फ़्यूज़ के प्रकार

प्रत्येक विद्युत प्रणाली आपूर्ति और खपत ऊर्जा के संतुलन पर काम करती है। जब किसी विद्युत परिपथ में वोल्टेज लगाया जाता है, तो यह परिपथ में एक निश्चित प्रतिरोध पर लगाया जाता है। परिणामस्वरूप, ओम के नियम के आधार पर, जिस कार्य की क्रिया होती है, उसके कारण एक धारा उत्पन्न होती है।

इन्सुलेशन दोष, असेंबली त्रुटियों, आपातकालीन मोड के मामले में, विद्युत सर्किट का प्रतिरोध धीरे-धीरे घटता है या तेजी से गिरता है। यह वर्तमान में एक समान वृद्धि की ओर जाता है, जो नाममात्र मूल्य से अधिक होने पर उपकरण और लोगों को नुकसान पहुंचाता है।

विद्युत ऊर्जा का उपयोग करते समय सुरक्षा के मुद्दे हमेशा प्रासंगिक रहे हैं और हमेशा प्रासंगिक रहेंगे। इसलिए, सुरक्षात्मक उपकरणों पर लगातार विशेष ध्यान दिया जाता है। इस तरह के पहले डिजाइन, जिन्हें फ़्यूज़ कहा जाता है, आज भी व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

विद्युत फ्यूज काम करने वाले सर्किट का हिस्सा है, इसे बिजली के तार के खंड पर काटा जाता है, इसे मज़बूती से काम के भार का सामना करना पड़ता है और सर्किट को अतिरिक्त धाराओं की घटना से बचाता है।यह फ़ंक्शन रेटेड वर्तमान के वर्गीकरण का आधार है।

ऑपरेशन के लागू सिद्धांत और सर्किट को तोड़ने की विधि के अनुसार, सभी फ़्यूज़ को 4 समूहों में बांटा गया है:

1. फ्यूसिबल लिंक के साथ;

2. विद्युत यांत्रिक डिजाइन;

3. इलेक्ट्रॉनिक घटकों के आधार पर;

4. ओवरकुरेंट की कार्रवाई के बाद गैर-रैखिक प्रतिवर्ती गुणों के साथ स्व-उपचार मॉडल।

हॉट लिंक

इस डिजाइन के फ़्यूज़ में एक प्रवाहकीय तत्व शामिल होता है, जो नाममात्र सेट मान से अधिक की कार्रवाई के तहत, ज़्यादा गरम होने और वाष्पित होने से पिघल जाता है। यह सर्किट से वोल्टेज को हटा देता है और इसकी सुरक्षा करता है।

फ़्यूज़िबल लिंक तांबे, सीसा, लोहा, जस्ता या कुछ मिश्र धातुओं से बने हो सकते हैं जिनमें थर्मल विस्तार का गुणांक होता है जो विद्युत उपकरणों के सुरक्षात्मक गुण प्रदान करता है।

स्थिर परिचालन स्थितियों के तहत विद्युत उपकरणों के तारों की ताप और शीतलन विशेषताओं को चित्र में दिखाया गया है।

डिज़ाइन भार पर फ़्यूज़ का संचालन इसके माध्यम से एक ऑपरेटिंग विद्युत प्रवाह के पारित होने और अपव्यय के कारण पर्यावरण को गर्मी को हटाने से धातु पर जारी गर्मी के बीच एक विश्वसनीय तापमान संतुलन बनाकर सुनिश्चित किया जाता है।

आपातकालीन मोड के मामले में, यह संतुलन जल्दी से बिगड़ जाता है।

फ्यूज का धातु वाला हिस्सा गर्म होने पर इसके सक्रिय प्रतिरोध का मान बढ़ा देता है। इसके परिणामस्वरूप अधिक ताप होता है क्योंकि उत्पन्न ऊष्मा I2R के मान के सीधे आनुपातिक होती है। उसी समय, प्रतिरोध और गर्मी उत्पादन फिर से बढ़ जाता है। पिघलने, उबलने और फ्यूज के यांत्रिक विनाश होने तक यह प्रक्रिया हिमस्खलन की तरह जारी रहती है।

जब परिपथ टूटता है, तो फ्यूज के अंदर एक विद्युत चाप होता है। पूर्ण रूप से गायब होने के क्षण तक, स्थापना के लिए खतरनाक वर्तमान इसके माध्यम से गुजरता है, जो नीचे दी गई आकृति में दिखाए गए विशेषता के अनुसार बदलता है।

फ़्यूज़ का मुख्य ऑपरेटिंग पैरामीटर समय के साथ इसकी विशेषता वर्तमान है, जो प्रतिक्रिया समय पर आपातकालीन वर्तमान (नाममात्र मूल्य के सापेक्ष) के एकाधिक की निर्भरता निर्धारित करता है।

आपातकालीन धाराओं की कम दरों पर फ़्यूज़ के संचालन को गति देने के लिए, विशेष तकनीकों का उपयोग किया जाता है:

• कम क्षेत्र के क्षेत्रों के साथ चर पार-अनुभागीय आकार बनाना;

• धातुकर्म प्रभाव का उपयोग करना।

टैब बदलें

जैसे-जैसे प्लेटें संकरी होती जाती हैं, प्रतिरोध बढ़ता जाता है और अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है। सामान्य ऑपरेशन में, इस ऊर्जा के पास पूरी सतह पर समान रूप से फैलने का समय होता है, और अधिभार के मामले में, संकीर्ण क्षेत्रों में महत्वपूर्ण क्षेत्र बनाए जाते हैं। उनका तापमान जल्दी से उस अवस्था में पहुँच जाता है जहाँ धातु पिघल जाती है और विद्युत परिपथ को तोड़ देती है।

गति बढ़ाने के लिए, प्लेटें पतली पन्नी से बनी होती हैं और समानांतर में जुड़ी कई परतों में उपयोग की जाती हैं। किसी एक परत के प्रत्येक क्षेत्र को जलाने से सुरक्षात्मक कार्य में तेजी आती है।

धातुकर्म प्रभाव का सिद्धांत

यह कुछ कम पिघलने वाली धातुओं की संपत्ति पर आधारित है, उदाहरण के लिए सीसा या टिन, उनकी संरचना में अधिक दुर्दम्य तांबा, चांदी और कुछ मिश्र धातुओं को भंग करने के लिए।

ऐसा करने के लिए, फंसे हुए तारों पर टिन की बूंदों को लगाया जाता है जिससे फ्यूज़िबल लिंक बनाया जाता है।तारों की धातु के अनुमेय तापमान पर, ये योजक कोई प्रभाव पैदा नहीं करते हैं, लेकिन एक आपातकालीन मोड में वे जल्दी से पिघल जाते हैं, आधार धातु के हिस्से को भंग कर देते हैं और फ्यूज के संचालन में तेजी लाते हैं।

इस पद्धति की प्रभावशीलता केवल पतले तारों पर प्रकट होती है और उनके क्रॉस-सेक्शन में वृद्धि के साथ काफी कम हो जाती है।

फ़्यूज़ का मुख्य नुकसान यह है कि जब यह चालू हो जाता है, तो इसे मैन्युअल रूप से एक नए से बदला जाना चाहिए। इसके लिए उनके स्टॉक को बनाए रखने की आवश्यकता है।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल फ़्यूज़

एक सुरक्षात्मक उपकरण को आपूर्ति तार में काटने और वोल्टेज को राहत देने के लिए इसके टूटने को सुनिश्चित करने का सिद्धांत फ़्यूज़ के रूप में इसके लिए बनाए गए विद्युत उत्पादों को वर्गीकृत करना संभव बनाता है। हालाँकि, अधिकांश इलेक्ट्रीशियन उन्हें एक अलग वर्ग में वर्गीकृत करते हैं और उन्हें बुलाते हैं परिपथ तोड़ने वाले या स्वचालित मशीनों के रूप में संक्षिप्त।

उनके संचालन के दौरान, एक विशेष सेंसर लगातार गुजरने वाले प्रवाह के मूल्य पर नज़र रखता है। एक महत्वपूर्ण मूल्य पर पहुंचने के बाद, एक नियंत्रण संकेत ड्राइव को भेजा जाता है - एक थर्मल या चुंबकीय रिलीज से चार्ज वसंत।

इलेक्ट्रॉनिक घटक फ़्यूज़

इन डिज़ाइनों में, डायोड, ट्रांजिस्टर या थाइरिस्टर्स के पावर सेमीकंडक्टर उपकरणों के आधार पर गैर-संपर्क इलेक्ट्रॉनिक स्विच द्वारा विद्युत सर्किट की सुरक्षा का कार्य किया जाता है।

इन्हें इलेक्ट्रॉनिक फ़्यूज़ (EP) या करंट कंट्रोल और स्विचिंग मॉड्यूल (MKKT) कहा जाता है।

एक उदाहरण के रूप में, आंकड़ा एक ट्रांजिस्टर फ्यूज के संचालन के सिद्धांत को दिखाते हुए एक ब्लॉक आरेख दिखाता है।

इस तरह के फ्यूज का नियंत्रण सर्किट प्रतिरोधक शंट से मापे गए करंट वैल्यू सिग्नल को हटा देता है।इसे संशोधित किया जाता है और पृथक अर्धचालक गेट के इनपुट पर लागू किया जाता है MOSFET प्रकार क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर. 

जब फ्यूज के माध्यम से करंट अनुमेय मान से अधिक होने लगता है, तो गेट बंद हो जाता है और लोड बंद हो जाता है। इस मामले में, फ़्यूज़ को स्व-लॉकिंग मोड में बदल दिया जाता है।

यदि सर्किट में बहुत अधिक वीडियो निगरानी का उपयोग किया जाता है, तो उड़ा हुआ फ़्यूज़ निर्धारित करना मुश्किल हो जाता है। इसे ढूंढना आसान बनाने के लिए, "अलार्म" सिग्नलिंग फ़ंक्शन पेश किया गया है, जिसे एलईडी के फ्लैश या ठोस या इलेक्ट्रोमेकैनिकल रिले को ट्रिगर करके पता लगाया जा सकता है।

ऐसे इलेक्ट्रॉनिक फ़्यूज़ तेज़-अभिनय हैं, उनका प्रतिक्रिया समय 30 मिलीसेकंड से अधिक नहीं है।

ऊपर चर्चा की गई योजना को सरल माना जाता है, इसे नए अतिरिक्त कार्यों के साथ महत्वपूर्ण रूप से विस्तारित किया जा सकता है:

• नाममात्र मूल्य के 30% से अधिक होने पर शटडाउन कमांड के गठन के साथ लोड सर्किट में वर्तमान की निरंतर निगरानी;

• शॉर्ट सर्किट या सिग्नल के साथ अधिभार के मामले में संरक्षित क्षेत्र को बंद करना जब लोड में वर्तमान सेट सेटिंग के 10% से ऊपर बढ़ जाता है;

• 100 डिग्री से ऊपर के तापमान के मामले में ट्रांजिस्टर के शक्ति तत्व की सुरक्षा।

ऐसी योजनाओं के लिए, उपयोग किए गए आईसीकेटी मॉड्यूल को 4 प्रतिक्रिया समय समूहों में बांटा गया है। सबसे तेज़ उपकरणों को श्रेणी «0» के रूप में वर्गीकृत किया गया है। वे 5 ms तक 50%, 1.5 ms में 300%, 10 μs में 400% द्वारा सेटिंग से अधिक धाराओं को बाधित करते हैं।

सेल्फ हीलिंग फ़्यूज़

ये सुरक्षात्मक उपकरण फ़्यूज़ से भिन्न होते हैं, जिसमें आपातकालीन लोड बंद होने के बाद, वे बार-बार उपयोग के लिए अपनी संचालन क्षमता बनाए रखते हैं।इसलिए उन्हें आत्म चिकित्सा कहा जाता था।

डिजाइन विद्युत प्रतिरोध के सकारात्मक तापमान गुणांक के साथ बहुलक सामग्री पर आधारित है। उनके पास सामान्य, सामान्य परिस्थितियों में एक क्रिस्टलीय जाली संरचना होती है और गर्म होने पर अचानक अनाकार अवस्था में बदल जाती है।

ऐसे फ्यूज की ट्रिपिंग विशेषता को आमतौर पर प्रतिरोध बनाम भौतिक तापमान के लघुगणक के रूप में दिया जाता है।

जब एक बहुलक में क्रिस्टल जाली होती है, तो यह बिजली का संचालन करने के लिए धातु की तरह अच्छा होता है। अनाकार अवस्था में, चालकता काफी कम हो जाती है, जो यह सुनिश्चित करती है कि असामान्य मोड होने पर लोड बंद हो जाता है।

इस तरह के फ़्यूज़ का उपयोग सुरक्षात्मक उपकरणों में बार-बार ओवरलोड की घटना को समाप्त करने के लिए किया जाता है जब फ़्यूज़ को बदलना या ऑपरेटर की मैन्युअल क्रियाएं मुश्किल होती हैं। यह कंप्यूटर प्रौद्योगिकी, मोबाइल गैजेट्स, मापने और चिकित्सा प्रौद्योगिकी, और वाहनों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले स्वचालित इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का क्षेत्र है।

स्व-रीसेटिंग फ़्यूज़ का विश्वसनीय संचालन परिवेश के तापमान और इसके माध्यम से बहने वाली धारा की मात्रा से प्रभावित होता है। इसके लिए जिम्मेदार होने के लिए, तकनीकी शर्तों को पेश किया गया है:

• ट्रांसमिशन करंट, जिसे +23 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर अधिकतम मूल्य के रूप में परिभाषित किया गया है, जो डिवाइस को ट्रिगर नहीं करता है;

• ऑपरेटिंग करंट, एक न्यूनतम मान के रूप में, जो एक ही तापमान पर, बहुलक को अनाकार अवस्था में संक्रमण की ओर ले जाता है;

• लागू ऑपरेटिंग वोल्टेज का अधिकतम मूल्य;

• प्रतिक्रिया समय, उस क्षण से मापा जाता है जब लोड बंद होने तक आपातकालीन करंट होता है;

• बिजली अपव्यय, जो पर्यावरण को गर्मी स्थानांतरित करने के लिए +23 डिग्री पर फ्यूज की क्षमता निर्धारित करता है;

• काम से जुड़ने से पहले प्रारंभिक प्रतिरोध;

• ऑपरेशन के अंत के 1 घंटे बाद प्रतिरोध पहुंचता है।

स्व-चिकित्सा रक्षकों के पास है:

• छोटे आकार;

• त्वरित प्रतिक्रिया;

• स्थिर नौकरी;

• अधिभार और अति ताप से उपकरणों की संयुक्त सुरक्षा;

• रखरखाव की कोई ज़रूरत नहीं है।

फ्यूज डिजाइन की किस्में

कार्यों के आधार पर, सर्किट में काम करने के लिए फ़्यूज़ बनाए जाते हैं:

• औद्योगिक प्रतिष्ठान;

• सामान्य उपयोग के लिए घरेलू बिजली के उपकरण।

क्योंकि वे विभिन्न वोल्टेज वाले सर्किट में काम करते हैं, बाड़ों को विशिष्ट ढांकता हुआ गुणों के साथ निर्मित किया जाता है। इस सिद्धांत के अनुसार, फ़्यूज़ को उन संरचनाओं में विभाजित किया जाता है जो काम करती हैं:

• कम वोल्टेज उपकरणों के साथ;

• 1000 वोल्ट तक और सहित सर्किट में;

• उच्च वोल्टेज औद्योगिक उपकरण सर्किट में।

विशेष डिजाइनों में फ़्यूज़ शामिल हैं:

• विस्फोटक;

• छिद्रित;

• चाप विलोपन के साथ जब सर्किट सूक्ष्म भरावों के संकीर्ण चैनलों में खुलता है या ऑटोगैस या तरल विस्फोट का निर्माण होता है;

• वाहनों के लिए।

फ़्यूज़ का सीमित फॉल्ट करंट एम्पीयर से किलोएम्पीयर के अंशों में भिन्न हो सकता है।

कभी-कभी इलेक्ट्रीशियन फ्यूज के बजाय आवास में एक कैलिब्रेटेड तार स्थापित करते हैं। इस विधि की अनुशंसा नहीं की जाती है, क्योंकि क्रॉस-सेक्शन के सटीक चयन के साथ भी, धातु या मिश्र धातु के गुणों के कारण तार का विद्युत प्रतिरोध अनुशंसित से भिन्न हो सकता है। ऐसा फ्यूज निश्चित रूप से काम नहीं करेगा।

एक और भी बड़ी गलती घर का बना "बग" का आकस्मिक उपयोग है।वे बिजली के तारों में दुर्घटनाओं और आग लगने का सबसे आम कारण हैं।