फ्यूजचे प्रकार

प्रत्येक विद्युत प्रणाली पुरवठा केलेल्या आणि वापरलेल्या उर्जेच्या संतुलनावर कार्य करते. जेव्हा इलेक्ट्रिकल सर्किटवर व्होल्टेज लागू केले जाते, तेव्हा ते सर्किटमधील विशिष्ट प्रतिकारांवर लागू केले जाते. परिणामी, ओमच्या नियमावर आधारित, कोणत्या कार्याच्या कृतीमुळे विद्युत प्रवाह निर्माण होतो.

इन्सुलेशन दोष, असेंबली त्रुटी, आणीबाणी मोडच्या बाबतीत, इलेक्ट्रिक सर्किटचा प्रतिकार हळूहळू कमी होतो किंवा झपाट्याने कमी होतो. यामुळे विद्युतप्रवाहात संबंधित वाढ होते, जे नाममात्र मूल्यापेक्षा जास्त असताना, उपकरणे आणि लोकांचे नुकसान करते.

विद्युत उर्जेचा वापर करताना सुरक्षिततेच्या समस्या नेहमीच होत्या आणि असतील. म्हणून, संरक्षणात्मक उपकरणांवर सतत विशेष लक्ष दिले जाते. फ्यूज नावाचे पहिले डिझाईन्स आजही मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

इलेक्ट्रिक फ्यूज कार्यरत सर्किटचा एक भाग आहे, तो पॉवर वायरच्या भागावर कापला जातो, तो विश्वसनीयपणे कार्यरत भार सहन केला पाहिजे आणि सर्किटला जादा प्रवाह होण्यापासून संरक्षित केले पाहिजे.हे कार्य रेट केलेल्या प्रवाहाच्या वर्गीकरणाचा आधार आहे.

ऑपरेशनच्या लागू तत्त्वानुसार आणि सर्किट तोडण्याच्या पद्धतीनुसार, सर्व फ्यूज 4 गटांमध्ये विभागले गेले आहेत:

1. फ्यूसिबल लिंकसह;

2. इलेक्ट्रोमेकॅनिकल डिझाइन;

3. इलेक्ट्रॉनिक घटकांवर आधारित;

4. ओव्हरकरंटच्या क्रियेनंतर नॉन-लिनियर रिव्हर्सिबल गुणधर्मांसह स्वयं-उपचार करणारे मॉडेल.

हॉट लिंक

या डिझाईनच्या फ्यूजमध्ये एक प्रवाहकीय घटक समाविष्ट असतो जो नाममात्र सेट मूल्यापेक्षा जास्त विद्युत प्रवाहाच्या क्रियेने अतिउष्णतेमुळे वितळतो आणि बाष्पीभवन होतो. हे सर्किटमधून व्होल्टेज काढून टाकते आणि त्याचे संरक्षण करते.

तांबे, शिसे, लोह, जस्त किंवा विद्युत उपकरणांचे संरक्षणात्मक गुणधर्म प्रदान करणारे थर्मल विस्ताराचे गुणांक असलेल्या काही मिश्रधातूंपासून फ्यूसिबल लिंक्स बनवता येतात.

स्थिर ऑपरेटिंग परिस्थितीत विद्युत उपकरणांसाठी तारांची गरम आणि थंड वैशिष्ट्ये आकृतीमध्ये दर्शविली आहेत.

डिझाईन लोडवर फ्यूजचे ऑपरेशन मेटलवर सोडलेल्या उष्णतेच्या माध्यमातून ऑपरेटिंग विद्युत प्रवाह आणि विघटनामुळे वातावरणातील उष्णता काढून टाकण्याद्वारे विश्वसनीय तापमान संतुलन तयार करून सुनिश्चित केले जाते.

आणीबाणीच्या मोडच्या बाबतीत, हे संतुलन त्वरीत विस्कळीत होते.

फ्यूजचा धातूचा भाग गरम झाल्यावर त्याच्या सक्रिय प्रतिकाराचे मूल्य वाढवते. त्यामुळे निर्माण होणारी उष्णता I2R च्या मूल्याशी थेट प्रमाणात असल्यामुळे अधिक गरम होते. त्याच वेळी, प्रतिकार आणि उष्णता निर्मिती पुन्हा वाढते. फ्यूजचे वितळणे, उकळणे आणि यांत्रिक विनाश होईपर्यंत ही प्रक्रिया हिमस्खलनासारखी चालू राहते.

जेव्हा सर्किट तुटते तेव्हा फ्यूजच्या आत एक इलेक्ट्रिक आर्क असतो. पूर्ण गायब होण्याच्या क्षणापर्यंत, स्थापनेसाठी धोकादायक प्रवाह त्यातून जातो, जो खालील आकृतीमध्ये दर्शविलेल्या वैशिष्ट्यानुसार बदलतो.

फ्यूजचे मुख्य ऑपरेटिंग पॅरामीटर कालांतराने त्याचे वैशिष्ट्यपूर्ण प्रवाह आहे, जे प्रतिसाद वेळेवर आणीबाणीच्या वर्तमान (नाममात्र मूल्याच्या सापेक्ष) च्या गुणाकाराचे अवलंबन निर्धारित करते.

आपत्कालीन प्रवाहांच्या कमी दरात फ्यूजच्या ऑपरेशनला गती देण्यासाठी, विशेष तंत्रे वापरली जातात:

• कमी क्षेत्रासह व्हेरिएबल क्रॉस-सेक्शनल आकार तयार करणे;

• मेटलर्जिकल प्रभाव वापरून.

टॅब बदला

प्लेट्स अरुंद झाल्यामुळे, प्रतिकार वाढतो आणि अधिक उष्णता निर्माण होते. सामान्य ऑपरेशनमध्ये, ही उर्जा संपूर्ण पृष्ठभागावर समान रीतीने पसरण्यासाठी वेळ असते आणि ओव्हरलोडच्या बाबतीत, अरुंद ठिकाणी गंभीर क्षेत्रे तयार केली जातात. त्यांचे तापमान त्वरीत अशा स्थितीत पोहोचते जेथे धातू वितळते आणि इलेक्ट्रिकल सर्किट तोडते.

वेग वाढवण्यासाठी, प्लेट्स पातळ फॉइलपासून बनविल्या जातात आणि समांतर जोडलेल्या अनेक स्तरांमध्ये वापरल्या जातात. एका लेयरचे प्रत्येक क्षेत्र बर्न केल्याने संरक्षणात्मक ऑपरेशनला गती मिळते.

मेटलर्जिकल प्रभावाचे तत्त्व

हे काही कमी वितळणाऱ्या धातूंच्या गुणधर्मावर आधारित आहे, उदाहरणार्थ शिसे किंवा कथील, त्यांच्या संरचनेत अधिक अपवर्तक तांबे, चांदी आणि विशिष्ट मिश्र धातु विरघळतात.

हे करण्यासाठी, टिनचे थेंब अडकलेल्या तारांवर लावले जातात ज्यामधून फ्यूसिबल लिंक बनविली जाते.तारांच्या धातूच्या परवानगीयोग्य तपमानावर, हे ऍडिटीव्ह कोणताही प्रभाव निर्माण करत नाहीत, परंतु आणीबाणीच्या स्थितीत ते त्वरीत वितळतात, बेस मेटलचा काही भाग विरघळतात आणि फ्यूजच्या ऑपरेशनला प्रवेग प्रदान करतात.

या पद्धतीची प्रभावीता केवळ पातळ तारांवरच प्रकट होते आणि त्यांच्या क्रॉस-सेक्शनमध्ये वाढ झाल्याने लक्षणीय घटते.

फ्यूजचा मुख्य गैरसोय असा आहे की जेव्हा ते ट्रिगर केले जाते तेव्हा ते व्यक्तिचलितपणे नवीनसह बदलले जाणे आवश्यक आहे. यासाठी त्यांचा साठा राखणे आवश्यक आहे.

इलेक्ट्रोमेकॅनिकल फ्यूज

व्होल्टेजपासून मुक्त होण्यासाठी पुरवठा वायरमध्ये संरक्षक उपकरण कापून त्याचे ब्रेकिंग सुनिश्चित करण्याच्या तत्त्वामुळे यासाठी तयार केलेल्या इलेक्ट्रोमेकॅनिकल उत्पादनांचे फ्यूज म्हणून वर्गीकरण करणे शक्य होते. तथापि, बहुतेक इलेक्ट्रिशियन त्यांना वेगळ्या वर्गात वर्गीकृत करतात आणि त्यांना कॉल करतात सर्किट ब्रेकर किंवा स्वयंचलित मशीन म्हणून संक्षिप्त.

त्यांच्या ऑपरेशन दरम्यान, एक विशेष सेन्सर सतत उत्तीर्ण करंटच्या मूल्यावर लक्ष ठेवतो. गंभीर मूल्यापर्यंत पोहोचल्यानंतर, ड्राइव्हवर एक नियंत्रण सिग्नल पाठविला जातो - थर्मल किंवा चुंबकीय रिलीझमधून चार्ज केलेला स्प्रिंग.

इलेक्ट्रॉनिक घटक फ्यूज

या डिझाईन्समध्ये, डायोड, ट्रान्झिस्टर किंवा थायरिस्टर्सच्या पॉवर सेमीकंडक्टर उपकरणांवर आधारित इलेक्ट्रिकल सर्किटचे संरक्षण करण्याचे कार्य गैर-संपर्क इलेक्ट्रॉनिक स्विचद्वारे घेतले जाते.

त्यांना इलेक्ट्रॉनिक फ्यूज (EP) किंवा वर्तमान नियंत्रण आणि स्विचिंग मॉड्यूल (MKKT) म्हणतात.

उदाहरण म्हणून, आकृती ट्रान्झिस्टर फ्यूजच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत दर्शविणारा ब्लॉक आकृती दर्शविते.

अशा फ्यूजचे नियंत्रण सर्किट प्रतिरोधक शंटमधून मोजलेले वर्तमान मूल्य सिग्नल काढून टाकते.ते सुधारित केले जाते आणि वेगळ्या अर्धसंवाहक गेटच्या इनपुटवर लागू केले जाते MOSFET प्रकार फील्ड इफेक्ट ट्रान्झिस्टर. 

जेव्हा फ्यूजद्वारे प्रवाह परवानगीयोग्य मूल्यापेक्षा जास्त होऊ लागतो, तेव्हा गेट बंद होते आणि लोड बंद होते. या प्रकरणात, फ्यूज स्व-लॉकिंग मोडवर स्विच केला जातो.

सर्किटमध्ये भरपूर व्हिडिओ पाळत ठेवल्यास, उडवलेला फ्यूज निश्चित करणे कठीण होते. शोधणे सोपे करण्यासाठी, "अलार्म" सिग्नलिंग फंक्शन सादर केले गेले आहे, जे एलईडीच्या फ्लॅशद्वारे किंवा घन किंवा इलेक्ट्रोमेकॅनिकल रिले ट्रिगर करून शोधले जाऊ शकते.

अशा इलेक्ट्रॉनिक फ्यूज जलद-अभिनय आहेत, त्यांचा प्रतिसाद वेळ 30 मिलिसेकंदांपेक्षा जास्त नाही.

वर चर्चा केलेली योजना सोपी मानली जाते, ती नवीन अतिरिक्त फंक्शन्ससह लक्षणीयरीत्या विस्तारित केली जाऊ शकते:

• जेव्हा वर्तमान नाममात्र मूल्याच्या 30% पेक्षा जास्त असेल तेव्हा शटडाउन कमांडच्या निर्मितीसह लोड सर्किटमधील विद्युत् प्रवाहाचे सतत निरीक्षण;

• जेव्हा लोडमधील विद्युत प्रवाह सेट सेटिंगच्या 10% पेक्षा जास्त वाढतो तेव्हा शॉर्ट सर्किट किंवा सिग्नलसह ओव्हरलोडच्या बाबतीत संरक्षित क्षेत्र बंद करणे;

• 100 अंशांपेक्षा जास्त तापमानाच्या बाबतीत ट्रान्झिस्टरच्या उर्जा घटकाचे संरक्षण.

अशा योजनांसाठी, वापरलेले ICKT मॉड्यूल 4 प्रतिसाद वेळ गटांमध्ये विभागलेले आहेत. सर्वात वेगवान उपकरणे वर्ग «0» म्हणून वर्गीकृत आहेत. ते 5 ms पर्यंत 50% ने सेटिंग पेक्षा जास्त, 1.5 ms मध्ये 300%, 10 μs मध्ये 400% ने व्यत्यय आणतात.

स्वयं-उपचार फ्यूज

ही संरक्षक उपकरणे फ्यूजपेक्षा वेगळी आहेत कारण आपत्कालीन भार बंद केल्यानंतर, ते पुढील वारंवार वापरण्यासाठी त्यांची कार्यक्षमता टिकवून ठेवतात.म्हणूनच त्यांना स्व-उपचार म्हटले गेले.

डिझाइन पॉलीमर सामग्रीवर आधारित आहे ज्यामध्ये विद्युत प्रतिरोधक तापमान गुणांक आहे. त्यांच्याकडे सामान्य, सामान्य परिस्थितीत स्फटिकासारखे जाळीची रचना असते आणि गरम झाल्यावर ते अचानक अनाकार अवस्थेत बदलतात.

अशा फ्यूजचे ट्रिपिंग वैशिष्ट्य सामान्यत: सामग्रीचे तापमान विरुद्ध प्रतिकारांचे लॉगरिथम म्हणून दिले जाते.

जेव्हा पॉलिमरमध्ये क्रिस्टल जाळी असते, तेव्हा ते धातूप्रमाणे वीज चालवणे चांगले असते. आकारहीन अवस्थेत, चालकता लक्षणीयरीत्या कमी होते, ज्यामुळे असामान्य मोड येतो तेव्हा लोड बंद केले जाते याची खात्री होते.

जेव्हा फ्यूज बदलणे किंवा ऑपरेटरच्या मॅन्युअल कृती करणे कठीण असते तेव्हा वारंवार ओव्हरलोडची घटना दूर करण्यासाठी अशा फ्यूजचा वापर संरक्षणात्मक उपकरणांमध्ये केला जातो. हे संगणक तंत्रज्ञान, मोबाइल गॅझेट्स, मोजमाप आणि वैद्यकीय तंत्रज्ञान आणि वाहनांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जाणार्‍या स्वयंचलित इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचे क्षेत्र आहे.

सेल्फ-रीसेटिंग फ्यूजचे विश्वसनीय ऑपरेशन सभोवतालचे तापमान आणि त्यातून वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाच्या प्रमाणात प्रभावित होते. लेखाजोखा करण्यासाठी, तांत्रिक अटी सादर केल्या गेल्या आहेत:

• ट्रान्समिशन करंट, +23 अंश सेल्सिअस तापमानात कमाल मूल्य म्हणून परिभाषित केले जाते, जे डिव्हाइसला ट्रिगर करत नाही;

• ऑपरेटिंग करंट, किमान मूल्य म्हणून, जे समान तापमानात, पॉलिमरचे अनाकार स्थितीत संक्रमण करते;

• लागू केलेल्या ऑपरेटिंग व्होल्टेजचे कमाल मूल्य;

• प्रतिसाद वेळ, लोड बंद होईपर्यंत आणीबाणीचा प्रवाह येण्याच्या क्षणापासून मोजला जातो;

• उर्जा अपव्यय, जे वातावरणात उष्णता हस्तांतरित करण्यासाठी +23 अंशांवर फ्यूजची क्षमता निर्धारित करते;

• कामाशी कनेक्ट करण्यापूर्वी प्रारंभिक प्रतिकार;

• ऑपरेशन संपल्यानंतर प्रतिकार 1 तासापर्यंत पोहोचतो.

स्वयं-उपचार संरक्षक आहेत:

• लहान आकार;

• जलद प्रतिसाद;

• स्थिर नोकरी;

• ओव्हरलोड आणि ओव्हरहाटिंगपासून डिव्हाइसेसचे एकत्रित संरक्षण;

• देखभाल करण्याची गरज नाही.

फ्यूज डिझाइनचे प्रकार

कार्यांवर अवलंबून, सर्किटमध्ये काम करण्यासाठी फ्यूज तयार केले जातात:

• औद्योगिक प्रतिष्ठापन;

• सामान्य वापरासाठी घरगुती विद्युत उपकरणे.

ते वेगवेगळ्या व्होल्टेजसह सर्किट्समध्ये कार्यरत असल्यामुळे, वेष्टन विशिष्ट डायलेक्ट्रिक गुणधर्मांसह तयार केले जातात. या तत्त्वानुसार, फ्यूज कार्य करणार्या संरचनांमध्ये विभागले गेले आहेत:

• कमी व्होल्टेज उपकरणांसह;

• 1000 व्होल्ट पर्यंत आणि त्यासह सर्किटमध्ये;

• उच्च व्होल्टेज औद्योगिक उपकरणे सर्किट्समध्ये.

विशेष डिझाइनमध्ये फ्यूज समाविष्ट आहेत:

• स्फोटक;

• छिद्रित;

• जेव्हा सर्किट सूक्ष्म-दाणेदार फिलर्सच्या अरुंद चॅनेलमध्ये उघडते किंवा ऑटोगॅस किंवा द्रव स्फोट तयार होते तेव्हा आर्क विलुप्त होते;

• वाहनांसाठी.

फ्यूजचा मर्यादित दोष प्रवाह अँपिअरच्या अपूर्णांकांपासून किलोअँपिअरपर्यंत बदलू शकतो.

कधीकधी इलेक्ट्रिशियन, फ्यूजऐवजी, गृहनिर्माणमध्ये कॅलिब्रेटेड वायर स्थापित करतात. या पद्धतीची शिफारस केलेली नाही, कारण क्रॉस-सेक्शनच्या अचूक निवडीसह देखील, धातू किंवा मिश्र धातुच्या गुणधर्मांमुळे वायरचा विद्युत प्रतिकार शिफारस केलेल्यापेक्षा भिन्न असू शकतो. असा फ्यूज निश्चितपणे कार्य करणार नाही.

याहूनही मोठी चूक म्हणजे होममेड "बग्स" चा अपघाती वापर.इलेक्ट्रिकल वायरिंगमध्ये अपघात आणि आग लागण्याचे ते सर्वात सामान्य कारण आहेत.