فیوز برق چیست و چه کاربردی دارد؟

فیوز یکی از مناسب ترین و ساده ترین قطعات برقی است که برای محافظت از تجهیزات الکتریکی مانند سیم ها، دستگاه های اندازه گیری، ترانسفورماتور، ماشین های الکتریکی در برابر اتصال کوتاه و جریان اضافی یا بار اضافی استفاده می شود. همچنین، فیوزها به منظور تامین ایمنی در صورت اتصال کوتاه بین فاز و نول کاربرد دارند.

این قطعات الکتریکی ساده اما با ارزش در ابتدای مسیر جریان فازهای مختلف یک مدار الکتریکی به صورت سری قرار می گیرند. در این مقاله آموزشگاه پایتخت فناوری، قصد دارد به معرفی انواع فیوز و کاربرد آنها بپردازد ویژگی های هرکدام را به صورت کامل برای شما توضیح دهد.

فیوز چیست و چگونه کار می کند؟

فیوز یک قطعه محافظ ولتاژ الکتریکی است که برای حفاظت از مدار در برابر جریان بیش از جریان اسمی و در ابتدای بخش ورودی مدار نصب می شود. فیوزها به دو شکل مستقیم و غیر مستقیم در مسیر جریان مصرف کننده قرار می گیرد. در روش مستقیم، تمام جریان از فیوز عبور می کند. در حالیکه در حالت غیر مستقیم، فیوزها به کمک تجهیزاتی مانند ترانسفورماتور جریان کار خود را انجام می دهند.

زمانیکه، جریان بیش از حد مجازِ خود از یک مدار الکتریکی عبور کند، فیوز سوخته و مدار را قطع می کند. برای تشخیص فیوز سالم از یک پولک رنگی که توسط یک سیم مقاومت دار نگهداشته می شود، استفاده می کنند. زمانیکه فیوز بسوزد، سیم مقاومت دار نیز می سوزد و پولک رنگی که تحت کشش فنر کوچکی قرار دارد، آزاد و به سمت بالا کشیده می شود.

معرفی انواع فیوز ها و ویژگی های هرکدام

برای فیوز دسته بندی های مختلفی وجود دارد که از مهمترین آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• بر اساس سرعت قطع
• بر اساس ساختار
• بر اساس عملکرد

در ادامه هر یک از این دسته بندی ها را به طور کامل توضیح می دهیم.

انواع فیوز بر اساس سرعت قطع

به طور کلی، بر اساس سرعت قطع، فیوزها به دو دسته کلی تقسیم می شوند:

1- فیوزهای تندکار

این مدل از فیوزها عملکرد کم اما سریع دارند. فیوزهای تندکار معمولا در مصارف روشنایی کاربرد دارند و با حرف L مشخص می شوند.

2- فیوزهای کندکار

این مدل از فیوزها دارای عملکرد بالاتری هستند. از فیوزهای کندکار اغلب در مواقعی استفاده می شود که عمل قطع مدار باید با تاخیر صورت گیرد. این نوع فیوز با حرف M نشان داده می شود.

انواع فیوز بر اساس ساختار

بر اساس استاندارد IEC60269، فیوز از نظر مقدار ولتاژ و نوع ساختمان قطع کننده شان به انواع زیر تقسیم می شوند:

1- فیوز فشنگی

فیوز فشنگی از سه قسمت؛ پایه، بدنه استوانه ای (فشنگ) و کلاهک شیشه ای تشکیل شده است. در داخل بدنه این فیوز یک نوار فلزی ذوب شده قرار دارد که معمولا از جنس نقره یا آلیاژ مخصوص است. اطراف این نوار فلزی را با خاک نرم کوارتز پر می کنند تا سیم ذوب شونده را خنک نگه دارد و هنگام عبور جریان، سیم بیش از اندازه گرم نشود. این مواد همچنین جرقه حاصل از قطع شدن سیم حرارتی را سریع خنک و بلافاصله قطع می کنند.

2- فیوز حرارتی

فیوزهای حرارتی جریان راه اندازی الکتروموتورها را تحمل می کنند. این فیوزها جهت حفاظت از سیستم در برابر اتصال کوتاه مناسب نمی باشند و به دو گروه تقسیم می شوند:

• فیوز حرارتی با سیم ذوب شونده: در این مدل از فیوز یک سیم حرارتی بر سر راه جریان بسته می شود که در درجه حرارتی معینی ذوب می شود و موجب قطع مدار می گردد.  از آنجایی که جرقه باعث سوختن و سیاه شدن کنتاکت و عایق های اطراف می شود، این سیم در درون یک فشنگ چینی یا سفالی قرار دارد تا اثر جرقه را برطرف کند.
• فیوز حرارتی با بی متال: این مدل فیوز حرارتی نسبت به فیوز حرارتی با سیم ذوب شده، دقت بیشتری دارد و در صورت عملکرد می توان مجددا از آن استفاده نمود. بی متال در برابر حرارت ناشی از بار اضافی لحظه ای تغییر شکل می دهد و باعث قطع مدار می شود.

3- فیوز الکترونیکی

این نوع فیوز از مدار در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه با دقت و سرعت عمل بیشتری محافظت می کنند. فیوزهای الکترونیکی یکبار مصرف هستند و بعد از عملکرد باید آنها را تعویض کرد.

4- فیوز بوکسی

فشنگ فیوز بوکسی می تواند از نوع تندکار یا کندکار باشد. از نوع تندکار معمولا در مدارهای روشنایی و از نوع کندکار اغلب برای الکتروموتورها استفاده می شود که به آن ” فشنگ موتوری” نیز می گویند. درون فشنگ ها یک سیم حرارتی ذوب شده وجود دارد که اطراف آن را با ماسه و کوارتز پر می کنند تا جرقه حاصل از سوختن سیم و حرارت را به خود جذب کند.

پولک رنگی که در انتهای فشنگ و در پشت کلاهک فیوز قرار دارد، توسط یک سیم نازک به سر فشنگ وصل شده است و آمپر نامی آن را مشخص می کند. زمانیکه فیوز می سوزد، پولک درون آن قرار می گیرد.

5- فیوز کاردی

فیوزهای کاردی تنوع بسیار زیادی دارند. ولتاژ فیوزهای کاردی با توجه به تجهیزاتی که از آنها حفاظت می کنند بین 500 تا 1200 ولت و با شدت جریان های مختلف است. رایج ترین مدل فیوز کاردی به شکل مکعب مستطیل است که دو قسمت فلزی مانندِ کارد از دو سر آن خارج شده اند.

6- فیوز شیشه ای

فیوزهای شیشه ای در مسیر برق ورودی دستگاه ها و جهت محافظت مدارات در مقابل ایرادات احتمالی کاربرد دارند. این نوع فیوز اغلب در ورودی اصلی تغذیه دستگاه های برقی و الکترونیکی به کار می روند. این نوع فیوز ظرفیت قطع پایینی دارد و به هنگام زیاد بودن جریان یا ولتاژ المان فیوز ذوب می شود. به همین دلیل از فیوزهای شیشه ای نباید در وسایل یا تجهیزاتی که مقدار جریان زیاد است، استفاده نمود.

7- فیوز مینیاتوری

این نوع فیوز از دو روش برای محافظت دستگاه در برابر اتصال کوتاه و جریان بار اضافی استفاده می کند. جریان اتصال کوتاه از طریق یک سیم پیچ با قطر زیاد و دور کم و جریان اضافه بار توسط یک فلز بی متال تشخیص داده می شود. فیوز مینیاتوری یکبار مصرف نیست.

8- فیوز اتوماتیک (آلفا)

عبور بیش از حد مجاز از فیوز اتوماتیک یا خودکار باعث قطع مدار می شود. با فشار دادن شستی به درون آن می توان مجددا ارتباط را برقرار کرد. برخی از فیوزهای الفا دو عمل جریان زیاد و بار اضافه را در مدارها کنترل می کنند.

9- فیوز مغناطیسی

فیوزهای مغناطیسی با ایجاد اضافه جریان و با استفاده از اثر جذب یک هسته آهنی مدار را قطع می کنند. در این نوع فیوزها زمان قطع مدار را می توان به کمک یک فنر تنظیم کرد. فیوزهای مغناطیسی را غالبا به همراه فیوزهای بی متال به کار می برند تا الکتروموتورها را در مقابل بار اضافی و جریان زیاد حفظ کنند. در بین فیوزهای مغناطیسی، فیوز تندکار نیز وجود دارد که جهت قطع مدار در زمان معین تنظیم نمی شود و با عبور جریان بیشتر از جریان نامی فورا قطع می گردد.

10- فیوز فشار قوی HH

این فیوزها بسیار بلندتر از فیوزهای معمولی و تا 500 ولت هستند. از فیوزهای فشار قوی جهت حفاظت ترانسفورماتورهای توزیع و ترانسفورماتورهای اندازه گیری استفاده می شود. با قرار دادن چند فیوز در یک مدار می توان قطع مدا را تحت کنترل درآورد؛ به این معنا که فیوز تنها مداری که اتصال کوتاه شده است را قطع کند و مدارهای دیگر همچنان فعال باشند.

فیوزهای فشار قوی تنها در مواردی استفاده می شوند که قدرت اتصال کوتاه 400 ولت آمپر و کمتر باشد. در صنعت، این فیوز ها را به نام کات اوت (CUT OUT) نیز می شناسند.

11- فیوز توان بالا NH

فیوزهای توان بالا معمولا در شبکه های فشار ضعیف با توان زیاد کاربرد دارند. این نوع فیوز مجهز به دسته ای است که فیوز را در جای خود جا می اندازد یا از جای خود خارج می کند. به این دسته فیوزکش می گویند. از فیوزهای توان بالا در کابل های شهری استفاده می شود.

انواع فیوز بر اساس عملکرد

فیوز ها از لحاظ عملکرد به سه مدل تقسیم می شود.

1- فیوز نوع B

این نوع فیوز برای روشنایی استفاده می شود. چنانچه جریان ورودی به 3 تا 5 برابر جریان نامی برسد، فیوز جریان برق را قطع می کند. فیوز نوع B جزء فیوزهای تندکار می باشد.

2- فیوز نوع C

این نوع فیوز برای حفاظت از موتورهای الکتریکی در صنعت کاربرد دارد. چنانچه جریان 5 برابر جریان نامی یا بیشتر شود، فیوز جریان برق را قطع می کند. فیوز نوع C جزء فیوزهای کند کار می باشد.

3- فیوز نوع D

این نوع فیوز، مدارهای صنعتی که دارای ترانسفورماتور هستند را محافظت می کند. چنانچه جریان ورودی به 10 برابر جریان نامی یا بیشتر برسد، این فیوز چریان برق را قطع می کند.

سوالات متداول

1- فیوز چیست؟

فیوز یکی از تجهیزات محافظتی است که مدار را در مقابل عبور جریان های غیر عادی مانند بار اضافه یا اتصال کوتاه حفظ می کند.

2- فیوزها بر چه اساسی دسته بندی می شوند؟

فیوزها عمدتا از لحاظ ساختار، سرعت قطع و عملکرد تقسیم بندی می شوند.

نتیجه گیری

در این محتوا درباره فیوز، انواع آن و کاربردهای آن ها صحبت کردیم. این قطعه یکی از تجهیزات الکتریکی مهم است که نقش موثری در جلوگیری از صدمات دستگاه های الکترونیکی دارد. از فیوزها در برق کشی ساختمان، صنعت و … استفاده می شود.