دانلود پروژه رشته برق درباره فیوز های الكتریكی – قسمت دوم

دانلود پایان نامه

این فیوزها همچنین كل      i2t كه در اثنای عملكرد فیوز قابلیت عبور دارد را محدود می كنند. مشخصه این نوع فیوز در شكل (2-15) نشان داده شده است.

این نوع فیوزها در زمان قطع نمودن مدار مقدار زیادی انرژی داخل كپسول خود آزاد می كنند و فیوز بایستی بتواند این مقدار انرژی را بدون خرابی جذب كند. مقدار انرژی كه بایستی توسط سیم فیوز جذب شود می تواند از طریق روابط زیر حساب شود. در اثنای قوس الكتریكی روابط و معادلات مدار به صورت زیر حاكم می باشند( به شكل 2-10) مراجعه شود)

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

(2)  

با ضرب كردن در i و مرتب كردن ارتباط زیر بدست می آید:

با انتگرال ارتباط بالا در زمان ta كه همان زمان قوس الكتریكی است ارتباط زیر به دست می آید:

(3)  

جائی كه:

مقدار انرژی قوس الكتریكی كه توسط سیم فیوز جذب می شود

مقدار انرژی كه توسط منبع در زمان قوس الكتریكی داده می شود

مقدار انرژی كه در مقاومت منبع- مدار به هدر می رود

مقدار انرژی ذخیره شده القائی در منبع- مدار در آغاز قوس الكتریكی ( وقتی جریان      io می باشد)

مقدار جریان انتظاری در عمل نتیجة خطاها و عیوبی است كه در نقاط مختلف سیستم قدرت اتفاق می افتند. از آنجائیكه خطاهای مختلف با معادل امپدانسی مختلف در عمل دارای نسبت تقریباً ثابتی می باشند، در هنگام تست فیوز نیز مقدار امپدانس منبع را طوری تغییر می دهند كه مقدار همیشه ثابت باشد. تحت این شرایط تغییرات برای یك سیم فیوز در شكل (2-16) نشاند داده شده است.

هر سه منحنی یك پیك را نشان می دهند. دلیل وجودی این پیك ها بقرار زیر است:

الف- پیك در EL

برای مقادیر پایین جریان انتظاری، مقدار جریان در آغاز قوس    (io) پایین است بنابراین

پایین خواهد بود. همانطور كه جریان انتظاری زیاد می شود   ioزیاد شده و سپس EL افزایش می یابد. بهر حال افزایش در جریان انتظاری در هنگام تست با كم كردن L به دست می آید، و سرانجام نقطه ای می رسد كه كاهش در L تأثیر زیادتری از افزایش در

io دارد( بنا به طبیعت محدود كنندة جریان فیوز) EL شروع به افت می كند.

ب- پیك در ES

چون می باشد روشن است كه برای به دست آوردن مقدار بالای ES هم u(t) و هم i بایستی در مدت زمان قوس الكتریكی  ta مقدار بالائی داشته باشند و همچنین مدت زمان قوس زیاد باشد. برای اینكه این اتفاق بیافتد ذوب شدن المنت بایستی درست قبل از پیك ولتاژ تغذیه انجام شود و این فقط در یك محدوده معین و بحرانی جریان انتظاری اتفاق خواهد افتاد.

بطریقی دیگر می توان گفت كه با زیاد نمودن جریان انتظاری ابتدا مقدار ES افزایش می یابد چرا كه جریان در اثنای قوس زیاد شده است تا اینكه به یك حد معین از جریان برسیم كه از آن به بعد اثر زیاد شدن جریان با كاهش در زمان قوس الكتریكی    (ta) پس زده می شود و در نتیجه ES كاهش می یابد.

اینكه زمان قوس با افزایش جریان انتظاری كاهش می یابد از ارتباط (1) مشخص است چرا كه اگر فیوز از نوع محدود كنندة جریان باشد مقدار است و با توجه به اینكه وقتی جریان بالاست مقدار L كم است نتیجه می گیریم كه مقدار منفی بالائی خواهد داشت كه نشان می دهد كه زمان قوس كاهش یافته است

ج- پیك در EA

چون كوچك می باشد پیك های قویاً در شكل منحنی كل انرژی قوس الكتریكی EA همانطوریكه در شكل (2-17) نشان داده شده است تأثیر خواهند گذاشت.

جریان انتظاری مربوط به مدار پیك EA ( كه در شكل 2-17) به عنوان I2 نشان داده شده است) مشكل ترین مقدار جریان خطاست كه فیوز در شرایط اتصال كوتاه مدار بایستی قطع كند یعنی جریانهای انتظاری بالا) اما از جریان I2 به بالا مقدار انرژی قوس الكتریكی كاهش می یابد و بنابراین ظاهراً می توان فیوز را با جریانهای شكست خیلی بالاتری مورد استفاده قرار داد. اما در جریان I1 نیروهای الكترو مغناطیسی باعث تخریب فیوز خواهند شد. بنابراین ظرفیت شكست فیوز در جریان    I1 محدود می گردد.

شكل ( 2-17) چگونگی تغییرات كل انرژی قوس الكتریكی با جریان انتظاری برای یك سیم فیوز فشار قوی HV(1) محدود كننده جریان را نشان می دهد. در ناحیه اتصال كوتاه، ماكزیمم جریان شكنندة I1 و جریان بحرانی   I2 ( انرژی ماكزیمم قوس) همانطوری كه در موردشان صحبت شد وجود دارند. اگر جریان انتظاری را كاهش دهیم، همانطور كه انتظار می رود ابتدا انرژی قوس الكتریكی می كند، اما در جریانهای پایین انرژی قوس الكتریكی دوباره شروع به بالارفتن می كند وقتی جریان مساوی جریان حداقل فیوز می شود انرژی قوس زیاد می شود و می تواند حدوداً با انرژی حداكثر كه با جریان اتصال كوتاه بحرانی I2 بوجود آمده است برابری كند. مشكلی كه در قطع جریانهای پایین وجود دارد معلول انتقال از تعدد قوس به یك قوس در زمان كاهش جریان می باشد. در شرایط قوس واحد، ولتاژ قوس اولیه به اندازه ای نیست كه كاهش قابل ملاحظه ای را در جریان مدار به وجود آورد. ولتاژ قوس همچنانكه طول قوس با سوختن المنت زیاد می شود روی هم انباشته می گردد، اما این پروسه به علت پایین بودن جریان نسبتاً آهسته می باشد. سرانجام با تلفیق پدیده سوخت به عقب و ازدیاد فشار در كپسول،ولتاژ قوس ممكن است به اندازه ای زیاد شود كه خاموش سازی قوس را نتیجه دهد. بهر حال این مورد با فیوزهای محدود كنندة جریان ولتاژ بالاغیر محتمل می باشد،چرا كه ولتاژ اولیه نسبت به ولتاژ تغذیه كوچك است. بیشتر فیوزهای ولتاژ بالا نمی توانند جریانی را كه زیر حداقل قطع باشد قطع كنند كه این مقدار در شكل(2-17) به عنوان I2 نشان داده شده است.

با توجه به موضوع بالا بیشتر فیوزهای ولتاژ پایین قابلیت قطع جریان در كل محدوده جریانی خود یعنی از جریان فیوزینگ مینیمم الی ظرفیت شكست[1] را دارند و به آنها فیوزهای همه منظوره ( General purpose) می گویند.اما فیوزهائی كه فقط می توانند جریان را در یك محدوده معین یعنی از جریان     I3الی I1 قطع نمایند فیوزهای پشتیبان

«back-up» نامیده می شوند. این نوع فیوزها می باید همراه با یك كلید قطع كننده استفاده گردند.

كه در اینصورت كلید دارای ظرفیت كمی است و برای قطع جریانهای اضافه بار مورد استفاده قرار می گیرد در حالیكه فیوز به عنوان پشتیبان كلید در قطع جریانهای اتصالی عملكرد خود را نشان می دهد.

فیوزهای محدود كنندة جریان با المنت های مسی یا نقره ای قرار گرفته در ماسه برای مصارف ولتاژ پایین، ولتاژ بالا و حفاظت نیمه هادی قدرت مورد استفاده قرار می گیرند.توانائی محدود كردن جریان در این فیوزها بر اساس ولتاژ بالائی است كه در دو سر هر قسمت از قوس های متشكله در فیوز بوجود می آید و در اثر سوختن المان بصورت برگشتی (Bum Back) ولتاژ بوجود آمده در زمان قوس مقدار بالایی خود را حفظ می نماید.

فیوزهای غیر محدود كننده جریان (معمولی)

این نوع فیوزها، ولتاژ قوس الكتریكی به قدر كافی بالا را در اثنای زمان تشكیل قوس برای ایجاد خاصیت محدود كنندگی جریان بوجود نمی آورند، و بنابراین ظرفیت قطع آنها بسیار پایین تر از انواع محدود كنندة جریان است با وجود این از انجائیكه قیمت آنها ارزانتر است، غالباً در جائی كه جریان انتظاری خطا بالا نیست كاربرد می یابند. انواع مختلف این فیوزها بقرار زیرند:

الف- قابل سیم پیچی مجدد( نیمه بسته)

این نوع فیوز برای مدارهای خانگی (ولتاژ پایین استفاده می شود و به سادگی شامل یك سیم مسی قلع اندود می باشد كه در حفاظ فیوز قرار دارد. حفاظ مذكور دارای آستری ازمواد نسوز است كه باعث می شود اثرات تخریبی تخلیه گرمای فلز و گازهای تولید شده ناشی از قطع سیم فیوز به حداقل برسد.

ب- فیوز جهنده (Expulsion Fuse)

اصول كاری فیوز جهنده در شكل ( 2-18) نشان داده شده است المان اصلی فیوز كوتاه است و تحت كشش یك فنر توسط یك سیم كششی دیگر قرار گرفته است. مجموعه این دو سیم در یك تیوپ پوشیده شده از مواد عالی با خاصیت خاموش كننده قوس قرار گرفته اند. سیم كشی موازی شده با المان اصلی فیوز دارای قدرت كششی بالا و همچنین مقاومت الكتریكی بالائی است. هنگامیكه خطا اتفاق می افتد المان اصلی فیوز ذوب می شود و جریان به سیم كششی منتقل می گردد كه سریعاً قطع می شود و باعث آزاد شدن فنر می گردد و بنابراین قوس كشیده می شود. قوس با آزاد شدن گازها خاموش كننده از اطراف دیواره های تیوپ خاموش می گردد.

در این نوع فیوزها هیچ نوع اثر محدود كنندگی جریان وجود ندارد و همانند دژكتورها جریان در وقتیكه از نقطة صفر جریان عبور می كند قطع می گردد و بنابراین جریان پس از چند سیكل همانند آنچه كه در دژنكتورها اتفاق می افتد قطع می شود. این مسئله كاملاً با متد قطع درفیوزهای محدود كننده جریان( كه در آنها جریان اتصال كوتاه در اولین نیم سیكل جریان و حتی قبل از اینكه جریان انتظاری از اولین صفر خود عبور كند قطع می شود) تفاوت دارد.

فیوزهای جهنده عمدتاً در شبكه های توزیع ولتاژ بالا استفاده می شوند. بعضی از فیوزهای جهنده برای بالا بردن قدرت خاموش كنندگی قوس از اسید بوریك استفاده می كنند.

ج- فیوز پر شده از مایع

از بعضی از جنبه با فیوز جهنده شباهت دارد این نوع فیوز در شكل (2-19) نشان داده شده است. در اینجا قوس طولانی شده در یك مایع خاموش كننده قوس به طور ناگهانی سرد می شود. این فیوزها می توانند بعد از عمل شارژ مجدد شوند و برای حفاظت از ترانسفورمرها در سیستم توزیع محلی استفاده می شوند.

نتیجه در این فصل اصول اساسی قطع جریان توسط فیوز با توجه به مدار الكتریكی كه فیوز در آن قرار گرفته است را توصیف نمودیم. اصول بر شمرده شده پایه اساسی طراحی برای فیوزهای مختلف می باشند كه در موارد مختلف كاربرد خود را در طراحی فیوز نشان می دهند. این فیوز ها در انواع و سائل الكتریكی بقرار زیر مورد استفاده قرار می گیرند:

1- صنعتی ولتاژ پائین همه منظوره

2- حفاظت موتور LV(ولتاژ پائین)

3- حفاظت نیمه هادی قدرت

4- قطع كننده های توزیع خانگی

5- فیوزهای خانگی

6- فیوزهای مینیاتوری برای وسائل الكترونیكی

7- شبكه های توزیع HV (ولتاژ بالا)

8- موتورهای HV (ولتاژ بالا)

9- ترانسفورمرهای ولتاژ

10- و انواع بسیار دیگر

مسائل عمقی تر در مورد جوانب تئوری كاركرد فیوز و كاربردهای عملی آن در فصول بعدی این كتاب ارائه شده است.

كاربردهای عملی

مقدمه

شرایط اساسی وكلیدی برای كاربرد عملی یك فیوز در حفاظت از یك وسیله الكتریكی به شرح زیر می باشد:

الف- در مواقعی كه یك عیب مخرب در دستگاه رخ می دهد مدار باید بدون خطر قطع شود و باعث خرابی دستگاه نشود.

ب- همانند سایر وسائل حفاظتی قطع مدار معیوب بایستی در كار دیگر قسمتهای سالم مار تعللی بوجود نیاورد و به اصطلاح هماهنگی وسائل حفاظتی می یابد حفظ گردد.

در این مبحث ما فیوزهای ولتاژ پایین و ولتاژ بالا را در صنعت مورد بررسی قرار می دهیم.

فیوزها حداقل KA2 می باید باشد و از طرف دیگر قطع كنندگی تا KA 80 نیز در بازار موجود است.

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