فیـــوزها

فيوز ها:

^{فيوز ها قديمي ترين وسيله هاي حفاظتي ميباشند كه از ابتداي عمر شبكه هاي برق تا كنون مورد استفاده قرار گرفته اند.اين ماندگاري ميتواند به سادگي قابل توجه آنها برگردد.فيوز در عبور جريان عادي شبكه واكنشي نشان نمي دهد اما وقتي جريان بيش از حد عادي عبور كند در زمان مشخص ذوب خواهد شد و مدار عبور جريان قطع خواهد شد.اين اضافه جريان داراي دو نوع است ،يكي اضافه جريان بر اساس اتصال كوتاه و ديگري اضافه جريان بر اساس اضافه بار است.}

^{فيوز تركيب توابع تشخيص،مقايسه و قطع را به همراه دارد.فيوز ها جهت محافظت از كابل ها،ترانسفورماتور ها،الكترو موتورها،خازن ها ،كنتاكتورها،تجهيزات الكترونيكي صنعتي و رله هاي الكترونيكي و محافظت شبكه هاي ولتاژ پايين و ولتاژ بالا مورد استفاده هستند كه اين نشان از پر كاربرد بودن فيوزها دارد.}

^{از ديگر مواردي كه از مزايا و حسن هاي فيوزها در صنعت بكار ميرود مكانيزم ساده آنها،قدرت قطع بالاي آنها،سرعت عملكرد و مشخصه Current limiting خوب آنها،اطمينان در عملكرد آنها،تعويض سريع آنها در سيستم آسيب ديده ،قيمت خوب و شرايط اقتصادي خوب،كاهش چشمگير در تلفات سيستم الكتريكي ما و انواع كاربرد آنها در صنعت امروزي است .}

^{در طراحي فيوزها،برخي از فيوزها كه به عنوان فيوز پشتيبان طراحي شده اند كه بايد به همراه وسيله حفاظتي ديگري مورد استفاده قرار بگيرند اين فيوزها قابليت ايجاد وقفه را ندارند و در مقابل اضافه جريان هيچ واكنشي نشان نمي دهند و فيوز فورا" آسيب ديده و ميسوزد.}

 ^{استاندارد مورد استفاده در فيوزها كه استاندارد كاربردي انها است،استاندارد IEC 60269  است كه داراي چهار بخش ميباشد:}

^{IEC 60269-1:Low voltage fuses,general requirement:}

^{اين استاندارد مربوط به فيوز هاي ولتاژ پايين با استفاده هاي كلي يا عمومي است ،كه از نظر كلاس بندي شامل دو دسته ميشود:}

^{-فيوز هايي كه براي حفاظت كابل و خط بكار ميرود،به اين فيوز ها كلاس gG ميگويند.}

^{-فيوزهايي كه براي حفاظت دستگاه ها الكتريكي بكار ميروند،اين فيوز ها داراي سه كلاس،aM,gTr,gB هستند.}

^{*حرف اول كه بصورت حروف كوچك انگليسي بكار ميرود، a ,g است وبراي تشخيص حالت قطع كنندگي آنها است:}

^{g:براي كاربرد هاي عمومي و جنرال بكار ميرود و از نظر حفاظتی دارای محدوده و رنج کاملی است.}

^{a:براي كاربرد هاي خاص است و از نظر حفاظتي داراي رنج و محدوده خاصي است ،از اين فيوز ها به عنوان فيوز هاي پشتيبان استفاده ميشود و حالت قطع كنندگي آن از يك جرياني بالاتر است.}

^{*حرف دوم كه بصورت حروف بزرگ انگليسي بكار ميرود و براي تشخيص نوع كاربرد آنها است و انواع مختلفي به شرح زيل دارد:}

^{براي حفاظت كامل ،براي فيوزها با حالت قطع كنندگيg:}

^{G:براي كار برد هاي معمول و عمومي است ،كه فيوزهاي مصارف عمومي، مخصوصا"رساناهاي معمولي از جمله كاربرد هاي اين دسته است (gG).مشخصه سابق اين فيوز ها gL, gF بود.}

^{M: از جمله كاربرد هاي اين دسته با اين مشخصه، حفاظت هاي موتوري است(gM).}

^{N:فيوزهاي سريع و بدون تاخير هستند كه مطابق با استاندارد آمريكاي شمالي است و براي مصارف عموي بكار ميرود(gN).}

^{D:فيوزهاي تاخيري هستند كه مطابق با استاندارد آمريكاي شمالي است و براي مصارف عمومي بكار ميرود(gD).}

^{R:براي حفاظت از نيمه هادي ها است (gR).}

^{Tr:از جمله كاربرد هاي اين دسته با اين مشخصه، حفاظت هاي ترانسفورماتور ها است(gTr).}

^{B:براي حفاظت ايستگاه هاي زير زميني بكار ميرود(gB).}

^{براي رنج هاي خاص حفاظتي ،براي فيوزها با حالت قطع كنندگيa:}

^{M:حفاظت الكترو موتورها فقط در برابر جريان هاي  اتصال كوتاه (aM).}

^{R:حفاظت نيمه هادي ها فقط در برابر جريان هاي  اتصال كوتاه (aR).}

^{*فيوز هاي aM سريع و مطمئن براي حفاظت موتورها و همين طور كابل ها  فقط در برابر اتصال كوتاه، با قدرت قطع100kA هستند.اگر از اين فيوز ها جايي استفاده كرديد كه حفاظت اضافه بار براي موتورها مد نظر است  اين نكته را در نظر بگيريد كه همراه اين فيوز بايد رله اضافه بار بي متال و كنتاكتور هم در نظر بگيريد چون اين نوع فيوز ها فقط مخصوص اتصال كوتاه است.}

^{*نکات خاص جهت انتخاب فیوز:
[فیوزهای تاخیری] بسته به کارکرد فیوز ، مشخصات مختلفی موجود و قابل انتخاب است. فیوزهای با مشخصه عملکرد سریع برای حفاظت در برابر اتصال کوتاه و همچنین در کاربردهای محدود سازی جریان مناسب هستند در حالیکه اضافه بارهای گذرای کوتاه مدت هم سبب فعال شدن آنها میگردد. بنابراین در مواردی که عملکرد مدار با اضافه بار کوتاه مدت همراه است معمولا از فیوزهای کندکار استفاده میشود.(فیوز هایی که در راه اندازی الکترو موتورها به کار می روند ،برای زمان کوتاه (زمان راه اندازی موتور)تحمل عبور جریان بیشتری را دارند به همین علت به آنها فیوز تاخیری ،موتوری یا کند سوز می گویند.فیوز های تاخیری معمولا با علامت حلزون و یا واژه trageبر روی آنهامشخص می شوند   
تفاوت مشخصه این فیوزها، به لحاظ تکنولوژی ساخت در نوع تیغه یا نوار فلزی بکار رفته در فیوز است. به صورتیکه حرارت تولید شده توسط جریان خطا در زمان طولانی تری سبب ذوب شدن تیغه می گردد.در جريان هاي زياد اتصال كوتاه اين فيوز aM است كه سرعت عمل سريع و زمان لازم براي قطع كم است ، كه به آن به نوعي فيوز تند كار ميگويند.فيوزهاي gG در جريان هاي راه اندازي(اضافه جريان معمولي) موتور ها و براي راه اندازي الكترو موتورها مورد استفاده قرار ميگيرد كه فيوز زمان بيشتري اضافه جريان را تحمل كند و بي جهت مدار را قطع نكند .( اين قسمت برگرفته شده از وبلاگ profuse است.}

^{طبقه بندي فيوزهاي فشار ضعيف براي مصارف و احتياجات عمومي طبق استاندارد IEC 60269-1،بخش اول آن،براي حالت هاي قطع كنندگي آنها دو كلاس a , g را به شما معرفي كرديم ،حال در اينجا ميخواهيم براي نوع ساختار و نوع طراحي فيزيكي آنها ،اين دو كلاس را طبقه بندي كنيم:}

^{NH System/فيوز ها و پايه فيوز هاي كاردي فيوز هاي با ولتاژ پايين اما توان بالا:در شبكه هاي فشار ضعيف با توان زياد از فيوز هاي فوق الذكر استفاده ميشود كه اين فيوز ها داخل پايه فيوزهايي قرار گرفته كه مجموعا" بنام كليد فيوز  يا فيوز ديسكانكتور ميباشد.اين فيوز ها داراي دسته اي مي باشد كه توسط آن فيوز ها را در جاي خود جا مي اندازند و يا خارج ميكند كه به آن فيوز كش ميگويند.}

^{Diazed System /فيوز ها و پايه فيوز هاي معمولي موسوم به فيوز فشنگي:اين فيوز ها شبيه به استوانه ميباشند و داخل استوانه فيوز يك فشنگ استوانه اي كوچك است كه سيم ويژه فيوز داخل مواد حرارت گير(سراميك يا خاك نرم كوارتز همراه با ماسه)قرار دارد،اين فيوز ها داراي كلاهكي هستند كه در پايه فيوز پيچ ميشود ،در كلاهك فشنگ فيوز پولك رنگي وجود دارد كه موقع ذوب شدن سيم پولك رنگين به طرف خارج باز ميشود و نشان دهنده آن است كه فيوز سوخته است.علامت اين فيوزها D است.}

^{Neozed System/فيوز ها و پايه فيوز كامپكت:علامت اين فيوز ها DO است.}

^{Cylindrical System/فيوز ها و پايه فيوز هاي استوانه اي:شكل ظاهري اين فيوزها استوانه اي يا لوله اي است كه به اين فيوزها فيوز سيگاري هم ميگويند كه داخل پايه ديسكانكتور يا فيوز كرير قرار ميگيرد.} 

^{Bs System/فيوز هاي موسوم به شاخكدار مطابق با استاندارد انگليسي.}

^{پس استاندارد IEC 60269-1 براي كاربرد هاي عمومي يا معمول ، استانداردIEC 60269-2  براي سيستم هاي صنعتي كه افرادي مجاز به استفاده از سيستم هستند،استاندارد IEC 60269-3 براي سيستم هاي خانگي كه افراد غير متخصص با آن سر و كار دارند، استاندارد IEC 60269-4 براي حفاظت وسايل نيمه هادي.}

^{*فیوزهای  با ولتاژ متوسط(HRC-high rupture capacity):}

^{فیوزهای  با ولتاژ متوسط 3.6 تا 36 کیلو ولت جهت حفاظت از وسایل و تجهیزات توزیع و پستها نظیر سکسیونر ها ،دیژنکتور ها و ترانسفور مر ها در مقابل اثرات دینامیکی و حرارتی اتصال کوتاه یا اضافه بار مورد استفاده قرار می گیرند این فیوز ها قابل استفاده در محیط سربسته و باز می باشند  و ظرفيت قطع دارند بالايي}

حفاظت موتورهای جریان متناوب

الف- موتور سنکرون

موتور سنکرون معمولا در صنایع سنگین به کار برده می شود و از این جهت قدرت آن زیاد و گاهی از 1MW نیز تجاوز می کند. وچون همه اتصالی ها و معایبی که در داخل ژنراتور سنکرون پیش می آید ، برای موتور سنکرون نیز صادق است، لذا اغلب وسایل حفاظتی ژنراتور به صورت ساده تری در حفاظت موتور سنکرون نیز به کار برده می شود. به ویژه رله اضافه بار در حفاظت متور سنکرون دارای اهمیت بیشتری می باشد. اما نظر به اهمین زیادی که رله اضافه بار در حفاظت موتورهای آسنکرون دارد، ما نیز طرز استفاده از رله اضافه بار را در مورد حفاظت موتور آسنکرون توضیح می دهیم.

ب- موتور آسنکرون

از آنجا که هر ماشینی را ممکن است به صورت موتور و یا ژنراتور به راه انداخت، لذا دستگاه های حفاظتی بدون توجه به مورد کاربرد ماشین(موتور یا ژنراتور) طرح ریزی می شود. البته ممکن است که یک موتور آسنکرون نیز اتصال زمین پیدا کند ولی اصولا برای موتور آسنکرون رله ویژه اتصال زمین یا اتصال بدنه در نظر گرفته نمی شود، بلکه تنها به وصل کردن بدنه موتور به زمین اکتفا می شود.

موتورهای آسنکرون بیشتر در اثر اتصال کوتاه و جریان زیاد خراب می شوند و زیان می بینند. جریان زیاد ممکن است در اثر بار زیاد از حد موتور از شبکه کشیده شود و یا در اثر متناسب نبودن ولتاژ شبکه پیش آید. موتورهای سه فاز در اثر دو فاز شدن برق موتور در ضمن کار نیز جریان می کشند.

قطع ولتاژ معمولا نمی تواند به موتور خسارت وارد کند، بلکه بیشتر برگشت غیر مترقبه و پیش بینی نشده ولتاژ ممکن است برای دستگاه هایی که توسط این موتور کار می کنند و حتی به متصدی مربوطه خسارات قابل توجهی وارد کند.

در موقع طرح ریزی رله های حفاظتی موتور آسنکرون با روتور قفسی باید به جریان راه اندازی که ممکن است از 6 برابر جریان نامی موتور نیز تجاوز کند توجه کامل نمود.

جریان راه اندازی موتورها متناسب با نوع آن ها در حدود 10 تا 20 ثانیه و گاهی بیشتر طول می کشد ته به حد نامی خود برسد و به این جهت باید رله جریان زیاد زمانی نیز در این مدت موتور را قطع نکند و بلاخره چون موتورهای آسنکرون با قدرت از چند دهم KW  تا چند MW  ساخته شده است باید در موقع طرح ریزی حفاظت موتور به قدرت موتور توجه ویژه نمود و متناسب با قدرت و ارزش و اهمیت موتور وسایل حفاظتی آن را در نظر گرفت.

                       حفاظت موتور در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار

1-     حفاظت توسط فیوز

فیوز به علت داشتن منحنی مشخصات  قطع مخصوص به خود، فقط به عنوان حفاظت اتصال کوتاه می تواند مفید باشد و به این جهت فقط موتورهای با قدرت کم توسط فیوز حفظت می شوند. برای اینکه فیوز هنگام شروع کار موتور باعث قطع جریان نشود، باید نخست برای حفاظت موتور از فیوز کندکار استفاده نمود و دوم اینکه جریان نامی فیوز را در حدود دو برابر جریان نامی موتور انتخاب کرد.برای حفاظت موتورهای آسنکرون فشار کم و قدرت متوسط و بزگ، خیلی کم از فیوز استفاده می شود.

موتورهای قدرت متوسط که دارای قدرت اتصال کوتاه زیاد می باشند، بیشتر به قیوز قدرت قطع زیاد( فیوزNH  وHH ) مجهز می شوند. بدینوسیله می توان  برای قطع و وصل به ه جای کلید قدرت از کلید بار که دارای قدرت قطع کمتریست استفاده کرد. فیوز با سیم ذوب شونده به علت اینکه جریان را پیش از اینکه به بیشینه شدت خود برسد قطع می کند، بر فیوزهای کلیدی(فیوز اتوماتیک) برتری دارد. و چون جریان اتصال کوتاه را سریع قطع می کند اثر دینامیکی جریان اتصال کوتاه نیز محدود می شود. در صورتی که فیوز فقط برای حفاظت موتور در مقابل اتصال کوتاه به کار برده می شود، باید جریان نامی آن قدری بیشتر از جریان راه اندازی موتور باشد.

2-     رله جریان زیاد

استفاده از فیوز برای حفاظت موتور آسنکرون این عیب را دارد که چون جریان نامی آن باید در حدود 2 برابر جریان نامی موتور پیش بینی شود(به علت جریان راه اندازی) لذا نمی تواند موتور را در مقابل اضافه بار حفاظت کند. از این جهت برای حفاظت موتورها اغلب از رله جریان زیاد زمانی و رله جریان زیاد تاخیری استفاده می شود. در موتورهای فشار ضعیف، رله جریان زیاد زمانی و رله جریان زیاد تاخیری و کلید هر سه تشکیل یک واحد رامیدهند و کلید موتوری نامیده می شوند.

در موتورهای فشار متوسط این رله ها به طور جداگانه از کلید نصب می شوند و فرمان قطع توسط مدار فرعی رله ها به کلید صادر می شود.

رله جریان زیاد تاخیری که برای حفاظت موتور در برابر بار زیاد به کار برده می شود معمولا از نوع رله حرارتی و یا رله اندوکسیونی با صفحه گردان می باشد زیرا منحنی مشخصات قطع این رله با جریان راه اندازی موتور هم آهنگی بیشتری دارد و زمان قطع آن نیز تا حدودی قابل تنظیم است. اما از آنجا که این رله ها گرانقیمت می باشند در مورد موتورهای کوچکتر بیشتر از رله بیمتال که دارای زمان قطع غیر قابل تنظیم می باشد استفاده می شود.