퓨즈

일반적으로 도체의 정격 전류용량은 의도적으로 초과해서는 안 되는 회로 설계 한계이지만, 전류용량 초과가 예상되는 애플리케이션이 있습니다. 퓨즈의 경우 .

퓨즈란 무엇입니까?

퓨즈 과전류가 흐르면 녹아서 분리되도록 설계된 전도성 스트립 주위에 구축된 전기 안전 장치입니다. 퓨즈는 항상 과전류로부터 보호할 구성요소와 직렬로 연결되어 퓨즈가 단선될 때 (열림) 전체 회로를 열고 구성 요소를 통한 전류를 중지합니다. 물론 병렬 회로의 한 분기에 연결된 퓨즈는 다른 분기를 통과하는 전류에 영향을 미치지 않습니다.

일반적으로 퓨즈 와이어의 얇은 조각은 심각한 과전류의 경우에 발생할 수 있는 것처럼 와이어가 격렬한 힘으로 열릴 경우 아크 폭발의 위험을 최소화하기 위해 안전 외피 내에 포함됩니다. 소형 자동차 퓨즈의 경우 덮개가 투명하여 가용 요소를 육안으로 검사할 수 있습니다. 일반적으로 유리 본체와 중간에 얇고 좁은 금속 호일 스트립이 있는 나사식 퓨즈를 사용하는 데 사용되는 주거용 배선입니다. 두 가지 유형의 퓨즈를 보여주는 사진이 여기에 표시됩니다.

카트리지 유형 퓨즈는 자동차 애플리케이션 및 유리 이외의 외장 재료로 구성된 산업 애플리케이션에서 널리 사용됩니다. 퓨즈는 정격 전류를 초과할 때 "고장" 열리도록 설계되었기 때문에 일반적으로 회로에서 쉽게 교체할 수 있도록 설계되었습니다. 즉, 회로 도체에 직접 납땜하거나 볼트로 고정하는 대신 일부 유형의 홀더에 삽입됩니다. 다음은 다중 퓨즈 홀더에 있는 두 개의 유리 카트리지 퓨즈를 보여주는 사진입니다.

퓨즈는 스프링 금속 클립으로 고정되며 클립 자체는 회로 도체에 영구적으로 연결됩니다. 퓨즈 홀더의 기본 재료(또는 퓨즈 블록 때때로 그들은) 좋은 절연체로 선택됩니다.

카트리지 유형 퓨즈용 다른 유형의 퓨즈 홀더는 일반적으로 사람의 접촉으로부터 모든 전기 접점을 숨기는 것이 바람직한 장비 제어 패널에 설치하는 데 사용됩니다. 모든 금속 클립이 공개적으로 노출된 방금 표시된 퓨즈 블록과 달리 이 유형의 퓨즈 홀더는 퓨즈를 절연 하우징에 완전히 둘러쌉니다.

오늘날 고전류 회로에서 과전류 보호에 사용되는 가장 일반적인 장치는 회로 차단기입니다. .

차단기란 무엇입니까?

회로 차단기 과전류 상태의 경우 전류를 중지하기 위해 자동으로 열리는 특수 설계된 스위치입니다. 주거, 상업 및 경공업 서비스에 사용되는 것과 같은 소형 회로 차단기는 열로 작동됩니다. 바이메탈 스트립이 포함되어 있습니다. (2개의 금속이 연속적으로 결합된 얇은 스트립) 가열되면 구부러지는 회로 전류를 전달합니다. 바이메탈 스트립에 의해 충분한 힘이 생성되면(스트립의 과전류 가열로 인해) 트립 메커니즘이 작동되고 차단기가 열립니다. 더 큰 회로 차단기는 차단기 내의 전류 전달 도체에 의해 생성된 자기장의 강도에 의해 자동으로 작동되거나 회로 전류를 모니터링하는 외부 장치(이 장치를 보호 계전기라고 함)에 의해 트립되도록 트리거될 수 있습니다. ).

회로 차단기는 과전류 조건에 노출될 때 고장나지 않기 때문에(오히려 단순히 열리고 레버를 움직여 다시 닫을 수 있음) 퓨즈보다 더 영구적인 방식으로 회로에 연결되어 발견될 가능성이 더 큽니다. 작은 회로 차단기의 사진이 여기에 표시됩니다.

외관상으로는 스위치에 불과해 보입니다. 실제로, 그것은 그렇게 사용될 수 있습니다. 그러나 그 진정한 기능은 과전류 보호 장치로 작동하는 것입니다.

일부 자동차는 퓨저블 링크라고 하는 저렴한 장치를 사용합니다. 적절한 정격 퓨즈 및 홀더 비용으로 인한 배터리 충전 회로의 과전류 보호용. 가용 링크는 원시 퓨즈로 과전류 발생 시 녹아 열리도록 설계된 고무 절연 와이어의 짧은 조각에 불과하며 어떤 종류의 단단한 피복도 없습니다. 이러한 조잡하고 잠재적으로 위험한 장치는 주로 발생하는 더 높은 전압 및 전류 수준으로 인해 산업 또는 주거용 전력 사용에서 사용되지 않습니다. 이 저자에 관한 한 자동차 회로에서의 적용도 의심스럽습니다.

퓨즈의 전기 개략도 기호는 S자 곡선입니다.

퓨즈 등급

퓨즈는 예상할 수 있듯이 주로 전류 단위인 암페어로 평가됩니다. 그들의 작동은 퓨즈 자체의 전기 저항에 의한 과도한 전류 조건에서 열의 자체 생성에 의존하지만 보호하는 회로에 무시할 수 있는 양의 추가 저항을 제공하도록 설계되었습니다. 이것은 실질적으로 가능한 한 퓨즈 와이어를 짧게 만들어 대부분 수행됩니다. 일반 와이어의 전류용량이 길이와 관련이 없는 것처럼(10게이지 단선 구리 와이어는 길이에 관계없이 자유 공기에서 40암페어의 전류를 처리함) 특정 재료 및 게이지의 퓨즈 와이어 아무리 길어도 일정한 전류로 부는 것이다. 길이는 전류 정격의 요소가 아니므로 더 짧게 만들 수 있으므로 종단 간 저항이 줄어듭니다.

그러나 퓨즈 설계자는 퓨즈가 끊어진 후 어떤 일이 발생하는지 고려해야 합니다. 한 번 연속된 와이어의 녹은 끝은 끝 사이에 전체 공급 전압이 있는 에어 갭으로 분리됩니다. 고전압 회로에서 퓨즈가 충분히 길지 않으면 녹은 와이어 끝 중 하나에서 다른 끝으로 스파크가 점프하여 회로를 다시 완성할 수 있습니다.

결과적으로 퓨즈는 전압 용량과 퓨즈가 끊어지는 전류 수준에 따라 평가됩니다.

일부 대형 산업용 퓨즈에는 비용을 줄이기 위해 교체 가능한 와이어 요소가 있습니다. 퓨즈 본체는 불투명하고 재사용 가능한 카트리지로 퓨즈 와이어가 노출되지 않도록 보호하고 퓨즈 와이어에서 주변 물체를 보호합니다.

퓨즈의 현재 정격에는 단일 숫자보다 더 많은 것이 있습니다. 35암페어의 전류가 30암페어 퓨즈를 통해 보내지면 설계의 다른 측면에 따라 갑자기 끊어지거나 끊어지기 전에 지연될 수 있습니다. 일부 퓨즈는 매우 빠르게 끊어지도록 고안된 반면, 다른 퓨즈는 더 적당한 "개방" 시간 또는 응용 프로그램에 따라 지연된 동작을 위해 설계되었습니다. 후자의 퓨즈는 때때로 slow-blow 라고 합니다. 의도적인 시간 지연 특성으로 인한 퓨즈.

저속 퓨즈 적용의 전형적인 예는 inrush가 발생하는 전기 모터 보호입니다. 모터가 정지 상태에서 시동될 때마다 일반적으로 정상 작동 전류의 최대 10배에 달하는 전류가 발생합니다. 빠른 블로잉 퓨즈가 이와 같은 애플리케이션에서 사용된다면 정상적인 돌입 전류 레벨이 퓨즈를 즉시 끊을 것이기 때문에 모터가 시동될 수 없습니다! 저속 퓨즈의 설계는 퓨즈 요소가 동일한 속단 퓨즈보다 더 많은 질량(그러나 더 많은 전류용량은 아님)을 가지도록 하는 것입니다. 즉, 주어진 양에 대해 더 느리게(그러나 동일한 최종 온도까지) 가열됨을 의미합니다. 현재.

퓨즈 동작 스펙트럼의 다른 쪽 끝에는 소위 반도체 퓨즈가 있습니다. 과전류 상태의 경우 매우 빠르게 열리도록 설계되었습니다. 트랜지스터와 같은 반도체 장치는 특히 과전류 조건을 견디지 못하는 경향이 있으므로 고전력 애플리케이션에서 과전류에 대한 빠른 보호가 필요합니다.

퓨즈는 항상 접지된 시스템에서 부하의 "뜨거운" 쪽에 배치되어야 합니다. 이것의 목적은 퓨즈가 열린 후 부하가 모든 면에서 완전히 비활성화되도록 하는 것입니다. 부하의 "뜨거운" 쪽과 "중성" 쪽을 융합하는 것의 차이점을 보려면 다음 두 회로를 비교하십시오.

두 경우 모두 퓨즈는 부하에 대한 전류를 성공적으로 차단했지만 하부 회로는 부하의 양쪽에서 사람이 서 있을 수 있는 접지까지 잠재적으로 위험한 전압을 차단하지 못합니다. 첫 번째 회로 설계가 훨씬 안전합니다.

앞에서 말했듯이 퓨즈는 사용 중인 유일한 유형의 과전류 보호 장치가 아닙니다. 회로 차단기라고 하는 스위치와 유사한 장치 종종 (그리고 더 일반적으로) 과도한 전류로 회로를 여는 데 사용되며 퓨즈처럼 회로를 차단하는 과정에서 스스로를 파괴하지 않기 때문에 인기가 있습니다. 그러나 어떤 경우에도 회로에 과전류 보호 장치를 배치하는 것은 위에 나열된 것과 동일한 일반 지침을 따릅니다. 접지에 연결됩니다.

회로에 과전류 보호를 배치하면 다양한 조건에서 해당 회로의 상대적인 충격 위험을 결정할 수 있지만 그러한 장치는 감전을 방지하기 위한 것이 아니라는 점을 이해해야 합니다. 퓨즈나 회로 차단기는 사람이 충격을 받을 경우 열리도록 설계되지 않았습니다. 오히려 전도체 과열 가능성이 있는 조건에서만 열리도록 되어 있습니다. 과전류 장치는 주로 회로의 도체를 과열 손상(및 과열된 도체와 관련된 화재 위험)으로부터 보호하고, 이차적으로 부하 및 발전기와 같은 특정 장비를 보호합니다(일부 속효 퓨즈는 특히 민감한 전자 장치를 보호하도록 설계되었습니다. 전류 서지에). 감전이나 감전사에 필요한 전류 레벨은 일반 전력 부하의 정상 전류 레벨보다 훨씬 낮기 때문에 과전류 상태가 쇼크 발생을 나타내는 것은 아닙니다. 특정 충격 조건을 감지하도록 설계된 다른 장치가 있지만(가장 널리 사용되는 지락 감지기) 이러한 장치는 한 가지 목적을 엄격히 수행하며 과열로부터 도체를 보호하는 것과 관련이 없습니다.

검토:

<울>

퓨즈 과도한 전류가 흐르는 경우 회로를 차단할 목적으로 녹아서 두 조각으로 분리되도록 설계된 작고 얇은 도체입니다.

회로 차단기 과전류 상태의 경우 회로 전류를 차단하기 위해 자동으로 열리는 특별히 설계된 스위치입니다. 차단기의 설계, 크기 및 용도에 따라 열, 자기장 또는 "보호 계전기"라는 외부 장치에 의해 "트립"(열림)될 수 있습니다.

퓨즈는 주로 최대 전류로 평가되지만 회로를 차단한 후 안전하게 견딜 수 있는 전압 강하의 양으로도 평가됩니다.

퓨즈는 동일한 최대 전류 수준에 대해 빠르게, 느리게 또는 그 사이 어느 곳에서나 끊어지도록 설계할 수 있습니다.

접지된 전원 시스템에 퓨즈를 설치하는 가장 좋은 위치는 부하에 대한 접지되지 않은 도체 경로입니다. 그렇게 하면 퓨즈가 끊어졌을 때 접지된(안전한) 도체만 여전히 부하에 연결되어 주변 사람들이 더 안전하게 지낼 수 있습니다.

관련 워크시트:

<울>

과전류 보호 워크시트