퓨즈 소개
퓨즈 링크라고도 알려진 퓨즈 는 회로의 안전한 작동을 보장하기 위해 전기 회로에 설치된 구성 요소로 정의됩니다. 지정된 전압 조건에서 전류는 퓨즈 요소를 통과합니다.
전류의 열효과를 이용하여 축적된 열이 일정 수준에 도달하면 퓨즈 엘리먼트의 특정 부분(좁은 부분)이 규정된 시간 내에 녹아 단선되어 사고 전류를 안전하게 차단합니다.
퓨즈의 작동 원리
전류가 도체를 통해 흐를 때 도체는 고유 저항으로 인해 가열됩니다. 생성된 열은 Q=I²Rt 공식을 따릅니다. 여기서 Q는 생성된 열, I는 도체를 통해 흐르는 전류, R은 도체의 저항, t는 전류가 도체를 통해 흐르는 시간입니다. 이 공식을 바탕으로 퓨즈의 작동 원리는 다음과 같이 이해될 수 있습니다.
퓨즈에 전류가 흐르면 온도가 올라가고, 시간이 지날수록 발생하는 열량이 증가합니다. 전류와 저항의 크기에 따라 발열률이 결정되고, 퓨즈의 구조와 설치 조건에 따라 방열률이 결정됩니다.
발열률이 열 방출률보다 낮으면 퓨즈가 녹지 않습니다. 열 발생률이 열 방출률과 같으면 퓨즈는 상당한 기간 동안 녹지 않습니다. 그러나 열 발생률이 열 방출률을 초과하면 축적된 열이 증가합니다. 비열 용량과 질량으로 인해 이러한 열 증가는 온도 상승으로 나타납니다. 퓨즈의 융점 이상으로 온도가 상승하면 퓨즈가 녹아서 차단됩니다.
고전압 퓨즈를 선택하는 방법은 무엇입니까?
1. 퓨즈가 AC 회로용인지 DC 회로용인지 확인하십시오.
퓨즈가 교류(AC) 회로에 사용되는지 아니면 직류(DC) 회로에 사용되는지 결정하는 것이 중요합니다. DC 회로에서 AC 퓨즈를 잘못 사용하거나 그 반대로 사용하면 사고가 발생할 수 있습니다.
AC 회로에서는 전원 전압이 0이 되면 아크 방전이 소멸되는 경향이 있습니다. 그러나 DC 회로에서는 DC 전압이 0에 도달하지 않기 때문에 아크 방전이 소멸되지 않아 퓨즈가 손상될 위험이 있습니다(그림 1 참조).
따라서 DC 회로에는 DC 퓨즈만 선택해야 하며, AC 회로에는 AC 퓨즈만 선택해야 합니다!
2. 정격 전압(Un): 퓨즈의 공칭 정격 전압입니다.
이 용어는 퓨즈의 안전한 사용이라는 관점에서 도입된 것으로, 안전한 작동 상태를 유지하면서 퓨즈가 설치된 회로의 최고 작동 전압을 나타냅니다. 이는 퓨즈가 안전하고 효과적으로 작동하려면 작동 전압이 퓨즈의 정격 전압보다 작거나 같은 회로에만 퓨즈를 배치해야 함을 의미합니다. 그렇지 않으면 퓨즈가 녹을 때 지속적인 아크가 발생하고 회로가 손상될 수 있습니다.
예를 들어, 250V 퓨즈는 전압이 125V 이하인 회로에 사용될 수 있습니다.
3. 정격 전류(주로 소전류 선택용): 퓨즈의 공칭 정격 전류입니다.
이는 작동 전류가 아닌 정상적인 작동 조건에서 퓨즈가 견딜 수 있는 전류 수준을 나타냅니다. 정격 전류 값을 올바르게 선택하려면 다음 사항을 고려해야 합니다.
- 과부하 용량이 약한 UL 사양의 경우 정격 전류 In = Ir/Of, 여기서 Ir은 회로의 작동 전류이고 Of = 0.75는 퓨즈의 전류 감소 계수입니다. 예를 들어 회로의 동작 전류 Ir이 1.5A라면 퓨즈는 2A를 선택해야 합니다(1.5/0.75 = 2A).
- 퓨즈 과부하 용량이 강한 IEC 사양의 경우 감소가 필요하지 않습니다(예: Ir = In).
4. 주변 온도(주로 작은 전류 선택용):
퓨즈의 전류 전달 용량은 주변 온도 25°C에서 수행된 실험을 통해 결정됩니다. 그러나 이러한 실험은 주변 온도의 변화에 영향을 받습니다. 주변 온도가 증가하면 퓨즈의 작동 온도가 상승하여 전류 전달 용량이 감소하고 수명이 단축됩니다. 이러한 경우에는 온도 저하를 고려해야 합니다(아래 다이어그램 참조).
예를 들어 전류 1.5A의 소규모 환경에서 90°C에서 작동하는 속단 퓨즈를 선택하면 오른쪽 그림과 같이 온도 감소율(Tf)이 95%입니다.
IEC 사양을 따르는 경우: In = In / Tf = 1.5 / 0.95 = 1.58이므로 1.6A 또는 2A의 정격 전류를 권장합니다.
UL 사양을 따르는 경우: In = In / (Of * Tf) = 1.5 / (0.75 * 0.95) = 2.1이므로 정격 전류 2.5A를 권장합니다.
5. 최대 차단 용량(A/kA):
퓨즈의 최대 차단 용량은 퓨즈가 특정 조건에서 손상을 일으키지 않고 안전하게 차단하거나 분리할 수 있는 최대 전류를 나타냅니다. 이는 본질적으로 퓨즈가 처리하고 안전하게 차단할 수 있는 최대 고장 전류입니다.
차단 용량은 퓨즈의 주요 안전 표시입니다. 다양한 퓨즈는 설계 및 용도에 따라 다양한 차단 용량을 갖습니다. 높은 차단 용량은 퓨즈가 고장이나 과부하 상태에서 파손, 연소, 튀기, 폭발 또는 주변 사람이나 기타 구성 요소 손상과 같은 위험한 상황을 일으키지 않고 회로를 안전하게 분리할 수 있도록 하는 데 중요합니다.
예를 들어 차단 용량이 10,000암페어(10kA)인 퓨즈는 손상을 입지 않고 최대 10,000암페어의 고장 전류를 안전하게 차단할 수 있습니다.
6. 보호 카테고리::
IEC 표준에 따르면 퓨즈 보호 범주는 일반적으로 “g형”과 “a형”으로 구분됩니다(아래 표 참조).
“g-타입”: 전체 범위 보호 – 퓨즈 링크의 용융과 정격 차단 용량 사이의 모든 전류를 차단할 수 있습니다. 과부하 및 단락 전류로부터 보호하는 데 적합합니다. 전체 전류 범위에 대한 보호 역할을 독립적으로 수행할 수 있습니다.
“a-type”: 부분 범위 보호 – 최소 차단 전류와 정격 차단 용량 사이의 과전류를 차단할 수 있습니다. 단락(백업) 보호에 적합합니다. 포괄적인 과전류 보호를 제공하려면 다른 보호 장치와의 조합이 필요합니다.
동일한 튜브, 전압 및 전류를 사용하는 카테고리 “g”와 “a”의 일반적인 특성을 아래에서 비교합니다.
| Type | Application | Breaking Range | Remarks |
| gG | General protection purposes– Distribution line protection | Full Range | Common protection wires, motors, transformers, capacitors, switches, etc., |
| gM | Motor circuit protection – time delay | Full Range | Rarely used for other equipment protection |
| aM | Motor circuit protection – time delay | Partial range (Backup) | Rarely used for other equipment protection |
| gN | Generally used in North America for wire protection | Full Range | General protection compatible with UL standards |
| gD | North American General Purpose Delay | Full Range | General protection compatible with UL standards |
| aR | Semiconductor protection | Partial range (Backup or short circuit protection) | Protect semiconductor devices or systems, generally fast, low I²t, special shock-resistant and extremely slow |
| gR | Semiconductor and wire protection | Full Range | Low I²t |
| gPV | Photovoltaic system protection, generally fast | Full Range | Photovoltaic systems, low inductive-capacitive circuit protection |
| aR-VSI | Inverter capacitor current protection | Short circuit protection | Very low I²t, suitable for breaking capacitive circuits |
7. 융합 특성::
시간/전류 특성, IT 특성 또는 암페어-초 특성이라고도 하는 퓨즈 특성은 종종 곡선 그래프를 사용하여 표현됩니다.
퓨즈 특성 곡선은 서로 다른 전류 부하와 해당 퓨즈 끊어짐 시간 사이의 기능적 관계를 보여주며 선택을 위한 기준을 제공합니다(그래프 참조).
퓨즈에는 특정 과부하 용량이 필요합니다.
- UL 사양에 따르면 퓨즈의 최대 비블로잉 전류는 110% In입니다.
- IEC 사양에 따르면 퓨즈의 최대 비블로잉 전류는 113% In 또는 120% In입니다.
퓨즈는 지정된 한도를 초과하는 과전류가 발생할 경우 즉시 소진되어야 합니다.
- UL 사양에 따르면 퓨즈의 최소 송풍 전류는 약 135% In입니다.
- IEC 사양에 따르면 퓨즈의 최소 송풍 전류는 약 145% In입니다.
8. 녹는 에너지(I²t):
용융 에너지 값은 퓨즈 링크가 녹을 때의 에너지 값을 말하며 퓨즈가 서지를 견딜 수 있는 능력을 나타냅니다. 여기서 I는 과부하 전류이고, t는 송출 시간이다. 퓨즈를 끊는 데 필요한 에너지(If²t)와 서지 펄스에 의해 방출되는 에너지(Ir²t)에 따라 퓨즈가 끊어지는지 여부가 결정됩니다. Ir²t > If²t이면 퓨즈가 끊어집니다. If²t < Ir²t인 경우 퓨즈는 서지를 견딜 수 있습니다.
퓨즈의 용단시간은 전류에 의해 발생하는 열, 방열조건, 퓨즈의 열용량 특성 등의 요인과 관련이 있습니다. 많은 요인이 퓨즈의 끊어짐 시간에 영향을 미칠 수 있으므로 퓨즈의 If²t 값은 서로 다른 인터럽트 전류 또는 인터럽트 시간에서 일정하지 않습니다.
If²t-t 곡선은 퓨즈 특성 곡선과 유사하게 서로 다른 끊어짐 시간(아래 그래프 참조)에서 퓨즈의 If²t 값을 반영합니다. 이는 설계자가 퓨즈를 선택할 때 참고 자료로 사용됩니다.
9. 제품 수명/내구성::
퓨즈의 수명은 일반적으로 길며, 결함이 없는 경우 장비 수명과 거의 동기화됩니다.
IEC 사양에 따른 소형 관형 퓨즈의 수명 테스트 방법은 다음 단계로 구성됩니다. 직류(DC) 전원 조건에서 퓨즈에 1시간 동안 1.20In(또는 1.05In)의 전류를 가한 후 분리합니다. 15분 동안. 이 사이클은 100사이클 동안 지속적으로 반복됩니다. 마지막으로 퓨즈는 1시간 동안 1.5In(또는 1.15In)의 전류에 노출됩니다. 이 과정에서 불어나거나 기타 비정상적인 현상이 없어야 합니다.
10. 설치 방법:
패널 장착: 퓨즈 박스, 퓨즈 소켓 등
베이스 장착: 퓨즈 클립, 퓨즈 클립 소켓 등
인쇄 회로 기판(PCB) 장착:
- 스루홀 장착(웨이브 납땜): 방사형 리드, 축형 리드 등
- 표면실장 : 다층모놀리식, 박막형 등
매달린 장착: 퓨즈 홀더.
외부 치수:
- 관형: 직경 X 길이.
- 미니어처: 조리개 X 피치.
- 표면 실장: 납땜 패드 – 길이 X 너비, 끝 사이의 거리.
11. 안전인증서
CE
CE 인증은 유럽 공동 시장의 적합성 인증 마크입니다. CE는 “Conformité Européene”(European Conformity)를 의미하며 유럽 연합(EU) 회원국이 해당 시장에서 판매되는 제품이 유럽 규정을 준수함을 나타내기 위해 사용하는 인증 마크 역할을 합니다. CE 인증은 제조업체의 자발적인 인증이며 제품이 소비자 안전, 건강 및 환경 보호를 보장하기 위해 유럽 규정의 요구 사항을 충족하는지 확인하는 것을 목표로 합니다.
UL
UL 인증은 제품 안전 시험 및 인증을 전문으로 하는 선도적인 글로벌 독립 안전 과학 기업인 Underwriters Laboratories Inc.(UL)가 발행하는 제품 안전 인증입니다. UL 인증의 목적은 제품이 관련 안전 표준을 준수하는지 확인하여 제조업체가 시장에서 제품을 판매하는 데 자신감을 갖도록 하는 것입니다.
cUL
cUL 인증은 캐나다표준협회(CSA)에서 발행한 인증을 말합니다. cUL 마크는 제품이 CSA의 인증을 받았으며 캐나다의 관련 표준 및 요구 사항을 준수함을 나타냅니다. cUL 인증에는 일반적으로 전기 및 전자 제품에 대한 안전 및 성능 테스트가 포함됩니다. 이 인증은 캐나다 시장에서 제품을 판매하기 위한 필수 요구 사항이며 다른 국가 및 지역에서도 널리 인정됩니다.
CSA
CSA는 캐나다 표준 협회(Canadian Standards Association)의 약자로, 캐나다 전자 및 전기 제품에 대한 권위 있는 인증 기관입니다. 이 기관에서 인증한 전기 제품은 캐나다 시장에서 자유롭게 판매될 수 있습니다. CSA 인증을 받은 제품은 캐나다 시장에서만 판매가 가능하며, 미국 시장에 진출하려면 미국에서도 UL 인증을 받아야 합니다.
TÜV
TÜV 인증은 독일 조직 Technischer Überwachungsverein(TÜV)에서 발행한 제품 인증입니다. TÜV는 선도적인 글로벌 독립 제3자 기술 검사 및 인증 기관입니다. 이 인증은 일반적으로 제품의 안전, 품질 및 성능 측면을 다루며 관련 표준 및 규정을 준수하는지 확인합니다. TÜV 인증을 받은 제품은 특히 독일 및 기타 유럽 시장에서 신뢰성과 경쟁력을 높일 수 있습니다.
RoHS
RoHS 인증은 유럽의 유해물질 제한 지침(RoHS 지침)을 준수하는 제품에 대한 인증을 의미합니다. RoHS 지침은 환경과 인간 건강에 대한 부정적인 영향을 줄이기 위해 전자 및 전기 장비에 사용되는 특정 유해 물질의 함량을 제한하기 위해 유럽 연합에서 제정한 규정입니다.
REACH
REACH(화학물질의 등록, 평가, 승인 및 제한)는 화학물질과 관련하여 유럽 연합에서 제정한 규정입니다. REACH 규정은 인간의 건강과 환경을 보호하는 동시에 기업이 보다 책임감 있게 화학 물질을 사용하도록 장려하는 것을 목표로 2007년에 발효되었습니다.
12. 표준 준수
- UL 248-1 Underwriters Laboratories Inc. 안전을 위한 표준
- IEC 60269(GB13539) – 저전압 퓨즈:
- IEC 60947(GB14048) – 저전압 개폐 장치 및 제어 장치:
- IEC 60947-3(GB14048-3) – 스위치, 단로기, 스위치 단로기 및 퓨즈 조합 장치
- IEC 61818 – 저전압 퓨즈용 애플리케이션 가이드:
- IEC 61459 – 퓨즈와 접촉기/모터 스타터 간의 조정:
퓨즈의 일반적인 고장 모드 분석
- 소형 정격 전압 선택, 회로 인덕턴스가 표준 테스트 조건을 초과함: 회로 차단 전압이 퓨즈의 정격 전압보다 높거나 인덕턴스가 표준 테스트 조건을 초과하는 경우 퓨즈가 안정적으로 차단되지 않아 폭발 및 아크가 발생할 수 있습니다.
- 소형 정격 전류 선택: 정격 전류가 충분하지 않으면 회로의 가열 및 충격 전류로 인해 퓨즈가 끊어지거나 수명이 단축될 수 있습니다.
- 특대형 정격 전류 선택: 퓨즈가 특정 과전류에 비해 특대형인 경우 작동하지 않거나 너무 느리게 작동하여 다른 구성 요소가 손상될 수 있습니다.
- 과전류 < “a” 유형 부분 보호 범위: 퓨즈는 “a” 유형 부분 보호 범위 내의 과전류에 대해 안정적으로 끊어지지 않을 수 있습니다.
- 설치가 부적절하거나 접촉 저항이 높으면 과열 및 손상이 발생할 수 있습니다.
- 퓨즈 설계 표준을 초과하는 기계적 방해는 퓨즈의 작동 조건을 손상시키거나 손상시킬 수 있습니다.
- 실제 단락 전류는 퓨즈의 정격 차단 용량을 훨씬 초과합니다. 퓨즈는 단락 전류를 안정적으로 차단하지 못할 수 있습니다.
- 퓨즈 사이의 설치 거리가 너무 가깝거나 다른 가열 구성 요소의 영향으로 인해 적절한 열 방출이 방해되고 서비스 수명이 단축됩니다.
퓨즈 고장을 방지하고 안정적인 시스템 보호를 보장하기 위한 권장 사항
- 선택: 효과적인 보호를 위해 적절한 퓨즈를 선택하는 데 도움이 되는 정확한 회로 작동 매개변수를 제공합니다.
- 고품질 제조업체 선택: 고품질 재료, 프로세스 품질, 철저한 검사 및 요구 사항 충족의 일관성을 갖춘 제조업체를 선택하십시오.
- 제품 테스트 및 애플리케이션 테스트: 제품 및 해당 애플리케이션에 대한 철저한 테스트를 수행하여 신뢰성을 보장합니다.
