การป้องกันความปลอดภัยของวงจร: การวิเคราะห์ทางเทคนิคที่ครอบคลุมและคู่มือการประยุกต์ใช้งานสำหรับฟิวส์แรงดันต่ำ-และแรงสูง-

ในด้านระบบไฟฟ้าและไฟฟ้าอุตสาหกรรม ฟิวส์ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ป้องกันที่โดดเด่นด้วยโครงสร้างที่เรียบง่ายและการตอบสนองที่รวดเร็ว มีบทบาทสำคัญในการขัดขวางกระแสไฟฟ้าลัด ป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์ และหยุดยั้งการแพร่กระจายของอุบัติเหตุ ไม่ว่าจะอยู่ในเครือข่ายการจำหน่ายแรงดันไฟฟ้าต่ำ-หรือสายส่งไฟฟ้าแรงสูง- ความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับคุณลักษณะของส่วนประกอบฟิวส์ เกณฑ์การเลือก และข้อกำหนดในการบำรุงรักษาการปฏิบัติงานถือเป็นสิ่งสำคัญในการรับรองความปลอดภัยทางไฟฟ้าโดยรวม

 

 

 

องค์ประกอบฟิวส์ (โดยทั่วไปเรียกว่าลิงค์ฟิวส์หรือแถบฟิวส์) เป็นองค์ประกอบหลักของฟิวส์ วัสดุทั่วไปได้แก่ ตะกั่ว-โลหะผสมดีบุก อลูมิเนียมอัลลอยด์ สังกะสี ทองแดง และเงิน เมื่อโอเวอร์โหลดหรือลัดวงจร-เกิดข้อผิดพลาดของวงจร ความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟเกินจะทำให้องค์ประกอบละลาย ดังนั้นจึงรบกวนวงจรโดยอัตโนมัติ ฟิวส์มีลักษณะการป้องกันเวลาผกผันโดยทั่วไป-: ยิ่งกระแสไฟฟ้าขัดข้องสูงเท่าไร เวลาที่ใช้ในการเป่าฟิวส์ก็จะสั้นลงเท่านั้น

 

ต้องปฏิบัติตามมาตรฐานไฟฟ้าที่เข้มงวดในระหว่างการออกแบบระบบและการเลือกอุปกรณ์ ความสามารถในการแตกหักสูงสุดของฟิวส์ต้องเท่ากับหรือเกินค่า RMS ของกระแสไฟกระชากที่ลัดวงจร- ที่อาจเกิดขึ้นในสาย นอกจากนี้ จำเป็นต้องมีการเลือกและการประสานงานที่เหมาะสมระหว่างฟิวส์ต้นน้ำและปลายน้ำ โดยทั่วไป กระแสไฟที่กำหนดขององค์ประกอบฟิวส์ต้นน้ำควรเป็นสองถึงสามเท่าขององค์ประกอบปลายน้ำ เพื่อป้องกัน "การสะดุดจากความเห็นอกเห็นใจ" (โดยที่ข้อผิดพลาดดาวน์สตรีมทำให้ฟิวส์ต้นน้ำระเบิด) ซึ่งจะขยายขอบเขตของไฟฟ้าดับโดยไม่จำเป็น กลยุทธ์การป้องกันจะแตกต่างกันไปตามประเภทของภาระ:

 

วงจรมอเตอร์:สำหรับมอเตอร์ตัวเดียว กระแสไฟที่กำหนดขององค์ประกอบฟิวส์มักจะถูกเลือกไว้ที่ 1.5 ถึง 2.5 เท่าของกระแสไฟที่กำหนดของมอเตอร์ สำหรับมอเตอร์หลายตัว กระแสไฟพิกัดรวมจะคำนวณเป็น 1.5 ถึง 2.5 เท่าของความจุของมอเตอร์ที่ใหญ่ที่สุด บวกกับกระแสโหลดที่คำนวณได้ของมอเตอร์ที่เหลือ

 

โหลดแสงสว่างและเตาไฟฟ้า:กระแสไฟพิกัดขององค์ประกอบฟิวส์ควรเท่ากับหรือสูงกว่ากระแสไฟพิกัดของโหลดเล็กน้อย

 

ข้อจำกัดเค้าโครงวงจร:ห้ามติดตั้งฟิวส์บนสายไฟที่เป็นกลางของระบบสายไฟสอง-เฟสสาม- หรือสาม-เฟสสี่- เป็นสิ่งต้องห้ามโดยเด็ดขาด สายไฟที่เป็นกลางขาดอาจทำให้แรงดันไฟฟ้าไม่สมดุลและทำให้อุปกรณ์เหนื่อยหน่าย

 

เพื่อปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการทำงานที่ซับซ้อนและเพิ่มประสิทธิภาพของฉนวน การออกแบบโครงสร้างของฟิวส์สมัยใหม่จึงมีความซับซ้อนมากขึ้น ตัวอย่างเช่น -วัสดุประสิทธิภาพสูง-เช่น ตัวเซรามิกที่ใช้ในมีด NH -ข้อต่อฟิวส์ aM ชนิดใบมีด-มักถูกนำมาใช้กับปลอกเพื่อให้มั่นใจในการต้านทานความร้อนและความแข็งแรงเชิงกลที่ดีเยี่ยม

 

 

 

ฟิวส์แรงดันต่ำ-แบ่งประเภทตามการออกแบบโครงสร้างเป็นหลักเป็นสามประเภท ได้แก่ แบบเปิด กึ่ง-แบบปิด และแบบปิด ฟิวส์ชนิดเปิด-เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีกระแสไฟฟ้าลัดวงจร-ต่ำเท่านั้น ประเภทกึ่งปิด-ช่วยให้สามารถควบคุมทิศทางการปล่อยส่วนโค้งได้ ประเภทปิดจะมีส่วนประกอบฟิวส์อยู่ภายในตัวเครื่องอย่างครบถ้วน ซึ่งให้ความปลอดภัยสูงสุด ในส่วนของวัสดุนั้น ส่วนประกอบที่มีคุณสมบัติต้านทานไฟฟ้าแรงสูงและมีคุณสมบัติเป็นฉนวนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ตัวอย่างเช่น หลอดเซรามิกอลูมินา 95% ที่มีความบริสุทธิ์สูง- ทำหน้าที่เป็นตัวเรือนป้องกัน ซึ่งสามารถทนต่อความร้อนอันเข้มข้นที่เกิดขึ้นระหว่างช่วงเวลาของการหลอมละลาย ในขณะเดียวกันก็ช่วยในการดับส่วนโค้งภายในด้วย

 

ฟิวส์แรงดันต่ำ-ทั่วไป แบ่งตามฟังก์ชันและการใช้งาน ได้แก่:

ฟิวส์ปลั๊กพอร์ซเลน- (เช่น ซีรีส์ RCIA):โดยทั่วไปใช้สำหรับระบบไฟส่องสว่างทั่วไปและวงจรมอเตอร์-ความจุขนาดเล็ก มีโครงสร้างที่เรียบง่ายและช่วยให้เปลี่ยนได้ง่าย

 

ฟิวส์แบบท่อปิด (เช่น ซีรีส์ RM):คุณลักษณะเหล่านี้มีการออกแบบฟรี-และมักใช้ส่วนประกอบฟิวส์ที่มีการประทับตราพร้อมส่วนตัดขวาง-ที่แปรผันได้ ใช้เป็นหลักในระบบ AC 380V และ DC 440V รุ่นที่มีข้อกำหนดสูง-อาจใช้ตัวเครื่องเซรามิกทรงสี่เหลี่ยมเพื่อให้การสนับสนุนทางกลที่เหนือกว่าและพื้นที่ภายในสำหรับการชุบอาร์ค

 

ฟิวส์ประเภทสกรู- (เช่น ซีรีส์ RL1):ซึ่งประกอบด้วยตัวเติมทรายควอตซ์และตัวแสดงฟิวส์- เมื่อส่วนโค้งก่อตัวขึ้น ทรายควอทซ์จะเย็นลงอย่างรวดเร็ว ทำให้สามารถทำลายกระแสสูงสุดได้ถึง 50kA ฟิวส์อุตสาหกรรมระดับไฮเอนด์-บางตัวในหมวดหมู่นี้ใช้ตัวเซรามิก Steatite C221 (ทั่วไปในฟิวส์ประเภท NH-) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางไฟฟ้าโดยรวม

 

ฟิวส์ที่ออกฤทธิ์เร็ว- (เช่น ซีรีย์ RS และ RLS):ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อปกป้องวงจรเรียงกระแสซิลิคอนและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ฟีเจอร์เหล่านี้มีเวลาตอบสนองที่รวดเร็วมาก ส่วนประกอบฟิวส์จะต้องไม่ถูกแทนที่ด้วยฟิวส์มาตรฐาน

 

ฟิวส์แบบท่อปิดแบบเติม (เช่น ซีรีส์ RTO):สิ่งเหล่านี้ใช้แถบทองแดง-หน้าตัด-แบบแปรผันรวมกับทรายควอทซ์สำหรับการชุบอาร์ค มีความสามารถในการตัดกระแสไฟฟ้าสูงและเหมาะสำหรับโครงข่ายไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูง- เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของฉนวนภายใต้สภาวะที่รุนแรง ส่วนประกอบบางส่วนจึงใช้ฉนวนไฟฟ้าแบบเซรามิกเพื่อเพิ่มอัตราการทนต่อแรงดันไฟฟ้าโดยรวม

 

ฟิวส์รีเซ็ตตัวเอง-:สิ่งเหล่านี้ใช้โซเดียมโลหะเป็นองค์ประกอบฟิวส์ ในระหว่างไฟฟ้าลัดวงจร โซเดียมของโลหะจะร้อนขึ้นอย่างรวดเร็วและระเหยกลายเป็นไอ ทำให้เกิดสถานะต้านทานสูง-ซึ่งจะจำกัดกระแสไฟฟ้าลัด เมื่อเซอร์กิตเบรกเกอร์แรงดันไฟฟ้าต่ำ-ขัดขวางวงจร โซเดียมจะเย็นลงและแข็งตัว ทำให้ค่าการนำไฟฟ้ากลับคืนมาและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนใหม่ การออกแบบท่อประกอบด้วยฉนวนไฟฟ้าเซรามิกสตีไทต์เพื่อให้แน่ใจว่ามีการแยกทางไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ในระหว่างรอบการกลายเป็นไอซ้ำๆ

 

ด้วยความก้าวหน้าของพลังงานใหม่และระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม การใช้งานฟิวส์จึงมีความเชี่ยวชาญมากขึ้น ตลาดได้เห็นการเกิดขึ้นของส่วนประกอบที่ปรับแต่งให้เหมาะกับสภาวะการทำงานเฉพาะ เช่น ตัวเซรามิกสำหรับข้อต่อฟิวส์ DC (เข้ากันได้กับระบบ DC) และตัวเซรามิกสำหรับฟิวส์ที่ออกฤทธิ์เร็ว- (ออกแบบมาเพื่อความถี่สูง-และการตอบสนองที่รวดเร็ว) ในการผลิตระดับสูง- หลอดเซรามิกทรงสี่เหลี่ยมอลูมินาคุณภาพสูง-ยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นส่วนประกอบในฟิวส์ที่มีความแม่นยำ

 

 

ฟิวส์แรงดันสูง-ใช้เป็นหลักในการป้องกันการลัดวงจร-และการป้องกันการโอเวอร์โหลดในสายไฟ 3–35 kV หม้อแปลง และหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากพลังงานส่วนโค้งอันมหาศาลในวงจรไฟฟ้าแรงสูง- ส่วนประกอบฟิวส์จึงมักทำจากทองแดงหรือเงิน โดยมีทรงกลมดีบุกเล็กๆ เชื่อมเข้ากับลวดฟิวส์เพื่อลดอุณหภูมิหลอมละลาย (โดยใช้ "ผลกระทบทางโลหะวิทยา") ฟิวส์ไฟฟ้าแรงสูง-แบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก:

 

ฟิวส์จำกัดกระแสไฟแรงดันสูง-ภายในอาคาร- (เช่น ซีรีส์ RN1 และ RN2):ท่อฟิวส์อัดแน่นด้วยทรายควอทซ์ เมื่อกระแสไฟฟ้าฟอลต์ละลายส่วนประกอบฟิวส์ ไอโลหะและก๊าซไอออไนซ์จะถูกบังคับให้เข้าสู่จุดคั่นของทรายควอทซ์ ซึ่งจะเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วและควบแน่น และดับส่วนโค้งก่อนที่กระแสไฟฟ้าจะถึงศูนย์ การออกแบบการจำกัดกระแสไฟฟ้าแรงดันสูง-เฉพาะเจาะจง-ใช้หลอดเซรามิกอลูมินา 95% ที่สามารถทนต่อกระแสไฟฟ้าแรงสูง- แรงดันไฟตัดเกินและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบฉับพลัน

 

ฟิวส์ขับออก (ดรอป- แรงดันไฟฟ้าสูงกลางแจ้ง (เช่น รุ่น RW4-10):สิ่งเหล่านี้ใช้ผนังท่อที่ทำจากวัสดุกำเนิดก๊าซ- อุณหภูมิที่สูงของส่วนโค้งทำให้วัสดุสลายตัวและปล่อยก๊าซปริมาณมาก ทำให้เกิดส่วนโค้งตามยาว-เพื่อดับการระเบิด เมื่อลวดฟิวส์ละลาย กลไกการล็อคจะคลายออก ทำให้ท่อฟิวส์พลิกและวางตามน้ำหนักของมันเอง ทำให้เกิดช่องว่างในการตัดการเชื่อมต่อทางกายภาพที่ชัดเจน สำหรับอุปกรณ์ป้องกัน-กระแสไฟฟ้าแรงสูง-กลางแจ้งบางประเภท โครงสร้างท่อเซรามิกที่แข็งแกร่งถูกนำมาใช้เพื่อให้ทนทานต่อสภาพอากาศที่รุนแรงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

นอกจากนี้ ในภาคส่วนที่เกิดขึ้นใหม่ เช่น อิเล็กทรอนิกส์กำลังและยานพาหนะพลังงานใหม่ ข้อกำหนดการป้องกันทางกายภาพสำหรับฟิวส์มีความเข้มงวดมากขึ้น ตัวอย่างเช่น ตัวฟิวส์แบบพิเศษ-เช่นตัวฟิวส์ที่ทำจากอลูมินาเซรามิก 95%- ถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มความต้านทานการสั่นสะเทือนและ-ความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าสูง ในอุปกรณ์อัตโนมัติระดับสูง ส่วนประกอบพิเศษ เช่น ตัวเซรามิกสำหรับฟิวส์รถยนต์และอิเล็กทรอนิกส์มีบทบาทสำคัญในการรับรองความปลอดภัยของวงจร ในขณะเดียวกัน หลอดฟิวส์เซรามิกพอร์ซเลนซึ่งเป็นที่รู้จักในด้านความเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยมและความเสถียรทางความร้อน ได้รับการพิสูจน์มานานแล้วว่ามีประสิทธิภาพในยูนิตป้องกันการจ่ายพลังงานต่างๆ

 

 

 

เพื่อให้ฟิวส์ทำงานได้อย่างมีเสถียรภาพและยาวนาน- จะต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดในการบำรุงรักษาต่อไปนี้อย่างเคร่งครัด:

 

คุณภาพการติดตั้ง:ต้องรับประกันการสัมผัสที่เหมาะสมระหว่างการติดตั้งชิ้นส่วนฟิวส์ เพื่อป้องกันความต้านทานการสัมผัสที่มากเกินไป ซึ่งอาจก่อให้เกิดความร้อนและทำให้เกิดการสะดุดได้ การเชื่อมต่อต้องแน่นหนาเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้มอเตอร์ไหม้ซึ่งเกิดจาก-เฟสเดียว (ทำงานบนเฟสเดียว) ซึ่งเป็นผลมาจากฟิวส์ขาดในเฟสเดียว

 

ความปลอดภัยของวงจรสด-:การเปลี่ยนฟิวส์จะต้องดำเนินการเฉพาะเมื่อวงจรเลิก-จ่ายไฟแล้ว ข้อมูลจำเพาะและรูปร่างของฟิวส์ทดแทนจะต้องตรงกับการออกแบบดั้งเดิมอย่างเคร่งครัด ไม่ว่าในกรณีใดก็ตาม ไม่ควรต่อสายฟิวส์บางๆ หลายเส้นขนานกันเพื่อใช้แทนฟิวส์ตัวเดียวที่มีขนาดใหญ่กว่า-

 

ความเข้ากันได้ทางสิ่งแวดล้อม:อุณหภูมิโดยรอบฟิวส์ควรสอดคล้องกับอุณหภูมิของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ได้รับการป้องกัน เพื่อป้องกันข้อผิดพลาดลักษณะการป้องกันที่เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิ นอกจากนี้ควรทำความสะอาดฝุ่นและสิ่งสกปรกอย่างสม่ำเสมอตัวฟิวส์ Steatite Ceramic HRCพื้นผิวเพื่อให้แน่ใจว่าตัวบ่งชี้ทำงานได้อย่างถูกต้อง

 

ด้วยการคัดสรรทางวิทยาศาสตร์ การติดตั้งที่ได้มาตรฐาน และการบำรุงรักษาตามปกติ ฟิวส์ทั้งแรงดันต่ำ-และแรงสูง- ทำหน้าที่เป็นแผงกั้นด้านความปลอดภัยที่เชื่อถือได้สำหรับแหล่งพลังงานและอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานของระบบจ่ายไฟที่ราบรื่นและเชื่อถือได้