انواع فیوز در تابلو برق
هر ساله حوادث متعددی از جمله آتش سوزی به دلیل نقص فنی در تابلو برق ها رخ می دهد. طبق آمار، حدود 50 درصد آتش سوزی های سالانه ی کشور، منشاء برقی دارد. همچنین در سال 2025 در آمریکا، حوادث برقی جان 295 را گرفته و باعث مصدومیت 900 نفر شده اند. در نتیجه عدم توجه به میزان جریان مصرفی، انتخاب فیوز اشتباه، عدم رعایت نکات ایمنی و … می تواند منجر به حوادث جبران ناپذیری بشود.
فیوز چیست؟
فیوز که اولین بار توسط توماس ادیسون در سال 1890 میلادی اختراع شد، وسیله ای ساده اما پرکاربرد است که در تابلو برق به منظور حفاظت در برابر اضافه بار به کار می رود؛ برای مثال اگر جریانی بیشتر از جریان نامی از مدار عبور کند، فیوز می سوزد و جریان برق را قطع می کند. در نتیجه خطر برق گرفتگی و آتش سوزی به حداقل می رسد.
فیوز چگونه کار می کند؟
فیوز ساختار ساده ای دارد که با استفاده از یک سیم نازک دو سر فلزی را به یکدیگر متصل کرده و جریان را عبور می دهد. این سیم که معمولا از جنس مس می باشد دارای روکشی از جنس قلع است که در برابر زنگ زدگی از آن محافظت می کند. این مس در اثر گرمای حاصل از جریان اضافی ذوب شده و مدار را قطع می کند. به این صورت جلوی خطرات ناشی از اضافه بار را می گیرد.
چرا انتخاب فیوز مناسب در تابلو برق اهمیت بالایی دارد؟
کاربرد اصلی فیوز، حفاظت از تجهیزات صنعتی و جلوگیری از وقوع حادثه است. در صورتی که جریان عبوری از مدار با جریان نامی فیوز همخوانی نداشته باشد، مثلاً فیوز با آمپر پایین تری انتخاب کنید، جریان عبوری شما بی دلیل قطع شده و حفاظت از مدار مختل می شود. اگر هم فیوز با آمپر بالاتری از جریان عبوری انتخاب کنید، در صورت وقوع اتصال کوتاه یا اضافه بار، فیوز جریان را قطع نکرده و تجهیزات شما آسیب می بیند.
انواع فیوز در تابلو برق
فیوزها در تابلو برق به طور عمده از دو نوع فیوز میله ای و فیوز کارتریجی تشکیل می شوند. فیوزهای میله ای معمولا برای جریان های پایین و در مدارهایی با جریان متناوب کاربرد دارند. این فیوزها بهراحتی قابل تعویض هستند و در بسیاری از تابلوهای برق خانگی استفاده می شوند. فیوزهای کارتریجی بهطور معمول در سیستم های صنعتی و مدارهای با جریان بالاتر استفاده می شوند و دارای ظرفیت های بالاتر برای حفاظت از تجهیزات حساس هستند.
انواع فیوزها را می توان از دو منظر مختلف بررسی کرد: سرعت عملکرد و کاربرد. از نظر سرعت عملکرد، فیوزها به دو دسته کندکار و تندکار تقسیم می شوند. فیوزهای کندکار بیشتر برای مدارهایی که در آنها بارهای متناوب وجود دارد، مانند موتورها، استفاده می شوند زیرا این مدارها به هنگام راه اندازی ممکن است جریان زیادی را از خود عبور دهند که در این حالت فیوز کندکار نمی سوزد. در مقابل، فیوزهای تندکار در مدارهایی که نیاز به قطع سریع دارند، مانند مدارهای حساس به اضافه بار یا اتصال کوتاه، به کار می روند.
از نظر کاربرد، فیوزها ممکن است برای حفاظت از دستگاه های خاص یا به طور عمومی، برای محافظت از کل سیستم برق استفاده شوند. در ادامه انواع فیوز را با جزئیات بیشتری بررسی می کنیم.
انواع فیوز بر اساس سرعت عملکرد
فیوز تندکار
این فیوز ها که زمان عملکرد کوتاه تری دارند، به محض عبور جریان اضافی مدار را قطع می کنند. از این رو برای تجهیزات الکترونیکی، برد های کنترلی و لوازم روشنایی استفاده می شوند. فیوزهای فشنگی و شیشه ای از این دست فیوز ها هستند.
فیوز کندکار
این فیوز ها در برابر اضافه بار با تاخیر کوتاهی مدار را قطع می کنند. از این فیوزها برای مصارف صنعتی مانند الکترو موتور و ترانسفورماتور ها استفاده می شود. چرا که اضافه بار لحظه ای که حین راه اندازی موتور رخ می دهد، نباید باعث قطع شدن مدار شود. فیوز های کندکار نیز اضافه بار لحظه ای را تحمل کرده اما در صورت اتصال کوتاه، مدار را فوراً قطع می کنند.
موتوری را در نظر بگیرید که توان مصرفی آن 10 آمپر است. این موتور برای راه اندازی ممکن است تا پنج برابر جریان نامی، آمپر بکشد. فیوز تند کار در لحظه راه اندازی سوخته و از استارت موتور جلوگیری می کند. به همین دلیل باید از فیوز کندکار استفاده کرد.
انواع فیوز از نظر کاربرد
فیوز کاردی: که با نام های فیوز چاقویی، فیوز NH، کتابی و تیغه ای نیز شناخته می شود، نوعی فیوز یکبار مصرف است. این فیوز ها علاوه بر اضافه بار، قابلیت تشخیص اتصال کوتاه و قوس الکتریکی را دارند. ترمینال های این فیوز در دو سر آن واقع شده است و یک بدنه سرامیکی، محفظه ی خنثی کردن قوس الکتریکی را می پوشاند.
این محفظه که معمولا با خاک کوارتز پر شده، می تواند در زمان اتصال کوتاه، دمای محفظه را کاهش داده و قوس الکتریکی را مهار کند. المان ذوب شونده نیز داخل همین بدنه جای می گیرد و در مواقع عبور اضافه بار، مدار را قطع می کند. این نوع از فیوز های کاردی اکثراً در رنج 500 تا 1200 ولت و برای جریان های متفاوتی طراحی می شوند.
فیوز فشنگی
فیوز فشنگی در دو نوع تندکار و کند کار ساخته می شود. این فیوز با نام فیوز LS یا Bottle Fuse نیز شناخته می شود (به علت شکل ظاهری آن، فیوز بطری هم نامیده می شود). از دیگر ویژگی های ظاهری این فیوز وجود پولک های رنگی است که حداکثر جریان مجاز عبوری را مشخص می کند و در صورت سوختن فیوز، پولک از سر فشنگ می افتد و اپراتور را از بروز مشکل آگاه می کند. قسمت چینی فیوز که اصطلاحاً فشنگ یا پاترون فیوز نامیده می شود، سیم ذوب شونده را درون خود جای داده و در صورت گرمای بیش از حد جریان را قطع می کند.
فیوز های حرارتی
فیوز های حرارتی در محیط هایی به کار می رود که گرمای زیادی تولید می شود. زمانی که دما از حد مجاز فراتر برود، سیم یا مقاومت داخلی آن سوخته و می بایست با یک فیوز جدید جایگزین شود.
این فیوزها یک دمای کاری و یک دمای قطع دارند. دمای کاری یک فیوز حرارتی، دمایی است که در آن، فیوز می تواند به عملکرد خود ادامه داده بدون اینکه مدار را قطع کند. دمای قطع، نشانگر حداقل دمایی است که در آن فیوز سوخته و مدار را قطع می کند.
شما می توانید در لوازم خانگی نیز نمونه هایی از فیوز حرارتی را مشاهده کنید؛ از جمله خشک کن لباس، سشوار و دستگاه های قهوه ساز.
فیوز DC
برخلاف جریان های AC، قوس به وجود آمده در جریان DC قوی تر بوده و مهار آن سخت تر است. مثلا در جریان های متناوب AC فرکانس 50 یا 60 هرتز را داریم. این یعنی ولتاژ و جریان متناوباً در یک چرخه سینوسی جابجا می شوند، از قطب مثبت به صفر و سپس از صفر به قطب منفی می رسد. این یعنی که جریان برق بین 100 تا 120 بار در هر ثانبه به نقطه صفر می رسد که این موضوع شانس خنثی کردن قوس الکتریکی را تا حد زیادی افزایش می دهد.
در جریان مستقیم DC، خبری از حرکت سینوسی جریان برق نیست و جریان برق تناوبی ندارد. فیوزهای DC بدنه بزرگتری دارند که اجازه می دهد الکترودها با فاصله بیشتری از هم قرار بگیرند و در نتیجه فضای بیشتری برای مهار قوس داشته باشد. به همین دلیل فیوز های DC ابعاد بزرگتری نسبت به همتایان AC خود داشته و قیمت بالاتری نیز دارند.
فیوز HV (ولتاژ بالا – High Voltage)
فیوز های ولتاژ بالا در نیروگاه ها و برای حفاظت از ترانسفورماتور های برق استفاده می شوند. چون بریکر ها و کلید های قطع مدار، توانایی حفاظت از چنین مدارهایی را ندارند، فیوزهای ولتاژ بالا به گونه ای طراحی شده اند که خلاء موجود در این زمینه را پر کنند. این فیوزها برای کاربردهای رنج 1500 تا 13 کیلوولت مناسب هستند.
المنت به کار رفته در فیوزهای HV معمولا از جنس مس، نقره یا قلع می باشد و محفظه مهار قوس، با بوریک اسید پر می شود که توانایی مهار انفجار های احتمالی را دارد.
چگونه فیوز مناسب خود را انتخاب کنیم؟
اگرچه انتخاب فیوز مناسب و جریان نامی آن به عوامل متعددی از جمله محیط و دستگاه های به کار رفته بستگی دارد اما فرمول زیر نحوه انتخاب فیوز مناسب را توضیح می دهد
(توان / ولتاژ) * 1.25 = اندازه مجاز فیوز
توان به وات و سایز فیوز به آمپر محاسبه گردد.
برای درک بهتر این فرمول به مثال زیر توجه کنید.
دستگاهی را در نظر بگیرید که توان مصرفی آن 1000 وات بوده و به منبع تغذیه ای با ولتاژ 240 ولت متصل است. با در نظر گرفتن فرمول بالا چه فیوزی را می توان برای حفاظت از این دستگاه انتخاب کرد؟
در این مثال
(1000/240) x 1.25 ≈ 5.2 A
در این صورت یک فیوز 6 آمپر مناسب خواهد بود.
لازم به ذکر است که این فرمول یک تخمین برای مدارهای ساده مقاومتی است که به صورت یکسان و بدون فراز و نشیب زیادی آمپر می کشد.
از این فرمول نمی توان برای الکترو موتور ها، جریان های DC و ترانسفورماتور ها استفاده کرد چرا که در لحظه استارت این مدارها، تا چند برابر جریان نامی جریان کشی اتفاق می افتد.
تفاوت فیوز و بریکر چیست؟
فیوز ها و کلید های قطع مدار انواع مختلفی دارند و بسته به کاربرد و نیاز مشتری در اشکال گوناگونی ارائه می شوند. هرچند که هدف اصلی استفاده از هردو، حفاظت از مدار در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه می باشد اما مهم ترین تفاوت فیوز و کلید های قطع مدار از جمله کلید مینیاتوری می توان به یکبار مصرف بودن فیوز ها اشاره کرد درحالی که بریکر ها می توانند بعد از قطع مدار به حالت اولیه برگشته و مجدداً قابل استفاده هستند.
جعبه فیوز چیست؟
جعبه فیوز (Fuse Box) یک جعبه پلاستیکی یا فلزی است که محل قرارگیری فیوز ها و کلیدهای حفاظتی ساختمان است. این جعبه که نسخه خانگی و ساده تر تابلو برق های صنعتی محسوب می شود وظیفه محافظت از مدارها و وسایل برقی، توزیع منظم برق بین بخشهای مختلف ساختمان یا دستگاه و سهولت در امر تعمیر یا نگهداری فیوز ها را دارد
