سه پارامتر ولتاژ نامي ،جريان نامي و قدرت قطع از اهميت بسياري برخوردارند.
ولتاژ نامي:
اغلب فيوز هاي فشار ضعيف بخش توزيع ،داراي ولتاژ نامي V 250 يا V 600 هستند.(ساير ولتاژهاي نامي،V 125 ،V 300 ياV 480 مي باشد.) ولتاژ نامي فيوز بايد بزرگتر يا حداقل برابر ولتاژ مدار باشد. اين ولتاژ مي تواند از ولتاژ مدار بيشتر باشد ولي هرگز نبايد کمتر از آن باشد.براي مثال يک فيوژ V 600 مي تواند در يک مدار V 208 به کار گرفته شود .ولتاژ نامي يک فيوز،تابع توانايي آن فيوز در قطع کردن مدار تحت وضعيت يک اضافه جريان مي باشد.به ويژه ولتاژ نامي يک ،تعيين کننده توانايي فيوز در خاموش خاموش کردن جرقه داخلي است که پس از ذوب شدن رشته فيوزي به وجدد مي آيد .اگر يک فيوز در مداري با ولتاژ بالاتر از ولتاژ نامي خود به کار گفته شده است ،در شرايط عبور جريان خطا،خاموش سازي جرقه در آن دچار اشکال مي شود و ممکن است فيوز نتواند خطاي اظافه جريان را به ولتاژ پايين تر به کار گرفته شود،ملاحظات ويژهاي را بايد براي کاربرد مد نظر قرار داد.
جريان نامي:
هر فيوز يک جريان نامي مشخص دارد. در انتخاب جريان نامي فيوز ،مي بايست به نوع بار و ويژگي هاي آن توجه شود.در حالت عادي ،جريان نامي فيوز نبايد متجاوز از ظرفيت جرياني مدار باشد. براي مثال اگر يک هادي جريان ،دلراي قابليت گذراندن جريان نامي A 20 باشد، بزرگترين فيوزي که براي حفاظت آن به کاربرد ،يک فيوز A 20 است. با اين وجود ،برخي حالت هاي خاص وجود دارد که در آنها ،جريان نامي فيوز مي تواند بزرگتر ظرفيت جرياني مدار باشد.
يک مثال نمونه ، مدار موتور است که در آن براي حفاظت موتور ،جريان نامي فيوز دو جرئي را مي توان %۱۷۵ جريان نامي موتور و جريان نامي فيوز غير تاخيري را مي توان تا %۳۰۰ جريان نامي بار کامل کوتور انتخاب نمود.به عنوان يک قاعده کلي،جربان نامي ترکيب فيوز و کليد بايد%۱۲۵ جريان نامي بار انتخاب گردد.موارد استثنايي تيز وجود دارد که در آنها ،ترکيب کليد وفيوزففقط مجاز است در %۱۰۰ جريان نامي بار به طور پيوسته کار کند.
قدرت قطع نامي و ظرفيت نامي:
قدرت قطع نامي حداکثر جرياني ايت که تجهيز اضافه جريان مي تواند آن را بطور صحيح، تحت شرايط استاندارد آزمايش قطع نمايد.عبارت تحت شرايط استاندارد آزمايش نشان مي دهد که بايد چگونگي آزمايش تجهيز حفاظتي مشخص گردد تا بتوان از کاربرد صصحيح آن اطمينان حاصل نمود. اين مسئله در کاربرد کليدهايي که داراي جريان نامي A 100 يا کمتر هستند بسيار مهم است.
شرايط استاندارد آزمايش فيوزها:
فيوزهاي مدار بار ،بدون وجود هيچ گونه هادي اضافه در آزمايش ،مورد آزمايش قرار ميگيرد.به عنوان مثال اگر فيوزي داراي قدرت قطع نامي A 300000 باشد، مدار آزمايش آن براي جريان A 300000 در ولتاژ نامي تنظيم مي شود. هنگام تنظيم نمودن مدار ؛ در محل نصب فيوز ، شينه اي قرار داده مي شود تا جريان اتصال کوتاه مورد نظر اندازه گيري شود.سپس ،شينه را برداشته ،فيوز جاي آن قرار مي دهند و آژمايش را انجام مي دهند. اگر فيوزاين آزمايش را با موقعيت سپري کند،قدرت قطع مربوطه (A 300000 ( روي آن درج مي گردد.در روندي که براي تست فيوز تشريح شد، هيچ گونه هادي اضافه ديگري پس از تنظيم کردن مدار، در مدار ديگري قرار نمي گيرد و مهمترين نکته آن است که فيوز ، جريان اتصال کوتاهي حداقل برابر با قدرت قطع نامي يا بيشتر از آن را قطع مي کند. به عبارت ديگر به دليل نحوه آزمايش فيوزها، ظرفيت قطع نامي آنها برابر يا بزرگتر قدرت قطع نامي درج شده روي آنها است.
شرايط استاندارد تست کليدها:
اصول حاکم بر ظرفيت قطع نامي فيوزها،براي کليدها صادق نيست و به دليل روشي که براي آزمايش اتصال کوتاه کليدها به کار برده مي شود ،ظرفيت قطع نامي آنها مي تواند از قدرت قطع نامي آنها مي تواند از قدرت قطع نامي مربوطه کمتر باشد. هنگام تنظيم کردن مدار براي تست اتصال کوتاه کليد ،کليد در مدار قرار داده مي شود .اما ميزان قابل توجهي هادي نيز براي اتصال کليد به مدار ،در مدار تنظيم شده آزمايش قرار مي گيرد و لذا امپدانس اضافي ناشي از اين هاديها منجر به کاهش جريان اتصال کوتاه به مقادير کمتري گردد.
عبارات و اصطلاحات در خصوص فيوزها مطرح مي باشد که در مراجع صنعتي مربوط به فيوزها نيز مي توان آنها را مشاهده نمود.
اضافه بار:
يک اضافه جريان يا جريان بيشتر از حالت عادي است که از مسير عادي جريان ،عبور نمايد.
جريان اتصال کوتاه :
يک اضافه جريان يا جريان بيش از جريان حالت عادي است که خارج از مسير عادي جريان مي شود و از مسير بار عبور نمي کند.
جريان حد آستانه:
حداقل جرياني است که فيوز به ازاي آن ،ويژگي محدود کنندگي جريان را از خود بروز مي دهد .
جريان نامي :
ميزان جريان AC موثر يا جريان DC است که فيوز مي تواند به طور پيوسته آن را عبور دهد بدون آنکه صدمه ببيند يا دماي آن از حد معيني که براي آن فيوز مشخص است بالاتر رود.
ولتاژ نامي :
ولتاژ ac موثر يا ولتاژdc که فيوز براي کار کردن در آن ولتاژ طراحي شده است. تمامي فيوزهاي فشار ضعيف را مي توان در ولتاژهاي پايين تر از ولتاژ نامي آنها به کار گرفت،ولي استفاده در ولتاژهاي بالاترازولتاژ نامي ميتواند خصرناک باشد.در جريان هاي اتصال کوتاه شديد،افزايش ولتاژ موجب ازدياد جرقه ،زمان زفع خطا و انرژي عبوري مي گردد.
زمان ذوب :
زمان مورد نياز براي ذوب جزء حساس به جريان به ازاي يک اضافه جريان مهين مي باشد.در صورتي که فيوز از نوع محدود کننده جريان باشد زمان ذوب مي تواند تقريباً برابر نصف کل زمان رفع خطا باشد.
کل زمان رفع خطا:
کل مدت زمان از لحظه شروع يک اضافه جريان مشخص تا لحظه قطع جريان در ولتاژ نامي مي باشد.اين زمان برابر جمع زمانهاي حداقل ذوب با توجه به حداکثر ميزان تغييرات آن وزمان قوص زدن است. در زمان هاي رفع خطاهاي بالاتر از نيم سيکل اساساً زمان رفع با حداکثر زمان ذوب فيوز ئر فيوز هاي فشار ضعيف برابر است.
ابعاد:
در گذشته ابعاد استاندارد فقط در NEC بيان مي شد. اما هم اکنون در استاندارد هاي UL و انجمن استانداردهاي کانادايي(CSA )نيز يافت مي شوند.
رشته فيوزي:
يک جزء يا اجزاءقابل تعويض که قسمت عمده يا کل قطعه عمده يا کل قطعه هدايت کننده را تشکيل مي دهد و پس از هر بار قطع کردن مدتر براي باز گرداندن فيوز به شرايط هملکرد عادي مي بايست اين قطعه تعويض گردد.
اتصال پل :
قسمت باريک رشته فيوزي که انتظار مي رود پيش از ساير قسمتها ذوب شود.يک رشته فيوزي ممکن است دو يا چند اتصال پل سري يا موازي با يکديگر داشته باشد. اندازه و شکل اتصال پل ،عامل تعيين کننده اي در مشخصه عملکرد فيوز تحت شرايط اضافه بار و جريان خطا است.
حلقه انتها :
ترمينال استوانه اي شکل فيوز که انتهاي فيوز را در بر مي گيرد.اين طراحي فقط در فيوزهاي فشار ضعيف تا جريان نامي A 60 به کار گرفته مي شود .حلقه انتها مي تواند از جنس برنج يا مس باشد و ممکن است توسط مواد گوناگوني پوشانده باشد.
لوله:
محفظه استوانه اي فيوزرا گويند که ممکن است از کاغذ مورق،الياف مخصوص،پوشش شيشه اي اشباع شده توسط ملامين،بيکلايت،شيشه،پلاستيک يا ساير مواد ساخته شده باشد.
فيوز محدود کننده جريان :
فيوز است که همه جريانهاي بالاتر از آستانه عملکرد خود تا حداکثر جريان قدرت قطع نامي را قطع نموده،زمان رفع خطا در ولتاژ نامي را به مدت زماني برابر يا کمتر از مدت سيکنال متقارن اول،و پيک جريان جريان مجاز عبوري را به مقداري کمتر پيک جرياني که در صورت جايگزيني فيوز با سيمي با امپدانس يکسان ،از مدار عبور مي نمود،محدود مي نمايد.مطابق مقاله ۲۴۰-۶۰b مربوط به NEC (NEPA 70-1999 )،پايه فيوزهاي مربوط به فيوزهاي محدود کننده جريان نبايد فيوزهاي غير محدود کننده جريان را در خود بپذيرند.
فيوز دو جرئي :
يک فيوز کاتريجي با دو يا چند جزءحساس به جريان داراي مشخصه هاي متفاوت که به صورت سري با يکديگردريک کاتريچ قرار گرفته اند. طراحي دو جزئي يک تکنيک ساخت است که اغلب براي دستيابي به مشخصه پاسخ تاخيري مورد نظر به کار گرفته مي شود.هنگامي که فيوزي داراي بر چسب دو جزئي است ،بدين معنا است که ويژگي هاي ذکر شده در استاندارد UL را براي مشخصه تاخيري پوشش مي دهد .
فيوز هاي يک بار مصرف :
در يک تعريف محافظه کارانه ، هر فيوز تجديد نا شدني را فيوز يک بار مصرف گويند. فيوز تجديد ناشدني ،فيوزي استکه پس از عملکرد ، بايد کل فيوز را تعويض نمود.
فيوزهاي تجديد شدني :
فيوزي است که جزء فيوزي آن که اغلب ازجنس فلز روي است ، مي تواند پس از قطع کردن فيوز ،تعويض گردد. اين فيوزها،به مرور زمان محبوبيت خود را از دست داده اند.زيرا در اين فيوزها ،امکان و احتمال جايگزيني رشته فيوزي با رشته اي با جريان نامي بالاتر يا رشته هاي چند گانه وجود دارد که در اين صورت خطرات استفاده از فيوز نا مناسب را به دنبال خواهد داشت.
فيوزهاي Plug :
فيوزهايي با ولتاژ نامي V 125 و جريان تا A 30 هستند.موارد استفاده آنها به مدارهاي داراي ولتاژ V 125 يا کمتر محدود مي شود. با اين وجود ،ممکن است اين فيوزها در مدارهاي داراي نوترال زمين شده که ولتاژ هاديهاي آن تا زمين از V 150 بالاتر نباشد تيز به کار گرفته مي شود.
انواع کلاس فيوزها:
استاندارد UL و انجمن استاندارد هاي کانادايي (CSA )
استانداردهاي UL 248-1-2000 و CSA C22.2 No. 248.1-2000 مشخصات عمومي فيوزهاي فشار ضعيف (V 1000 يا کمتر) را بيان مي کنند. شکل(۳۷-۲ ) دسته بندي فيوزهاي فشار ضعيف را مطابق اين استانداردها نشان مي دهد.
فيوز هاي کلاس H
فيوزهاي تجديد ناشدني کلاس H در استاندارهاي UL 248-6-2000 وCSA C22.2 و فيوزهاي تجديد شدني کلاس H استاندارد ،در UL 248-7-2000 وCSA C22.2 No. 248-7-2000 معرفي شدهاند.ايب فيوزها داراي ولتاژ نامي V 250 يا V 600 و جريان نامي A1 تا A 600 يا کمتر و قدرت قطع A 10000 هستند.اين فيوزها محدود کننده جريان نيستند .
فيوزهاي کلاس R
فيوزهاي کلاس R در UL 248-12-2000 وCSA C22.2 No. 248-12-2000 معرفي شدهاند. قدرت قطع جريان AC اين فيوزها ،تا A 200000 است. پايه فيوزهاي طراحي شده براي فيوزهاي کلاس R ،فيوزهاي کلاس H يا کلاس K يا هيچ کلاس ديگري را در خود نمي پذيرد.جريان هاي نامي اين فيوزها ،A1/0 تا A 600 در ولتاژ هاي نامي V 250 يا V 600 مي باشد.
فيوزهاي کلاس R مي توتنند با يا بدون تاخير زماني باشند. در صورتي که عنوان تاخيري يا هر عنوان مشابه ديگري روي آنها درج شده باشد،بايد به ازاي پنچ برابر جريان نامي،زمان عماکردي حدآقل برابر ۱۰ ثانيه داشته باشد. البته براي فيوزهاي کلاس R مربوط به انواع V 250 و جريان هاي A 0 تا A 30 ،حداقل عملکرد به ازاي پنچ برابر جريان نامي مي تواند به ۸ ثانيه کاهش يابد.
فيوزهاي تکميلي
UL 248-14-2000 و CSA C22.2 No. 14.2000 ، فور هاي شيشه اي ،مينياتوري، ميکرو و ساير انواع فيوزهاي نا شناخته را براي حفاظتهاي تکميلي معرفي مي کنند . اين استاندارد ها مربوط به فيوزهاي انشعاب بار نمي باشد.
فيوزهاي کلاس T
استاندادهاي UL 248-15-2000 و CSA C22.2 No. 248.15-2000 ، فيوزهاي محدود کننده جريان کلاس T را معرفي مي کنند. مشخصه اين فيوزها ،مشابه فيوزهاي کلاس J است.اما به لحاظ فيزيکي،کوچکتر هستند.جربان نامي آنها در هر دو واتاژ AC نامي V 300 و V 600 ،از ابعاد A 1 تا A 1200 تغيير مي کنند.همانند فيوزهاي محدود کننده جريان،اين فيوزها نيز داراي ابعاد خاصي هستند که قابل جايگزيني با فيوزهاي ديگر نيستند.فيوزهاي کلاس T ،قدرت قطع جريان AC موثر برابر A 200000 را دارا هستند.
فيوزهاي DC
مشخصات اختياري براي فيوزهاي dc ،در استاندارهاي UL 248-1-2000 و CSA C22.2 No. 248-1-2000 و ,UL 198L-1995 آورده شده اند.ولتاژهاي نامي dc غالبتر ،V 60 ،V125 ،V160 ،V250 ،V400،V500،V600 هستند. قدرتهاي قطع dc معمولتر نيز A10000،A20000،A50000،A100000،A150000،A200000 هستند. اين مشخصات شامل فيوزهاي کلاس C،کلاسCC،کلاس G،کلاس J،کلاس K،کلاس L،کلاس R،و کلاس T مي شود. UL 198M-1998 ،مشخصات فيوزهاي کلاس R،و کلاس K که براي حفاظت کابلهاي متحرک مدارهاي dc مورد استفاذه در معادن به کار مي روند رادر بر دارد.اين فيوزها،جريان نامي A600،با ولتاژنامي V300ياV600 دارند. حداکثر قدرت قطع dc اين فيوزها،A20000 است.
قدرت هاي قطع معمول
قدرتهاي قطع فيوزهاي فشار ضعيف، بر حسب جريان موثر متقارن،مطابق جدول (۸-۲)مي باشد.برخي فيوزهاي داراي ابعاد ومشخصات مطابق کلاس RK-1،کلاسJ و کلاس L ،تحت عنوان فيوزهاي با کاربرد خاص شتاخته مي شوند که قدرت قطعA300000دارند.
فيوزهاي دو جزئي و تاخيري
بر خلاف فيوزهاي تکرستهاي ،فيوزهاي دو جرئي و تاخيري مي توانند جهتتامين حفاظت اتصال کوتاه واضافه بار براي در معرض جربان هاي ضربهاي و اضافه بارهاي موقتي موتوري به مار گرفته شوندو نيازي به انتخابجريان نامي بالاتر ،جهت جلوگيرياز عملکرد نا مطلوب ندارد.
استفاده از فيوزهاي دو جريي مزاياي زيادي به همراه دارد.برخلاف فيوزهاي تک رشته اي،جريان نامي فيوزهاي دو جزئي تاخيري را مي توتن نزديکتر به جربان انتخاب کرد که نتيجه آن عملکرد بهتر به عنوان حفاظت اتصال کوتاه و حفاظت مطمئن اضافه بار در مدارهايي است که در معرض جريانهاي ضربهاي و اضافه فازهاي موقتي مي گيرند.از مزاياي کاربرد فيوزکوچکتر(نزديکتر به جريان بار)مي توان موارد زير را نام برد:
الف)کوچکتر شدن جريان نامي و ابعاد فيزيکي فيوز،پايه فيوز،نگهدارنده
ب)هزينه کمتر به دليل کاهش نامي تجهيزات و احتمالاً فضاي مورد نياز کمتر در تابلو
پ)حفاظت بهتر در بابر اتصال کوتاه و کاهش انرژي و جريان اتصال کوتاه مجاز عبوري
ت)کاهش خطرات ناشي از قوس الکتريکي
شکل زير يک فيوز دو جزئي کلاس RK1،A100و V600 را نشان مي دهد که مشخصه اي تاخيري،با ويژگي محدود کنندگي جريان و قدرت قطعA300000 دارد.فيوزواقعي,بدنه غير شفاف داشته ،ماده پر کننده مخصوصي از دانه هاي کوچک که خاموش کننده جرقه است،فضاي داخل آن را پر مي کند.
شکل زير،ساختمان داخلي فيوز دو جزئي کلاس RK1 را نشان مي دهد که دو بخش حساس به اضافه بار و حساس به اتصال کوتاه مجزا دارد.
شکل زير نشان ميدهد که تحت شرايط اضافه بار معين،فنر رها شونده،در آلياژفيوزي شکاف ايجاد نموده،اتصال را باز مي کند. اين شکل،مدلي از قطعه حساس به اضافه بار را قبل و بعد از عملکرد آن نشان مي دهد .اين قطعه،در دماي معيني که از عبور اضافه جريان بار حاصلمي شود عمل مي کند. در اين حالت فنر پيچيده شده تماس با قطعه حساس به اتصال کوتاه را قطع کرده،مدار را باز مي نمايد.
مزاياي فيوزهاي دو جرئي و تاخيري
فيوزهاي دو جزئي و تاخيري ،نسبت به فيوزهاي تک رشته اي و غير تاخيري،داراي مزاياي زير هستند:
الف)براي حفاظت خطاي زمين،اتصال کوتاه و اضافه بار موتور مناسب هستند.
ب)امکان استفاده از کليدهاي کوچکتر و ارزانتر را به وجود مي آورند.
پ)در مدارهايي که جريانهاي ضربه اي يا اضافه بارهاي موقت رخ مي دهند،درجه حفاظت بالاتري را فراهم مي کنند.
ت)امکان ممانعت ساده و بهبود يافته از خاموشي کل سيستم وجود خواهد داشت.
ث)حفاظت بهتري براي موتور در شرايط حرارت محيط به وجود مي آورند.