دانلود پروژه رشته برق درباره فیوز های الكتریكی – قسمت سوم

دانلود پایان نامه

تبصره 2 استاندارد IEC 269 بخصوص در مورد فیوزهای ولتاژ پایین در كاربردهای صنعتی بحث می كند هدف استاندارد كردن در این مورد این است كه یك فیوز با نمونه ای دیگر كه توسط سازنده ای دیگر ساخته شده قابل تعویض باشد كه این موضوع مستلزم این است كه مشخصه ها و پارامترهای الكتریكی در محدوده خاصی قرار گیرند و نیز از نظر ابعاد فیزیكی قابل تعویض باشند. كلمة صنعتی دراین متن به فیوزهائی اشاره دارد كه قابل دسترسی بتوسط افراد متخصص می باشند. فیوزهای صنعتی ممكن است یا بصورت همه منظوره( اغلب سیم های فیوز در این دسته قرار دارد) و یا به صورت پشتیبان همانطوریكه كه در فصل قبل تعریف شد باشند در مورد فیوزهای پشتیبان طبق استاندارد رنج جریان عملكرد آنها می یابد مشخص گردد. میزان جریان های توصیه شده در استاندارد Reynard سری 10 R بر حسب آمپر درزیر داده شده است.

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

32 25 20 16 12 10 8 6 4 2
315 250 200 160 125 100 80 63 50 40
        1250 1000 800 630 500 400

میزان ولتاژ نامی بستگی به ولتاژ كاری استاندارد در كشورهای مختلف دارد و بر حسب ولت بصورت زیر می باشد.

سری I     660 500 380 220
سری II 660 480 615 277 240 208 120

تستهای لازم

استاندارد نما، تستهای زیر را برای فیوزها توصیه نموده است. انجام این تستها گذشته از اینكه مشخصه فیوزهای مختلف را تعیین می كند، باعث می گردد كه امكان تعویض فیوزهای ساخت كارخانجات مختلف با یكدیگر فراهم گردد

تلفات قدرت و قدرت قابل حمل: افزایش درجه حرارت سیم های فیوز تحت شرایط جریان نامی به مقدار تلفات قدرت سیم فیوز و قدرت قابل تحمل (امپدانس حرارتی) بدنة فیوز و پایه فیوز بستگی دارد. با توجه به این موضوع افزایش درجه حرارت اجزاء مختلف می بایستی در یك محدودة مشخصی قرار گیرد.

ب- جریان قراردادی: در قسمت انتهائی بخش« زمان طولانی» مشخصه TCC[1] فیوز، دو جریان If ( جریان ذوب قراردادی) و    Inf( جریان غیر ذوب قراردادی) می باید تعیین و مشخص شوند. بر طبق صحبتی كه قبلاً شد از روی این دو جریان، فاكتور فیوزینگ بدست می آید.( رجوع شود به مطالب بخش 4 فصل قبلی)

ج- محدودة مشخصة جریان- زمان: مشخصه جریان- زمان باید در محدودة خاص تعیین شده بتوسط استاندارد قرار بگیرد. تا اینكه فیوزهای ساخته شده توسط كارخانه های مختلف دارای قدرت تشخیث عیب تقریباً یكسان باشند. دو محدوده مختلف برای فیوزهای كمتر ازA 100 مشخص شده است كه مقدار این دو محدوده بستگی به كشورهای مختلفی كه از استاندارد IEC پیروی عملی می كنند متفاوت است

د- آزمایش های ظرفیت قطع كنندگی: برای تشخیص ظرفیت قطع كنندگی فیوز در ولتاژ نامی. تعیین 5 مقدار جریان به شرح زیر توصیه شده است:

I1 ماكزیمم ظرفیت قطع

I2 ماكزیمم انرژی قوس

تستهای اضافه جریان كه تقریباً از ت2 الی 5 برابر جریان نامی فیوز می باشند.

هـ – تستهای اضافه بار: هدف از انجام این تستها، تعیین توانائی مقاومت سیم فیوز در مقابل اضافه بارها می باشد. خصوصاً اضافه بارهائی كه بصورت پالسی به فیوز اعمال می گردد. بدین منظور به سیم فیوز یك سری پالس ( 50 عدد) با دامنه جریان مشخص و زمان ثابت اعمال می گردد. برای فیوزهای همه منظوره دامنه جریان تست برابر 8/0 دامنه جریانی كه در TCC زمانی برابر 5 ثانیه را بر روی مشخصه قبل از قوس ایجاد می نماید انتخاب می گردد. همچنین زمان هر پالس برابر 5 ثانیه و فاصله زمانی مابین پالسها 20% زمان قراردادی انتخاب می شود( رجوع شود به مطالب بخش 4 فصلی قبلی) برای فیوزهای پشتیبان مقدار جریان تست برابر مینیمم جریان قطع كنندگی ( شكست) انتخاب می گردد. مدت زمان هر پالس از روی منحنی اضافه بار فیوز پشتیبان متناسب با مقدار جریان تست انتخاب و فاصله زمانی مابین پالسها سی برابر این زمان در نظر گرفته می شود. توجه نمائید كه بنا به تعریف منحنی اضافه بار فیوز پشتیبان منحنی است كه در آن مقدار ماكزیمم زمانی كه فیوز می تواند جریان پالسی اضافه بار را تحمل نماید مشخص می گردد.

هماهنگی فیوزها

یك تابلوی برق شامل چندین فیوز در شكل ( 3-1 الف) نشان داده شده است. برای یك خطا ایجاد شده در فیدر خروجی نشان داده شده در شكل، می باید فیوز فرعی    (B) مدار را قبل از اینكه المنت فیوز اصلی (A) به نقطه ذوب برسد قطع كند در غیر این صورت فیوز اصلی آسیب خواهد دید. بنابراین معیار و ملاك جهت عمل هماهنگی بایستی اینطور باشد كه كل زمان عملیات برای فیوز فرعی می باید كوچكتر از زمان قبل از قوس فیوز اصلی (A) باشد. این مطلب در شكل (31-ب) نشان داده شده است( مننی جریان- زمان و مشخصه های آن) اما از آنجائیكه زمانهای حقیقی منحنی TCC بستگی زیادی به شكل موج جریان اعمالی دارد، معمولاً در بیشتر موارد جهت هماهنگی فیوزها از معیار انرژی I2t استفاده می نمایند. بنابراین معیار، ماكزیم كل عملكرد I2t برای فیوز فرعی می باید از مینیمم انرژی I2t قبل از ذوب فیوز اصلی كمتر باشد.

چناچه فیوزهای فرعی و اصلی با استانداردهای   IEC مطابقت نمایند بر طبق یك قانون سرانگشتی كه منتج شده از مسئله بالا می باشد با انتخاب نسبت جریان نامی 1 :2 یا بیشتر مابین فیوز اصلی و فرعی هماهنگی بین دو فیوز كامل گردد.

در صورتیكه فیوزهای فرعی و اصلی اساساً از دو نوع مختلف با مشخصه های جریان- زمان غیر موازی باشند در این صورت نسبت 1 :2 قابل اعمال نمی باشد. بطور مثال، اگر فیوز اصلی یك فیوز قطع سریع باشد و خطا توسط اضافه باری ناشی شده از فیدرهای خروجی مدار كه دارای فیوز فرعی سرد با سرعت پایین است اتفاق می افتد، در اینصورت فیوز اصلی از فیوز فرعی سریعتر عمل می كند هر چند كه جریان نامی آن بسیار بالاتر از فیوز فرعی انتخاب شده باشد.

محافظت موتور

انتخاب یك فیوز برای كابل تغذیه موتور، بستگی به مقاومت فیوز در برابر ذوب در هنگام استارت موتور دارد و فیوز می باید جریان استارت را تحمل كند. همانطوریكه می دانیم جریان استارت موتور وقتی كه تحت ولتاژ نامی راه اندازی می شود حدود 5 تا 6 برابر نامی موتور می باشد. و زمان راه اندازی بسته به اینكه موتور تحت باریابی با استارت شود از 5/0 ثانیه برای موتورهای كوچك الی 60 ثانیه برای موتورهای خیلی بزرگ می باشد. با توجه به این مسئله حفاظت فیوزی برای موتورهای بزرگ استفاده نمی گردد اگر چه حفاظت فیوزی تا رنج MW 2 نیز در عمل دیده شده است.

استارت موتور به وسیلة یك دژنكتور یا كنتاكتور معمولاً انجام می پذیرد كه این دژكتوز یا كنتاكتور معمولاً به یك رله اضافه بار( مثل اضافه باری كه هنگام ایست موتور تحت ولتاژ اتفاق می افتد) مجهز می باشد. حفاظت جریانهای بیشتر همانند جریان اتصال كوتاه در این مورد معمولاً برای موتورهای كوچك و یا موتورهای رنج متوسط بوسیلة فیوزهای محدود كننده جریان كه نقش پشتیبانی را به عهده دارند صورت می پذیرد.

مشخصه های جریان- زمان فیوز و رله مورد بحث در شكل (3-2) نشان داده شده است. نقطه A محل تلاقی و مشخصه مذكور است كه می باید به طور دقیق با توجه به محدوده عمل مشخص جریان- زمان فیوز و رله انتخاب گردد. طرح حفاظتی مذكور كه شامل یك رله و یك فیوز می باشد به طرح اجازه می دهد كه از یك دژكنتور یا كنتاكتور با ظرفیت قطع كم و در نتیجه ارزان استفاده نمود و وظیفه قطع جریان اتصال كوتاه بعهدة فیوز گذاشته شود.

بر طبق یك قانون سرانگشتی اگر فیوز همه منظوره جهت حفاظت موتور استفاده گردد در این صورت مقدار جریان نامی فیوز را دو برابر اندازه جریان نامی موتور انتخاب می نمایند كه در اینصورت فیوز قابلیت تحمل جریان استارت موتور را خواهد داشت. با توجه به این مسئله نتیجه می گیریم كه در زمان عادی كار موتور فیوز كاملاً سرد می باشد. بنابراین برای اینكه قیمت فیوز را كاهش دهیم می توان المنت فیوز را داخل محفظه فیوزی كوچك تری قرار داد تا اینكه جریان منحنی در منطقه « زمان طولانی» فیوز ( ناحیه اضافه بار) كاهش یافته و منحنی حاصل همانند منحنی حفاظتی شكل ( 3-2) پدید آید. فیوزهائی را كه به اینصورت ساخته می شوند فیوزهای حفاظت موتوری ( دو جریانی) می نامند. به عنوان مثال یك فیوز 100 M 63 قابلیت عبور جریان A 63 را بطور مداوم دارا می باشد ولی منحنی مشخصه جریان- زمان آن در ناحیه اتصال كوتاه مشخصه TCC فیوز A 100 را دنبال می كند.

فیوزهای ولتاژ بالا

استاندارد IEC 282 در مورد فیوزهای a.c ولتاژ بالا ( مثلاً بالای V 1000) كه برای كاربردهای داخل و یا خارج از سالن ساخته شده اند نوشته شده است ( 50 هرتز و یا 60 هرتز) كاربرد اصلی این فیوزها در شبكه های قدرتی است كه بطور مؤثر زمین شده اند ( برای درك جملة مؤثر زمین شدن به كتابهائی كه در مورد زمین كردن نقطه نول در شبكه های قدرت نوشته شده اند مراجعه گردد). این استاندارد در دو بخش نوشته شده است. بخش اول آن به انواع فیوزهای از نوع محدود كننده جریان اختصاص دارد در حالیكه بخش دوم به فیوزهائی كه محدود كنندة جریان نمی باشند پرداخته است. بخش دوم خود به دو قسمت كلاس I و كلاس II تقسیم شده است. فیوز نوع كلاس I دارای عایقبندی و قابلیت قطع بهتر و جریان نامی دقیق تر است و معمولاً برای حفاظت ترانسهای بزرگ، بانكهای خانی تصحیح ضریب قدرت و ترانسهای ولتاژ توصیه شده اند. انواع مختلف كلاس II دارای مشخصه غیر دقیق تری می باشند و جهت حفاظت ترانسهای كوچك و یا بانكهای خازنی و یا سایر موارد حفاظتی كم ارزش مانند خطوط توزیع هوائی مورد استفاده قرار می گیرند.

تستهای لازم

برای فیوزهای ولتاژ بالا كه از نوع محدود كنندة جریان می باشند، تأكید استاندارد بر گذراندن آزمایشات تست های نمونه «‏Typ tests» می باشد كه مهترین آنها در زیر آورده شده است.

الف- آزمایش افزایش درجه حرارت: هنگامیكه فیوز تحت جریان نامی خود در شرایط ماندگار سیستم كار می نماید نمی یابد حرارت بدنه از محدودة خاصی كه در این استاندارد بیان شده است تجاوز كند.

ب- آزمایش تعیین مشخصة جریان – زمان: در حال حاضر هیچ نیازی به اینكه مشخصه های فوق در محدوده خاصی از استاندارد قرار گیرند نمی باشد. چرا كه وسائل ولتاژ بالا آنقدر مهم هستند كه برای هر كدام از آنها به تنهائی یك مطالعه دقیق انجام می گیرد.

ج- آزمایشات دی الكتریك: از این آزمایشها عموماً برای دستگاه های تحت پوشش IEC60 استفاده می كنند. این آزمایشها شامل تستهای ضربه با مشخصه در محیط خشك و تستهای شكست عایقی ولتاژ بالا در فركانس سیستم در محیطهای خشك و مرطوب می باشند.

I1 ماكزیمم جریان قطع كنندگی ( جریان شكست): همانطوریكه در فصل قبل توضیح داده شد این جریان ماكزیمم جریانی است كه اگر جریان از این مقدار زیادتر گردد نیروهای الكترو مغناطیسی حاصله باعث تخریب فیوز می گردند. با توجه به این موضوع این تست در سه حالت با زوایای قوس مختلف كه همگی می باید بیشتر از صفر باشند صورت می پذیرد ( منظور از زاویه قوس، زاویه مابین ولتاژ و جریان در لحظه اعمال اتصالی است). در حالت اول یك آزمایش با زاویة o40 الی به منظور ایجاد بدترین وضعیت از نظر انرژی قوس الكتریكی صورت می گیرد، در حالیكه برای دو حالت دیگر زاویه مذكور تا انتخاب می گردد تا اینكه ماكزیمم ولتاژ قوس ایجاد گردد.

I2 جریان ماكزیمم انرژی قوس: در این حالت تشكیل قوس می باید درزمانی كه جریان تست مابین 85 تا 106 درصد مقدار موثر جریان انتظاری است و زاویه قوس مابین زاویه تا انتخاب شده است شروع گردد.

I3 مینیمم جریان قطع كنندگی: فیوزهای همه منظوره در جریانی كه باعث ذوب فیوز در بیشتر از یك ساعت می شود مورد آزمایش قرار می گیرند و فیوزهای پشتیان در مینیمم جریان قطع كنندگی تعیین شده توسط سازنده، مورد آزمایش قرار می گیرند. در هر حال انجام این تست مشكل و گران است، چرا كه وسایل تست معمولاً برای تستهای بلند مدت نمی توانند استفاده شوند. بنابراین بجای این تست گاهی اوقات روش دیگری استفاده می شود كه فیوز قبلاً بتوسط یك منبع ولتاژ پایین گرم می شود و سپس به یك منبع تغذیه ولتاژ بالا سوئیچ می گردد تا نهایتاً المنت تحت این ولتاژ بسوزد.

تستهای I1 و I2 ذكر شده در بالا تحت ولتاژ 87% بیشترین ولتاژ خطی كه در سیستم سه فازه وجود دارد انجام می گردند. این مسئله از آنجائی ناشی می شود كه برای اتصال كوتاه سه فاز تحت شرایط محدود كنندگی جریان، فیوزهای فازهای مختلف برای محدود نمودن به یكدیگر كمك می كنند. به هر حال بعضی از صنعتگران اصرار دارند كه این تست نیز تحت 100% ولتاژ سیستم انجام گیرد. برای جریانهای اتصالی كه احتمال نمی رود كه بیشتر از یك فیوز بصورت همزمان عمل نماید و بنابراین برای تست جریان I3 كه مقدار آن كم است، فیوز می باید تحت ولتاژ 100% بیشترین ولتاژ سیستم تست گردد.

هـ – آزمایش ضربه قطع: فیوزهای محدود كنندة جریان كه تحت ولتاژ بالا كار می كنند، معمولاً به یك سیستم قطع كننده فنری تحت كشش و یا قطع كننده بوسیلة انفجار مجهز می باشند. وظیفه این سیستم همانطوریكه قبلاً گفته شد این است كه پس از قطع المان فیوز، نیروی كششی ایجاد كند كه باعث قطع سیم تحت كشش شود و همچنین در صورتی كه یك فاز در اثر اتصال تك فاز قطع شود دو فاز دیگر را نیز در اثر كششی كه وارد می كند قطع نماید.

استاندارد IEC 282 مقادیر انرژی لازم برای وسیلة ضربه زننده و همچنین طول حركت لازم برای فنر ضربه زننده را معین می سازد.

و- آزمایش های نشت روغن: این تستها برای اطمینان از اینكه در شرایط زمان كار فیوز روغن به داخل قسمت تیوپ فیبری فیوز نشت نمی نماید، انجام می گردد. سیم فیوز تحت جریان نامی در حالیكه روغن، تحت فشار معمول آن قرار دارد گرم می گردد و احتمال نشتی روغن مورد بازرسی قرار می گیرد.

حفاظت موتورهای ولتاژ بالا متوسط فیوز

فیوزهای محدود كنندة جریان بطور گسترده ای جهت حفاظت موتورها همراه با كنتا كتورهای هوائی و یا خلاء مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از این مجموعه حفاظتی برای موتورهای سه فاز با ولتاژ KV 11 و تا ظرفیت MW 2 نیز در عمل دیده شده است. مسئله اصلی در اینجا نیز همان مسئله ای است كه مورد حفاظت موتورهای ولتاژ پایین مطرح نمودیم، یعنی اینكه فیوز می باید به عنوان حفاظت پشتیبان كننده عمل نماید، در حالیكه قابلیت تحمل جریان استارت موتور را داشته باشد.

بهر حال برای حفاظت موتورها استفاده از فیوزهائی كه مخصوص حفاظت موتور ساخته می شوند توصیه می گردد، تا اینكه تحمل شرایط سرد و گرم شدن در طول پریوكاری موتور ( كم و زیاد شدن بار موتور و یا استارت و توقف موتور) را داشته باشند. فیوزهای معمولی ولتاژ بالا معمولاً با استفاده از یك سیم نقره ای كه به دور یك استوانه سرامیكی پیچیده شده است ( جهت كاهش حجم فیوز) ساخته می شوند. اگر از این فیوز جهت حفاظت موتور استفاده گردد، در این صورت در طول پریوكاری موتور، المان فیوز سرد و گرم می شود و در نتیجه آن طول المان كم و زیاد می گردد و احتمال دارد كه ماسه ها مابین استوانه سرامیكی و المان قرار گیرند و در نتیجه تنش مكانیكی وارده
( در پریود سرد شدن) المان فیوز قطع گردد. اما فیوزهائی كه مخصوص حفاظت موتور طراحی شده اند این مشكلات را ندارند. در چنین فیوزهائی از المانهائی كه در بعضی از نقاط ضخیمتر هستند استفاده می گردد بطوریكه چین خوردگی های آن باعث كاهش اثر انبساط و انقباض در المان شده و در نتیجه تنش مكانیكی وارد از طرف ماسه را كاهش می دهد. نتیجه این طرح طولانی تر شدن فیوز، نسبت به یك فیوز معمولی شبكه های توزیع با ظرفیت قطع كنندگی مشابه می باشد.

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

با فرمت ورد

Leave a comment