوند” مدار طراحی و مشخص شده اند. این دستگاه ‌های «کارکرد حرارتی» معمولاً از یک سیم فلزی یا عنصر نواری در ساخت خود استفاده می ‌کنند.

آموزشگاه فنی حرفه ای فن آموزان دوره های تخصصی آموزش برق ساختمان ، آموزش هوشمند سازی ساختمان و آموزش برق صنعتی را در کارگاههای مجهز به ابزارهای مورد نیاز و بصورت کاملا عملی برگزار می کند. تمامی دوره ها تحت نظارت سازمان فنی حرفه ای و با اعطای مدرک معتبر ارائه می شود. برای دریافت اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

فیلم تشریح نحوه انتخاب فیوز برای ساختمان

فیوز چیست؟

فیوز وسیله ای الکتریکی، الکترونیکی یا مکانیکی است که برای محافظت از مدارها در برابر جریان بیش از حد، اضافه بار و اطمینان از حفاظت مدار استفاده می شود. فیوز الکتریکی توسط توماس آلوا ادیسون در سال 1890 اختراع شد، فیوزها انواع مختلفی دارند، اما عملکرد همه این فیوزها یکسان است.

ویژگی های فیوز

انواع مختلف فیوزها را می توان بر اساس ویژگی های زیر دسته بندی کرد.

• رتبه بندی فعلی و ظرفیت حمل جریان فیوز
• رتبه بندی ولتاژ فیوز
• ظرفیت شکستن فیوز
• I²t مقدار فیوز
• ویژگی پاسخگویی
• ولتاژ نامی فیوز
• اندازه بسته بندی

انواع فیوز برق ساختمان

انواع مختلفی از فیوزها در بازار موجود است و می توانند بر اساس جنبه های مختلف دسته بندی شوند.

فیوزها را می توان با توجه به نوع ولتاژ تغذیه ورودی به دو دسته اصلی تقسیم کرد.

• فیوزهای AC
• فیوزهای DC

تفاوت کمی بین فیوزهای AC و DC مورد استفاده در سیستم های AC و DC وجود دارد که در زیر مورد بحث قرار گرفته است.

1. فیوزهای DC

در سیستم DC، زمانی که سیم فلزی به دلیل گرمای تولید شده توسط جریان بیش از حد ذوب می شود، قوس تولید می شود و خاموش کردن این قوس به دلیل مقدار ثابت DC بسیار دشوار است. بنابراین برای به حداقل رساندن قوس فیوز، فیوز DC کمی بزرگتر از فیوز AC است که باعث افزایش فاصله بین الکترودها برای کاهش قوس در فیوز می شود.

2. فیوزهای AC

از طرف دیگر، یعنی در سیستم AC، ولتاژ با فرکانس 60 هرتز یا 50 هرتز در هر ثانیه دامنه خود را از صفر به 60 بار تغییر می دهد، بنابراین قوس در مقایسه با DC به راحتی خاموش می شود. بنابراین، فیوزهای AC در مقایسه با فیوزهای DC کمی کوچک هستند.

اضافه جریان چیست؟

جریان اضافه وضعیتی است که در یک مدار الکتریکی زمانی وجود دارد که از جریان بار عادی تجاوز کند. دو شکل اصلی جریان اضافه، اضافه بار و اتصال کوتاه هستند. فیوزها و مدار شکن ها نقش اصلی در یک مدار محافظت از پرسنل و تجهیزات در صورت وقوع جریان اضافی خطرناک، دارند.

• اتصال کوتاه

اتصال کوتاه یک وضعیت اضافه جریان است که در آن یک مسیر مدار غیرعادی و با مقاومت کم به مدار وارد می شود. این مسیر با مقاومت کم، بار معمولی را دور می زند و می تواند جریان های بسیار بالایی ایجاد کند (تا 1000 برابر جریان عادی در برخی شرایط). در شرایط عادی یک مدار معمولی را می توان با قانون اهم به صورت زیر توصیف کرد:

هنگامی که یک اتصال کوتاه رخ می دهد، یک مسیر غیرعادی با مقاومت کم ایجاد می شود که باعث می شود با کاهش مقاومت مدار، جریان مدار افزایش یابد. جریان در هنگام اتصال کوتاه می تواند از 1000 برابر جریان معمولی مدار تجاوز کند. نمودار مدار اتصال کوتاه در زیر نشان داده شده است:

• اضافه بار

اضافه بار یک وضعیت اضافه جریان است که در آن جریان از ظرفیت بار کامل معمول مدار بیشتر می شود اما در آن شرایط خطا (اتصال کوتاه) وجود ندارد. یک وضعیت اضافه بار لحظه ای (همچنین به عنوان جریان های “در جریان” شناخته می شود) ممکن است زمانی رخ دهد که یک مدار برای اولین بار به دلیل شارژ خازن و یا راه اندازی موتور راه اندازی می شود. نمودار مدار اضافه بار در زیر نشان داده شده است:

نحوه انتخاب فیوز مناسب

پیش تر با انواع فیوزها آشنا شدیم. حال نوبت به نحوه انتخاب کردن فیوز مناسب برای ساختمان می رسد. به منظور پیدا کردن فیوز مناسب برای ساختمان لازم است که به سوالات زیر پاسخ دهید.

• جریان عملیاتی معمولی مدار چقدر است؟

برای انتخاب آمپر مناسب برای فیوز ساختمان، ابتدا باید جریان حالت پایدار مدار را در دمای محیط 25 درجه سانتیگراد (68 درجه فارنهایت) بدانید. هنگامی که مقدار فعلی تعیین شد، باید یک درجه فیوز انتخاب شود که 135٪ از این مقدار باشد (به مقدار استاندارد بعدی می رسد). به عنوان مثال، اگر جریان حالت پایدار معمولی 10 آمپر محاسبه شود، باید یک فیوز 15 آمپر انتخاب شود [10 آمپر x 135٪ = 13.5 آمپر، اندازه استاندارد بعدی بزرگتر از 15 آمپر است]. توجه به این نکته مهم است که اگر فیوز برای استفاده در محیطی با دمای محیط احتمالاً بسیار بالا یا پایین در نظر گرفته شده باشد، جریان اسمی فیوز باید به طور قابل توجهی بیشتر یا کمتر باشد (دمای محیط را در زیر ببینید).

• مقدار ولتاژ چقدر است؟

قانون اصلی این است که درجه ولتاژ فیوز باید همیشه بالاتر از درجه ولتاژ مداری باشد که از آن محافظت می کند. به عنوان مثال، اگر ولتاژ مدار 24 ولت باشد، ولتاژ فیوز باید بالاتر از 24 ولت باشد (بله … می تواند 250 ولت باشد … فقط تا زمانی که از ولتاژ مدار بیشتر باشد).

• مدار AC است یا DC؟

دو نوع متمایز مدارجریان متناوب (AC) و جریان مستقیم (DC) وجود دارد. برق متناوب همان چیزی است که معمولاً از طریق برق در ساختمان خود پیدا می کنید. برق AC اساساً توسط ماشین ‌های متحرک مانند ژنراتورها ایجاد می ‌شود و از طریق شبکه برق تحویل داده می ‌شود. برق DC به طور معمول در کاربردهای الکترونیکی و خودرو استفاده می گردند. برق DC عموماً از طریق یک واکنش شیمیایی (به عنوان باتری و سلول های خورشیدی) یا تبدیل برق AC از طریق استفاده از منابع تغذیه AC به DC ایجاد می شود.

با برق AC، جریان و ولتاژ به سمت عقب و جلو نوسان می کنند. این نوسان به فیوز کمک می کند تا به سرعت پاک شود. از طرف دیگر برق DC نوسان نمی کند، بنابراین فیوز باید ابزار دیگری برای پاک کردن خود در هنگام باز کردن پیدا کند. به دلیل این تفاوت ها، برخی از فیوزها به طور خاص برای استفاده در کاربردهای ( DC مانند فیوزهای خودرو) طراحی شده اند. برخی از فیوزهای دارای رتبه AC ممکن است در کاربردهای DC استفاده شوند، اما ممکن است در این موارد ولتاژ کاهش یابد.

• دمای محیط کار چقدر است؟

دمای محیط روشی جالب برای گفتن “هوای بیرون” اطراف فیوز است. به طور معمول، فیوزها در “شرایط آزمایشگاهی” توسط آژانس های ایمنی مانند UL و CSA تست می شوند. شرایط آزمایشگاه تقریباً همیشه در دمای 25 درجه سانتیگراد یا 77 درجه فارنهایت تنظیم می شود. متأسفانه، بیشتر شرایط دنیای واقعی آنهایی نیستند که در آزمایشگاه یافت می شوند. فیوزها دستگاه های حساس به حرارت هستند به این معنی که گرما را (از طریق جریان اضافه) می گیرد تا عنصر فیوز را در داخل فیوز ذوب کند.

هر چه حرارت بیشتر باشد، ذوب المنت فیوز سریع تر و هرچه حرارت کمتر باشد، زمان بیشتری طول می کشد تا المنت فیوز ذوب شود. اگر یک فیوز در معرض دمای بالاتر از 25 درجه سانتیگراد قرار گیرد، باید آمپر فیوز را افزایش داد تا دمای بالاتر جبران شود. به همین ترتیب، اگر فیوز در دمای پایین تری استفاده شود، آمپر فیوز باید پایین بیاید (وگرنه ممکن است هرگز باز نشود).

• جریان اتصال کوتاه موجود چقدر است؟

جریان اتصال کوتاه موجود، جریان اندازه‌ گیری یا محاسبه ‌شده ‌ای است که می ‌تواند در صورت وجود اتصال کوتاه توسط یک منبع تغذیه به مدار تحویل داده شود. این اطلاعات بسیار مهم است، زیرا یک وسیله حفاظتی با جریان بیش از حد تنها توانایی محدودی برای باز کردن ایمن مدار در هنگام بروز مشکل دارد. بنابراین مقدار جریان خطای موجود، یک بخش مهم از اطلاعات به منظور انتخاب وسیله حفاظتی مناسب است. محاسبه اتصال کوتاه موجود می تواند بسیار پیچیده باشد و به طور کلی باید به مهندسان واجد شرایط واگذار شود تا محاسبه کنند. این محاسبات به طور کلی بر اساس عوامل زیر است:

• چه مقدار جریان اتصال کوتاه از دستگاه برق در دسترس است؟
• مقاومت سیم کشی برق تا قطعه ای که فیوز در آن نصب شده چقدر است؟
• مقاومت داخلی قطعه ای که فیوز در آن نصب می شود چقدر است وقتی همه این عوامل مشخص شد، مهندس می تواند جریان اتصال کوتاه موجود به فیوز را محاسبه کند.

• آیا دستگاه محافظ برای حفاظت از اتصال کوتاه، حفاظت بیش از حد بار یا هر دو استفاده می شود؟

اگر قرار است از دستگاه به عنوان محافظ اتصال کوتاه استفاده شود، فیوز یا قطع کننده مدار باید به سرعت (معمولاً کمتر از 4 میلی ثانیه) خطا را قطع کند تا حداکثر حفاظت را برای تجهیزات و پرسنل ایجاد کند. اگر فیوز یا قطع کننده مدار فقط برای محافظت در برابر بار اضافی در نظر گرفته شده باشد، در این صورت می تواند در واکنش به جریان بیش از حد چند ثانیه یا حتی چند دقیقه در مقایسه با میلی ثانیه بسیار کندتر باشد…

همه فیوزها نوعی از هر دو حفاظت از اتصال کوتاه را ارائه می دهند و همچنین محافظت در برابر بار بیش از حد، در حالی که بسیاری از کلیدهای مدار فقط محافظت در برابر بار اضافی هستند و هیچ قابلیتی برای محافظت در برابر اتصال کوتاه خطرناک ندارند.

آموزشگاه فن آموزان دوره های تخصصی الکترونیک ، تعمیرات و کنترل ابزار دقیق نظیر آموزش plc ، آموزش تعمیرات موبایل ، آموزش طراحی برد ، آموزش تعمیرات پکیج ، آموزش تعمیرات لوازم خانگی ، آموزش تعمیرات لپ تاپ و بیش از هشتاد دوره دیگر را با مجوز رسمی از سازمان فنی حرفه ای کشور در کارگاههای مجهز برگزار می کند. جهت اطلاع از نحوه برگزاری دوره ها و دریافت مشاوره رایگان با شماره 02191321001 تماس بگیرید.