حین انجام کارهای مرتبط با سیم‌کشی برق در ساختمان، تمامی اقدامات ضروری جهت تضمین ایمنی سیستم، توسط افراد متخصص و مجرب در زمینه برقکاری اجرا می‌شوند.
اما در این میان، خطر احتمالی نشتی برق از مدارها و حوادث اتصال کوتاه وجود دارد. اگر این مسائل با دقت مورد بررسی و رسیدگی قرار نگیرند، احتمالاً خطرات جدی از جمله خسارات جانی و مالی قابل تعویضی برای مصرف‌کنندگان به وجود خواهد آمد.
بنابراین، فیوزها به عنوان ابزار حیاتی در تلافی اثرات خطرات احتمالی ناشی از اتصال کوتاه، بار اضافی و نشتی برق در تجهیزات و مدارهای برقی ساختمان به کار می‌روند.از آنجا که فیوزهای استفاده شده در ساختمان‌ها انواع و مدل‌های متفاوتی دارند و هر یک وظایف خاص خود را دارند، در این بخش قصد داریم تا شما را با انواع مختلف فیوزها، به ویژه فیوزهای مینیاتوری، آشنا کنیم.
چرا باید از فیوز در سیم‌کشی برق ساختمان استفاده کنیم؟
فیوزها با عملکرد خود به سیستم برق‌رسانی ساختمان و حتی جان افراد در برابر چندین معضل محافظت می‌کنند:
شدت جریان:
هنگامی که جریان عبوری از مدار برق بیش از مقدار مشخص و استاندارد آن می‌شود، پدیده‌ای به نام شدت جریان ایجاد می‌شود. دو حالت اصلی از شدت جریان به نام‌های اوورلود و اتصال کوتاه در میان کارشناسان شناخته می‌شوند. فیوزها و قاطع‌های مدار می‌توانند با ورود موقتی خود به مدار، تجهیزات برقی و حتی جان افراد را در مقابل شدت جریان اضافی محافظت کنند.
اتصال کوتاه:
اتصال کوتاه یکی از حالت‌های شدت جریان است که با وجود جریانی غیرنرمال با مقاومت کم در مدار ایجاد می‌شود. این جریان عبوری با مقاومت پایین می‌تواند باعث افزایش هزار برابری شدت جریان نسبت به وضعیت نرمال در مدار شود و خسارات غیرقابل جبرانی را به دنبال داشته باشد.
معرفی انواع فیوزهای برق ساختمان
فیوزها عناصری حفاظتی هستند که از یک نوار یا رشته نازک از فلز ساخته شده‌اند و با وارد کردن آنها به جعبه‌های فیوز برق ساختمان، از وارد شدن خسارت به تجهیزات برقی و مدارهای الکتریکی محافظت می‌کنند.عملکرد فیوز به این ترتیب است که این عنصر در مدار الکتریکی به صورت سری قرار می‌گیرد. اگر جریانی که از مدار عبور می‌کند، بیش از حد مجاز باشد، گرما و حرارت در مدار ایجاد می‌شود.
در ادامه، فلز نازک در داخل فیوز به دلیل گرمای ایجاد شده ذوب می‌شود و این امر باعث باز شدن مدار الکتریکی و قطع برق می‌شود. پس از وقوع این حادثه، فیوز به طور ساده می‌سوزد و نیاز به تعویض دارد.
فیوزهای برق ساختمان از نظر ویژگی‌های مختلف به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند:
انواع فیوزها بر اساس سرعت عملکرد:
فیوزهای برق ساختمان از نظر سرعت عملکرد به دو دسته کندکار و تندکار تقسیم می‌شوند.
فیوزهای کندکار:
فیوزهای کندکار به جریان بیش از حد با واکنش نرم‌تری پاسخ می‌دهند، به اصطلاح در مواجه با جریان بالا، قطع برق را با تاخیر انجام می‌دهند.اما نسبت به جریان اتصال کوتاه، واکنش فیوزهای کندکار به صورت تقریباً فوری است. این نوع فیوزها با نماد G نشان داده می‌شوند.
فیوزهای تندکار:
در مقابل فیوزهای کندکار، فیوزهای تندکار با نماد F مشخص می‌شوند. این نوع فیوزها زمان کمتری برای قطع کردن مدار نسبت به فیوزهای کندکار دارند و به همین دلیل در مناطقی که نیاز به قطع برق سریع دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند.
انواع فیوزها بر اساس ساختار:
فیوزها از نظر ساختار به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند:
فیوز ذوب شونده یا فشنگی:
فیوزهای فشنگی از یک قطعه حرارتی به عنوان عنصر حفاظتی استفاده می‌کنند. زمانی که جریان عبوری از فیوز بیش از حد تعیین شده باشد و در بازه زمانی مشخصی، قطعه حرارتی ذوب می‌شود و به این ترتیب، مدار برق قطع می‌شود.
دسته‌هایی چون کلاهک، پولکی و پایه‌ای از انواع فیوز فشنگی هستند. با وقوع این واقعه، به وضوح نشان داده می‌شود که زمان تعویض فیوز فرا رسیده است. فیوزهای فشنگی به طور گسترده در استفاده‌های خانگی به کار می‌روند.
فیوز تیغه‌ای یا کاردی
فیوز تیغه‌ای یا کاردی، به منظور حفاظت از دستگاه‌های الکتریکی رایج، استفاده می‌شود. این نوع فیوز دارای خصوصیات جذابی مانند قابلیت قطع سریع، عملکرد سریع، تعویض آسان و هزینه‌ی مناسب برای خرید می‌باشد.
فیوزهای مینیاتوری
فیوزهای مینیاتوری، به عنوان یکی از نمونه‌های پرکاربرد در دسته فیوزهای برق، به طور گسترده در سیستم‌های برقی ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع فیوز با عملکرد حفاظتی بسیار خوبی در مقابل جریان اضافه و اتصال کوتاه برخوردار است و ویژگی‌های برجسته‌ای دارد. در واقع، اصلی‌ترین تمرکز این نوع فیوز بر حفاظت از مدارها و تجهیزات در برابر جریان‌های نامناسب می‌باشد.
راهنمای انتخاب فیوز مینیاتوری مناسب برای ساختمان
برای انتخاب فیوز مناسب برای ساختمان، باید به پرسش‌های زیر پاسخ دهیم. این پرسش‌ها پارامترهای اساسی در انتخاب فیوز مناسب برای ساختمان را شامل می‌شوند:
مقدار جریان نرمال در مدار چقدر است؟
برای انتخاب درست آمپراژ فیوز ساختمان، ابتدا باید حداکثر جریان مدار در دمای 25 درجه سانتی‌گراد را تعیین کنیم.
آمپراژ فیوز چقدر باید باشد؟
بعد از تعیین مقدار جریان در مدار، فیوزی با ظرفیت حداقل ۱۳۵٪ بیشتر از مقدار حداکثر جریان مدار انتخاب می‌شود. به عنوان مثال، اگر جریان نرمال مدار ۱۰ آمپر باشد، یک فیوز مینیاتوری با ظرفیت ۱۵ آمپر انتخاب می‌شود.
مقدار ولتاژ چقدر است؟
همیشه باید مطمئن شویم که ولتاژ نامی فیوز مینیاتوری بیشتر از ولتاژ مداری است که این فیوز قرار است محافظت کند.
مدار AC یا DC است؟
نوع مدار نیز نقش مهمی در انتخاب فیوز دارد. در مدارهای AC که با نوسانات ولتاژ و جریان عمل می‌کنند، فیوز بهتر و سریع‌تر عمل می‌کند. اما در مدارهای DC که جریان یک‌طرفه است، انتخاب فیوز مناسب کمی چالش‌برانگیزتر است.
توجه داشته باشید که برخی از فیوزهای مینیاتوری به‌طور خاص برای مدارهای DC طراحی شده‌اند و برای استفاده در سیستم برق خانگی مناسب نیستند.
اثر دمای محیط بر فیوزهای مینیاتوری
به طور معمول، فیوزهای مینیاتوری در شرایط آزمایشگاهی و در دمای 25 درجه سانتی‌گراد طراحی و آزمایش می‌شوند. با این حال، در شرایط واقعی، دمای محیطی که فیوز در آن نصب می‌شود، ممکن است از مقدار ایده‌آل آزمایشگاهی بالاتر باشد.
فیوزها به گرما بسیار حساس هستند و افزایش دما می‌تواند منجر به ذوب شدن نوار فلزی در فیوز و در نتیجه، عملکرد نادرست آن شود. از این رو، دماهای بالا در محیط نصب فیوز می‌توانند منجر به خرابی فیوز شوند.
بنابراین، اگر دمای محیط اطراف فیوز بیش از 25 درجه سانتی‌گراد باشد، بهتر است از فیوز با آمپراژ بالاتر استفاده کنید. به عبارت دیگر، اگر شرایط زیر را داشته باشیم:
- جریان نرمال عبوری: 1 آمپر
- ظرفیت نرمال فیوز: 1.5 آمپر
- دمای محیط: 65 درجه سانتی‌گراد
- فیوز مناسب برای این شرایط، 2 آمپر خواهد بود.
همچنین، برعکس این موضوع نیز صادق است. در صورتی که دمای محیطی کمتر از حد نرمال باشد، باید از فیوز با ظرفیت کمتری استفاده کنید.
محاسبه جریان اتصال کوتاه
برای حفاظت از مدار در برابر نشتی جریان و اتصال کوتاه، باید میزان جریانی که در زمان اتصال کوتاه در مدار تولید می‌شود، را بدانیم.
این محاسبات معمولاً توسط مهندسین و متخصصین برق انجام می‌شود. با این حال، یک قاعده کلی وجود دارد: آمپراژ فیوز باید بیشتر از مقدار جریان احتمالی تولیدی در زمان اتصال کوتاه باشد. در غیر این صورت، فیوز ممکن است منفجر شود و خسارات جدی به افراد وارد آید.
اصول اساسی در انتخاب فیوز مناسب برای ساختمان
در این قیمت قواعد کلی در فرآیند انتخاب فیوز مناسب برای ساختمان را به شما توضیح می دهیم:
- ولتاژ نامی فیوز (Rated Voltage): ولتاژ نامی فیوز باید بزرگتر یا معادل ولتاژ مدار باشد. این امر از اهمیت برای جلوگیری از عملکرد نامناسب و خرابی فیوز در مواجهه با ولتاژ‌های بالاتر از حداکثر ولتاژ مجاز است.
- ظرفیت نامی جریان اتصال کوتاه (Rated Short-Circuit Current): ظرفیت نامی جریان اتصال کوتاه در فیوز باید مساوی یا بزرگتر از حداکثر جریان اتصال کوتاهی باشد که احتمالاً در مدار اتفاق می‌افتد. این انتخاب باعث جلوگیری از آسیب به فیوز و ایمنی مدارها می‌شود.
- تعداد پل‌های فیوز (Fuse Poles): تعداد پل‌های فیوز باید با تعداد مدارهایی که توسط فیوز محافظت می‌شوند، تناسب داشته باشد. برای مثال، در مدارهای برق خانگی که اغلب تک‌فاز هستند، از فیوز تک‌پله استفاده می‌شود و در مدارهای سه‌فاز، از فیوزهای سه‌پله.
- آمپراژ فیوز (Fuse Current Rating): آمپراژ فیوز باید با توجه به حداکثر جریان مدار تخمین زده شود. باید توجه داشته باشید که فیوز باید در حداکثر جریان مدار جریان را قطع کند تا تجهیزات مدار از خرابی جلوگیری شود.
- نوع فیوز (Fuse Type): نوع فیوز باید بر اساس نوع مدار مصرفی انتخاب شود. برای مدارهای روشنایی از فیوزهای تیپ B استفاده می‌شود که قدرت قطع آنها متوسط است. برای مدارهای مصرفی با قدرت بالا از فیوزهای تیپ C و برای بارهای بزرگ و نیازهای صنعتی از فیوزهای تیپ D استفاده می‌شود که قدرت قطع بالاتری دارند.
- شرایط کاری محیط: شرایط محیطی مانند دما، رطوبت، و شرایط ویژه دیگر نیز باید در انتخاب فیوز مد نظر قرار گیرد تا عملکرد صحیح آن تضمین شود.
در همه موارد، مشاوره با متخصصان برق و مهندسان معتبر برای انتخاب فیوز مناسب بر اساس نیازهای ساختمان به‌ویژه موارد خاص توصیه می‌شود.