ヒューズの種類
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通常、ヒューズは、電力サージや短絡から電気機器を保護するコンポーネントです。 ただし、高電力トランスを保護するために使用されるヒューズは、ラップトップなどの低電力デバイスには使用できません。
電気ヒューズにはさまざまな形状とサイズがあり、さまざまな要素を使用して動作し、回路内でさまざまな用途があります。
このガイドでは、電気システムで使用されるすべてのタイプのヒューズを紹介し、主要なカテゴリごとにサブカテゴリとより具体的なオプションに分けています。
始めましょう。
ヒューズの種類
電気ヒューズには 15 種類以上の種類があり、動作原理、設計、用途が異なります。 これらには以下が含まれます：
- DCヒューズ
- ACヒューズ
- 低圧電気ヒューズ
- 電気高電圧ヒューズ
- カートリッジヒューズ
- D型カートリッジヒューズ
- カートリッジ式ヒューズ
- 交換可能なヒューズ
- ストライカーヒューズ
- スイッチヒューズ
- プッシュアウトヒューズ
- ドロップダウンヒューズ
- 温度ヒューズ
- リセッタブルヒューズ
- 半導体ヒューズ
- 電圧抑制ヒューズ
- 表面実装デバイス ヒューズ
これらすべては、完全に理解できるように個別に詳細に説明されます。
DCヒューズ
簡単に言えば、DC ヒューズは DC 回路で使用される電気ヒューズの一種です。 これが交流 (AC) ヒューズとの主な違いですが、言及する価値のある別の機能があります。
DC ヒューズは通常、持続的なアーク放電を避けるために AC ヒューズよりも大きくなっています。
DC ヒューズが過電流または短絡し、金属ストリップが溶けると、回路が開きます。
ただし、DC 電源からの回路内の DC 電流と電圧により、溶融したストリップの両端の間の小さなギャップにより、永続的な火花が発生する可能性があります。
電力がまだ回路を流れているため、これはヒューズの目的を無効にします。 火花を防止するために、DC ヒューズが拡大され、ストリップの XNUMX つの溶融端の間の距離が長くなります。
ACヒューズ
一方、AC ヒューズは、AC 回路で動作する電気ヒューズです。 可変周波数電源のおかげで、それらを行う必要はもうありません。
最大レベルから最小レベル (0 V) まで変化する電圧で、通常は 50 分間に 60 ～ XNUMX 回、交流電流を印加します。 これは、ストリップが溶けるとき、この電圧がゼロに低下するとアークが容易に消えることを意味します。
交流電流自体の供給が停止するため、電気ヒューズを大きくしないでください。
現在、AC ヒューズと DC ヒューズは、電気ヒューズの XNUMX つの主要なカテゴリです。 次に、それらを XNUMX つのサブカテゴリに分けます。 低電圧電気ヒューズと高電圧電気ヒューズ。
低圧電気ヒューズ
このタイプの電気ヒューズは、定格電圧が 1,500 V 以下の回路で動作します。これらの電気ヒューズは、低電圧の電気回路で一般的に使用され、さまざまな形状、設計、サイズがあります。
また、高電圧対応品よりも安価で、交換も簡単です。
電気高電圧ヒューズ
高電圧ヒューズは、定格電圧が 1,500V を超え、最大 115,000V で使用される電気ヒューズです。
それらは大規模な電力システムおよび回路で使用され、さまざまなサイズがあり、特に DC 回路に関しては、電気アークを消すためにより厳しい手段を使用します。
次に、高電圧および低電圧の電気ヒューズは、主にその設計によって決定されるさまざまなタイプに分類されます。
カートリッジヒューズ
カートリッジ ヒューズは電気ヒューズの一種で、ストリップと消弧要素がセラミックまたは透明なガラス ケースに完全に収納されています。
それらは通常、回路に接続するための接点として機能する両端に金属キャップ (ラグと呼ばれる) または金属ブレードが付いた円筒形の電気ヒューズです。 内側のヒューズまたはストリップは、カートリッジ ヒューズのこれらの XNUMX つの端に接続して、回路を完成させます。
カートリッジ ヒューズは、冷蔵庫、ウォーター ポンプ、エアコンなどの電化製品の回路に使用されています。
それらは定格が最大 600A および 600V の低電圧電源システムに多く見られますが、高電圧環境でも使用される場合があります。 これと、スパークを制限するための特定の材料の追加にもかかわらず、それらの全体的なデザインは同じままです.
カートリッジ ヒューズはさらに XNUMX つのカテゴリに分類できます。 タイプ D 電気ヒューズおよびリンク タイプ ヒューズ。
タイプ D カートリッジ ヒューズ
D タイプ ヒューズは、ベース、アダプター リング、カートリッジ、およびヒューズ キャップを備えたカートリッジ ヒューズの主なタイプです。
ヒューズベースはヒューズカバーに接続され、金属ストリップまたはジャンパーワイヤがこのヒューズベースに接続されて回路が完成します。 タイプ D ヒューズは、回路内の電流が超過すると、電源を即座に停止します。
リンクタイプ/HRCカートリッジヒューズ
リンクまたは高遮断容量 (HRC) ヒューズは、過電流または短絡保護の時間遅延メカニズムに XNUMX つのヒューズ リンクを使用します。 このタイプのヒューズは、高遮断容量 (HBC) ヒューズとも呼ばれます。
XNUMX つのヒュージブル リンクまたはバーが互いに平行に配置され、XNUMX つは低抵抗で、もう XNUMX つは高抵抗です。
過電流が回路に印加されると、低抵抗のヒュージブル リンクがすぐに溶断しますが、高抵抗のヒューズは過剰な電力を短時間保持します。 この短い時間内に電力が許容レベルまで低下しないと、燃え尽きてしまいます。
代わりに、回路に過電流が発生したときにすぐに定格遮断電流がトリガーされると、高抵抗のヒューズ リンクが瞬時に溶断します。
これらのタイプの HRC 電気ヒューズは、石英粉末や非導電性液体などの物質を使用して、電気アークを制限または消火します。 この場合、それらはHRC液体ヒューズと呼ばれ、高電圧タイプで一般的です。
HRC 電気ヒューズには、穴の開いた延長端子を備えたボルトオン ヒューズや、自動車環境で広く使用され、キャップの代わりにブレード端子を備えたブレード ヒューズなど、他のタイプの HRC 電気ヒューズがあります。
ブレード ヒューズは通常、プラスチック製のケースがあり、誤動作が発生した場合に回路から簡単に取り外せます。
交換可能なヒューズ
交換可能なヒューズは、セミクローズド電気ヒューズとも呼ばれます。 それらは磁器製のXNUMXつの部分で構成されています。 ハンドル付きのヒューズホルダーと、このヒューズホルダーが挿入されるヒューズベース。
住宅やその他の低電流環境で一般的に使用される取り外し可能なヒューズの設計により、感電のリスクなしに簡単に保持できます。 ヒューズ ホルダーには通常、ブレード端子とヒューズ リンクがあります。
ヒュージブルリンクが溶けたら、ヒューズホルダーを簡単に開けて交換できます。 ホルダー全体も問題なく簡単に交換できます。
ストライカーヒューズ
ヒューズは機械システムを使用して、過電流または短絡から保護し、電気ヒューズが飛んだことを示します。
この信管は、爆薬、またはコック付きのスプリングと、リンクが溶けたときに放出されるロッドのいずれかで機能します。
ピンとスプリングはヒュージブル リンクと平行です。 リンクが溶けるとアンローディング機構が作動し、ピンが飛び出します。
スイッチヒューズ
スイッチ ヒューズは、スイッチ ハンドルを使用して外部から制御できるタイプの電気ヒューズです。
高電圧環境での一般的なアプリケーションでは、スイッチをオンまたはオフの位置に切り替えることで、ヒューズが電力を通過させるかどうかを制御します。
プッシュアウトヒューズ
プッシュアウト ヒューズは、ボロン ガスを使用してアーク放電を制限します。 高電圧環境、特に 10 kV 変圧器で使用されます。
ヒューズが溶けると、ホウ素ガスがアークを消し、チューブの穴から放出されます。
ヒューズを無効にする
ドロップアウト ヒューズは、ヒューズ リンクがヒューズ本体から分離されているタイプのプルアウト ヒューズです。 これらのヒューズは、XNUMX つの主要部分で構成されています。 ハウジングカットアウトとヒューズホルダー。
ヒューズ ホルダーにはヒュージブル リンクが収納されており、カットアウト ボディは磁器製のフレームで、上部と下部の接点でヒューズ ホルダーを支えています。
ヒューズホルダーもカットアウトボディに対して斜めに保持されていますが、これには理由があります。
過電流や短絡によりヒューズリンクが溶断すると、ヒューズホルダーが上接点のカットアウト本体から外れます。 これにより、重力下で落下するため、「ドロップヒューズ」という名前が付けられました。
ヒューズホルダーの落下は、ヒューズが飛んで交換が必要であることを示す視覚的な兆候でもあります。 このタイプのヒューズは、低電圧変圧器を保護するために一般的に使用されます。
温度ヒューズ
温度ヒューズは、温度信号と要素を使用して、過電流または短絡から保護します。 このタイプのヒューズはサーマルカットアウトとも呼ばれ、温度に敏感なデバイスで広く使用されており、ヒューズリンクとして敏感な合金を使用しています。
温度が異常なレベルに達すると、ヒュージブル リンクが溶けて、機器の他の部分への電力が遮断されます。 これは主に火災を防ぐために行われます。
リセッタブルヒューズ
リセッタブル ヒューズは、正温度係数 (PPTC) ポリマー ヒューズ、略して「ポリヒューズ」とも呼ばれ、再利用可能な機能を備えています。
このタイプのヒューズは、非導電性の結晶性ポリマーと導電性のカーボン粒子を混合したものです。 それらは、過電流または短絡保護のために温度で動作します。
低温時、ヒューズは結晶状態のままで、炭素粒子が互いに近くに保たれ、エネルギーが通過できるようになります。
過剰な電流供給の場合、ヒューズは加熱され、結晶形態からコンパクトではないアモルファス状態に変化します。
炭素粒子は離れており、電気の流れが制限されています。 エネルギーは作動時にこのヒューズを通って流れますが、通常はミリアンペアの範囲で測定されます。
回路が冷えると、ヒューズのコンパクトな結晶状態が復元され、電力が妨げられずに流れます。
このことから、ポリヒューズが自動的にリセットされることがわかります。そのため、「リセット可能なヒューズ」という名前が付けられています。
それらは、コンピューターや電話の電源、原子力システム、航空旅行システム、および部品の交換が非常に困難であることが判明しているその他のシステムで一般的に見られます。
半導体ヒューズ
半導体ヒューズは超高速ヒューズです。 ダイオードやサイリスタなど、回路内の半導体コンポーネントを保護するために使用します。これらは小さな電流サージに敏感であるためです。
それらは、UPS、ソリッドステートリレー、モータードライブ、および敏感な半導体コンポーネントを含むその他のデバイスや回路で一般的に使用されています。
サージ抑制ヒューズ
サージ保護ヒューズは、温度信号と温度センサーを使用して電力サージから保護します。 この良い例は、負温度係数 (NTC) ヒューズです。
NTC ヒューズは回路内に直列に取り付けられ、高温では抵抗が減少します。
これは、PPTC ヒューズとは正反対です。 ピーク電力の間、抵抗が減少すると、ヒューズがより多くの電力を吸収し、電力の流れが減少または「抑制」されます。
表面実装デバイス ヒューズ
表面実装 (SMD) ヒューズは、スペースが限られた低電流環境で一般的に使用される非常に小さな電気ヒューズです。 それらのアプリケーションは、携帯電話、ハード ドライブ、カメラなどの DC デバイスで見られます。
SMD ヒューズはチップ ヒューズとも呼ばれ、それらの高電流バリアントも見つけることができます。
上記のすべてのタイプのヒューズには、動作を決定するいくつかの追加の特性があります。 これらには、定格電流、定格電圧、ヒューズ動作時間、遮断容量、および I が含まれます。2T値。
ガイドビデオ
ヒューズ定格の計算方法
標準動作デバイスで使用されるヒューズの電流定格は、通常、回路定格の 110% から 200% の間に設定されます。
たとえば、モーターで使用されるヒューズの定格は通常 125%、変圧器で使用されるヒューズの定格は 200%、照明システムで使用されるヒューズの定格は 150% です。
ただし、それらは、回路環境、温度、回路内の保護デバイスの感度など、他の多くの要因に依存します。
たとえば、モーターのヒューズ定格を計算するときは、次の式を使用します。
ヒューズ定格 = {ワット数 (W) / 電圧 (V)} x 1.5
電力が 200W で電圧が 10V の場合、ヒューズ定格 = (200/10) x 1.5 = 30A です。
電気アークを理解する
ここまで読んで、「電気アーク」という用語に何度か出くわし、ヒュージブル リンクが溶けたときにそれを防ぐ必要があることを理解したに違いありません。
アークは、電気が空気中のイオン化ガスを介して XNUMX つの電極間の小さなギャップを埋めるときに形成されます。 電源を切らないとアークは消えません。
アークが距離、非導電性粉末および/または液体材料によって制御されない場合、回路内で過電流が継続して発生したり、火災が発生したりする危険があります。
ヒューズについて詳しく知りたい方はこちらのページをご覧ください。
よくある質問
ACヒューズには何種類ありますか?
AC ヒューズには、低電圧ヒューズと高電圧ヒューズの XNUMX つの主なカテゴリがあります。
これは、11 種類以上の異なるタイプに分けることができます。
電気工学には何種類のヒューズがありますか?
電気システムでは 11 種類以上のヒューズが使用されており、AC ヒューズと DC ヒューズの主なカテゴリに分類されます。 ヒューズは、高電圧と低電圧のサブカテゴリにも分類されます。
