ヒューズは、ヒューズが溶けて開くヒューズリンクを備えた過電流保護デバイスです。 回路 過負荷状態またはショートが発生したとき。 ヒュージブルリンクが溶けるのは、ヒューズが導体の銅よりも融点の低い金属でできているためです。
たとえば、銅線と鉛線が直列に接続されており、可変の電気エネルギー源がゆっくりと調整されて電流が増加すると、両方の金属が電子の流れによって加熱され始めます。 鉛は銅よりも抵抗が高いため、銅が溶ける前に熱くなり溶けます。 鉛がスズと合金化されている場合、それはさらに低い温度で溶けます。
合金の物理的寸法を調整することにより、特定の電流レベルで合金を溶融させることができます。 これがヒューズ設計の基本です。 したがって、負荷と直列に接続された適切なサイズのヒューズは、電流レベルが回路導体に損傷を与えるほど高い値に上昇する前に開きます。 コンポーネント.
ヒューズ定格
ヒューズは 電圧、アンペア数、および遮断定格。
電圧 評価
定格電圧 ヒューズが開いた後、アークを抑制するヒューズの能力を決定します。 定格電圧が回路電圧より低いヒューズを使用すると、ヒューズが開いたときに発生するアークが抑制されず、ヒューズがすぐに故障をクリアできなかったり、安全でない方法で自己破壊したりする可能性があります。
ほとんどの低電圧システムには、定格125 V〜600Vのヒューズが含まれています。ヒューズを選択する場合。 その電圧定格は、少なくとも保護している回路の電圧源と同じ大きさである必要があります。
アンペア数評価
すべてのヒューズには アンペア数定格。 通常、定格電流は回路内の導体の通電容量を超えてはなりません。 たとえば、導体の定格が15 Aの場合、ヒューズのサイズは15 Aを超えてはなりません。ただし、この規則には例外があります。 NationalElectricalCode®は、さまざまなタイプの負荷のヒューズサイズを指定しています。 たとえば、14AWGワイヤの定格は20Aですが、その過電流保護は15 Aを超えてはなりません。ヒューズの定格アンペアは、数分の6000アンペアからXNUMXAの範囲です。
中断評価
ヒューズは、短絡状態で障害をクリアできる必要があります。 短絡が発生すると、非常に破壊的なエネルギーが存在する可能性があります。 短絡電流は、電圧源の内部抵抗と障害までの導体の抵抗量によってのみ制限されます。 この電流は、ほとんどの場合、回路を保護するヒューズの通常のアンペア定格をはるかに超えています。
エネルギーが十分に高い場合、保護装置は炎や気化した金属で破裂する可能性があります。 この気化作用により、ヒューズの周囲に導電性の経路が設定され、障害が解消されず、追加の損傷が発生する可能性があります。 このため、次のことを考慮することが重要です。 評価を中断する ヒューズの。
遮断定格は、ヒューズが破裂したりアークオーバーしたりすることなく安全に遮断できる最大電流量です。 最新の電流制限ヒューズのほとんどは、200,000Aまたは300,000Aの遮断定格を備えています。
ヒューズの種類
ヒューズには、フェルールカートリッジ、ブレードカートリッジ、プラグヒューズの1つのカテゴリがあります。 図XNUMXを参照してください。
図1つのカテゴリのヒューズには、フェルールカートリッジ、ブレードカートリッジ、およびプラグヒューズが含まれます。
一般的な住居では、通常、15Aまたは20Aのプラグヒューズと30Aまたは40Aのカートリッジヒューズが必要です。 場合によっては、サービスパネルブレードカートリッジのヒューズを交換する必要があります。 ブレードカートリッジヒューズの定格は通常60Aまたは100Aで、サービスパネルまたはサブパネルのメインディスコネクトにあります。 ヒューズのカテゴリごとに、特定のアプリケーション向けにいくつかの特定のタイプのヒューズを見つけることができます。 図2を参照してください。
図2.ヒューズのカテゴリごとに、特定のアプリケーション向けにいくつかの特定のタイプのヒューズを見つけることができます。
標準プラグヒューズ
標準のプラグヒューズは、ヒューズを流れる電流が定格値を超えたときに溶けるように設計された金属導電性要素を含むねじ込み式OCPDです。 図3を参照してください。深刻な過負荷状態の間、導体ストリップの溶融はほぼ瞬時に行われます。
図3.標準のプラグヒューズは、ヒューズを流れる電流が定格値を超えたときに溶けるように設計された金属導電性要素を含むねじ込み式OCPDです。
時間遅延プラグヒューズ：タイプTおよびタイプS
タイプTおよびタイプSのヒューズは、その設計により頑丈になるため、突入電流の大きいアプリケーションで使用されます。 どちらも時間遅延プラグヒューズであり、内部デュアルエレメントを備えたねじ込み式OCPDです。
最初の要素は、短絡に対するタイプT標準プラグヒューズの保護を提供します。 4番目の要素は、軽い過負荷による加熱から保護します。 図XNUMXを参照してください。
図4.時間遅延プラグヒューズは、内部デュアルエレメントを備えたねじ込み式OCPDです。
XNUMX番目の保護要素により、ヒューズは、溶断することなく、特定のレベルを下回る過負荷に短時間耐えることができます。 これは、冷蔵庫やエアコンなどの電動機器の起動による迷惑なトリップを防ぐのに役立ちます。 メーカーは、短絡や過負荷にさまざまな対応をする時間遅延プラグヒューズを製造しています。
A タイプS ヒューズはねじ込み式OCPDであり、時間遅延プラグヒューズのすべての動作特性に加えて、「改ざんされない」という追加の利点があります。 タイプSのヒューズは、ヒューズがベースのサイズと一致しない限り、ヒューズをベースに取り付けることができないため、改ざんできないと見なされます。 各タイプSベースアダプタは、特定のサイズのヒューズに合わせたサイズになっています。 たとえば、改ざん不可能な20 AタイプSヒューズは、15AタイプSベースには適合しません。
プラグヒューズの最大定格電圧は 125 V。 それらは、最大で最大の多くの一般的な電流サイズで利用可能です 30 A。 それらは120Vの一般的な家の照明およびコンセント回路で見つけることができます。 ヒューズの定格電流は、回路導体の最大定格電流と一致しています。 この定格に基づいて、適切なサイズのアダプターがエジソンベース（タイプT）のヒューズホルダーに挿入されます。 次に、適切なタイプSヒューズがアダプターにねじ込まれます。
カートリッジヒューズ
カートリッジヒューズはプラグタイプのヒューズとまったく同じように動作しますが、はるかに高い電流を流すように設計されています。 カートリッジヒューズのXNUMXつの基本的なタイプは次のとおりです。 フェルール-コンタクトタイプとブレードタイプ。 図5は、以下のアンペア定格で入手可能なフェルールタイプのカートリッジヒューズを示しています。 60 A。 フェルールヒューズは、 600 V.
図5.フェルールタイプのカートリッジヒューズ。
ブレード カートリッジヒューズは、を超える回路電流定格に使用されます 60 A。 このヒューズの接点はより大きく、より頑丈であるため、より高い電流を処理できます。 図6は、次のアンペア定格で使用可能なブレードヒューズを示しています。 70Aから6,000A。 ブレードヒューズの最大定格電圧は 600 V.
図6.ブレードヒューズ。
大まかに言えば、カートリッジヒューズは次のように分類されます。
- 電流制限
- 一度
- 再生可能な
- デュアルエレメント、時間遅延
- 高電圧
電流制限ヒューズ
NECは、電流制限カートリッジヒューズのヒューズホルダーが、非電流制限タイプのヒューズを拒否するように設計されていることを要求しています。 電流制限カートリッジヒューズは通常240Vで、30 Aを超える回路の定格です。図7は、リジェクションタイプのヒューズのみを受け入れるヒューズリジェクションクリップを示しています。
図7.電流制限ヒューズのヒューズ除去クリップ。
ワンタイムヒューズ
ワンタイムカートリッジヒューズ図8に示すように、絶縁フィラー材料のチューブで囲まれたヒューズリンクで構成されています。 フィラー材料の目的は、ヒューズが飛んだときのアークを抑制することです。 これらのヒューズの時間遅延は非常に少なく、障害が頻繁に発生しない回路での短絡保護に限定して使用されます。
図8.ワンタイムカートリッジヒューズ。
再生可能なヒューズ
再生可能なカートリッジヒューズ図9に示すは、障害が頻繁に発生するメインとフィーダーを保護するために、より低い交換コストを利用するために使用されます。 ワンタイムカートリッジヒューズとは異なり、これらのヒューズには、一度溶断すると交換できるヒューズリンクが含まれています。 最初はより高価ですが、このヒューズは長期間にわたってメンテナンスコストを削減します。
図9.再生可能なカートリッジヒューズとヒューズリンク。
デュアルエレメント時間遅延ヒューズ
単一要素のヒューズは優れた短絡保護を提供しますが、一時的なサージや過渡現象に対応するには、ヒューズを特大にする必要があります。 デュアルエレメント、時間遅延ヒューズ 同じ要素（リンク）でXNUMXつの個別のコンポーネントを使用することにより、短絡と過負荷の両方からの保護を提供します。
XNUMXつの要素が削除されます 過負荷、および他の要素は短絡を取り除きます。 典型的なデュアルエレメントの時間遅延ヒューズを図10に示します。 短絡する 要素は、制限されたノッチまたはセグメントを持つ銅線リンクです。 過負荷熱要素部分は、ばねを所定の位置に保持しているはんだが溶けると回路を開くばね式装置です。
デュアルエレメントの時間遅延ヒューズは、 モーターの設置。 このタイプのヒューズは、モーターの動作電流に近いサイズで、始動電流を流すことができます。 したがって、より小さなスイッチやパネルを取り付けることができます。
図10.デュアルエレメントの時間遅延ヒューズ。
カートリッジヒューズには、さまざまなタイプ、サイズ、および定格があります。 Underwriters Laboratories（UL）は、表1に示すように、さまざまなクラスを指定します。
| UL CLASS |
ヒューズの過負荷 特性 |
| L | 時間遅延 |
| RK1 |
時間遅延 |
| RK5 | 時間遅延 |
| T | 即効性の |
| J | 時間遅延 即効性の |
| CC | 時間遅延 即効性の |
| CD | 時間遅延 |
| G | 時間遅延 |
| K5 | 即効性の |
| H | 再生可能ヒューズ、速断型 |
表1.ULヒューズの分類
高電圧ヒューズ
高電圧ヒューズ図11に示すような、 600V以上 高圧送電線を保護するために使用されます。 それらは、そのような高電圧での電流の遮断に対して安全であるように特別に構築されており、排出、液体、および固体材料タイプが含まれます。
図11.高電圧ヒューズ。
ヒューズは用途の広いOCPDです
ヒューズは、過負荷状態または短絡が発生したときに溶断して回路を開く可融性リンクを備えた過電流保護デバイスです。 ヒューズには、フェルールカートリッジ、ブレードカートリッジ、プラグヒューズのXNUMXつのカテゴリがあります。
一般的な住居では、通常、15Aまたは20Aのプラグヒューズと30Aまたは40Aのカートリッジヒューズが必要です。 場合によっては、サービスパネルブレードカートリッジのヒューズを交換する必要があります。 ブレードカートリッジヒューズの定格は通常60Aまたは100Aで、サービスパネルまたはサブパネルのメインディスコネクトにあります。 ヒューズのカテゴリごとに、特定のアプリケーション向けにいくつかの特定のタイプのヒューズを見つけることができます。