How to Distinguish Low-Voltage Fuses: IEC 60269 Standards & Classes (gG, aM, gPV)

هنگامی که کاتالوگ یک تامین‌کننده فیوز را باز می‌کنید یا علامت‌گذاری فیوز را در یک تابلوی صنعتی بررسی می‌کنید، با کدهای حروف اختصاری مرموز روبرو می‌شوید: gG، aM، gPV، gR، aR. این‌ها نام‌گذاری‌های تصادفی سازنده نیستند—آن‌ها دسته‌بندی‌های کاربردی IEC 60269 را نشان می‌دهند، یک طبقه‌بندی سیستماتیک که تعریف می‌کند هر فیوز برای محافظت از چه نوع بار الکتریکی و تحت چه شرایطی طراحی شده است.

این تمایز در عمل بسیار مهم است. یک فیوز gG با کاربرد عمومی که از یک کابل محافظت می‌کند، اگر به اشتباه برای وظیفه موتور (جایی که aM صحیح است) استفاده شود، زودتر از موعد از کار می‌افتد و اجازه می‌دهد اضافه بارهای آسیب‌رسان به سیم‌پیچ موتور برسند. یک فیوز aM محافظت از موتور که در یک مدار توزیع عمومی استفاده می‌شود، حفاظت اضافه بار ناکافی را فراهم می‌کند و خطر آسیب به کابل یا آتش‌سوزی را به همراه دارد. یک فیوز AC استاندارد که در یک مدار DC فتوولتائیک استفاده می‌شود، ممکن است به طور فاجعه‌باری از کار بیفتد زیرا قوس‌های DC مانند AC در جریان صفر خود خاموش نمی‌شوند.

برای مهندسان برق که حفاظت اضافه جریان را مشخص می‌کنند، سازندگان تابلو که اجزا را انتخاب می‌کنند و برق‌کاران تعمیر و نگهداری که فیوزها را تعویض می‌کنند، درک دسته‌بندی‌های کاربردی IEC 60269 ضروری است. با این حال، این سیستم طبقه‌بندی در خارج از محافل تخصصی به خوبی درک نشده است. این راهنما ساختار استاندارد IEC 60269 را توضیح می‌دهد، سه کلاس فیوز رایج‌تر—gG (کاربرد عمومی)، aM (حفاظت موتور) و gPV (فتوولتائیک)—را رمزگشایی می‌کند و معیارهای انتخاب عملی برای تطبیق انواع فیوز با کاربردهای دنیای واقعی ارائه می‌دهد.

IEC 60269 چیست؟

IEC 60269 استاندارد بین‌المللی حاکم بر فیوزهای ولتاژ پایین برای مدارهای AC با فرکانس قدرت تا 1000 ولت و مدارهای DC تا 1500 ولت است. این استاندارد که توسط کمیته فنی 32/زیرکمیته 32B کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک منتشر شده است، الزامات عملکرد، روش‌های آزمایش و سیستم‌های طبقه‌بندی را برای پیوندهای فیوز محدودکننده جریان محصور با ظرفیت قطع نامی حداقل 6 کیلوآمپر تعیین می‌کند.

این استاندارد به هفت بخش تقسیم شده است که هر کدام به حوزه‌های کاربردی خاصی می‌پردازند:

کمیسیون مستقل انتخابات ۶۰۲۶۹-۱ (الزامات عمومی، ویرایش 5.0، 2024) الزامات پایه را برای همه پیوندهای فیوز، از جمله رتبه‌بندی ولتاژ/جریان، تعاریف ظرفیت قطع، تأیید مشخصه زمان-جریان و پروتکل‌های آزمایش اصلی تعیین می‌کند. این بخش چارچوبی را تعریف می‌کند که تمام بخش‌های بعدی بر اساس آن ساخته می‌شوند.

کمیسیون مستقل انتخابات ۶۰۲۶۹-۲ (فیوزهای صنعتی، ویرایش تلفیقی 2024) الزامات تکمیلی را برای فیوزهایی ارائه می‌دهد که فقط توسط افراد مجاز در کاربردهای صنعتی جابجا و تعویض می‌شوند. این استاندارد سیستم‌های فیوز استاندارد شده A تا K—از جمله فیوزهای تیغه‌ای NH، فیوزهای پیچ‌دار BS، فیوزهای استوانه‌ای و سایر موارد—را برمی‌شمارد و الزامات عملکرد را برای چرخه‌های کاری صنعتی با جریان‌های خطای احتمالی بالا مشخص می‌کند.

کمیسیون مستقل انتخابات ۶۰۲۶۹-۳ (فیوزهای خانگی، ویرایش 5.0، 2024) فیوزها را برای کارکرد توسط افراد غیرمتخصص در کاربردهای مسکونی و مشابه پوشش می‌دهد. این استاندارد ویژگی‌های مکانیکی غیرقابل تعویض را برای جلوگیری از تعویض رتبه‌بندی نادرست اجباری می‌کند و از جابجایی ایمن توسط کاربران آموزش ندیده اطمینان حاصل می‌کند.

کمیسیون مستقل انتخابات ۶۰۲۶۹-۴ (حفاظت نیمه‌هادی، ویرایش 6.0، 2024) به پیوندهای فیوز سریع‌العمل اختصاص دارد که به طور خاص برای محافظت از دستگاه‌های نیمه‌هادی (یکسوسازها، تریستورها، ترانزیستورهای قدرت) در برابر آسیب‌های ناشی از اتصال کوتاه طراحی شده‌اند و به مشخصه‌های زمان-جریان بسیار سریع‌تر از فیوزهای با کاربرد عمومی نیاز دارند.

IEC 60269-5 (راهنمای کاربرد) معیارهای انتخاب، روش‌های هماهنگی و راهنمایی عملی را برای مهندسانی که فیوزها را در حوزه‌های مختلف مشخص می‌کنند، ارائه می‌دهد.

IEC 60269-6 (سیستم‌های فتوولتائیک) الزامات تکمیلی را برای پیوندهای فیوز محافظت‌کننده از سیستم‌های انرژی خورشیدی PV تعیین می‌کند و به چالش‌های منحصربه‌فرد قطع DC بدون صفرهای جریان طبیعی و محیط عملیاتی PV می‌پردازد.

IEC 60269-7 (سیستم‌های باتری) الزامات را برای پیوندهای فیوز محافظت‌کننده از سیستم‌های ذخیره انرژی باتری تعریف می‌کند، یک افزودنی نسبتاً جدید که منعکس‌کننده رشد تاسیسات باتری ثابت است.

این استاندارد ویژگی‌های الکتریکی و رفتار زمان-جریان را برای فیوزهای قابل تعویض از نظر ابعاد متحد می‌کند، قابلیت اطمینان سیستم را بهبود می‌بخشد و تعمیر و نگهداری را در سیستم‌های ملی که از نظر تاریخی پراکنده بودند، ساده می‌کند. برای هر فیوز مطابق با IEC 60269، سازندگان باید عملکرد را از طریق آزمایش‌های تعریف شده تأیید کنند: افزایش دما و اتلاف توان، رفتار ذوب و عدم ذوب در مضرب‌های مشخص شده جریان نامی، تأیید مشخصه زمان-جریان (“دروازه‌ها”) و اعتبارسنجی ظرفیت قطع.

درک سیستم طبقه‌بندی فیوز

IEC 60269 فیوزها را با استفاده از یک کد دو حرفی دسته‌بندی کاربردی طبقه‌بندی می‌کند که کاربرد مورد نظر و ویژگی‌های عملیاتی فیوز را تعریف می‌کند. این سیستم طبقه‌بندی تشخیص می‌دهد که محافظت از یک کابل در برابر اضافه بار الزامات اساساً متفاوتی را نسبت به محافظت از یک مدار موتور که جریان‌های راه‌اندازی بالایی را تجربه می‌کند، یا یک رشته فتوولتائیک DC که فاقد صفرهای جریان طبیعی برای خاموش کردن قوس است، تحمیل می‌کند.

ساختار کد دو حرفی به شرح زیر عمل می‌کند:

حرف اول نشان‌دهنده محدوده عملکرد:

• “g” (آلمانی: gesamt, ، “کلی”) = حفاظت با کاربرد عمومی و دامنه کامل که مناطق اضافه بار و اتصال کوتاه را پوشش می‌دهد. فیوز از اضافه جریان‌های کم مدت طولانی (تا منطقه ذوب یک ساعته) تا اتصال کوتاه با بزرگی بالا عمل می‌کند.
• “a” (آلمانی: ausschalten, ، “جزئی”) = حفاظت با دامنه جزئی و فقط اتصال کوتاه. فیوز برای رفع خطاها طراحی شده است اما در طول اضافه بارهای عادی یا گذرهای راه‌اندازی موتور عمل نمی‌کند. حفاظت اضافه بار باید توسط دستگاه‌های جداگانه (رله‌های اضافه بار حرارتی، قطع‌کننده‌های حفاظت موتور) ارائه شود.

حرف دوم نشان‌دهنده شیء محافظت شده یا دامنه کاربرد:

• “G” = حفاظت عمومی از کابل‌ها، سیم‌ها و مدارهای توزیع
• “M” = مدارهای موتور و تجهیزات در معرض هجوم جریان بالا
• “PV” = سیستم‌های انرژی فتوولتائیک (خورشیدی) با شرایط عملیاتی DC
• “R” = دستگاه‌های نیمه‌هادی (یکسوسازها، تریستورها، ترانزیستورهای قدرت) که به پاسخ فوق‌العاده سریع نیاز دارند
• “L” = کابل‌ها و هادی‌ها (تا حد زیادی با “G” در عمل مدرن جایگزین شده است)
• “Tr” = ترانسفورماتورها

با ترکیب این حروف، دسته‌بندی کاربردی به طور دقیق هم رفتار عملیاتی فیوز و هم کاربرد مورد نظر آن را تعریف می‌کند. gG به معنای حفاظت با کاربرد عمومی و دامنه کامل برای کابل‌ها و توزیع است. آ.م. به معنای حفاظت با دامنه جزئی (فقط اتصال کوتاه) برای مدارهای موتور است. gPV به معنای حفاظت با کاربرد عمومی و دامنه کامل است که به طور خاص برای سیستم‌های DC فتوولتائیک طراحی شده است.

این طبقه‌بندی مستقیماً مشخصه زمان-جریانفیوز را تعیین می‌کند—منحنی‌ای که نشان می‌دهد فیوز چقدر طول می‌کشد تا در سطوح اضافه جریان مختلف عمل کند—و ظرفیت شکستن, ظرفیت قطع.

شکل ۲: مقایسه کلاس فیوز VIOX IEC 60269. سه دسته‌بندی اصلی—gG برای حفاظت عمومی کابل، aM برای مدارهای موتور با جریان‌های راه‌اندازی بالا و gPV برای سیستم‌های فتوولتائیک DC—کاربردهای متمایزی را با مشخصه‌های زمان-جریان خاص و الزامات ظرفیت قطع ارائه می‌دهند.

gG کلاس gG: فیوزهای با کاربرد عمومی گرم کلاس فیوز پیش‌فرض برای حفاظت از کابل و هادی در تاسیسات خانگی و صنعتی است. این نام‌گذاری به صورت جی (دامنه کامل، پوشش اضافه بار و اتصال کوتاه) +.

ویژگی‌ها و رفتار زمان-جریان

فیوز gG حفاظت مداومی را از اضافه بارهای متوسط تا اتصال کوتاه های فاجعه بار فراهم می کند. مشخصه زمان-جریان آن کل طیف عملکرد را پوشش می دهد:

• ناحیه اضافه بار طولانی مدت: در جریان نامی 1.5 برابر (In)، یک فیوز gG معمولی 1 تا 4 ساعت طول می کشد تا بسوزد و از کابل در برابر حرارت محافظت می کند بدون اینکه باعث قطع ناخواسته ناشی از جریان های گذرا شود.
• ناحیه اضافه بار متوسط: در 5×In، زمان سوختن به 2 تا 5 ثانیه کاهش می یابد و اضافه بارهای مداوم را قبل از آسیب دیدن عایق کابل رفع می کند.
• ناحیه اتصال کوتاه: در 10×In و بالاتر، فیوز در عرض 0.1 تا 0.2 ثانیه عمل می کند و حفاظت سریع در برابر خطا را فراهم می کند.

این پاسخ تدریجی با محدودیت های حرارتی کابل مطابقت دارد: فیوز جریان های گذرا بی ضرر را تحمل می کند اما جریان های بیش از حد مداوم را قبل از اینکه هادی به دمای آسیب رسان برسد، قطع می کند. منحنی زمان-جریان در برابر “دروازه های” استاندارد تعریف شده در IEC 60269-1 تأیید می شود و عملکرد سازگار را در بین سازندگان تضمین می کند.

ظرفیت قطع و اشکال فیزیکی

IEC 60269 حداقل ظرفیت قطع 6 کیلو آمپر را برای همه فیوز-لینک های این سری الزامی می کند. فیوزهای gG صنعتی - به ویژه سیستم های NH (تیغه ای) که تحت استاندارد IEC 60269-2 استاندارد شده اند - معمولاً از ظرفیت قطع 100 کیلو آمپر فراتر می روند و آنها را برای تاسیساتی با جریان های خطای احتمالی بسیار بالا در نزدیکی ثانویه ترانسفورماتور یا نقاط توزیع اصلی مناسب می کند.

فیوزهای gG در اشکال فیزیکی متعددی موجود هستند:

• فیوزهای NH (اتصالات تیغه ای به سبک DIN): سایزهای 000، 00، 0، 1، 2، 3، 4 که جریان 2A تا 1250A را پوشش می دهند، با بدنه های سرامیکی و ترمینال های تیغه ای برای نصب پنل با پیچ
• فیوزهای استوانه ای (مدل کارتریجی): قطرهای استاندارد 10×38mm، 14×51mm، 22×58mm برای جریان های 1A تا 125A، مورد استفاده در نگهدارنده های فیوز یا پایه های DIN-rail
• فیوزهای پیچی BS (بدنه مربعی استاندارد بریتانیا): سایزهای صنعتی برای کاربردهای جریان بالا
• فیوزهای کارتریجی خانگی مطابق با IEC 60269-3: با کدگذاری مکانیکی برای جلوگیری از جایگزینی با جریان نامی نادرست

برنامه های کاربردی معمولی

فیوزهای gG اسب کار توزیع برق هستند:

• حفاظت فیدر: حفاظت از مدار اصلی و فرعی در تابلوهای توزیع، پانل بردها و کابینت های کنترل
• حفاظت کابل: تطبیق جریان نامی فیوز با ظرفیت آمپر کابل برای جلوگیری از آسیب عایق ناشی از اضافه بار مداوم
• مدارهای روشنایی: توزیع روشنایی تجاری و صنعتی (هم روشنایی مقاومتی رشته ای و هم روشنایی تخلیه القایی)
• توزیع برق عمومی: بارهای ترکیبی در ساختمان های تجاری، کارخانه های تولیدی و زیرساخت ها
• حفاظت اولیه/ثانویه ترانسفورماتور: در مواردی که جریان هجومی مغناطیسی بیش از حد نباشد

هماهنگی و گزینش

برای فیوزهای gG آبشاری (بالادست و پایین دست در یک مدار)، راهنمای کاربرد IEC 60269-5 و داده های سازنده، قانون 1.6× را تعیین می کنند: انتخاب پذیری کامل معمولاً زمانی حاصل می شود که جریان نامی فیوز بالادست حداقل 1.6 برابر جریان نامی فیوز پایین دست باشد. برای سایر ترکیبات دستگاه (gG با قطع کننده مدار, کنتاکتورها, ، یا سایر کلاس های فیوز)، انتخاب پذیری باید با مقایسه منحنی های زمان-جریان و انرژی عبوری (I²t) در کل محدوده خطا تأیید شود.

معیارهای انتخاب

gG را زمانی مشخص کنید که:

• بار عمدتاً مقاومتی یا ترکیبی باشد (روشنایی، گرمایش، توزیع عمومی)
• حفاظت کامل در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه در یک دستگاه واحد مورد نیاز باشد
• کاربرد شامل جریان هجومی راه اندازی موتور بالا یا وظیفه DC/PV تخصصی نباشد
• نصب مطابق با حوزه های IEC 60269-2 (صنعتی) یا IEC 60269-3 (خانگی) باشد

از gG استفاده نکنید برای مدارهای موتور که جریان هجومی راه اندازی باعث سوختن ناخواسته می شود (از aM استفاده کنید)، یا برای سیستم های فتوولتائیک DC که فیوزهای دارای رتبه AC ممکن است در قطع قوس های DC با مشکل مواجه شوند (از gPV استفاده کنید).

کلاس aM: فیوزهای حفاظت موتور

آ.م. فیوزها به طور خاص برای مدارهای موتور و تجهیزاتی که در معرض جریان های راه اندازی بالا (جریان روتور قفل شده) هستند، طراحی شده اند. این نامگذاری به صورت زیر تجزیه می شود: الف (محدوده جزئی، فقط حفاظت اتصال کوتاه) + M (مدارهای موتور). برخلاف فیوزهای gG که حفاظت کامل در برابر اضافه بار را فراهم می کنند، فیوزهای aM عمداً جریان های گذرا راه اندازی موتور را تحمل می کنند - که می تواند به 5 تا 8 برابر جریان بار کامل موتور برسد - در حالی که همچنان قطع اتصال کوتاه قوی را ارائه می دهند.

چرا مدارهای موتور به فیوزهای تخصصی نیاز دارند

هنگامی که یک موتور القایی شروع به کار می کند، جریان روتور قفل شده را معمولاً 6 تا 8 برابر جریان بار کامل نامی خود برای چند ثانیه می کشد تا زمانی که روتور به سرعت کار برسد. یک فیوز gG که برای جریان کارکرد موتور اندازه گیری شده باشد، در هر بار راه اندازی می سوزد. بزرگتر کردن فیوز gG برای تحمل راه اندازی، حفاظت در برابر اضافه بار را از بین می برد و سیم پیچ موتور را در برابر آسیب ناشی از جریان بیش از حد مداوم آسیب پذیر می کند.

کلاس aM این معضل را با ارائه حفاظت محدوده جزئی حل می کند:

• اجازه راه اندازی موتور را می دهد: عنصر فیوز و مشخصه زمان-جریان به گونه ای طراحی شده اند که بدون سوختن، جریان هجومی موتور را تحمل کنند، حتی در طول چرخه های راه اندازی متعدد.
• اتصال کوتاه ها را رفع می کند: با وجود تحمل جریان های راه اندازی، فیوز به سرعت جریان های خطای واقعی را که از سطوح روتور قفل شده موتور فراتر می روند، رفع می کند.
• نیاز به حفاظت جداگانه در برابر اضافه بار دارد: از آنجایی که فیوزهای aM در ناحیه اضافه بار عمل نمی کنند، حفاظت حرارتی موتور باید توسط دستگاه های جداگانه (رله های اضافه بار حرارتی، قطع کننده های حفاظت موتور) ارائه شود.

این تقسیم کار - aM برای حفاظت در برابر خطا، دستگاه های حرارتی برای اضافه بار - یک روش استاندارد در کنترل موتور صنعتی است.

ویژگی‌ها و رفتار زمان-جریان

فیوزهای aM منحنی های زمان-جریان اساساً متفاوتی نسبت به gG دارند:

• عدم عملکرد اضافه بار طولانی مدت: برخلاف gG، فیوزهای aM عمداً در 1.5 تا 2 برابر In نمی سوزند. آنها جریان های مداوم را در محدوده راه اندازی موتور بدون عملکرد تحمل می کنند.
• رفع اتصال کوتاه: در جریان های بسیار بالاتر از روتور قفل شده موتور (معمولاً >10-15×In)، فیوز به سرعت عمل می کند، مشابه gG در ناحیه خطا.
• تحمل وظیفه راه اندازی: جرم حرارتی و طراحی عنصر فیوز به آن اجازه می دهد تا انرژی I²t راه اندازی موتور را بدون آسیب جذب کند، که از طریق آزمایش مطابق با IEC 60269-2 تأیید می شود.

ظرفیت قطع و اشکال فیزیکی

فیوزهای aM در همان فرمت‌های فیزیکی فیوزهای gG تولید می‌شوند—به‌طور عمده تیغه‌ای NH و کارتریجی استوانه‌ای—اما با طراحی المان داخلی متفاوت. فیوزهای صنعتی NH aM معمولاً به ظرفیت قطع >100 کیلوآمپر می‌رسند، که با معادل‌های gG یکسان است، زیرا هر دو باید جریان‌های اتصال کوتاه احتمالی یکسانی را در تاسیسات صنعتی قطع کنند.

برنامه های کاربردی معمولی

فیوزهای aM انتخاب استاندارد برای حفاظت موتور در کنترل صنعتی هستند:

• فیدرهای موتور: فیوزهای اصلی که از مدارهای موتور جداگانه در مراکز کنترل موتور (MCC) محافظت می‌کنند، با کنتاکتورهای پایین‌دست و رله‌های اضافه بار حرارتی که طرح حفاظتی را تکمیل می‌کنند
• استارترهای مستقیم (DOL): ترکیب شده با کنتاکتورها و اضافه بارها در مجموعه‌های استارتر برای پمپ‌ها، فن‌ها، کمپرسورها و نوار نقاله‌ها
• تجهیزات فرآیند: موتورهایی که ماشین‌آلات صنعتی را به حرکت در می‌آورند، جایی که استارت مستقیم استفاده می‌شود
• سیستم‌های تهویه مطبوع: موتورهای بزرگ کمپرسور و فن در کنترل آب و هوای تجاری/صنعتی

aM در هر جایی که موتورها مستقیماً استارت می‌شوند (نه سافت استارتر یا کنترل شده با VFD) مشخص می‌شود و جریان هجومی استارت باعث قطع مزاحمتی gG می‌شود.

الزامات هماهنگی

از آنجایی که فیوزهای aM فقط حفاظت اتصال کوتاه را ارائه می‌دهند،, هماهنگی با دستگاه‌های اضافه بار اجباری است. طرح حفاظت موتور کامل معمولاً شامل موارد زیر است:

1. فیوز aM: حفاظت اتصال کوتاه (رفع خطا)
2. رله اضافه بار حرارتی یا قطع‌کننده حفاظت موتور: حفاظت اضافه بار (جریان بیش از حد پایدار ناشی از اضافه بار مکانیکی، تک فاز شدن و غیره)
3. کنتاکتور: دستگاه سوئیچینگ برای کنترل استارت/استاپ

هماهنگی باید اطمینان حاصل کند که دستگاه اضافه بار قبل از سوختن فیوز در شرایط اضافه بار، قطع می‌کند، در حالی که فیوز قبل از آسیب دیدن دستگاه اضافه بار یا کنتاکتور در هنگام خطاهای اتصال کوتاه، مدار را قطع می‌کند. این امر مستلزم مقایسه منحنی‌های زمان-جریان و تأیید این است که منحنی قطع دستگاه اضافه بار به طور کامل زیر منحنی ذوب فیوز در ناحیه اضافه بار قرار دارد.

معیارهای انتخاب

چه زمانی aM را مشخص کنید:

• محافظت از مدارهای موتور با استارت مستقیم
• جریان استارت موتور باعث قطع مزاحمتی فیوزهای gG می‌شود
• حفاظت اضافه بار حرارتی جداگانه در طرح کنترلی ارائه شده است
• کاربرد مطابق با وظیفه موتور صنعتی IEC 60269-2 است

از aM استفاده نکنید برای مدارهای توزیع عمومی (بدون حفاظت اضافه بار)، برای کابل‌ها/فیدرهایی که نیاز به حفاظت کامل دارند (از gG استفاده کنید)، یا جایی که حفاظت موتور باید فقط توسط فیوز ارائه شود (به جای آن از قطع‌کننده‌های مدار دارای رتبه موتور استفاده کنید).

کلاس gPV: فیوزهای فتوولتائیک

gPV فیوزها به طور خاص برای محافظت از سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتائیک طراحی شده‌اند، که توسط الزامات تکمیلی IEC 60269-6 اداره می‌شوند. این نامگذاری به صورت زیر تجزیه می‌شود گرم کلاس فیوز پیش‌فرض برای حفاظت از کابل و هادی در تاسیسات خانگی و صنعتی است. این نام‌گذاری به صورت PV (سیستم‌های فتوولتائیک). این فیوزها چالش‌های منحصر به فرد حفاظت مدار DC در تاسیسات خورشیدی را برطرف می‌کنند—چالش‌هایی که فیوزهای استاندارد دارای رتبه AC را ناکافی و بالقوه خطرناک می‌کنند.

چرا سیستم‌های PV به فیوزهای تخصصی نیاز دارند

مدارهای DC در هنگام قطع خطا اساساً متفاوت از AC عمل می‌کنند:

• بدون صفر جریان طبیعی: جریان AC 100 یا 120 بار در ثانیه از صفر عبور می‌کند (سیستم‌های 50 هرتز یا 60 هرتز)، و نقاط خاموش شدن قوس طبیعی را هنگام سوختن فیوز فراهم می‌کند. جریان DC پیوسته است—هیچ عبور از صفری وجود ندارد. فیوز باید به طور فعال خاموش شدن قوس را از طریق طراحی فیزیکی اجبار کند.
• ولتاژهای عملیاتی بالا: رشته‌های PV مدرن در مقیاس کاربردی در ولتاژهای DC تا 1500 ولت کار می‌کنند، که بسیار بالاتر از ولتاژهای توزیع AC معمولی است.
• سناریوهای جریان معکوس: در پیکربندی‌های رشته/آرایه، اگر یک رشته دچار خطا شود، رشته‌های موازی دیگر می‌توانند جریان را از طریق فیوز رشته آسیب دیده به خطا برگردانند.
• قرار گرفتن در معرض محیط زیست: فیوزهای PV در جعبه‌های ترکیب اغلب در فضای باز نصب می‌شوند و در معرض دماهای شدید، قرار گرفتن در معرض UV و رطوبت قرار دارند.

به همین دلایل،, استفاده از فیوزهای gG یا aM دارای رتبه AC در مدارهای DC PV ناامن است. فقط فیوزهای gPV مطابق با IEC 60269-6 عملکرد قطع DC تأیید شده را ارائه می‌دهند.

ویژگی‌ها و رفتار زمان-جریان

فیوزهای gPV حفاظت کامل مشابه gG را ارائه می‌دهند، اما برای محیط عملیاتی PV بهینه شده‌اند:

• حفاظت کابل و رشته: مشخصه زمان-جریان از کابل‌های PV و سیم‌کشی رشته در برابر شرایط اضافه بار و خطا محافظت می‌کند.
• ظرفیت قطع دارای رتبه DC: از طریق آزمایش قطع DC مطابق با IEC 60269-6 تأیید شده است، با عملکرد تأیید شده در ولتاژ سیستم (تا 1500 ولت DC).
• دارای رتبه برای چرخه‌های کاری PV: سیستم‌های PV پروفایل‌های بار منحصر به فردی را تجربه می‌کنند—تولید در طول روز با جریان وابسته به دما، خواب شبانه و اثرات گذرا لبه ابر.

تفاوت‌های طراحی فیزیکی

در مقایسه با فیوزهای AC معادل، فیوزهای gPV معمولاً:

• طولانی‌تر هستند: افزایش طول فاصله قطع قوس بیشتری را فراهم می‌کند.
• مواد پرکننده تخصصی: شن و ماسه خاموش کننده قوس پیشرفته یا سایر مواد دی الکتریک برای سرکوب قوس‌های DC.
• ولتاژ نامی بالاتر: به طور صریح برای سرویس DC تا 1000 ولت یا 1500 ولت رتبه بندی شده است.

کاربردهای معمولی در تاسیسات خورشیدی

• حفاظت رشته: فیوزهای جداگانه که از هر رشته PV در جعبه‌های ترکیب محافظت می‌کنند.
• حفاظت اصلی آرایه: فیوزهای اصلی در خروجی‌های جعبه ترکیب که اینورترها را تغذیه می‌کنند.
• ترکیب/توزیع DC: حفاظت از کابل‌های DC و تجهیزات توزیع بین آرایه‌ها و اینورترها.
• سیستم‌های خارج از شبکه و باتری: حفاظت از مدار DC در تاسیسات خورشیدی مستقل.

معیارهای انتخاب

چه زمانی gPV را مشخص کنید:

• حفاظت از مدارهای DC در سیستم‌های فتوولتائیک
• کارکرد در ولتاژهای DC از 100 ولت تا 1500 ولت
• حفاظت از رشته/آرایه در تاسیسات خورشیدی متصل به شبکه یا خارج از شبکه
• هر کاربردی که در آن قطع جریان DC در حوزه PV مورد نیاز است

از gG یا aM استفاده نکنید (فیوزهای دارای رتبه AC) در مدارهای DC PV - آنها فاقد قابلیت قطع DC هستند و خطرات ایمنی ایجاد می‌کنند. همیشه بررسی کنید که فیوز به طور صریح برای سرویس DC در ولتاژ سیستم رتبه‌بندی شده باشد.

تفاوت‌های فنی کلیدی بین gG، aM و gPV

سطح فعلی	رفتار gG	رفتار aM	رفتار gPV
1.5×In (اضافه بار)	در 1-4 ساعت می‌سوزد	به طور نامحدود تحمل می‌کند	در 1-4 ساعت می‌سوزد
5×In (اضافه بار مداوم)	در 2-5 ثانیه می‌سوزد	تحمل می‌کند یا پاسخ آهسته	در 2-5 ثانیه می‌سوزد
10×In (اتصال کوتاه)	در 0.1-0.2 ثانیه می‌سوزد	در 0.1-0.2 ثانیه می‌سوزد	در 0.1-0.2 ثانیه می‌سوزد

منحنی‌ها نشان می‌دهند که gG و gPV در کل طیف عمل می‌کنند، در حالی که aM منطقه اضافه بار را “نادیده می‌گیرد” تا اجازه راه‌اندازی موتور را بدهد.

راهنمای انتخاب عملی: تطبیق کلاس فیوز با کاربرد

مرحله 1: نوع بار و مشخصات الکتریکی را شناسایی کنید

• کابل‌ها، فیدرها، مدارهای توزیع عمومی با بارهای مقاومتی یا ترکیبی ← gG را در نظر بگیرید
• مدارهای موتور با راه‌اندازی مستقیم و جریان هجومی بالا ← aM را در نظر بگیرید
• مدارهای DC فتوولتائیک در تاسیسات خورشیدی ← به gPV نیاز دارد
• دستگاه‌های نیمه‌هادی (یکسوسازها، تریستورها، اینورترها) ← gR/aR را در نظر بگیرید

مرحله 2: جریان‌های حالت پایدار و گذرا را محاسبه کنید

جریان‌های بار و جریان هجومی (راه‌اندازی موتور و غیره) را محاسبه کنید. برای موتورها، از فیوزهای aM با اندازه 1.5-2.5×FLC استفاده کنید تا در برابر راه‌اندازی مقاومت کنند. برای مدارهای عمومی، gG را با ظرفیت آمپر کابل مطابقت دهید.

مرحله 3: ولتاژ و ظرفیت قطع را تأیید کنید

اطمینان حاصل کنید که رتبه‌بندی ولتاژ (AC در مقابل DC) و ظرفیت قطع (Icn/Icu) از پارامترهای سیستم فراتر رود.

مرحله 4: هماهنگی و انتخابی بودن را بررسی کنید

قانون 1.6× را برای انتخابی بودن gG اعمال کنید. فیوزهای aM را با رله‌های اضافه بار هماهنگ کنید.

سناریوهای انتخاب رایج

سناریو 1: فیدر توزیع سه فاز 50 کیلووات / 400 ولت: بار، توزیع ترکیبی است ← از استفاده کنید gG.

سناریو 2: موتور القایی سه فاز 22 کیلووات / 400 ولت، راه‌اندازی DOL: جریان هجومی بالا ← از استفاده کنید آ.م. + رله اضافه بار.

سناریو 3: رشته PV خورشیدی، 450 ولت DC: مدار DC با خطر جریان معکوس ← از استفاده کنید gPV.

نتيجه گيری

دسته‌های کاربردی IEC 60269 - gG، aM و gPV - یک چارچوب سیستماتیک برای طبقه‌بندی فیوزهای ولتاژ پایین بر اساس کاربرد مورد نظر و ویژگی‌های عملیاتی آنها ارائه می‌دهند. این نام‌گذاری‌ها اصطلاحات بازاریابی نیستند. آنها الزامات عملکردی تأیید شده را تعریف می‌کنند که در استاندارد بین‌المللی آزمایش و مستند شده‌اند.

gG (عمومی) فیوزها حفاظت کامل از کابل‌ها، فیدرها و مدارهای توزیع را فراهم می‌کنند و اضافه بار را از طریق اتصال کوتاه پوشش می‌دهند. آنها انتخاب پیش‌فرض برای اکثر کاربردهای توزیع الکتریکی در محیط‌های خانگی و صنعتی هستند.

aM (حفاظت موتور) فیوزها حفاظت جزئی را ارائه می‌دهند که به طور خاص برای مدارهای موتور طراحی شده است، جریان‌های راه‌اندازی قفل شده روتور بالا را تحمل می‌کند در حالی که خطاهای اتصال کوتاه را برطرف می‌کند. آنها باید با حفاظت اضافه بار حرارتی جداگانه جفت شوند تا یک طرح حفاظت کامل موتور را تشکیل دهند.

gPV (فتوولتائیک) فیوزها به خواسته‌های منحصر به فرد سیستم‌های خورشیدی DC می‌پردازند - بدنه‌های فیوز گسترده و مواد خاموش کننده قوس تخصصی برای قطع جریان‌های DC بدون عبور از صفر طبیعی، دارای رتبه ولتاژ DC تا 1500 ولت.

برای مهندسان برق، سازندگان پانل و پرسنل تعمیر و نگهداری، درک این تمایزات برای عملکرد قابل اعتماد سیستم ضروری است. استفاده نادرست پیامدهای قابل پیش‌بینی ایجاد می‌کند: فیوزهای gG در وظیفه موتور باعث سفرهای مزاحم می‌شوند. فیوزهای aM در مدارهای توزیع حفاظت اضافه بار ناکافی را ارائه می‌دهند. فیوزهای دارای رتبه AC در مدارهای DC PV خطر خرابی فاجعه‌بار قطع را دارند.

انتخاب مناسب مستلزم تجزیه و تحلیل ویژگی‌های بار (مقاومتی/موتور/DC)، محاسبه جریان‌های حالت پایدار و گذرا، تأیید رتبه‌بندی ولتاژ و ظرفیت قطع، اطمینان از هماهنگی با سایر دستگاه‌های حفاظتی و در نظر گرفتن شرایط محیطی است. کد دسته کاربردی دو حرفی روی هر فیوز IEC 60269 وظیفه آزمایش شده و شرایطی را که رتبه‌بندی‌های منتشر شده تحت آن اعمال می‌شوند، تعریف می‌کند.

VIOX Electric فیوزهای ولتاژ پایین را تولید می‌کند که مطابق با استانداردهای IEC 60269 در کلاس‌های gG، aM و gPV مهندسی شده‌اند، با مستندات فنی جامع و پشتیبانی کاربردی. برای راهنمایی در مورد مشخصات، مطالعات هماهنگی یا مشاوره فنی در مورد الزامات حفاظت از جریان بیش از حد خود، با تیم مهندسی VIOX تماس بگیرید.

کلاس فیوز مناسب را برای حفاظت قابل اعتماد مشخص کنید. تماس با ویواکس الکتریک برای بحث در مورد الزامات فیوز IEC 60269 خود.