منبع پایان نامه : دانلود پروژه رشته برق درباره فيوز هاي الكتريكي – قسمت دوم

دانلود پایان نامه

اين فيوزها همچنين كل      i2t كه در اثناي عملكرد فيوز قابليت عبور دارد را محدود مي كنند. مشخصه اين نوع فيوز در شكل (2-15) نشان داده شده می باشد.

اين نوع فيوزها در زمان قطع کردن مدار مقدار زيادي انرژي داخل كپسول خود آزاد مي كنند و فيوز بايستي بتواند اين مقدار انرژي را بدون خرابي جذب كند. مقدار انرژي كه بايستي توسط سيم فيوز جذب گردد مي تواند از طريق روابط زير حساب گردد. در اثناي قوس الكتريكي روابط و معادلات مدار به صورت زير حاكم مي باشند( به شكل 2-10) مراجعه گردد)

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

(2)  

با ضرب كردن در i و مرتب كردن ارتباط زير بدست مي آيد:

با انتگرال ارتباط بالا در زمان ta كه همان زمان قوس الكتريكي می باشد ارتباط زير به دست مي آيد:

(3)  

جائي كه:

مقدار انرژي قوس الكتريكي كه توسط سيم فيوز جذب مي گردد

مقدار انرژي كه توسط منبع در زمان قوس الكتريكي داده مي گردد

مقدار انرژي كه در مقاومت منبع- مدار به هدر مي رود

مقدار انرژي ذخيره شده القائي در منبع- مدار در آغاز قوس الكتريكي ( وقتي جريان      io مي باشد)

مقدار جريان انتظاري در اقدام نتيجة خطاها و عيوبي می باشد كه در نقاط مختلف سيستم قدرت اتفاق مي افتند. از آنجائيكه خطاهاي مختلف با معادل امپدانسي مختلف در اقدام داراي نسبت تقريباً ثابتي مي باشند، در هنگام تست فيوز نيز مقدار امپدانس منبع را طوري تغيير مي دهند كه مقدار هميشه ثابت باشد. تحت اين شرايط تغييرات براي يك سيم فيوز در شكل (2-16) نشاند داده شده می باشد.

هر سه منحني يك پيك را نشان مي دهند. دليل وجودي اين پيك ها بقرار زير می باشد:

الف- پيك در EL

براي مقادير پايين جريان انتظاري، مقدار جريان در آغاز قوس    (io) پايين می باشد بنابراين

پايين خواهد بود. همانطور كه جريان انتظاري زياد مي گردد   ioزياد شده و سپس EL افزايش مي يابد. بهر حال افزايش در جريان انتظاري در هنگام تست با كم كردن L به دست مي آيد، و سرانجام نقطه اي مي رسد كه كاهش در L تأثير زيادتري از افزايش در

io دارد( بنا به طبيعت محدود كنندة جريان فيوز) EL شروع به افت مي كند.

ب- پيك در ES

زیرا مي باشد روشن می باشد كه براي به دست آوردن مقدار بالاي ES هم u(t) و هم i بايستي در مدت زمان قوس الكتريكي  ta مقدار بالائي داشته باشند و همچنين مدت زمان قوس زياد باشد. براي اينكه اين اتفاق بيافتد ذوب شدن المنت بايستي درست قبل از پيك ولتاژ تغذيه انجام گردد و اين فقط در يك محدوده معين و بحراني جريان انتظاري اتفاق خواهد افتاد.

بطريقي ديگر مي توان گفت كه با زياد کردن جريان انتظاري آغاز مقدار ES افزايش مي يابد چرا كه جريان در اثناي قوس زياد شده می باشد تا اينكه به يك حد معين از جريان برسيم كه از آن به بعد اثر زياد شدن جريان با كاهش در زمان قوس الكتريكي    (ta) پس زده مي گردد و در نتيجه ES كاهش مي يابد.

اينكه زمان قوس با افزايش جريان انتظاري كاهش مي يابد از ارتباط (1) مشخص می باشد چرا كه اگر فيوز از نوع محدود كنندة جريان باشد مقدار می باشد و با در نظر داشتن اينكه وقتي جريان بالاست مقدار L كم می باشد نتيجه مي گيريم كه مقدار منفي بالائي خواهد داشت كه نشان مي دهد كه زمان قوس كاهش يافته می باشد

ج- پيك در EA

زیرا كوچك مي باشد پيك هاي قوياً در شكل منحني كل انرژي قوس الكتريكي EA همانطوريكه در شكل (2-17) نشان داده شده می باشد تأثير خواهند گذاشت.

جريان انتظاري مربوط به مدار پيك EA ( كه در شكل 2-17) به عنوان I2 نشان داده شده می باشد) مشكل ترين مقدار جريان خطاست كه فيوز در شرايط اتصال كوتاه مدار بايستي قطع كند يعني جريانهاي انتظاري بالا) اما از جريان I2 به بالا مقدار انرژي قوس الكتريكي كاهش مي يابد و بنابراين مثل اینکهً مي توان فيوز را با جريانهاي شكست خيلي بالاتري مورد بهره گیری قرار داد. اما در جريان I1 نيروهاي الكترو مغناطيسي باعث تخريب فيوز خواهند گردید. بنابراين ظرفيت شكست فيوز در جريان    I1 محدود مي گردد.

شكل ( 2-17) چگونگي تغييرات كل انرژي قوس الكتريكي با جريان انتظاري براي يك سيم فيوز فشار قوي HV(1) محدود كننده جريان را نشان مي دهد. در ناحيه اتصال كوتاه، ماكزيمم جريان شكنندة I1 و جريان بحراني   I2 ( انرژي ماكزيمم قوس) همانطوري كه در موردشان صحبت گردید وجود دارند. اگر جريان انتظاري را كاهش دهيم، همانطور كه انتظار مي رود آغاز انرژي قوس الكتريكي مي كند، اما در جريانهاي پايين انرژي قوس الكتريكي دوباره شروع به بالارفتن مي كند وقتي جريان مساوي جريان حداقل فيوز مي گردد انرژي قوس زياد مي گردد و مي تواند حدوداً با انرژي حداكثر كه با جريان اتصال كوتاه بحراني I2 به وجودآمده می باشد برابري كند. مشكلي كه در قطع جريانهاي پايين هست معلول انتقال از تعدد قوس به يك قوس در زمان كاهش جريان مي باشد. در شرايط قوس واحد، ولتاژ قوس اوليه به اندازه اي نيست كه كاهش قابل ملاحظه اي را در جريان مدار به وجود آورد. ولتاژ قوس همچنانكه طول قوس با سوختن المنت زياد مي گردد روي هم انباشته مي گردد، اما اين پروسه به علت پايين بودن جريان نسبتاً آهسته مي باشد. سرانجام با تلفيق پديده سوخت به عقب و ازدياد فشار در كپسول،ولتاژ قوس ممكن می باشد به اندازه اي زياد گردد كه خاموش سازي قوس را نتيجه دهد. بهر حال اين مورد با فيوزهاي محدود كنندة جريان ولتاژ بالاغير محتمل مي باشد،چرا كه ولتاژ اوليه نسبت به ولتاژ تغذيه كوچك می باشد. بيشتر فيوزهاي ولتاژ بالا نمي توانند جرياني را كه زير حداقل قطع باشد قطع كنند كه اين مقدار در شكل(2-17) به عنوان I2 نشان داده شده می باشد.

با در نظر داشتن موضوع بالا بيشتر فيوزهاي ولتاژ پايين قابليت قطع جريان در كل محدوده جرياني خود يعني از جريان فيوزينگ مينيمم الي ظرفيت شكست[1] را دارند و به آنها فيوزهاي همه منظوره ( General purpose) مي گويند.اما فيوزهائي كه فقط مي توانند جريان را در يك محدوده معين يعني از جريان     I3الي I1 قطع نمايند فيوزهاي پشتيبان

«back-up» ناميده مي شوند. اين نوع فيوزها مي بايد همراه با يك كليد قطع كننده بهره گیری گردند.

كه در اينصورت كليد داراي ظرفيت كمي می باشد و براي قطع جريانهاي اضافه بار مورد بهره گیری قرار مي گيرد در حاليكه فيوز به عنوان پشتيبان كليد در قطع جريانهاي اتصالي عملكرد خود را نشان مي دهد.

فيوزهاي محدود كنندة جريان با المنت هاي مسي يا نقره اي قرار گرفته در ماسه براي مصارف ولتاژ پايين، ولتاژ بالا و حفاظت نيمه هادي قدرت مورد بهره گیری قرار مي گيرند.توانائي محدود كردن جريان در اين فيوزها بر اساس ولتاژ بالائي می باشد كه در دو سر هر قسمت از قوس هاي متشكله در فيوز به وجودمي آيد و در اثر سوختن المان بصورت برگشتي (Bum Back) ولتاژ به وجودآمده در زمان قوس مقدار بالايي خود را حفظ مي نمايد.

فيوزهاي غير محدود كننده جريان (معمولي)

اين نوع فيوزها، ولتاژ قوس الكتريكي به قدر كافي بالا را در اثناي زمان تشكيل قوس براي ايجاد خاصيت محدود كنندگي جريان به وجودنمي آورند، و بنابراين ظرفيت قطع آنها بسيار پايين تر از انواع محدود كنندة جريان می باشد با وجود اين از انجائيكه قيمت آنها ارزانتر می باشد، غالباً در جائي كه جريان انتظاري خطا بالا نيست كاربرد مي يابند. انواع مختلف اين فيوزها بقرار زيرند:

الف- قابل سيم پيچي مجدد( نيمه بسته)

اين نوع فيوز براي مدارهاي خانگي (ولتاژ پايين بهره گیری مي گردد و به سادگي شامل يك سيم مسي قلع اندود مي باشد كه در حفاظ فيوز قرار دارد. حفاظ مذكور داراي آستري ازمواد نسوز می باشد كه باعث مي گردد اثرات تخريبي تخليه گرماي فلز و گازهاي توليد شده ناشي از قطع سيم فيوز به حداقل برسد.

ب- فيوز جهنده (Expulsion Fuse)

اصول كاري فيوز جهنده در شكل ( 2-18) نشان داده شده می باشد المان اصلي فيوز كوتاه می باشد و تحت كشش يك فنر توسط يك سيم كششي ديگر قرار گرفته می باشد. مجموعه اين دو سيم در يك تيوپ پوشيده شده از مواد عالي با خاصيت خاموش كننده قوس قرار گرفته اند. سيم كشي موازي شده با المان اصلي فيوز داراي قدرت كششي بالا و همچنين مقاومت الكتريكي بالائي می باشد. هنگاميكه خطا اتفاق مي افتد المان اصلي فيوز ذوب مي گردد و جريان به سيم كششي منتقل مي گردد كه سريعاً قطع مي گردد و باعث آزاد شدن فنر مي گردد و بنابراين قوس كشيده مي گردد. قوس با آزاد شدن گازها خاموش كننده از اطراف ديواره هاي تيوپ خاموش مي گردد.

در اين نوع فيوزها هيچ نوع اثر محدود كنندگي جريان وجود ندارد و همانند دژكتورها جريان در وقتيكه از نقطة صفر جريان عبور مي كند قطع مي گردد و بنابراين جريان پس از چند سيكل همانند آن چیز که كه در دژنكتورها اتفاق مي افتد قطع مي گردد. اين مسئله كاملاً با متد قطع درفيوزهاي محدود كننده جريان( كه در آنها جريان اتصال كوتاه در اولين نيم سيكل جريان و حتي قبل از اينكه جريان انتظاري از اولين صفر خود عبور كند قطع مي گردد) تفاوت دارد.

فيوزهاي جهنده اکثراً در شبكه هاي توزيع ولتاژ بالا بهره گیری مي شوند. بعضي از فيوزهاي جهنده براي بالا بردن قدرت خاموش كنندگي قوس از اسيد بوريك بهره گیری مي كنند.

ج- فيوز پر شده از مايع

از بعضي از جنبه با فيوز جهنده شباهت دارد اين نوع فيوز در شكل (2-19) نشان داده شده می باشد. در اينجا قوس طولاني شده در يك مايع خاموش كننده قوس به گونه ناگهاني سرد مي گردد. اين فيوزها مي توانند بعد از اقدام شارژ مجدد شوند و براي حفاظت از ترانسفورمرها در سيستم توزيع محلي بهره گیری مي شوند.

نتيجه در اين فصل اصول اساسي قطع جريان توسط فيوز با در نظر داشتن مدار الكتريكي كه فيوز در آن قرار گرفته می باشد را توصيف نموديم. اصول بر شمرده شده پايه اساسي طراحي براي فيوزهاي مختلف مي باشند كه در موارد مختلف كاربرد خود را در طراحي فيوز نشان مي دهند. اين فيوز ها در انواع و سائل الكتريكي بقرار زير مورد بهره گیری قرار مي گيرند:

1- صنعتي ولتاژ پائين همه منظوره

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

2- حفاظت موتور LV(ولتاژ پائين)

3- حفاظت نيمه هادي قدرت

4- قطع كننده هاي توزيع خانگي

5- فيوزهاي خانگي

6- فيوزهاي مينياتوري براي وسائل الكترونيكي

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

7- شبكه هاي توزيع HV (ولتاژ بالا)

8- موتورهاي HV (ولتاژ بالا)

9- ترانسفورمرهاي ولتاژ

10- و انواع بسيار ديگر

مسائل عمقي تر در مورد جوانب تئوري كاركرد فيوز و كاربردهاي عملي آن در فصول بعدي اين كتاب ارائه شده می باشد.

كاربردهاي عملي

مقدمه

شرايط اساسي وكليدي براي كاربرد عملي يك فيوز در حفاظت از يك وسيله الكتريكي به توضیح زير مي باشد:

الف- در مواقعي كه يك عيب مخرب در دستگاه رخ مي دهد مدار بايد بدون خطر قطع گردد و باعث خرابي دستگاه نشود.

ب- همانند ساير وسائل حفاظتي قطع مدار معيوب بايستي در كار ديگر قسمتهاي سالم مار تعللي به وجودنياورد و به اصطلاح هماهنگي وسائل حفاظتي مي يابد حفظ گردد.

در اين مبحث ما فيوزهاي ولتاژ پايين و ولتاژ بالا را در صنعت مورد بررسي قرار مي دهيم.

این نوشته در برق ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید