熔斷器

熔斷器（fuse）當(dāng)電流超過規(guī)定值時(shí)，它利用自身產(chǎn)生的熱量熔化熔體，斷開電路。保險(xiǎn)絲在電流超過規(guī)定值一段時(shí)間后，用自身的熱量熔化熔體，從而斷開電路；用這種原理制成的電流保護(hù)器。熔斷器廣泛應(yīng)用于高低壓配電系統(tǒng)控制系統(tǒng)和電氣設(shè)備中作為短路和過電流的保護(hù)器，它們是使用最廣泛的保護(hù)裝置之一。

使用金屬導(dǎo)體作為熔體并串聯(lián)在電路中的電器當(dāng)過載或短路電流流過熔體時(shí)，熔體因自身發(fā)熱而熔化，從而斷開電路。熔斷器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛、作為各種電氣設(shè)備和家用電器中的保護(hù)裝置。

插入式熔斷器：它通常用于380V及以下電壓等級(jí)的線路末端，作為配電支路或電氣設(shè)備的短路保護(hù)。

螺旋式熔斷器：熔體的上端覆蓋有一個(gè)熔斷指示器一旦熔體熔化，指示器立即彈出，可以通過瓷帽上的玻璃孔觀察到它常用于機(jī)床的電氣控制設(shè)備。螺旋式熔斷器。開斷電流大，可用于500V及以下電壓等級(jí)、為電流水平低于200A的電路提供短路保護(hù)。

封閉式熔斷器：封閉式熔斷器分為兩種填充式熔斷器和非填充式熔斷器，如圖3和圖4所示。填充式熔斷器一般采用方形瓷管，內(nèi)部填充石英砂并熔化，分?jǐn)嗄芰?qiáng)，用于500V V以下的電壓、在電流水平低于1KA的電路中。無填料封閉式熔斷器將熔體填充到一個(gè)封閉的圓筒中，其分?jǐn)嗄芰β缘停糜?00V以下和600A以下的電網(wǎng)或配電設(shè)備中。

快速熔斷器：快速熔斷器主要用于半導(dǎo)體整流元件或整流器件的短路保護(hù)。由于半導(dǎo)體元件的低過載能力。只能在極短的時(shí)間內(nèi)承受較大的過載電流，所以要求短路保護(hù)具有快速熔斷的能力。快速熔斷器的結(jié)構(gòu)與帶填充物的封閉式熔斷器基本相同，只是熔體材料和形狀不同它是由銀片沖壓成V型深槽的變截面熔體。

自復(fù)熔斷器：金屬鈉用作熔體，其在室溫下具有高導(dǎo)電性。當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流產(chǎn)生高溫，使鈉迅速汽化，汽化的鈉呈現(xiàn)高阻態(tài)，從而限制短路電流。當(dāng)短路電流消失時(shí)，溫度下降，金屬鈉恢復(fù)到原來的良好導(dǎo)電性。自復(fù)位熔斷器只能限制短路電流，但可以 不要真的切斷電路。其優(yōu)點(diǎn)是無需更換熔體，可重復(fù)使用。

熔體的額定電流不等于熔斷器的額定電流熔體的額定電流根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的負(fù)荷電流選擇，熔斷器的額定電流應(yīng)大于熔體的額定電流，應(yīng)與主電器協(xié)調(diào)確定。

保險(xiǎn)絲主要由熔體組成、外殼和支架由三部分組成，其中熔體是控制熔化特性的關(guān)鍵因素。熔體的材料、尺寸和形狀決定了熔斷特性。熔體材料分為低熔點(diǎn)和高熔點(diǎn)兩大類。低熔點(diǎn)材料，如鉛和鉛合金，由于熔點(diǎn)低，容易熔化由于它們的電阻率高，熔體的截面尺寸大，熔化時(shí)產(chǎn)生更多的金屬蒸汽，只適用于分?jǐn)嗄芰Φ偷娜蹟嗥鳌８呷埸c(diǎn)材料如銅、銀的熔點(diǎn)高，不易熔斷，但由于其電阻率低，可以制成比低熔點(diǎn)熔體更小的截面尺寸，熔斷時(shí)產(chǎn)生的金屬蒸氣也更少，因此適用于分?jǐn)嗄芰Ω叩娜蹟嗥?。熔體的形狀可分為絲狀和帶狀兩種。改變變截面形狀可以顯著改變引信的熔斷特性。熔斷器具有各種熔斷器特性曲線，可以滿足不同類型保護(hù)對(duì)象的需要。

安秒特性：

熔斷器的動(dòng)作是通過熔體的熔化來實(shí)現(xiàn)的，熔斷器有一個(gè)非常明顯的特性，就是安秒特性。

對(duì)于熔體來說，其動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間特性就是熔斷器的安秒特性，也叫反時(shí)限特性，即，：過載電流小時(shí)，熔斷時(shí)間長；過載電流大時(shí)，熔斷 的時(shí)間短。

對(duì)于安秒特性的理解，我們可以從焦耳 的法律*R*T，在串聯(lián)電路中，熔斷器的R值基本不變，發(fā)熱量與電流I和加熱時(shí)間T的平方成正比，也就是說，：當(dāng)電流較大時(shí)，熔化所需的時(shí)間較短。電流小的時(shí)候，需要很長時(shí)間才能融化即使熱量積聚的速度小于熱量擴(kuò)散的速度，保險(xiǎn)絲溫度也不會(huì)上升到熔點(diǎn)，保險(xiǎn)絲甚至不會(huì)熔化。因此，在一定的過載電流范圍內(nèi)，當(dāng)電流恢復(fù)正常時(shí)，熔斷器不會(huì)熔斷，可以繼續(xù)使用。

因此，每種熔體都有一個(gè)最小熔化電流。對(duì)應(yīng)不同的溫度，最小熔化電流不同。雖然電流受外界環(huán)境的影響，但在實(shí)際應(yīng)用中可以忽略不計(jì)。一般將熔體的最小熔斷電流與熔體的額定電流之比定義為最小熔化系數(shù)，常見熔體的熔化系數(shù)大于1.25，也就是說額定電流為10A的熔體在電流為12.低于5A不會(huì)熔斷。

由此可以看出，熔斷器的短路保護(hù)性能是優(yōu)秀的，過載保護(hù)性能一般。如果真的需要用于過載保護(hù)，就要仔細(xì)匹配線路的過載電流和熔斷器的額定電流。例如：8A的熔體用在10A的電路中，用于短路保護(hù)和過載保護(hù)，但此時(shí)的過載保護(hù)特性并不理想。

熔斷器的選擇主要取決于負(fù)載的保護(hù)特性和短路電流的大小。對(duì)于容量較小的電動(dòng)機(jī)和照明支線，常采用熔斷器作為過載和短路保護(hù)，所以希望熔體的熔化系數(shù)適當(dāng)小一些。通常選用鉛錫合金熔體的RQA系列熔斷器。對(duì)于容量較大的電動(dòng)機(jī)和照明干線，應(yīng)著重考慮短路保護(hù)和分?jǐn)嗄芰?。通常選擇分?jǐn)嗄芰Ω叩腞M10和RL1系列熔斷器；當(dāng)短路電流較大時(shí)，應(yīng)采用具有限流功能的RT0和RTl2系列熔斷器

熔體的額定電流可按以下方法選擇：

1、保護(hù)平滑負(fù)載，如照明線路，無需啟動(dòng)程序、電阻、電爐待機(jī)時(shí)，熔體的額定電流略大于或等于負(fù)載電路中的額定電流。

2、保護(hù)單臺(tái)機(jī)器長期運(yùn)行的電機(jī)的熔體電流可根據(jù)最大啟動(dòng)電流或以下公式選擇：

IRN ≥ (1.5～2.5)IN

式中IRN-熔體額定電流；IN-電動(dòng)機(jī)額定電流。如果電機(jī)啟動(dòng)頻繁，公式中的系數(shù)可適當(dāng)增大到3 ~ 3.5具體應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。

3、保護(hù)多個(gè)長期工作的電機(jī)（供電干線）

IRN ≥ (1.5～2.5)IN max最大σIN

IN max-最大容量單臺(tái)電機(jī)的額定電流。ΣIN其余。電機(jī)額定電流之和。

熔斷器按使用電壓可分為高壓熔斷器和低壓熔斷器。按保護(hù)對(duì)象可分為保護(hù)變壓器和一般電氣設(shè)備的熔斷器、保護(hù)電壓互感器的熔斷器、保護(hù)電力電容器的熔斷器、用于保護(hù)半導(dǎo)體元件的熔斷器、保護(hù)電機(jī)的保險(xiǎn)絲和保護(hù)家用電器的保險(xiǎn)絲等。按結(jié)構(gòu)可分為開放式、半封閉式、管狀和噴射保險(xiǎn)絲。

明裝熔斷器結(jié)構(gòu)簡單，熔體完全暴露在空氣中，由瓷柱支撐，無支撐，適合低壓戶外使用。當(dāng)電流中斷時(shí)，它會(huì)在大氣中產(chǎn)生巨大的聲音和光。

半封閉式熔斷器的熔體裝在瓷框上，插入兩端帶金屬插座的瓷盒內(nèi)，適用于低壓室內(nèi)使用。電流斷了，產(chǎn)生的聲光被瓷盒擋住。

管狀熔斷器的熔體包含在熔斷器主體中。然后插在支架上或者直接接在電路上使用。熔斷器是一個(gè)完全密封的絕緣管，兩端有金屬帽或接觸刀。這種熔斷器的絕緣管內(nèi)如果填充石英砂，在分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)會(huì)有限流作用，可以大大提高分?jǐn)嗄芰Γ砸步懈叻謹(jǐn)嗄芰θ蹟嗥?。如果真空管是真空的，它被稱為真空熔斷器。如果管內(nèi)充有SF6氣體，稱為SF6熔斷器，其目的是提高滅弧性能。由于石英砂真空和SF6氣體都具有良好的絕緣性能，這種熔斷器不僅適用于低壓，也適用于高壓。

噴射引信是把熔體放在固體產(chǎn)氣材料制成的絕緣管中。固體產(chǎn)氣材料可以是電工 ■防白紙板或有機(jī)玻璃材料。當(dāng)短路電流通過熔體時(shí)，熔體熔化產(chǎn)生電弧，高溫電弧迅速分解固體產(chǎn)氣物質(zhì)產(chǎn)生大量高壓氣體，使電離氣體以電弧噴射在管兩端，發(fā)出巨大的聲光，交流電過零時(shí)熄滅電弧斷開電流。絕緣管通常安裝在絕緣支架上，形成一個(gè)完整的熔斷器。有時(shí)候絕緣管的上端做得可以活動(dòng)，然后斷了電流就斷了，脫落了這種噴射引信通常被稱為跌落式引信。一般適用于電壓高于6 kV的戶外場(chǎng)合。