فیوز صنعتی و نحوه کار آنها

چرا Overcurrent Protection

تمام سیستم های الکتریکی در نهایت سر و صدایی را تجربه می کنند. به غیر از زمانی که حذف می شود، جریان های بیش از حد متوسط ​​به سرعت به اجزای سیستم، گرما، عایق، هادی ها و تجهیزات سوق می دهند. جریانهای بزرگ ممکن است جریانات مذاب را ذوب کنند و عایق بندی کنند. جریانهای بسیار زیاد باعث ایجاد نیروی مغناطیسی می شوند که میله های اتوبوس را خم می کنند. این جریان های بالا می توانند کابل ها را از پایانه های خود و سیم پیچ ها و فاصله ها را بکشند.

بیش از حد، آتش سوزی، انفجار، گازهای سمی و وحشت همراه با جریانهای کنترل نشده است. این نه تنها سیستم های برق و تجهیزات را خسارت می کند، بلکه ممکن است باعث آسیب یا مرگ هم برای کارمندان نزدیک شود.

برای کاهش این خطرات، قوانین ملی برق (NEC®)، مقررات OSHA و سایر استانداردهای طراحی و نصب، نیاز به حفاظت بیش از حد جریان دارند که تجهیزات بیش از حد یا خطا را قطع می کنند.

سازمان های صنعتی و دولتی استانداردهای عملکرد برای دستگاه های بیش از حد جریان و روش های تست را نشان می دهند که نشان می دهد انطباق با استانداردها و با NEC. این سازمانها عبارتند از: موسسه استاندارد ملی آمریکا (ANSI)، انجمن ملی تولید کننده برق (NEMA) و انجمن ملی حفاظت از آتش سوزی (NFPA) که همگی با آزمایشگاه های ملی آزمایشگاه آزمایشی (NRTL) مانند آزمایشگاه های تحت الحاقی ( UL)

سیستم های الکتریکی باید از الزامات کتبی قابل اجرا از قبیل محافظت در برابر جریان بیش از حد مجاز برخوردار باشد تا خدمات برق به تأمین برق برسد.

حفاظت Overcurrent Quality چیست؟

یک سیستم با حفاظت overcurrent با کیفیت دارای ویژگی های زیر است:

• با تمام الزامات قانونی، مانند NEC، OSHA، کدهای محلی و غیره
• حداکثر ایمنی برای پرسنل را فراهم می کند، بیش از حداقل الزامات کد مورد نیاز است.
• آسیب بیش از حد جریان را به اموال، تجهیزات و سیستم های الکتریکی می کشد.
• فراهم می کند حفاظت هماهنگ فقط دستگاه محافظ بلافاصله در قسمت خط بیش از حد مجاز برای محافظت از سیستم و به حداقل رساندن خرابی های غیر ضروری باز می شود.
• صرفه جویی در هزینه در حالی که ارائه ظرفیت قطع برای رشد در آینده است.
• شامل اجزای سازنده و اجزای سازنده نیست که نیاز به حداقل تعمیر و نگهداری دارند که می تواند توسط پرسنل تعمیر و نگهداری منظم با استفاده از ابزار و وسایل موجود در دسترس انجام شود.

انواع و اثرات بیش از حد جریان

بیش از حد جریان هر جریان است که بیش از میزان آمپر هادی ها، تجهیزات و یا دستگاه ها در شرایط استفاده. واژه "overcurrent" شامل هر دو overloads و short-circuit است.

اضافه بار

بیش از حد جریان بیش از حد محدود به مسیر جریان طبیعی است که در آن هیچ شکست عایق وجود دارد.

بارهای پایدار عموما بوسیله نصب تجهیزات بیش از حد مانند وسایل روشنایی اضافی یا موتورهای بیش از حد ایجاد می شود. بارهای پایدار نیز ناشی از بارگیری تجهیزات مکانیکی و خراب شدن تجهیزات مانند یاتاقانهای شکست خورده است. اگر در زمان محدودیت زمانی مشخص نشده باشد، بارهای پایدار در نهایت به اجزای مدار سرریز می شوند و آسیب های حرارتی به عایق و اجزای دیگر سیستم می دهند.

دستگاه های حفاظتی بیش از حد باید مدارها و تجهیزات را قبل از اینکه بیش از حد گرم می شوند، به طور مداوم یا به طور مداوم اضافی، قطع کنند. حتی بیش از حد حرارت عایق متوسط ​​می تواند عمر قطعات و / یا تجهیزات درگیر را کاهش دهد. به عنوان مثال، موتورهایی که بیش از 15٪ بارگذاری می شوند ممکن است کمتر از 50٪ از عمر عایق عادی را تجربه کنند.

بارهای موقت اغلب رخ می دهد. علل رایج شامل اضافه بار موقت تجهیزات مانند یک ابزار مکانیکی که بیش از حد عمیق از برش و یا به سادگی شروع یک بار القایی مانند موتور است. از آنجائیکه اضافه بار موقت با تعریف بی ضرر است، دستگاه های حفاظتی بیش از حد باید مدار را باز نکنند.

مهم است بدانیم که فیوزهای انتخاب شده باید دارای تأخیر زمان تأخیر باشند تا موتورها بتوانند شروع به کار کنند و بار اضافی موقت فرو بروند. با این حال، اگر جریان بیش از حد ادامه یابد، فیوزها باید قبل از آسیب رساندن به قطعات سیستم باز شوند. Littelfuse POWR-PRO® و فیوزهای زمان تاخیر POWR-GARD® برای پاسخگویی به این نوع نیازهای محافظتی طراحی شده اند. به طور کلی، فیوزهای با تاخیر زمان، 500٪ جریان فعلی را برای حداقل 10 ثانیه حفظ می کنند، با این حال همچنان در مقادیر بالاتر جریان سریع باز خواهند گشت.

اگر چه موتورهای با کارآیی دولت و موتورهای NEMA Design E دارای جریانهای روتور قفل شده بسیار بالاتری دارند، فیوزهای زمان تاخیر POWR-PRO® مانند سری FLSR_ID، LLSRK_ID یا IDSR دارای زمان کافی برای تأخیر زمانی هستند تا موتورها بتوانند شروع کنند فیوزها به درستی مطابق با NEC® انتخاب شده اند.

مدار کوتاه

یک مدار کوتاه جریان بیش از حد جریان خارج از مسیر عادی آن است. انواع مدارهای کوتاه به طور کلی به سه دسته تقسیم می شوند: گسل های پیچیده، گسل های پیچشی و گسل های زمین. هر نوع اتصال کوتاه در بخش شرایط و تعریف تعریف شده است.

یک مدار کوتاه از یک شکست عایق یا اتصال معیوب ایجاد شده است. در جریان عملیات عادی مدار، بار متصل جریان را تعیین می کند. هنگامی که یک مدار کوتاه اتفاق می افتد، جریان عبور از بار نرمال است و طول "مسیر کوتاهتر" را می گیرد، از این رو اصطلاح "مدار کوتاه" است. از آنجا که هیچ امپدانس بار وجود ندارد، تنها عامل محدود کننده جريان فعلی، امپدانس کل سیستم توزیع از ژنراتورهای نرم افزار به نقطه گسل است.

یک سیستم الکتریکی معمول ممکن است امپدانس بار نرمال را 10 وات داشته باشد. اما در یک وضعیت تک فاز، یک سیستم ممکن است امپدانس بار 0.005 اهم یا کمتر داشته باشد. برای مقایسه دو سناریو، بهتر است قانون Law Ohm (I = E / R برای سیستم های AC) استفاده شود. یک مدار تک فاز 480 ولت با امپدانس بار 10 اونس می تواند 48 آمپر (4880 = 480/10) را تولید کند. اگر مدار مشابه یک بار امپدانس 0.005 اهم را در زمانی که بار کوتاه شده باشد، جریان فعلی موجود به میزان قابل توجهی افزایش می یابد تا 96000 آمپر (9600 = 480 / 0.005 = 96000).

همانطور که گفته شد، مدارهای کوتاه جریانهایی هستند که در خارج از مسیر طبیعی خود جریان دارند. صرف نظر از مقدار بیش از حد جریان، جریان بیش از حد باید به سرعت حذف شود. اگر سریعا حذف نگردد، جریانهای بزرگ همراه با مدارهای کوتاه ممکن است سه اثر عمیق بر روی یک سیستم الکتریکی داشته باشند: گرمایش، استرس مغناطیسی و گرمایش.

گرمایش در هر بخشی از یک سیستم الکتریکی زمانی اتفاق می افتد که از طریق سیستم عبور می کند. هنگامی که جریان بیش از حد به اندازه کافی بزرگ است، حرارت عملا لحظه ای است. انرژی در چنین جریانهای بیش از حد در ثانیه های آمپر مربع (I2t) اندازه گیری می شود. جریان بیش از 10،000 آمپر که به مدت 0.01 ثانیه طول می کشد I2t از 1،000،000 A2s است. اگر جریان در همان زمان ممکن از 10،000 آمپر به 1000 آمپر برسد، I2t مربوطه به 10،000 A2s یا فقط یک درصد از مقدار اولیه کاهش خواهد یافت.

اگر جریان در هادی افزایش 10 بار، I2t افزایش 100 بار. یک جریان تنها 7500 آمپر می تواند یک هلی کوپتر 8 میلی متر AWG را در 0.1 ثانیه ذوب کند. در طول هشت میلی ثانیه (0.008 ثانیه یا نیمه چرخه)، جریان 6500 آمپر می تواند درجه حرارت # 12 AWG THHN سیم مسی عایق سیم حرارتی را از دمای کارکرد آن 75 درجه سانتیگراد تا حداکثر دمای اتصال 150 درجه سانتیگراد افزایش دهد . هر جریان بیش از این ممکن است بلافاصله تبخیر آلی را از بین ببرد. خازن ها در نقطه گسل یا از سوئیچینگ مکانیکی مانند سوئیچ های انتقال اتوماتیک یا قطع کننده های مدار، ممکن است بخارات ایجاد کننده انفجار خفیف و فلاش الکتریکی را بوجود آورند.

استرس مغناطیسی (یا نیرویی) یک تابع از مربع جرم پیک است. جریانهای گسیختگی 100000 آمپر می تواند نیروی بیش از 7000 پوند در هر فوت از اتوبوس را اعمال کند. فشار از این مقدار می تواند عایق، خازن های هادی از پایانه ها و پایانه های تجهیزات استرس به اندازه کافی خسارت ایجاد کند.

جرقه در نقطه گسل ذوب می شود و همه هادی ها و اجزای مربوط به گسل را تبخیر می کند. قوسها اغلب از طریق مسیرهای مسکن و محوطه تجهیزات سوزانده میشوند، این منطقه با استفاده از فلز مذاب که به سرعت شروع به آتش زدن و / یا آسیب رساندن هر پرسنلی در منطقه می کند، سوزانده می شود. مدار کوتاه اضافی اغلب هنگامی ایجاد می شود که مواد تبخیر شده روی عایق ها و دیگر سطوح قرار می گیرند. اصطکاک های مداوم و پیچشی، عایق های آلی را تبخیر می کنند و بخارات ممکن است منفجر شوند یا سوختگی داشته باشند.

این که آیا اثرات گرما، استرس مغناطیسی و / یا انعطاف پذیری، آسیب بالقوه به سیستم های الکتریکی می تواند به عنوان یک نتیجه از کوتاه مدت رخ می دهد قابل توجه است.

دوم ملاحظات انتخابی

ملاحظات انتخاب برای فیوزها (600 ولت و پایین)

از آنجائیکه حفاظت از جریان بیش از حد برای عملکرد سیستم ایمنی و ایمنی قابل اعتماد ضروری است، انتخاب و کاربرد دستگاه بیش از حد جریان باید با دقت در نظر گرفته شود. هنگام انتخاب فیوزها، پارامترها یا ملاحظات زیر باید مورد ارزیابی قرار گیرند:

• رتبه فعلی
• رتبه بندی ولتاژ
• اختلال در رتبه بندی
• نوع حفاظت و ویژگی های فیوز
• محدودیت فعلی
• اندازه فیزیکی
• نشانگر

توصیه های عمومی صنعتی Fusing

بر اساس ملاحظات انتخاب فوق، توصیه شده است:

فیوز با آمپر از 1/10 تا 600 آمپر

• هنگامی که جریان خطای موجود کمتر از 100000 آمپر است و زمانی که تجهیزات نیازی به ویژگی های محدود کننده تر فعلی از فیوزهای UL Class RK1 ندارند، فیوزهای محدود کننده جریان فعلی محدود FLNR و سری FLSR_ID کلاس RK5 دارای ویژگی های با تأخیر زمان تاخیر و دوچرخه سواری با هزینه کمتر از فیوزهای RK1 اگر جریان خطای موجود بیش از 100000 آمپر باشد، ممکن است تجهیزات احتمالی محدودیت فعلی LLNRK، LLSRK و LLSRK_ID سری RK1 کلاس RK1 نیاز داشته باشند.
• فیوزهای Class T سریهای JLLN و JLLS سریع عملکردهای صرفه جویی در فضا دارند که مخصوصا برای حفاظت از مدارهای برقی مورد استفاده قرار می گیرند، بانک های متر و برنامه های محدود فضای مشابه.
• سری زمانی JTD_ID و سری JTD از سری فیوزهای کلاس J در برنامه های کاربردی مرکز کنترل موتور نصب شده و همچنین سایر برنامه های موتور و ترانسفورماتور MRO که نیاز به صرفه جویی در فضای IEC Type 2 دارند استفاده می شود.
• فیوزهای کلاس Class CC و Class CD در مدارهای کنترل و پانل های کنترل که در آن فضا در حق بیمه است، استفاده می شود. فیوزهای سری Littelfuse POWR-PRO CCMR برای محافظت از موتورهای کوچک برای محافظت از موتورهای کوچک استفاده می شود، در حالی که فیوز سری LitLDFUIS KLDR محافظ مطلوب برای ترانسفورماتورهای قدرت کنترل و دستگاه های مشابه است.

برای سوالات در مورد برنامه های کاربردی محصول، با ما تماس بگیرید پشتیبانی فنی گروه 800 TEC-FUSE.

فیوز با آمپر رتبه 601 تا 6000 آمپر

برای محافظت بهتر بیشتر مدارهای عمومی و موتور، توصیه می شود از فیوزهای Class L سری سری POWR-PRO® KLPC استفاده کنید. سوپاپ های Class L تنها سری فیوز های زمان تاخیر در دسترس در این رتبه بندی های بالاتر آمپر هستند.

اطلاعات در مورد تمام سری فیوز Littelfuse اشاره شده در بالا می تواند در کلاس های FUS UL / CSA و برنامه های کاربردی نمودار موجود در راهنمای کاربرد فنی در پایان کاتولوگ محصولات POWR-GARD یافت می شود.

مدار حفاظت مدار مدارهای صنعتی

برای انتخاب یک دستگاه حفاظتی مناسب برای یک سیستم الکتریکی، طراحان مدار و سیستم باید قبل از طراحی سیستم، سؤالات زیر را مطرح کنند:

• انتظار می رود جریان طبیعی یا متوسط ​​چیست؟
• حداکثر مداوم (سه ساعت یا بیشتر) انتظار می رود حداکثر جریان چیست؟
• انتظار می رود که چه جریانهای مواجهه یا موقت موثر باشد؟
• آیا دستگاه های حفاظتی بیش از حد قادر به تشخیص بین جریان های پیش بینی شده و جریان های پررنگ هستند و در زیر بارهای شدید و شرایط خطا باز می شوند؟
• چه نوع افراطی های زیست محیطی امکان پذیر است؟ گرد و غبار، رطوبت، درجه حرارت و عوامل دیگر باید مورد توجه قرار گیرد.
• حداکثر جریان خطای موجود، ممکن است دستگاه محافظ برای وقفه مجدد باشد؟
• آیا دستگاه حفاظتی بیش از حد جریان ولتاژ سیستم را ارزیابی می کند؟
• آیا دستگاه حفاظتی بیش از حد جریان محافظت امن و قابل اطمینان را برای تجهیزات خاص فراهم می کند؟
• در شرایط اتصال کوتاه، آیا دستگاه حفاظتی بیش از حد جریان را به حداقل می رساند احتمال آتش سوزی یا انفجار؟
• آیا دستگاه حفاظتی بیش از حد جریان تمام استانداردهای ایمنی قابل اجرا و الزامات نصب را برآورده می کند؟

پاسخ به این سوالات و معیارهای دیگر کمک می کند تا نوع دستگاه حفاظتی بیش از حد جریان را برای استفاده از ایمنی، قابلیت اطمینان و عملکرد مطلوب مورد استفاده قرار دهد.