فیوز چیست؟ چگونه کار میکند؟ انواع فیوز در تابلو برق

فیوز یک عنصر حفاظتی ضروری در تابلو برق است که برای جلوگیری از آسیب به تجهیزات برقی در برابر جریان بیش از حد طراحی شده است. به عبارتی هدف از استفاده از فیوز در تابلو برق محافظت تجهیزات داخل تابلو در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار می‌باشد. فیوزها بر اساس عوامل مختلفی مانند نوع جریان، سرعت عمل و کاربرد به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. که در این مقاله به معرفی برخی از انواع فیوز می‌پردازیم.

استفاده فیوز در تابلو برق

فیوزها در تابلوهای برق برای محافظت از مدارها در برابر جریان بیش از حد استفاده می شوند. این اتفاق می تواند به دلایل مختلفی رخ دهد، از جمله:

• بار اضافی: هنگامی که وسایل یا لوازم الکتریکی زیادی به یک مدار وصل شوند، ممکن است جریانی بیشتر از ظرفیت آن مدار مصرف کنند.
• اتصال کوتاه: اگر اتصالی مستقیم بین سیم فاز و نول در یک مدار وجود داشته باشد، می تواند باعث افزایش ناگهانی جریان شود.
• خرابی دستگاه: یک وسیله معیوب یا خراب نیز می تواند جریان بیش از حد بکشد و باعث سوختن فیوز شود.

هنگامی که فیوز جریانی بیش از حد را تشخیص دهد، ذوب شده یا می سوزد و جریان برق را در مدار قطع می کند. این کار از آسیب بیشتر به مدار و به طور بالقوه کل سیستم برق جلوگیری می کند و همچنین خطر آتش سوزی های ناشی از برق را کاهش می دهد.

از مهمترین مزایای استفاده از فیوز در طراحی تابلو برق صنعتی و ساختمانی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ایمنی: فیوزها به محافظت در برابر خطرات الکتریکی و کاهش خطر آتش سوزی کمک می کنند.
• محافظت از مدار: آنها از مدارهای جداگانه در برابر آسیب ناشی از جریان بیش از حد محافظت می کنند.
• عیب یابی: سوختن فیوز می تواند نشان دهنده وجود مشکل در مدار باشد و به شناسایی و تعمیر آسان آن کمک کند.

در حالی که تابلوهای برق مدرن اغلب به جای فیوز از کلید محافظ (فیوز مینیاتوری) استفاده می کنند، فیوزها همچنان در برخی از تأسیسات قدیمی یا برای کاربردهای خاص مورد استفاده قرار می گیرد.

فیوز چیست؟

فیوزها دستگاه‌های ایمنی ساده‌ای هستند که به‌طور گسترده‌ای در مدارهای الکتریکی برای محافظت از جریان اضافی یا اضافه‌جریان (overcurrent) استفاده می‌شوند. اگر جریانی قوی‌تر از حد انتظار از مدار عبور کند، فیوز می‌سوزد و مدار را قطع می‌کند، که این امر باعث کاهش خطر گرمای بیش از حد، خطر برق‌گرفتگی و آتش‌سوزی می‌شود. به این فرآیند “پریدن مدار” (tripping a circuit) گفته می‌شود. نقطه‌ای که فیوز می‌سوزد، ظرفیت قطع (breaking capacity) آن نامیده می‌شود و پس از سوختن، جریان را متوقف کرده و به یک فیوز باز (open fuse) تبدیل می‌شود.

اضافه‌جریان می‌تواند ناشی از اتصالات کوتاه (short circuits) باشد (جایی که جریان از مسیر اشتباه عبور می‌کند)، خطاهای پیکربندی، قوس‌های الکتریکی (electrical arcs) و مشکلات مشابه. گرمای تولید شده ممکن است به اندازه‌ای باشد که عایق کابل‌ها ذوب شود.

تفاوت فیوز و کلید قطع‌کننده مدار چیست؟

فیوزها و کلیدهای قطع‌کننده مدار (circuit breakers) عملکرد مشابهی دارند – هر دو در صورت افزایش جریان یا اتصال کوتاه مدار الکتریکی را قطع می‌کنند. با این حال، تفاوت مهمی وجود دارد. کلیدهای قطع‌کننده مدار سوئیچ هستند و مانند همه سوئیچ‌ها، پس از اینکه فعال شدند، می‌توان آن‌ها را مجدداً تنظیم کرد. بیشتر فیوزها، اما، فقط یک‌بار قابل استفاده هستند. وقتی که می‌سوزند، باید تعویض شوند. آن‌ها به‌طور تعریف شده “حلقه ضعیف” (weak link) هستند – این طراحی عمدی است.

فیوزها ارزان هستند و می‌توان آن‌ها را به سرعت و آسانی تعویض (pull) کرد تا حداقل زمان توقف ایجاد شود. مهم است که مطمئن شوید مدلی با ظرفیت جریان (current rating) درست و سازگار با دستگاه خود استفاده کنید. این عدد نشان‌دهنده سطح جریانی است که فیوز قبل از سوختن می‌تواند تحمل کند.

شاخص‌های دیگر نیز وجود دارد. شاخص سرعت (speed rating) نشان می‌دهد که فیوز با چه سرعتی در پاسخ به جریان اضافی می‌سوزد؛ فیوز حساس‌تر گزینه ایمن‌تری است. افت ولتاژ (voltage drop) میزان ولتاژی است که به‌دلیل مقاومت در کابل‌ها از دست می‌رود – به عبارتی، زمانی که ولتاژ در انتهای یک مسیر کابل کمتر از ابتدای آن است. اگر ولتاژ بیش از حد از دست برود، برخی تجهیزات ممکن است به درستی کار نکنند.

همچنین بهتر است مقدار انرژی آزاد شده توسط فیوز در زمان سوختن بررسی شود. انرژی بیش از حد می‌تواند به دستگاه آسیب برساند و حتی خطرناک باشد.

جعبه فیوز چیست؟

جعبه‌های فیوز به‌طور اساسی به‌عنوان پنل‌های کنترل برای سیستم الکتریکی در یک محل خاص عمل می‌کنند. آن‌ها مکانی هستند که در آن توان ورودی به مدارهای جداگانه تقسیم می‌شود. معمولاً شامل یک سوئیچ مرکزی هستند که کنترل می‌کند:

• تأمین برق کل ملک
• تعدادی دستگاه جریان باقیمانده (RCD) که بلافاصله مدارهای الکتریکی را برای جلوگیری از شوک یا آسیب قطع می‌کنند
• فیوزها یا کلیدهای قطع‌کننده مدار برای هر مدار الکتریکی جداگانه

جعبه‌های فیوز دارای نام‌های جایگزین زیادی هستند، از جمله تابلوهای کنترل (control board panels)، تابلوهای توزیع (distribution boards)، پنل‌های قطع‌کننده (breaker panels)، تابلوهای فیوز (fuse boards)، و پنل‌های فیوز (fuse panels). جعبه‌های فیوز خانگی به‌طور متداول به واحدهای مصرف‌کننده (consumer units) معروف هستند.

واحد فیوز سوئیچی چیست؟

واحدهای فیوز سوئیچی (switch fuse units) جریان را توزیع می‌کنند و در عین حال از کابل‌ها و دستگاه‌ها در برابر آسیب ناشی از نوسانات برق در یک مدار الکتریکی خاص محافظت می‌کنند. واحدهای فیوز سوئیچی در ساختمان‌های صنعتی و تجاری و همچنین املاک مسکونی استفاده می‌شوند.

سه نوع اصلی وجود دارد:

1. واحدهای فیوز سیم‌پذیر (rewirable fuse units) شامل یک بانک فیوز یا کلید قطع‌کننده در یک محفظه فولادی مقاوم، به همراه اتصالات نیکل یا نقره بسیار رسانا هستند. رده‌های مختلف آمپر، از جمله 16، 32، 63، 100 و 200 آمپر موجود است.
2. واحدهای فیوز پرسلانی (porcelain fuse units) محافظت عالی در برابر اضافه‌بار الکتریکی و اتصالات کوتاه فراهم می‌کنند. طیفی از فیوزها برای تطبیق با رتبه‌بندی‌های توان مختلف موجود است.
3. واحدهای فیوز سوئیچ ترکیبی دوگانه (double break combination fuse switch units) مدلی با ظرفیت بالاتر است که برای اطمینان از تأمین برق پیوسته به ماشین‌آلات و لوازم استفاده می‌شود. یک قطع دوگانه (double break) که به‌عنوان سوئیچ دوگانه نیز شناخته می‌شود، یک اقدام ایمنی است که نیاز به فعال شدن دو قطب یا سوئیچ برای باز یا بسته شدن مدار دارد.

فیوز چگونه کار می‌کند؟

فیوزها اجزای بسیار ساده‌ای هستند. در داخل هر فیوز یک نوار یا سیم نازک فلزی وجود دارد که به آن مقاومت‌گر (resistor) می‌گویند و بخشی از مدار الکتریکی است. از فلزات مختلفی برای ساخت مقاومت‌گرها استفاده می‌شود. سیم مسی قلع‌دار (tinned copper wire) یک انتخاب محبوب است. این سیم مسی با یک لایه نازک قلع پوشانده شده است تا در برابر خوردگی محافظت شود.

این مقاومت‌گر در پاسخ به گرمای ناشی از جریان اضافی ذوب شده و مدار را قطع می‌کند و از جریان ولتاژ بالقوه خطرناک جلوگیری می‌کند. فیوزها جرقه، گاز یا تخلیه الکتریکی تولید نمی‌کنند.

انواع مختلف فیوزها

با توجه به اینکه فیوزها به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند، در مدل‌ها و ظرفیت‌های ولتاژ مختلف برای استفاده در تنظیمات صنعتی، تولیدی و الکترونیکی وجود دارند.

زمان سوختن هر نوع فیوز خاص به‌عنوان سرعت فیوز (fuse speed) شناخته می‌شود. سه سرعت اصلی فیوز موجود عبارتند از:

• فیوزهای فوق‌سریع (ultra-rapid fuses): معمولاً در مدارهای حساس و ترانزیستورها برای محافظت در برابر اتصالات کوتاه استفاده می‌شوند و تقریباً بلافاصله واکنش نشان می‌دهند. این فیوزها به‌عنوان فیوزهای بسیار سریع‌عمل‌کننده (Very Fast Acting)، فوق‌سریع (Super Rapid) و سرعت‌بالا (High-Speed) نیز شناخته می‌شوند.
• فیوزهای سریع‌عمل‌کننده (fast acting fuses): این‌ها فیوزهایی برای استفاده عمومی‌تر هستند که معمولاً در کابل‌ها و قطعات مقاوم‌تر استفاده می‌شوند. این فیوزها به‌عنوان فیوزهای سریع‌سوز (Fast Blow) یا فیوزهای نوع F (F-Type) نیز شناخته می‌شوند.
• فیوزهای کند‌عمل‌کننده (slow acting fuses) شامل یک مکانیسم تأخیری هستند که به جریان‌های الکتریکی ضعیف و کوتاه‌مدت اجازه عبور می‌دهند بدون اینکه فیوز بسوزد. این فیوزها به‌عنوان فیوزهای کند‌سوز (Slow Blow) یا فیوزهای تأخیری (Time Delay fuses) نیز شناخته می‌شوند. فیوزهای دو‌المنت (Dual Element fuses) دارای مکانیسم تأخیر با عملکرد بالاتر هستند.

کلیدهای قطع‌کننده مدار بیشتر جایگزین فیوزها در سیستم‌های الکتریکی خانگی شده‌اند.

در اینجا برخی از انواع اصلی فیوزها که در حال استفاده هستند:

• فیوزهای AC (AC fuses): این فیوزها مخصوص استفاده در مدارهای جریان متناوب (alternating current circuits) طراحی شده‌اند. آن‌ها نسبت به فیوزهای DC در برابر قوس‌های الکتریکی (electric arcs) مقاوم‌تر هستند و با منابع برق استاندارد ولتاژ بهتر سازگار هستند. همچنین معمولاً می‌توانند با ولتاژهای بالاتر کنار بیایند.
• فیوزهای DC (DC fuses): در مقابل، این فیوزها در مدارهای جریان مستقیم (direct current circuits) استفاده می‌شوند. رتبه‌بندی ولتاژهای اعلام شده برای این فیوزها حداکثرهایی هستند که نباید از آن‌ها تجاوز شود.
• فیوزهای استوانه‌ای (cylindrical fuse types): فیوزهای استوانه‌ای یک طراحی ساده دارند و بسیاری از مدل‌های پرکاربرد و شناخته‌شده در این دسته قرار می‌گیرند.
• فیوزهای HRC (HRC fuses): فیوزهای پرقدرت (high rupturing capacity – HRC) دارای یک کپسول شفاف در اطراف مقاومت‌گر مرکزی هستند. این کپسول معمولاً از نوعی ماده سرامیکی مقاوم به نام استیاتیت (steatite) ساخته می‌شود، اگرچه از رزین‌های اپوکسی نیز اکنون استفاده می‌شود.

فیوز مینیاتوری

فیوز مینیاتوری یا کلید خودکار مینیاتوری (MCB) یک وسیله الکتریکی خودکار است که برای محافظت از مدارهای الکتریکی در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه طراحی شده است. فیوزهای مینیاتوری یکی از انواع فیوز است که در ساخت تابلو برق و  سیستم‌های برقی ساختمان‌ها، صنایع و تجهیزات الکترونیکی استفاده می‌شوند. هنگامی که جریان عبوری از یک مدار از مقدار مجاز بیشتر شود (اضافه بار) یا اتصال کوتاهی در مدار رخ دهد، فیوز مینیاتوری به طور خودکار مدار را قطع می‌کند تا از آسیب دیدن تجهیزات و ایجاد خطر آتش‌سوزی جلوگیری کند. فیوز مینیاتوری که در تابلو برق استفاده میشود می تواند فیوز مینیاتوری تک فاز یا فیوز مینیاتوری سه فاز باشد در ادامه با انواع فیوز مینیاتوری و فیوزهای مینیاتوری تکفاز و سه فاز آشنا میشویم.

انواع فیوز مینیاتوری

MCBها بسته به نیاز دستگاه در فضاهای مختلف نصب می‌شوند. بنابراین، انواع مختلفی از MCBها را خواهید یافت که می‌توان برای طیف وسیعی از اهداف استفاده کرد. محبوب‌ترین انواع MCBها A، B، C، D، K و Z هستند. از این میان، رایج‌ترین آنها B، C و D هستند. این دسته‌ها اغلب بر اساس منحنی قطع یا ظرفیت‌های قطع آنها طبقه‌بندی می‌شوند.:

• فیوز مینیاتوری نوع B: این نوع اغلب در املاک مسکونی یا واحدهای صنعتی با مقیاس کوچک عملیات استفاده می‌شود. در چنین MCBهایی، قطع زمانی رخ می‌دهد که برق بیش از 5 برابر حد مجاز افزایش یابد. این MCBها به دلیل تحمل کمتر برای تغییرات ولتاژ، حساس‌ترین نوع محسوب می‌شوند. از آنجا که افزایش‌ها و نوسانات جریان در فضاهای مسکونی کمتر شدید هستند، بیشتر در چنین مناطقی استفاده می‌شود.
• فیوز مینیاتوری نوع C: این MCBها اغلب در افزایش‌های بیش از 10 برابر ظرفیت برق قطع می‌شوند. بنابراین، اینها به طور استراتژیک در دستگاه‌هایی که نیازهای مصرف برق بالایی دارند استفاده می‌شوند. اغلب MCBهای نوع C را در واحدهای تجاری و صنعتی خواهید یافت. موتورهای الکتریکی و روشنایی فلورسنت لوازم برقی هستند که در آنها از MCBهای نوع C استفاده می‌شود. آنها در مقایسه با MCBهای نوع B محافظت بالاتری ارائه می‌دهند و ظرفیت بالاتری برای تحمل افزایش‌ها دارند.
•  فیوز مینیاتوری نوع D: نوع D که کمترین حساسیت را دارد، ظرفیت افزایش 10 تا 20 برابر بالاتر از آستانه قدرت را دارد. اینها اغلب در دستگاه‌هایی مانند دستگاه‌های اشعه ایکس، موتورها و سایر تجهیزات با جریان‌های اولیه بالا استفاده می‌شوند. چنین لوازم گران قیمتی اغلب نیاز به محافظت اضافی از نوسانات ولتاژ و افزایش‌های برق دارند و بنابراین به ظرفیت بالا و MCB مقاوم نیاز دارند.

فیوز مینیاتوری تک فاز

کلید فیوزهای مینیاتوری تک فاز در دو نوع تک پل و دو پل هستند این فیوزها از مدارات تکفاز در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه محافظت می‌کنند. استفاده از فیوز مینیاتوری تک فاز دو پل باعث میشود که نول سیستم نیز دارای حفاظت باشد و امکان قطع نول نیز وجود داشته باشد. این فیوز در ساخت تابلو برق صنعتی کاربردی است.

فیوز مینیاتوری سه فاز

از کلید فیوزهای مینیاتوری سه فاز در مدارهای فرمان و قدرت سه فاز استفاده میشوند، فیوزهای مینیاتوری سه فاز می توانند سه پل یا چهار پل باشند. در مدارات سه فاز جهت حفاظت از مدار در مقابل اتصال کوتاه و نشتی جریان، برای جریان هایپایین(تا 125 آمپر) از کلیدهای مینیاتوری استفاده می شود. این فیوز در طراحی تابلو برق صنعتی کاربردی است.

فیوزهای مینیاتوری سه فاز و تک فاز دارای آمپرهای مختلف هستند، از این رو فیوزهای مینیاتوری را بر حسب آمپر می توان بصورت فیوزهای 2 آمپر، 4 آمپر، 6آمپر، 10 آمپر، 16 آمپر، 20 آمپر، 25 آمپر، 32 آمپر، 40 آمپر، 50 آمپر و 63 آمپر  تقسیم کرد.

فیوز HRC

فیوزهای HRC (High Rupturing Capacity) یا با ظرفیت قطع بالا دارای یک کپسول شفاف در اطراف مقاومت‌گر مرکزی هستند. این کپسول معمولاً از مواد سرامیکی محکم مانند استیاتیت (steatite) ساخته شده است، اگرچه اکنون از رزین‌های اپوکسی نیز استفاده می‌شود.

 

فیوزهای خودرویی

فیوزهای خودرو به‌عنوان دستگاه‌های حفاظتی برای بسیاری از اجزای الکتریکی در خودروهای مدرن عمل می‌کنند. انواع مختلفی از فیوزهای خودرویی وجود دارد، اما رایج‌ترین نوع آن‌ها فیوزهای تیغه‌ای (blade fuses) هستند. این فیوزها دارای یک یا چند تیغه هستند که در یک سوکت قرار می‌گیرند و آن‌ها را به راحتی قابل جابجایی و نصب مجدد می‌کنند. شش اندازه مختلف از این فیوزها وجود دارد.

فیوز با تگ پیچ‌شو (Bolted Tag Fuse)

فیوزهای تگ پیچ‌شو بخشی از یک دسته بزرگتر از فیوزها با تگ‌های فلزی برجسته هستند. آن‌ها دارای شکلی استوانه‌ای هستند و تگ‌ها به هر انتهای آن‌ها متصل شده و برای نصب در یک نگهدارنده فیوز پیچ می‌شوند. این فیوزها در تجهیزات مختلف صنعتی و الکتریکی استفاده می‌شوند و در اندازه‌ها و رده‌های جریان مختلف در دسترس هستند، اگرچه به‌طور معمول در مدارهای ولتاژ پایین استفاده می‌شوند.

 

فیوز فشنگی (Bottle Fuse)

فیوزهای فشنگی شکل هستند و دارای دو انتهای با اندازه‌های متفاوت می‌باشند. انتهای پایینی آن‌ها دقیقاً با سوراخ‌های پیچ در آداپتور مدار هماهنگ است، بنابراین هیچ فیوز دیگری نمی‌تواند در آن محل نصب شود. این فیوزها دارای نشانگری در سر خود هستند که وقتی فیوز می‌سوزد، پایین می‌آید تا نشان دهد که در مدار مشکلی رخ داده است. پس از این اتفاق، فیوز باید تعویض شود.

آن‌ها به‌عنوان فیوزهای دیازد (diazed fuses) نیز شناخته می‌شوند. مانند سایر فیوزها، آن‌ها نیز در اندازه‌ها و ولتاژهای مختلف در دسترس هستند. این فیوز در ساخت تابلو برق کاربردی است.

 

انواع فیوز فشنگی

فیوزهای فشنگی بر اساس سرعت عمل در قطع جریان به دو دسته اصلی فیوز فشنگی تندکار (Fast-Blow Fuse) و فیوز فشنگی کندکار (Slow-Blow Fuse) تقسیم می‌شوند. فیوز فشنگی تندکار بسیار سریع در برابر اضافه جریان واکنش نشان می‌دهد و مدار را قطع می‌کند. اما فیوزهای فشنگی کندکار جریان‌های زیاد را دیرتر از فیوز تندکار قطع می‌کند. فیوزهای کندکار برای محافظت از مدارهایی که در هنگام راه اندازی، جریان کشی بالایی دارند، مانند موتورهای الکتریکی، استفاده می‌شود. این فیوز به موتور اجازه می‌دهد تا به سرعت به دور نامی برسد بدون اینکه مدار قطع شود. فیوز تندکار با علامت اختصاری F و فیوز کندکار با علامت اختصاری G نشان داده می‌شوند.

اجزای اصلی فیوز فشنگی

یک فیوز فشنگی بطور معمول شامل اجزای زیر می‌باشد:

• کلاهک (Cap): این قسمت معمولاً از جنس عایق مانند سرامیک یا پلاستیک ساخته شده و وظیفه اتصال فیوز به مدار را بر عهده دارد. کلاهک معمولاً دارای رزوه یا پایه‌هایی است که به کمک آن به پایه فیوز یا هولدر متصل می‌شود.
• فشنگی (Element): قلب فیوز فشنگی محسوب می‌شود و از یک سیم نازک فلزی با نقطه ذوب پایین تشکیل شده است. این سیم معمولاً از آلیاژهایی مانند نقره یا مس ساخته می‌شود. هنگامی که جریان عبوری از فیوز از حد مجاز بیشتر شود، این سیم به دلیل گرمای تولید شده ذوب شده و مدار را قطع می‌کند.
• پایه (Base): این قسمت نیز مانند کلاهک از جنس عایق بوده و وظیفه اتصال فشنگی به مدار را بر عهده دارد. پایه معمولاً دارای پایه‌های فلزی یا رزوه‌هایی است که به کمک آن به کلاهک متصل می‌شود.

سایر اجزای جانبی (در برخی مدل‌ها):

• فیلر: ماده‌ای عایق مانند ماسه کوارتز است که اطراف سیم فشنگی را پر می‌کند. این ماده به خنک شدن سریع‌تر سیم پس از ذوب شدن کمک می‌کند و از ایجاد جرقه‌های طولانی جلوگیری می‌کند.
• پولک رنگی: برخی از فیوزهای فشنگی دارای یک پولک رنگی در انتهای کلاهک هستند. رنگ این پولک نشان‌دهنده جریان نامی فیوز است و به راحتی می‌توان فیوز مناسب را انتخاب کرد.

رنگپولک	جریان بر حسب آمپر
صورتی	2
قهوه ای	4
سبز	6
قرمز روشن	10
خاکستری	16
آبی	20
زرد	25
سیاه	35
سفید	50
مسی	63
نقره ای	80
قرمز تیره	100

فیوز کارتریجی (Cartridge Fuse)

فیوزهای کارتریجی شاید آشناترین و رایج‌ترین نوع فیوز باشند. کارتریج آن‌ها می‌تواند از مواد مختلف رسانا مانند شیشه، سرامیک و پرسلان ساخته شود. سیم مقاومت‌گر داخلی معمولاً از مس، نقره، آلومینیوم یا روی ساخته می‌شود.

فیوزهای کارتریجی دارای نقطه تماس در هر دو انتهای خود هستند و با تنظیمات ۲۴۰ ولت سازگار هستند. مانند سایر فیوزها، آن‌ها نیز در اندازه‌های مختلف از جمله فیوزهای کوچکتر با رده ۶۰ آمپر و کارتریج‌های تیغه‌ای بزرگتر با رده ۶۰۰ آمپر موجود هستند. آن‌ها سرعت بسیار بالایی دارند، ارزان هستند و به‌دلیل طراحی استوانه‌ای به راحتی قابل تعویض هستند. این فیوز در طراحی تابلو برق کاربردی است.

 

فیوز تگ‌دار وسط (Centered Tag Fuse)

فیوزهای تگ‌دار وسط دارای یک تگ هستند که از مرکز آن‌ها بیرون زده است. مدل‌های موجود شامل موارد زیر هستند:

– فیوزهای تگ تیغه وسط (Centre blade tag fuses)

– فیوزهای تگ پیچ‌شو وسط (Centre bolted tag fuses)

– فیوزهای تگ شکاف‌دار وسط (Centre slotted tag fuses)

فیوز تگ‌دار نصب‌شو (Hole Mounted Tag Fuse)

فیوزهای تگ‌دار نصب‌شو به این دلیل نام‌گذاری شده‌اند که دارای یک سوراخ رزوه‌دار در محفظه خود هستند که به راحتی می‌توان آن‌ها را به مکان خود پیچ کرد.

به‌طور معمول، فیوزهای تگ‌دار نصب‌شو برای حفاظت از مدارهای نیمه‌رسانا (semiconductor circuit protection) استفاده می‌شوند. نیمه‌رساناها موادی با رسانایی متوسط هستند – بین عایق‌ها که جریان را مسدود می‌کنند و رساناهای فلزی که اجازه جریان آزاد را می‌دهند.

فیوز تگ‌دار آفست (Offset Tag Fuse)

فیوزهای تگ‌دار آفست دسته‌ای از فیوزها هستند که دارای تگ فلزی در هر انتهای یک بدنه استوانه‌ای هستند. تگ‌ها ممکن است متقارن یا نامتقارن باشند و در یک نگهدارنده فیوز قرار می‌گیرند. سه طراحی مختلف تگ در این فیوزها استفاده می‌شود – شکاف‌دار (slotted)، پیچ‌شو (bolted) و تیغه‌ای (blade).

فیوز تگ‌دار شکاف‌دار (Slotted Tag Fuse)

فیوزهای تگ‌دار شکاف‌دار یک دسته از فیوزها هستند که شامل فیوزهای تگ‌دار وسط و فیوزهای تگ‌دار آفست می‌باشند. آن‌ها طراحی مشابهی با فیوزهای بطری دارند، اما با وجود شکافی در تگ برجسته، از فیوزهای بطری متمایز می‌شوند که در یک نگهدارنده یا اتصال دهنده می‌لغزند.

فیوز حرارتی (Thermal Fuse)

فیوزهای حرارتی در محیط‌هایی استفاده می‌شوند که تولید حرارت می‌کنند. مقاومت‌گر داخلی (resistor) زمانی که دمای اطراف به سطح خاصی می‌رسد، منفجر می‌شود و فیوز باید با فیوز جدید و کاملاً سازگار تعویض شود.

فیوزهای حرارتی دارای دو نوع درجه‌بندی دمای نگهداری (holding temperature) و دمای عملکرد (functioning temperature) هستند که هر دو بر حسب درجه سانتیگراد اندازه‌گیری می‌شوند. دمای نگهداری محدوده‌ای است که در آن فیوز بدون سوختن کار می‌کند. در حالی که دمای عملکرد دمایی است که فیوز در آن منفجر شده و مدار را قطع می‌کند.

فیوزهای حرارتی قابل تنظیم مجدد (resettable thermal fuses) نیز در دسترس هستند، اما معمولاً گران‌تر می‌باشند. این فیوزها در دستگاه‌های خانگی مانند دستگاه‌های قهوه‌ساز، خشک‌کن‌ها و سشوارها یافت می‌شوند.

فیوز SMD

دستگاه‌های سطح‌نصب (Surface Mount Devices یا SMD) اجزای الکتریکی هستند که روی سطح بوردهای مدار چاپی (PCBs) قرار می‌گیرند. فیوزهای SMD در دو نوع قابل تنظیم مجدد (resettable) و غیرقابل تنظیم مجدد (non-resettable) موجود هستند.

فیوزهای SMD غیرقابل تنظیم مجدد مانند دیگر انواع فیوزها عمل می‌کنند. مقاومت‌گر داخلی در صورت بروز اضافه‌جریان یا اتصال کوتاه ذوب می‌شود و مدار را قطع می‌کند. وقتی آن‌ها منفجر می‌شوند، باید تعویض شوند. اندازه‌ها، جریان‌ها و درجه‌بندی‌های دمایی مختلفی از این فیوزها وجود دارد و از مواد مختلفی از جمله سرامیک و پلاستیک‌های حرارتی (thermoplastics) ساخته می‌شوند.

در مقابل، فیوزهای SMD قابل تنظیم مجدد می‌توانند چندین بار استفاده شوند. آن‌ها به‌شیوه‌ای مشابه فیوزهای حرارتی قابل تنظیم مجدد عمل می‌کنند و در اندازه‌ها و ظرفیت‌های مختلف موجود هستند.

فیوز استرایکر (Striker Fuses)

فیوزهای استرایکر دارای یک دستگاه فنری ضربه‌زننده هستند که می‌تواند سوئیچ‌های مجاور را فعال کرده و همچنین نشان دهد که فیوز منفجر شده است.

فیوز نوع C (Type C Fuse)

فیوز نوع C در واقع نوعی قطع‌کننده مدار مینیاتوری (miniature circuit breaker یا MCB) است. MCBها نوعی قطع‌کننده مدار هستند که در مدارهای با توان پایین استفاده می‌شوند تا در صورت اضافه‌بار، جریان را قطع کنند. فیوزهای نوع C زمانی مدار را قطع می‌کنند که جریان بین ۵ تا ۱۰ برابر مقدار مجاز افزایش یابد، یعنی در حدود ۱۰۰ تا ۵۰۰ آمپر برای دستگاه‌های ۲۰ آمپر.

فیوز نوع D (Type D Fuse)

تعریف فیوز نوع D نیز یک قطع‌کننده مدار مینیاتوری است که زمانی که جریان بین ۱۰ تا ۲۰ برابر مقدار مجاز شود، مدار را قطع می‌کند. بنابراین، یک قطع‌کننده نوع D با رده ۱۶ آمپر زمانی مدار را قطع می‌کند که جریان بین ۱۶۰ تا ۳۲۰ آمپر برسد.

فیوز نوع F (Type F Fuse)

فیوزهای نوع F که به‌عنوان فیوزهای سریع‌عمل‌کننده یا سریع‌سوز (fast blow) نیز شناخته می‌شوند، به‌طور ویژه نسبت به اضافه‌جریان حساس هستند. این فیوزها معمولاً دارای یک لوله شیشه‌ای با کلاهک‌های فلزی هستند.

اندازه‌های استاندارد فیوز در انگلستان

فیوزها با طراحی و رده توان خود در کاربردها متمایز می‌شوند. این رده توان نشان‌دهنده حداکثر مقدار جریانی است که سیم فیوز قبل از سوختن می‌تواند تحمل کند. آمپر (amperes) واحد استاندارد بین‌المللی نیروی الکترومغناطیسی است.

هنگام انتخاب فیوز جدید، ضروری است که فیوزی مطابق با رده توان خود بیابید. فیوز باید به اندازه کافی سریع به نوسانات جریان واکنش نشان دهد تا از آسیب یا آتش‌سوزی جلوگیری کند. فیوزها باید دارای رده جریانی کمی بالاتر از جریان عملیاتی استاندارد دستگاه باشند. این به این معنی است که فیوز در هنگام نوسانات کم و بی‌ضرر منفجر نمی‌شود و مدار را قطع نمی‌کند.

۳ آمپر یکی از دو اندازه استاندارد فیوز در انگلستان است و معمولاً به رنگ قرمز است. این فیوزها برای طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها مناسب هستند، از جمله:

• لامپ‌ها
• لپ‌تاپ‌ها
• کامپیوترهای رومیزی
• دستگاه‌های فتوکپی
• چاپگرها
• هویه‌ها
• دریل‌های برقی

اندازه دوم برای استفاده در پریزهای دیواری فیوز ۱۳ آمپر است که با پوشش قهوه‌ای مشخص می‌شود. این فیوزها در دستگاه‌های با وات بالا تا حداکثر ۳۰۰۰ وات استفاده می‌شوند، از جمله:

• مایکروویوها
• کتری‌ها
• سرورهای کامپیوتری
• تجهیزات تست
• بخاری‌ها

فیوزهای ۵ آمپر همچنان در برخی تجهیزات قدیمی یافت می‌شوند، اما دیگر اندازه استاندارد نیستند.

سخن پایانی

در این مقاله در ابتدا با فیوز آشنا شدیم، فیوز یک تجهیز جهت حفاظت مدارات برقی و سیستم برق صنعتی و ساختمانی در برابر اضافه بار و جریان اتصال کوتاه است که به روشهای مختلف با توجه به نوع آن فیوز مدار را قطع کرده تا مانع از افزایش حرارت و آتش سوزی شود از طرفی دیگر انواع فیوز را بصورت مختصر شرح دادیم با کاربردهای فیوز بخصوص فیوز در تابلو برق بیشتر آشنا شدیم، سعی کردیم تصویر انواع فیوزها را در کنار توضیح آنها قرار دهیم. همچنین دو نوع پر کاربرد فیوز مورد استفاده در تابلو برق بنام های فیوزهای فشنگی و فیوز مینیاتوری را بیشتر مورد توجه قرار دادیم.

سوالات متداول

درجه‌بندی فیوز در یک دوشاخه باید چقدر باشد؟

درجه‌بندی فیوزی که در یک دوشاخه نصب می‌شود به توان دستگاهی که به آن متصل است بستگی دارد. فیوز باید با جریان‌هایی کمی بالاتر از جریان مورد نیاز دستگاه سازگار باشد.

اکثر دوشاخه‌های بریتانیایی با فیوز ۳ آمپر یا ۱۳ آمپر نصب می‌شوند. فیوزهای ۳ آمپر برای بسیاری از کالاها و ابزارهای خانگی کم‌مصرف، از جمله لامپ‌ها، تلویزیون‌ها و دریل‌ها استفاده می‌شوند. در همین حال، کالاهای پرمصرف‌تر مانند ماشین‌های لباسشویی، کتری‌ها و توسترها معمولاً نیاز به فیوز ۱۳ آمپر دارند.

وقتی یک فیوز می‌سوزد چه اتفاقی می‌افتد؟

وقتی فیوز می‌سوزد، بلافاصله برق مدار قطع می‌شود. این امر خطر آتش‌سوزی را کاهش می‌دهد و از آسیب به سیم‌کشی جلوگیری می‌کند. فیوز سوخته را می‌توان با ایمنی تعویض کرد بدون اینکه خطر برق‌گرفتگی وجود داشته باشد.

آیا جعبه‌های فیوز قدیمی غیرقانونی هستند؟

خیر. جعبه‌های فیوز قدیمی که به‌جای کلیدهای قطع‌کننده مدار، فیوز دارند یا دارای اجزای قدیمی هستند، غیرقانونی نیستند، اما ممکن است ایمن نباشند. بهتر است جعبه فیوز خود را توسط یک برق‌کار حرفه‌ای بررسی کنید و در صورت لزوم آن را تعویض کنید.

چگونه درجه‌بندی فیوز را محاسبه می‌کنید؟

می‌توانید از قانون اهم (Ohm’s Law) برای محاسبه درجه‌بندی فیوز مورد نیاز استفاده کنید. توان دستگاه متصل (بر حسب وات) را بر ولتاژ منبع تغذیه تقسیم کنید. اگر نتیجه یک عدد اعشاری است، آن را گرد کنید.

به‌عنوان مثال، اگر یک دریل الکتریکی که نیاز به فیوز جدید دارد، دارای توان ۷۰۰ وات است، این مقدار را بر ۲۳۰ (ولتاژ استاندارد شبکه بریتانیا) تقسیم کنید. نتیجه ۳٫۰۴ خواهد بود، بنابراین شما نیاز به فیوز ۳ آمپر برای دوشاخه دارید.

فیوز نوع D کجا نصب می‌شود؟

فیوزهای نوع D برای سیستم‌های روشنایی و گرمایش و سایر تجهیزاتی که مستعد نوسانات موقت جریان نیستند، انتخاب خوبی هستند.

منبع: uk.rs-online.com