सर्किट सुरक्षा की सुरक्षा: कम {{0}वोल्टेज और उच्च {{1}वोल्टेज फ़्यूज़ के लिए एक व्यापक तकनीकी विश्लेषण और अनुप्रयोग गाइड

बिजली प्रणालियों और औद्योगिक बिजली के क्षेत्र में, फ़्यूज़ सरल निर्माण और तीव्र प्रतिक्रिया की विशेषता वाले सुरक्षात्मक उपकरणों के रूप में कार्य करते हैं; वे फॉल्ट करंट को बाधित करने, उपकरण क्षति को रोकने और दुर्घटनाओं के प्रसार को रोकने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। चाहे कम {{1}वोल्टेज वितरण नेटवर्क हो या उच्च {{2}वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनें, समग्र विद्युत सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए फ्यूज तत्व विशेषताओं, चयन मानदंड और परिचालन रखरखाव आवश्यकताओं की गहन समझ आवश्यक है।

 

 

 

फ़्यूज़ तत्व (आमतौर पर फ़्यूज़ लिंक या फ़्यूज़ स्ट्रिप के रूप में जाना जाता है) फ़्यूज़ का मुख्य घटक है; सामान्य सामग्रियों में सीसा, एल्यूमीनियम मिश्र धातु, जस्ता, तांबा और चांदी शामिल हैं। जब एक ओवरलोड या शॉर्ट सर्किट फॉल्ट होता है, तो ओवरकरंट द्वारा उत्पन्न गर्मी के कारण तत्व पिघल जाता है, जिससे सर्किट स्वचालित रूप से बाधित हो जाता है। फ़्यूज़ विशिष्ट विपरीत समय सुरक्षा विशेषताओं का प्रदर्शन करते हैं: फ़ॉल्ट करंट जितना अधिक होगा, फ़्यूज़ को उड़ाने के लिए आवश्यक समय उतना ही कम होगा।

 

सिस्टम डिज़ाइन और उपकरण चयन के दौरान सख्त विद्युत मानकों का पालन किया जाना चाहिए। फ़्यूज़ की अंतिम ब्रेकिंग क्षमता लाइन में संभावित शॉर्ट सर्किट सर्ज करंट के आरएमएस मान को पूरा या उससे अधिक होनी चाहिए। इसके अलावा, अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम फ़्यूज़ के बीच उचित चयनात्मकता और समन्वय की आवश्यकता होती है; आम तौर पर, "सहानुभूति ट्रिपिंग" (जहां डाउनस्ट्रीम गलती के कारण अपस्ट्रीम फ्यूज उड़ जाता है) को रोकने के लिए अपस्ट्रीम फ्यूज तत्व का रेटेड करंट डाउनस्ट्रीम तत्व की तुलना में दो से तीन गुना होना चाहिए, जो अनावश्यक रूप से बिजली आउटेज के दायरे को बढ़ाएगा। सुरक्षा रणनीतियाँ भार के प्रकार के अनुसार भिन्न होती हैं:

 

मोटर सर्किट:एकल मोटर के लिए, फ़्यूज़ तत्व का रेटेड करंट आमतौर पर मोटर के रेटेड करंट के 1.5 से 2.5 गुना पर चुना जाता है। एकाधिक मोटरों के लिए, कुल रेटेड करंट की गणना सबसे बड़ी मोटर की क्षमता के 1.5 से 2.5 गुना और शेष मोटरों के परिकलित लोड करंट के रूप में की जाती है।

 

प्रकाश और इलेक्ट्रिक फर्नेस भार:फ़्यूज़ तत्व का रेटेड करंट लोड के रेटेड करंट के बराबर या उससे थोड़ा अधिक होना चाहिए।

 

सर्किट लेआउट प्रतिबंध:दो {{0}चरण तीन{1}तार या तीन{2}चरण चार{3}तार प्रणालियों के तटस्थ तार पर फ़्यूज़ स्थापित करना सख्त वर्जित है; टूटे हुए तटस्थ तार से वोल्टेज असंतुलन और उपकरण खराब हो सकते हैं।

 

जटिल ऑपरेटिंग वातावरण के अनुकूल होने और इन्सुलेशन प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए, आधुनिक फ़्यूज़ का संरचनात्मक डिज़ाइन तेजी से परिष्कृत हो गया है। उदाहरण के लिए, उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध और यांत्रिक शक्ति सुनिश्चित करने के लिए उच्च {{1}प्रदर्शन सामग्री{2}जैसे कि एनएच चाकू में उपयोग किए जाने वाले सिरेमिक बॉडी {{3}ब्लेड प्रकार एएम फ्यूज लिंक {{4}का उपयोग अक्सर आवरण के लिए किया जाता है।

 

 

 

कम -वोल्टेज फ़्यूज़ को मुख्य रूप से उनके संरचनात्मक डिज़ाइन द्वारा तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है: खुला, अर्ध{1}संलग्न, और संलग्न। खुले-प्रकार के फ़्यूज़ केवल कम शॉर्ट{4}सर्किट धारा वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं; अर्ध-संलग्न प्रकार आर्क डिस्चार्ज की दिशा पर कुछ नियंत्रण प्रदान करते हैं; संलग्न प्रकारों में आवास के भीतर फ़्यूज़ तत्व पूरी तरह से शामिल होता है, जो उच्चतम स्तर की सुरक्षा प्रदान करता है। सामग्रियों के संबंध में, उच्च वोल्टेज प्रतिरोध और इन्सुलेशन गुणों वाले घटकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है; उदाहरण के लिए, उच्च शुद्धता वाले 95% एल्यूमिना सिरेमिक ट्यूब सुरक्षात्मक आवास के रूप में काम करते हैं, जो फ़्यूज़िंग के क्षण के दौरान उत्पन्न तीव्र गर्मी को सहन करने में सक्षम होते हैं और साथ ही आंतरिक चाप शमन में भी सहायता करते हैं।

 

फ़ंक्शन और एप्लिकेशन द्वारा वर्गीकृत सामान्य निम्न -वोल्टेज फ़्यूज़ में शामिल हैं:

फ़्यूज़ में पोर्सिलेन प्लग- (उदाहरण के लिए, आरसीआईए श्रृंखला):आमतौर पर सामान्य प्रकाश व्यवस्था और छोटी -क्षमता वाले मोटर सर्किट के लिए उपयोग किया जाता है; वे एक सरल संरचना पेश करते हैं और आसान प्रतिस्थापन की अनुमति देते हैं।

 

संलग्न ट्यूबलर फ़्यूज़ (उदाहरण के लिए, आरएम श्रृंखला):इनमें फिलर मुक्त डिज़ाइन की सुविधा होती है और अक्सर वेरिएबल क्रॉस सेक्शन के साथ स्टैम्प्ड फ़्यूज़ तत्वों का उपयोग किया जाता है; इनका उपयोग मुख्य रूप से AC 380V और DC 440V सिस्टम में किया जाता है। उच्च विशिष्टता वाले संस्करण आर्क शमन के लिए बेहतर यांत्रिक सहायता और आंतरिक स्थान प्रदान करने के लिए वर्गाकार सिरेमिक बॉडी का उपयोग कर सकते हैं।

 

स्क्रू-प्रकार के फ़्यूज़ (उदाहरण के लिए, RL1 श्रृंखला):इनमें क्वार्टज़ रेत भराव और एक उड़ा हुआ फ़्यूज़ संकेतक होता है। जब एक चाप बनता है, तो क्वार्ट्ज रेत इसे तेजी से ठंडा करती है, जिससे 50kA तक की अंतिम तोड़ने की क्षमता सक्षम हो जाती है। इस श्रेणी के कुछ उच्च-स्तरीय औद्योगिक फ़्यूज़ समग्र विद्युत प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए स्टीटाइट सी221 सिरेमिक बॉडी (एनएच प्रकार फ़्यूज़ में आम) का उपयोग करते हैं।

 

तेज़ {{0}अभिनय फ़्यूज़ (उदाहरण के लिए, आरएस और आरएलएस श्रृंखला):विशेष रूप से सिलिकॉन रेक्टिफायर और सेमीकंडक्टर उपकरणों की सुरक्षा के लिए डिज़ाइन किया गया, इनमें अत्यधिक तीव्र प्रतिक्रिया समय होता है; उनके फ़्यूज़ तत्वों को कभी भी मानक फ़्यूज़ से प्रतिस्थापित नहीं किया जाना चाहिए।

 

भरे हुए ट्यूबलर फ़्यूज़ (उदाहरण के लिए, आरटीओ श्रृंखला):ये चाप शमन के लिए क्वार्ट्ज रेत के साथ संयुक्त परिवर्तनीय {{0}क्रॉस-सेक्शन तांबे की पट्टियों का उपयोग करते हैं; वे उच्च ब्रेकिंग क्षमता प्रदान करते हैं और उच्च शॉर्ट सर्किट धाराओं के अधीन पावर ग्रिड के लिए उपयुक्त हैं। अत्यधिक परिस्थितियों में इन्सुलेशन सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, कुछ घटकों में समग्र वोल्टेज प्रतिरोध रेटिंग को बढ़ावा देने के लिए सिरेमिक इलेक्ट्रिकल इंसुलेटर शामिल होते हैं।

 

स्वतः-रीसेटिंग फ़्यूज़:ये फ़्यूज़ तत्व के रूप में धात्विक सोडियम का उपयोग करते हैं। शॉर्ट सर्किट के दौरान, धात्विक सोडियम तेजी से गर्म होता है और वाष्पीकृत हो जाता है, जिससे एक उच्च प्रतिरोध स्थिति बनती है जो फॉल्ट करंट को सीमित कर देती है; एक बार जब कम वोल्टेज सर्किट ब्रेकर सर्किट को बाधित कर देता है, तो सोडियम ठंडा हो जाता है और जम जाता है, अपनी चालकता पुनः प्राप्त कर लेता है और प्रतिस्थापन के बिना पुन: उपयोग की अनुमति देता है। बार-बार वाष्पीकरण चक्र के दौरान विश्वसनीय विद्युत अलगाव सुनिश्चित करने के लिए ट्यूब डिज़ाइन में स्टीटाइट सिरेमिक इलेक्ट्रिकल इंसुलेटर शामिल हैं।

 

नई ऊर्जा और औद्योगिक स्वचालन की प्रगति के साथ, फ़्यूज़ अनुप्रयोग तेजी से विशिष्ट हो गए हैं। बाज़ार में विशिष्ट परिचालन स्थितियों के अनुरूप घटकों का उद्भव देखा गया है, जैसे डीसी फ़्यूज़ लिंक के लिए सिरेमिक बॉडी (डीसी सिस्टम के साथ संगत) और तेजी से काम करने वाले फ़्यूज़ के लिए सिरेमिक बॉडी (उच्च आवृत्ति, तीव्र प्रतिक्रिया के लिए डिज़ाइन किया गया)। उच्च गुणवत्ता वाले विनिर्माण में, उच्च गुणवत्ता वाले एल्यूमिना वर्ग सिरेमिक ट्यूबों का भी व्यापक रूप से सटीक फ़्यूज़ में घटकों के रूप में उपयोग किया जाता है।

 

 

उच्च {{0}वोल्टेज फ़्यूज़ का उपयोग मुख्य रूप से 3-35 केवी बिजली लाइनों, ट्रांसफार्मर और वोल्टेज ट्रांसफार्मर में शॉर्ट-सर्किट और ओवरलोड सुरक्षा के लिए किया जाता है। उच्च वोल्टेज सर्किट में अपार चाप ऊर्जा के कारण, फ़्यूज़ तत्व आमतौर पर तांबे या चांदी से बने होते हैं, पिघलने के तापमान को कम करने के लिए फ़्यूज़ तार पर छोटे टिन के गोले वेल्ड किए जाते हैं ("धातुकर्म प्रभाव" का उपयोग करके)। उच्च-वोल्टेज फ़्यूज़ दो मुख्य श्रेणियों में आते हैं:

 

इनडोर उच्च-वोल्टेज धारा-सीमित फ़्यूज़ (उदाहरण के लिए, RN1 और RN2 श्रृंखला):फ़्यूज़ ट्यूब को क्वार्ट्ज़ रेत से कसकर पैक किया जाता है। जब एक फॉल्ट करंट फ्यूज तत्व को पिघला देता है, तो धातु वाष्प और आयनित गैसों को क्वार्ट्ज रेत के अंतराल में मजबूर किया जाता है, जहां वे तेजी से ठंडा और संघनित होते हैं, जिससे करंट शून्य तक पहुंचने से पहले चाप बुझ जाता है। विशिष्ट उच्च{{2}वोल्टेज करंट{{3}सीमित डिज़ाइन 95% एल्यूमिना सिरेमिक ट्यूबों का उपयोग करते हैं जो तीव्र करंट को झेलने में सक्षम होते हैं{{5}कटऑफ ओवरवॉल्टेज और थर्मल शॉक।

 

आउटडोर उच्च-वोल्टेज निष्कासन (ड्रॉप{1}}आउट) फ़्यूज़ (उदाहरण के लिए, मॉडल RW4-10):ये गैस उत्पन्न करने वाली सामग्री से बनी ट्यूब दीवारों का उपयोग करते हैं; चाप के उच्च तापमान के कारण सामग्री विघटित हो जाती है और बड़ी मात्रा में गैस निकलती है, जिससे एक अनुदैर्ध्य चाप {{1}बुझाने वाला विस्फोट होता है। जब फ़्यूज़ तार पिघलता है, तो लॉकिंग तंत्र रिलीज़ हो जाता है, जिससे फ़्यूज़ ट्यूब पलट जाती है और अपने वजन के नीचे गिर जाती है, जिससे एक स्पष्ट भौतिक वियोग अंतराल पैदा होता है। कुछ बाहरी उच्च {{4}वोल्टेज करंट {{5}सीमित सुरक्षा उपकरणों के लिए, कठोर मौसम की स्थिति को प्रभावी ढंग से झेलने के लिए मजबूत सिरेमिक ट्यूब संरचनाओं को नियोजित किया जाता है।

 

इसके अलावा, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और नई ऊर्जा वाहनों जैसे उभरते क्षेत्रों में, फ़्यूज़ के लिए भौतिक सुरक्षा आवश्यकताएं तेजी से सख्त हो गई हैं। उदाहरण के लिए, विशेष फ़्यूज़ बॉडीज़ जैसे कि 95% एल्यूमिना सिरेमिक से बने फ़्यूज़ बॉडीज़ का उपयोग कंपन प्रतिरोध और उच्च वोल्टेज सहिष्णुता को बढ़ाने के लिए किया जाता है। अत्यधिक स्वचालित उपकरणों में, ऑटोमोटिव और इलेक्ट्रॉनिक फ़्यूज़ के लिए सिरेमिक बॉडी जैसे विशेष घटक सर्किट सुरक्षा सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इस बीच, चीनी मिट्टी के सिरेमिक फ़्यूज़ ट्यूब, जो अपने उत्कृष्ट इन्सुलेशन और थर्मल स्थिरता के लिए जाने जाते हैं, लंबे समय से विभिन्न बिजली वितरण सुरक्षा इकाइयों में प्रभावी साबित हुए हैं।

 

 

 

फ़्यूज़ के दीर्घकालिक, स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, निम्नलिखित रखरखाव आवश्यकताओं का सख्ती से पालन किया जाना चाहिए:

 

स्थापना गुणवत्ता:अत्यधिक संपर्क प्रतिरोध को रोकने के लिए फ़्यूज़ तत्व स्थापना के दौरान उचित संपर्क सुनिश्चित किया जाना चाहिए, जो गर्मी उत्पन्न कर सकता है और उपद्रव ट्रिपिंग का कारण बन सकता है। एक चरण में फ़्यूज़ के उड़ जाने के कारण एकल चरण (एक चरण पर चलने) के कारण होने वाले मोटर बर्नआउट से बचने के लिए कनेक्शन सुरक्षित होने चाहिए।

 

लाइव-सर्किट सुरक्षा:फ़्यूज़ प्रतिस्थापन केवल तभी किया जाना चाहिए जब सर्किट डी-एनर्जेटिक हो। प्रतिस्थापन फ़्यूज़ की विशिष्टताएँ और आकार मूल डिज़ाइन से सख्ती से मेल खाना चाहिए; किसी भी परिस्थिति में एकल, बड़े रेटेड फ़्यूज़ के स्थान पर कई पतले फ़्यूज़ तारों को समानांतर में नहीं जोड़ा जाना चाहिए।

 

पर्यावरणीय अनुकूलता:तापमान अंतर के कारण होने वाली सुरक्षा विशेषता त्रुटियों को रोकने के लिए फ्यूज के आसपास के परिवेश का तापमान संरक्षित विद्युत उपकरण के साथ संरेखित होना चाहिए। इसके अतिरिक्त, धूल और गंदगी को नियमित रूप से साफ किया जाना चाहिएस्टीटाइट सिरेमिक एचआरसी फ्यूज बॉडीसंकेतक के उचित कामकाज को सुनिश्चित करने के लिए सतह।

 

वैज्ञानिक चयन, मानकीकृत स्थापना और नियमित रखरखाव के माध्यम से, कम {{0}वोल्टेज और उच्च {{1}वोल्टेज फ़्यूज़ दोनों विभिन्न बिजली सुविधाओं और विद्युत उपकरणों के लिए एक विश्वसनीय सुरक्षा बाधा के रूप में कार्य करते हैं, जो बिजली आपूर्ति प्रणालियों के सुचारू और भरोसेमंद संचालन को सुनिश्चित करते हैं।