โครงสร้าง หลักการ และการเลือกฟิวส์

ฟิวส์ หรือที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ ประกันภัย เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ไฟฟ้าป้องกันที่ง่ายที่สุด เมื่อเกิดการโอเวอร์โหลดหรือลัดวงจรในระบบไฟฟ้า ฟิวส์อาจละลายและทำให้วงจรขาด ช่วยป้องกันความเสียหายต่อระบบไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าอันเนื่องมาจากผลกระทบทางความร้อนจากกระแสไฟฟ้าเกินและกระแสไฟฟ้า และป้องกันการแพร่กระจายของอุบัติเหตุ

หนึ่ง. แบบของฟิวส์

ตัวอักษร R ตัวแรกหมายถึงฟิวส์

ตัวอักษร M ตัวที่ 2 หมายถึง ชนิดไม่มีท่อปิดบรรจุภัณฑ์

T หมายถึง ชนิดหลอดบรรจุปิด

L หมายถึง เกลียว;

S ย่อมาจากรูปแบบรวดเร็ว

C ย่อมาจาก Porcelain Insert;

Z ย่อมาจาก Self-duplex

ที่สามคือรหัสการออกแบบของฟิวส์

ส่วนที่สี่แสดงถึงกระแสไฟฟ้าที่กำหนดของฟิวส์

สอง การจำแนกประเภทของฟิวส์

ฟิวส์สามารถแบ่งตามโครงสร้างได้เป็น 3 ประเภท คือ ประเภทเปิด ประเภทกึ่งปิด และประเภทปิด

1. ฟิวส์ชนิดเปิด

เมื่อการหลอมละลายไม่ได้จำกัดเปลวไฟอาร์กและอุปกรณ์ขับอนุภาคหลอมโลหะ เหมาะสำหรับการตัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในโอกาสไม่มาก ฟิวส์นี้มักใช้ร่วมกับสวิตช์มีด

2. ฟิวส์แบบกึ่งปิด

ฟิวส์ถูกติดตั้งในท่อ และปลายด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้านของท่อจะถูกเปิดออก เมื่อฟิวส์ละลาย เปลวไฟอาร์กและอนุภาคโลหะที่หลอมละลายจะถูกขับออกไปในทิศทางที่กำหนด ซึ่งช่วยลดการบาดเจ็บของบุคลากรได้บางส่วน แต่ก็ยังไม่ปลอดภัยเพียงพอ และการใช้งานก็ถูกจำกัดไว้ในระดับหนึ่ง

3. ฟิวส์แบบปิด

ฟิวส์ถูกปิดสนิทในเปลือกโดยไม่มีการหลุดของอาร์ก และจะไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อส่วนที่มีไฟฟ้าที่กระเด็นออกไปและบุคลากรที่อยู่ใกล้เคียง

สามโครงสร้างฟิวส์

ฟิวส์ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักคือฟิวส์ละลายและท่อฟิวส์หรือที่ยึดฟิวส์ซึ่งฟิวส์ละลายถูกติดตั้งอยู่

1. หลอมเหลวเป็นส่วนสำคัญของฟิวส์ มักนำไปทำเป็นผ้าไหมหรือแผ่น วัสดุหลอมเหลวมีสองประเภท ประเภทแรกคือวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ เช่น ตะกั่ว สังกะสี ดีบุก และโลหะผสมดีบุก-ตะกั่ว อีกประเภทหนึ่งคือวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวสูง เช่น เงินและทองแดง

2. ท่อหลอมเหลวเป็นเปลือกป้องกันของหลอมเหลว และมีผลในการดับส่วนโค้งเมื่อหลอมเหลว

สี่พารามิเตอร์ฟิวส์

พารามิเตอร์ของฟิวส์หมายถึงพารามิเตอร์ของฟิวส์หรือที่ยึดฟิวส์ ไม่ใช่พารามิเตอร์ของฟิวส์

1. พารามิเตอร์การหลอมละลาย

ฟิวส์มีพารามิเตอร์สองอย่าง คือ กระแสไฟฟ้าที่กำหนดและกระแสไฟฟ้าที่หลอมละลาย กระแสไฟฟ้าที่กำหนดหมายถึงค่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านฟิวส์เป็นเวลานานโดยไม่ขาด โดยทั่วไปกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านฟิวส์จะมีค่าเป็นสองเท่าของกระแสไฟฟ้าที่กำหนด โดยทั่วไปกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านฟิวส์จะสูงกว่ากระแสไฟฟ้าที่กำหนด 1.3 เท่า ซึ่งควรจะหลอมละลายภายในหนึ่งชั่วโมง และ 1.6 เท่า ควรหลอมละลายภายในหนึ่งชั่วโมง เมื่อกระแสไฟฟ้าถึงระดับที่กำหนด ฟิวส์จะขาดภายใน 30-40 วินาที เมื่อกระแสไฟฟ้าถึงระดับที่กำหนด 9-10 เท่า ฟิวส์จะขาดทันที ฟิวส์มีคุณสมบัติการป้องกันแบบผกผัน ยิ่งกระแสไฟฟ้าไหลผ่านฟิวส์มากเท่าใด เวลาในการหลอมละลายก็จะสั้นลงเท่านั้น

2. พารามิเตอร์ท่อเชื่อม

ฟิวส์มี 3 พารามิเตอร์ ได้แก่ แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด กระแสไฟฟ้าที่กำหนด และความสามารถในการตัดวงจร

1) แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดจะคำนวณจากมุมของอาร์กที่ดับลง เมื่อแรงดันไฟฟ้าใช้งานของฟิวส์สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด อาจมีความเสี่ยงที่อาร์กจะไม่สามารถดับลงได้เมื่อวัสดุหลอมละลายแตก

2) กระแสไฟฟ้าที่กำหนดของท่อหลอมเหลวคือค่ากระแสไฟฟ้าที่กำหนดโดยอุณหภูมิที่อนุญาตของท่อหลอมเหลวเป็นเวลานาน ดังนั้น ท่อหลอมเหลวจึงสามารถรับกระแสไฟฟ้าที่กำหนดได้หลายเกรด แต่กระแสไฟฟ้าที่กำหนดของท่อหลอมเหลวจะต้องไม่มากกว่ากระแสไฟฟ้าที่กำหนดของท่อหลอมเหลว

3) ความสามารถในการตัดขาดคือค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุดที่สามารถตัดได้เมื่อฟิวส์ถูกตัดการเชื่อมต่อจากวงจรที่เกิดความผิดพลาดที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด

ห้าหลักการทำงานของฟิวส์

กระบวนการหลอมฟิวส์แบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอนคร่าวๆ ดังนี้

1. ของเหลวหลอมเหลวจะต่ออนุกรมกันในวงจร และกระแสโหลดจะไหลผ่านของเหลวหลอมเหลว เนื่องจากผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้าจะทำให้อุณหภูมิของของเหลวหลอมเหลวสูงขึ้น เมื่อเกิดการโอเวอร์โหลดหรือลัดวงจรในวงจร กระแสไฟฟ้าโอเวอร์โหลดหรือลัดวงจรจะทำให้ของเหลวหลอมเหลวร้อนจัดและถึงอุณหภูมิหลอมเหลว ยิ่งกระแสสูง อุณหภูมิก็จะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว

2. ของเหลวที่หลอมละลายจะละลายและระเหยกลายเป็นไอโลหะหลังจากถึงอุณหภูมิหลอมละลาย ยิ่งกระแสไฟฟ้าสูง ระยะเวลาหลอมละลายก็จะสั้นลง

3. ขณะที่ของเหลวหลอมละลาย จะมีช่องว่างฉนวนเล็กๆ เกิดขึ้นในวงจร และกระแสไฟฟ้าจะถูกตัดขาดทันที แต่ช่องว่างเล็กๆ นี้จะถูกแรงดันไฟฟ้าวงจรทำลายลงทันที และเกิดอาร์กไฟฟ้าขึ้น ซึ่งจะเชื่อมต่อวงจรเข้าด้วยกัน

4. หลังจากเกิดอาร์ก หากพลังงานลดลง อาร์กจะดับเองโดยอัตโนมัติพร้อมกับการขยายช่องว่างของฟิวส์ แต่ต้องใช้มาตรการดับของฟิวส์เมื่อพลังงานมีขนาดใหญ่ เพื่อลดเวลาในการดับอาร์กและเพิ่มความสามารถในการตัดวงจร ฟิวส์ความจุสูงจึงติดตั้งมาตรการดับอาร์กที่สมบูรณ์แบบ ยิ่งความสามารถในการดับอาร์กสูง อาร์กก็จะดับได้เร็วขึ้น และฟิวส์ก็จะสามารถตัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรได้มากขึ้น

หก การเลือกฟิวส์

1. เลือกฟิวส์ที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันตามแรงดันไฟฟ้าของระบบไฟฟ้า

2. เลือกฟิวส์ที่มีความสามารถในการตัดขาดสอดคล้องกับกระแสไฟฟ้าขัดข้องสูงสุดที่อาจเกิดขึ้นในระบบจำหน่าย

3. ฟิวส์ในวงจรมอเตอร์เพื่อป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้มอเตอร์ทำงานในระหว่างการสตาร์ทฟิวส์ สำหรับมอเตอร์ตัวเดียว กระแสไฟฟ้าที่กำหนดของกระแสไฟหลอมไม่ควรน้อยกว่า 1.5 ~ 2.5 เท่าของกระแสไฟฟ้าที่กำหนดของมอเตอร์ สำหรับมอเตอร์หลายตัว กระแสไฟฟ้าที่กำหนดของกระแสไฟหลอมรวมไม่ควรน้อยกว่า 1.5 ~ 2.5 เท่าของกระแสไฟฟ้าที่กำหนดของมอเตอร์ที่มีความจุสูงสุดบวกกับกระแสไฟฟ้าโหลดที่คำนวณได้ของมอเตอร์ที่เหลือ

4. สำหรับการป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรของแสงสว่างหรือเตาไฟฟ้าและโหลดอื่นๆ กระแสไฟฟ้าที่กำหนดของของเหลวควรเท่ากับหรือมากกว่ากระแสไฟฟ้าที่กำหนดของโหลดเล็กน้อย

5. เมื่อใช้ฟิวส์เพื่อป้องกันสายไฟ ควรติดตั้งฟิวส์บนสายไฟแต่ละเฟส ห้ามติดตั้งฟิวส์บนสายนิวทรัลในวงจรไฟฟ้าสองเฟสสามสายหรือสามเฟสสี่สาย เนื่องจากสายนิวทรัลขาดจะทำให้แรงดันไฟฟ้าไม่สมดุล ซึ่งอาจทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าไหม้ได้ สำหรับสายไฟเฟสเดียวที่จ่ายไฟฟ้าจากระบบการไฟฟ้าสาธารณะ ควรติดตั้งฟิวส์บนสายนิวทรัล โดยไม่รวมฟิวส์ทั้งหมดของระบบการไฟฟ้า

6. ฟิวส์ทุกระดับควรทำงานร่วมกันเมื่อใช้งาน และกระแสไฟฟ้าที่กำหนดของฟิวส์ควรน้อยกว่าระดับบน