वितळतार

वितळतार : (फ्यूज). विद्युत् मंडलातून जाणारा प्रवाह ठराविक मर्यादेपेक्षा जास्त झाला, तर ते मंडल आपोआप खंडित होऊन त्यातील प्रवाह आपोआप थांबावा व मंडलातील उपकरणांचे संरक्षण व्हावे, अशी व्यवस्था मंडलात करावी लागते. कारण मंडलातील विद्युत् दाबात अचानक वाढ झाली वा मंडलातील एखाद्या उपकरणात बिघाड झाला व त्यामुळे मंडलातून एकदम फार मोठा विद्युत् प्रवाह जाऊ लागला किंवा मंडलाच्या क्षमतेपेक्षा थोडाच जास्त प्रवाह पण बराच वेळ वाहत राहिला, तर त्यामुळे मंडलातील संवाहक व उपकरणे यांना धोका पोहोचू शकतो किंवा त्यांच्यावरील विद्युत् निरोधकाचे आवरण खराब होण्याची शक्यता असते. यासाठी सोप्यात सोपा मार्ग म्हणजे जादा विद्युत् प्रवाहामुळे सहज वितळणारी धातूची तार मंडलाच्या एकसरीत बसविणे हा होय. या तारेचे तापमान तिच्यातून जाणऱ्या प्रवाहाच्या मूल्यावर अवलंबून असते. तारेचे आकारमान आणि धातू वा मिश्रधातूचा प्रकार यांनुसार प्रवाह यांनुसार प्रवाह जेव्हा एका विशिष्ट मर्यादेहून जास्त होतो, तेव्हा हा तारेचा तुकडा अतिशय तापून वितळतो व तुटतो. यामुळे मंडल खंडित होऊन प्रवाह थांबतो. या कामी वापरल्या जाणाऱ्या तारेस वितळतार म्हणतात. या तारा शिसे, कथिल, तांबे इ. धातू अथवा कमी तापमान कमी तापमानास वितळणाऱ्या मिश्रधातूंपासून बनविलेल्या असतात. वितळतारेचा व्यास व धातू तिच्यामधून सतत पाठविण्याच्या विद्युत् प्रवाहाच्या उच्चतर मर्यादेवरून ठरवावा लागतो. त्यासाठी वापरात असलेल्या काही धातूंच्या तारांचे आकारमान (व्यास) व ती तार वितळण्यास लागणारा कमीत कमी प्रवाह कोष्ठकात दिलेले आहेत.

कोष्टकावरून असे ध्यानात येईल की, विशिष्ट प्रवाह रोखण्यास योग्य त्या व्यासाचीच वितळतार वापरावयास हवी. व्यवहारात अनेकदा मोठ्या व्यासाची तार अथवा योग्य व्यासाच्या वितळतारांचे अनेक वेढे देणे धोक्याचे असते. कारण त्यामुळे उपकरणामधून मर्यादेहून जास्त प्रवाह वाहूनसुद्धा त्या तारा योग्य त्या वेळी न वितळल्यामुळे मंडल परिरक्षणाचा मूळ उद्देशच सफल होत नाही.

सर्वसाधारणपणे कमी प्रवाहासाठी शिशाची वितळतार वापरतात. कोष्टकात दर्शविल्याप्रमाणे वाढत्या प्रवाहाबरोबर वितळतारेचा व्यासाही वाढत जातो. सुमारे ५० अँपिअरपर्यंत शिशाची तार वापरतात पण त्यापुढे शिशाच्या तारेचा व्यास फारच जास्त होत असल्याने सु. ५०० अँपिअरपर्यंत तांब्याची तार वापरतात आणि त्याहून जास्त मोठ्या प्रवाहासाठी आतून शिसे भरलेली तांब्याची पातळ पत्र्याची नळी वापरतात मंडलातील प्रवाह वाढतो तेव्हा प्रथम या नळीतील शिसे वितळून खाली पडते व नंतर सर्वच प्रवाह तांब्याच्या नळीतून गेल्याने शेवटी नळीही वितळून जाते. अशी नळी बंदिस्त पेटीत ठेवलेली असते.

वितळतार वितळल्यावर मंडल खंडित होते व ती तार बदलल्याशिवाय मंडलातून परत प्रवाह सुरू होत नाही. बऱ्याच वेळा मंडलातील विद्युत् दाबातील चढउतार, तसेच विद्युत् प्रवाहातील वाढ काही क्षणांपुरतीच असते व परत लगेच विद्युत् दाब वा प्रवाह पूर्ववत होतो. अशा वेळी वितळतार वितळणे अनावश्यक ठरते. त्या दृष्टीने कोठल्याही मंडलाची किती वेळ व कितीपट जास्त प्रवाह सहन करण्याची क्षमता आहे, हेही पाहणे फायद्याचे ठरते व त्यामानाने थोडी उशिरा व थोड्या जास्त प्रवाहावर वितळणारी वितळतार वापरता येते. अशा दृष्टीने पाहता पुढील गोष्टींचा विचार योग्य आकारमानाची वितळतार बसविणे जास्त चांगले. कोठल्याही धातूची तार वितळण्यास लागणारा कालावधी तीतून वाहणाऱ्याप्रवाहाच्या व्यस्त प्रमाणात असतो, म्हणजेच जर १२०% प्रवाहावर तार वितळण्यास ५ सेकंद लागले, तर १३०% प्रवाहावर तीच तार वितळण्यास ३ सेकंद लागातात आणि १५०% प्रवाहावर ती केवळ अर्ध्या सेकंदात वितळेल (सर्वसाधारणपणे ४४० व्होल्ट विद्युत् दाब आणि १०० अँपिअर प्रवाहापर्यंत).

वितळतारधारक : प्रवाह जास्त होताच अचानक वितळणाऱ्या धातूच्या तारेमधील उष्णतेमुळे व तिचा रस चहूकडे पसरून आसपासच्या लोकांना इजा होऊ नये, तसेच आसपासच्या भागाचे आगीपासून रक्षण व्हावे, म्हणून वितळतार ही नेहमीच स्विच फलकावर निरोधक व उच्चतापसह पदार्थाच्या (उच्च तापमान सहन करू शकणाऱ्यापदार्थाच्या (उच्च तापमान सहन करू शकणाऱ्या पदार्थाच्या (उच्च तापमान सहन करू शकणाऱ्या पदार्थाच्या उदा., चिनी मातीच्या) पेटीत अथवा नळीत बंद करून ठेवतात. त्याचे विद्युत् दाबानुसार विविध प्रकार आढळतात.

कमी दाब मंडल: चिनी मातीची वितळतारधारक पेटी: कमी विद्युत् दाबाच्या (२२० वा ४४० व्होल्टापर्यंत) मंडलातील संवाहकाची दोन टोके वितळतारधारक पेटीच्या बैठकीवरीलच दोन स्पर्शकांना जोडतात आणि वितळतारेचा तुकडा पेटीच्या झाकणात दोन स्पर्शकांमध्ये बसविलेला असतो. हे झाकण नीट दाबून पेटीवर बसविले म्हणजे स्पर्शकांची दोन्हीकडील टोके एकमेकांत अडकतात आणि वितळतार मंडलाच्या एकसरीत येते. अशा पेटीची सर्वसाधारण रचना आ. १ मध्ये दाखविलेली आहे. १५ अँपिअरांपेक्षा जास्त प्रवाहाकरिता वितळतार बसविलेल्या या पेट्या दुसऱ्याआ एका लोखंडी पेटीत बंद करून ठेवतात. यातील वितळतारेचा तुकडा वितळल्यानंतर त्याच्या जागी दुसरा बसविता येतो.

फिरकीची गुडदी : वर नमूद केल्याप्रमाणे अयोग्य वितळतार वापरली गेल्यास मंडलाचे संरक्षण होत नाही. या दोषाचे निवारण करण्यासाठी व्यवहारात बऱ्याच ठिकाणी विश्वसनीय प्रकारच्या मंडल जोडकामात आतून वितळतार बसविलेली एक ठराविक शक्तीची फिरकीची गुडदी वापरतात [आ. २ (अ)]. या गुडदीचा प्रमुख भाग काचेचा अथवा चिनी मातीचा असून तिच्या तळाच्या मध्यभागी एक पितळी स्पर्शक बसविलेला असतो व फिरकीचा पितळी भाग हा दुसरा स्पर्शक म्हणून काम करतो. ही गुडदी तिच्या धारकात स्क्रूप्रमाणे फिरवून बसवावी लागते. गुडदीच्या आत ठेवलेली वितळतार या दोन स्पर्शकांत डाख लावून जोडलेली असते व त्यामुळे ती बाहेरून सहजासहजी बदलता येत नाही. अशा रीतीने बाहेरून अयोग्य वितळतार घातल्यामुळे उद्‌भवणारे धोके टाळता येतात. यातील वितळतार जळाल्यास संपूर्ण गुडदीच बदलावी लागते. गुडदी मधील वितळतार किती प्रवाहास वितळेल ते गुडदीच्या वरच्या भागावर दर्शविलेले असते. तसेच गुडदीच्या वरील दर्शनी भागात एक पारदर्शक चकती असते, तिच्यातून आतील वितळतार सुस्थितीत आहे वा जळाली आहे ते स्पष्टपणे दिसते.

काचनळीचे आवरण असलेली वितळतार : काही वेळा वितळतार बसविण्यासाठी काचेसारख्या पारदर्शक व निरोधक नळीचा उपयोग करतात. काचेच्या नळीच्या दोनही टोकांवर पितळी टोप्या बसविलेल्या असतात आणि वितळतार आतील बाजूने नेऊन दोनही बाजूंस टोप्यांनाडाख लावून जोडतात. ही नळी स्विच फलकावर बसविलेल्या दोन स्पर्शक खोबणींमध्ये दाबून बसवावी लागते. नळीची आकारमानाने प्रवाह मर्यादेप्रमाणे प्रमाणित केलेली आहेत. विशेषतः किमती विद्युत् उपकरणांमध्ये उपकरणावरच बसविण्यासाठी अशा प्रकारच्या वितळताराच वापरतात. काच व हवा यांखेरीज अन्य निरोधक वापरूनही अशा वितळतारा बनविता येतात [आ. २. (आ)]. कित्येक वेळा पितळी टोप्यांनाच दोन बाजूंना पाती बसविलेली असतात व ही पाती दोनही बाजूंस स्क्रूच्या साहाय्याने स्विच फलकावर घट्ट बसविता येतात किंवा काही वेळा हीच पाती फलकावरील दोन खोबणींत दाबून घट्ट बसवतील अशी व्यवस्था करतात [आ. २ (इ)].

वितळतारधारक बंदिस्त कुपी : विद्युत् मंडलात एकाएकी मंडल संक्षेपासारखे दोष निर्माण होतात, तेव्हा मंडलातून मोठ्या प्रमाणावर वाहणार्याय विद्युत्‌ प्रवाहामुळे वितळतार वितळून मंडल खंडित होताना निर्माण प्रज्योतच बऱ्याच वेळा जास्त धोकादायक असते. अशा वेळी बंदिस्त कुपीतील वितळतारा जास्त उपयुक्त असतात.

वितळताराधारक बंदिस्त कुपीची रचना आ. ३ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे असते. हिचा मुख्य भाग चिनी मातीसारख्या विद्युत् निरोधक पदार्थाच्या पोकळ नळीचा बनविलेला असतो व वितळतार यातून ओवून घेतलेली असते. तसेच ही नळी आतून प्रज्योत लवकर विझवू  शकेल अशा पदार्थाने (उदा., क्वार्ट्‌झ वाळूने) ठासून भरलेली असते. नळीच्या दोन्ही टोकांस तांब्याच्या किंवा पितळेच्या टोप्या घट्ट बसविलेल्या असतात व त्यांना वितळतारेची टोके आतून डाख लावून कायमची जोडलेली असतात. वितळतार वितळल्यानंतर ही संपूर्ण कुपीच बदलावी लागते परंतु या वितळतारधारक कुप्यांचे बरेच फायदे आहेत : (१) फार मोठे विद्युत्‌ प्रवाह खंडित करण्याची क्षमता. यामुळेच यांना उच्च विदारण क्षमता वितळतार असेही म्हणतात. (२) आकारमानाने खूपच लहान असून प्रज्योत फारच लवकर विझून जात असल्याने विशेष गरम होत नाहीत.पूर्णपणे बंदिस्त असल्याने त्यांचे आयुष्य भरपूर असून वर्षानुवर्षे त्यांत बदल होत नाही. (३) फारच थोड्या कालावधीत वितळतात आणि वितळतार वितळण्यास लागणारा काल संक्षेपित मंडल प्रवाहाच्या मूल्याच्या व्यस्त प्रमाणात असतो. यामुळे प्रवाह जितका जास्त तितकी वितळतार लवकर वितळून मंडल लवकर खंडित होते, म्हणून मंडल संरक्षणास अधिक चांगले. (४) वितळतार वितळतानाही प्रज्योत वा वितळलेल्या तारेचा रस बाहेर येत नसल्याने थोड्या जागेत व सभोवतालच्या उपकरणांना कोणत्याही प्रकारचा धोका न होता बसविता येतात.

मध्यम दाब मंडल : मध्यम दाब (११ किलोव्होल्टपर्यंत)पण कमी प्रवाह असेल तेथे वितळतारधारक व स्विच एकत्रच करता येतात. अशा प्रकारची एक पद्धत आ. ४ मध्ये दाखविली आहे. ही रचना दोन खांबांवर बसविलेल्या आडव्या तुळईवर उघड्यावर सुद्धा ठेवता येते. यातील वितळतारधारक नळी विद्युत् निरोधक पदार्थाची बनविलेली असून तिच्या दोन्ही टोकांवर विशेष प्रकारचे स्पर्शक बसविलेले असतात. काही प्रकारांत वितळतार जळताच सबंध धारकनळी आपल्या स्वतःच्या वजनाने वरच्या स्पर्शकातून सुटते व बाजूला वळते. यामुळे वितळतार जळालेली असल्याचे लांब अंतरावरूनही सहज लक्षात येते. नळीचा खालचा पितळी भाग खांबांवरील खालच्या स्थिर स्पर्शक भागामध्ये खीळ घालून गुंतविलेला असतो. नळीच्या वरच्या पितळी भागात लांब दांड्याने नळी ओढण्याकरिता एक कडे केलेले असते. तसेच नळी परत दाबून बसविण्यासाठी एक उभी पट्टी असते.

अति-उच्च दाब मंडल : अति-उच्च दाबाच्या म्हणजे ११ ते १३२ किलोव्होल्ट दाबाच्या मंडलामध्ये वापरण्यात येणाऱ्या वितळतारधारक नळीचा एक प्रकार आ. ५ मध्ये दाखविला आहे. अशा अति-उच्च दाब मंडलात वितळतार नष्ट होताच उच्च दाबाची प्रज्योत उत्पन्न होते व ती ताबडतोब विझविण्याची व्यवस्था करावी लागते. यासाठी वितळतार कार्बन टेट्राक्लोराइड भरलेल्या निरोधक नळीमध्ये बसवितात. आ. ५ मध्ये दाखविलेली नळी न साधारणतः ५ सेंमी. व्यासाची व ५० सेंमी. उंचीची असते. या नळीच्या वरच्या आणि खालच्या टोकांवर अ व ब हे दोन पितळी झाकणाचे स्पर्शक भाग आहेत. स ही एक लांब मळसूत्री स्प्रिंग असून तिचे खालचे टोक ब स्पर्शकाला जोडलेले आहे व वरचे टोक वरच्या बाजूने ओढून वि या वितळतारेच्या खालच्या टोकाला जोडलेले आहे. ल ही एक जादा पोलादी तार वितळतारेला समांतर बसविलेली आहे. मुख्य प्रवाह वि या वितळतारेतून खाली येऊन ल तारेतून ब पर्यंत जातो. ल तारेचा वरचा भाग स्प्रिंगेचा ताण घेण्याकरिता उपयोगी पडतो. नळीमध्ये त बिंदूच्या पातळीपर्यंत कार्बन टेट्राक्लोराइड (ट) हे द्रव रसायन भरतात. हा वितळतारधारक इतर धारकनळ्यांप्रमाणेच स्विच फलकावरील खोबणींत दाबून बसवितात.

मंडलातील प्रवाह मर्यादेपेक्षा वाढला, तर प्रथम वि तार वितळून त्या ठिकाणी प्रज्योत उत्पन्न होते. या प्रज्योतीच्या उष्णतेने ल तारेचा वरचा भागही वितळतो व स्प्रिंग मोकळी होऊन एकदम खाली बसते. त्यामुळे वरच्या प्रज्योतीला नळीतील रसायनामधून खाली जाता येत नाही व त्यामुळे ती जागच्या जागी विझून जाते.

विशेष प्रकार : वितळतार न वितळता वाजवीपेक्षा थोडा जास्त प्रवाह मधूनमधून वाहणे आवश्यक असलेल्या मंडलांत (उदा., विद्युत् चलित्राच्या म्हणजे मोटराच्या आरंभक स्थितीच्या वेळी) विशेष प्रकारच्या वितळतारा वापरतात. अशा वितळतारांना काल-विलंब वितळतारा म्हणतात. थोडा जास्त प्रवाह वाहत असताना त्यांचा वितळण्याचा कालावधी हा नैमित्तिक जास्त प्रवाह साधारणपणे वाहत नाही अशा मंडलांकरिता वापरण्यात येणाऱ्या वितळतारांच्या वितळकालावधीपेक्षा सापेक्षतः अधिक असतो.

वितळतार वितळलेली असल्याचे दृश्य लक्षण देणारी प्रयुक्ती कित्येक वितळतारधारकांना जोडलेली असते. त्यांना दर्शक वितळतारधारक म्हणतात.

पहा:विद्युत् मंडल खंडक विद्युत् मंडल परिरक्षण.

संदर्भ : 1. Carr, C. C. Ed., Croft’s American Electricians’ Handbook, New York, 1981.

           2. Fink, D. G. Beaty, H. W. Eds. Standard Handbook for Electrical Engineers, New York, 1978.

           3. Stubbs, S. G. B. and others, Eds., The New Electrical Encyclopedia, Vol. 2, London.

कर्डिले, के. वि. ओक, वा. रा. कोळेकर, श. वा.

“