熔斷器的結(jié)構(gòu)、特性及選用介紹

1、熔斷器的結(jié)構(gòu)、特性及選用介紹摘要 熔斷器也被稱為保險(xiǎn)絲，IEC127標(biāo)準(zhǔn)將它定義為熔斷體（fuse-link)。它是一種安裝在電路中，保證電路安全運(yùn)行的電器元件。熔斷器其實(shí)就是一種短路保護(hù)器，廣泛用于配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，主要進(jìn)行短路保護(hù)或嚴(yán)重過載保護(hù)。熔斷器-正文 熔斷器 利用金屬導(dǎo)體作為熔體串聯(lián)于電路中，當(dāng)過載或短路電流通過熔體時(shí)，因其自身發(fā)熱而熔斷，從而分?jǐn)嚯娐返囊环N電器。熔斷器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，廣泛用于電力系統(tǒng)、各種電工設(shè)備和家用電器中作為保護(hù)器件。結(jié)構(gòu)和特性 熔斷器主要由熔體、外殼和支座 3部分組成，其中熔體是控制熔斷特性的關(guān)鍵元件。熔體的材料、尺寸和形狀決定了熔斷特性。熔體材料分為

2、低熔點(diǎn)和高熔點(diǎn)兩類。低熔點(diǎn)材料如鉛和鉛合金，其熔點(diǎn)低容易熔斷，由于其電阻率較大，故制成熔體的截面尺寸較大，熔斷時(shí)產(chǎn)生的金屬蒸氣較多，只適用于低分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟嗥?。高熔點(diǎn)材料如銅、銀，其熔點(diǎn)高，不容易熔斷，但由于其電阻率較低，可制成比低熔點(diǎn)熔體較小的截面尺寸，熔斷時(shí)產(chǎn)生的金屬蒸氣少，適用于高分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟嗥?。熔體的形狀分為絲狀和帶狀兩種。改變變截面的形狀可顯著改變?nèi)蹟嗥鞯娜蹟嗵匦浴?熔斷器具有反時(shí)延特性，即過載電流小時(shí)，熔斷時(shí)間長(zhǎng)；過載電流大時(shí)，熔斷時(shí)間短。所以，在一定過載電流范圍內(nèi)，當(dāng)電流恢復(fù)正常時(shí)，熔斷器不會(huì)熔斷，可繼續(xù)使用。熔斷器有各種不同的熔斷特性曲線（見圖），可以適用于不同類型保護(hù)對(duì)象的

3、需要。 熔斷器分類 熔斷器根據(jù)使用電壓可分為高壓熔斷器和低壓熔斷器。根據(jù)保護(hù)對(duì)象可分為保護(hù)變壓器用和一般電氣設(shè)備用的熔斷器、保護(hù)電壓互感器的熔斷器、保護(hù)電力電容器的熔斷器、保護(hù)半導(dǎo)體元件的熔斷器、保護(hù)電動(dòng)機(jī)的熔斷器和保護(hù)家用電器的熔斷器等。根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為敞開式、半封閉式、管式和噴射式熔斷器。 敞開式熔斷器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，熔體完全暴露于空氣中，由瓷柱作支撐，沒有支座，適于低壓戶外使用。分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)在大氣中產(chǎn)生較大的聲光。 半封閉式熔斷器的熔體裝在瓷架上，插入兩端帶有金屬插座的瓷盒中，適于低壓戶內(nèi)使用。分?jǐn)嚯娏鲿r(shí),所產(chǎn)生的聲光被瓷盒擋住。 管式熔斷器的熔體裝在熔斷體內(nèi)。然后插在支座或直接連在電路上使用。熔

4、斷體是兩端套有金屬帽或帶有觸刀的完全密封的絕緣管。這種熔斷器的絕緣管內(nèi)若充以石英砂，則分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)具有限流作用，可大大提高分?jǐn)嗄芰?故又稱作高分?jǐn)嗄芰θ蹟嗥?。若管?nèi)抽真空，則稱作真空熔斷器。若管內(nèi)充以SF6氣體，則稱作SF6熔斷器，其目的是改善滅弧性能。由于石英砂，真空和SF6氣體均具有較好的絕緣性能，故這種熔斷器不但適用于低壓也適用于高壓。熔斷器 噴射式熔斷器是將熔體裝在由固體產(chǎn)氣材料制成的絕緣管內(nèi)。固體產(chǎn)氣材料可采用電工反白紙板或有機(jī)玻璃材料等。當(dāng)短路電流通過熔體時(shí)，熔體隨即熔斷產(chǎn)生電弧，高溫電弧使固體產(chǎn)氣材料迅速分解產(chǎn)生大量高壓氣體，從而將電離的氣體帶電弧在管子兩端噴出，發(fā)出極大的聲光，并

5、在交流電流過零時(shí)熄滅電弧而分?jǐn)嚯娏鳌＝^緣管通常是裝在一個(gè)絕緣支架上，組成熔斷器整體。有時(shí)絕緣管上端做成可活動(dòng)式，在分?jǐn)嚯娏骱箅S即脫開而跌落，此種噴射式熔斷器俗稱跌落熔斷器。一般適用于電壓高于6千伏的戶外場(chǎng)合。 此外，熔斷器根據(jù)分?jǐn)嚯娏鞣秶€可分為一般用途熔斷器，后備熔斷器和全范圍熔斷器。一般用途熔斷器的分?jǐn)嚯娏鞣秶笍倪^載電流大于額定電流1.62倍起，到最大分?jǐn)嚯娏鞯姆秶?。這種熔斷器主要用于保護(hù)電力變壓器和一般電氣設(shè)備。后備熔斷器的分?jǐn)嚯娏鞣秶笍倪^載電流大于額定電流47倍起至最大分?jǐn)嚯娏鞯姆秶?。這種熔斷器常與接觸器串聯(lián)使用，在過載電流小于額定電流47倍的范圍時(shí)，由接觸器來實(shí)現(xiàn)分?jǐn)啾Ｗo(hù)。主要用

6、于保護(hù)電動(dòng)機(jī)。 隨著工業(yè)發(fā)展的需要，還制造出適于各種不同要求的特殊熔斷器，如電子熔斷器、熱熔斷器和自復(fù)熔斷器等。熔斷器-作用 有填料快速熔斷器 熔斷器是一種簡(jiǎn)單而有效的保護(hù)電器。在電路中主要起短路保護(hù)作用。 熔斷器主要由熔體和安裝熔體的絕緣管(絕緣座)組成。使用時(shí)，熔體串接于被保護(hù)的電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，熔體被瞬時(shí)熔斷而分?jǐn)嚯娐罚鸬奖Ｗo(hù)作用。 熔斷器的作用是：當(dāng)電路發(fā)生故障或異常時(shí)，伴隨著電流不斷升高，并且升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災(zāi)。若電路中正確地安置了熔斷器，那么，熔斷器就會(huì)在電流異常升高到一定的高度和一定的時(shí)候，自身熔斷切斷電

7、流，從而起到保護(hù)電路安全運(yùn)行的作用。最早的保險(xiǎn)絲于一百多年前由愛迪生發(fā)明，由于當(dāng)時(shí)的工業(yè)技術(shù)不發(fā)達(dá)白熾燈很貴重，所以，最初是將它用來保護(hù)價(jià)格昂貴的白熾燈的。熔斷器-常用的熔斷器 （1）插入式熔斷器 如圖1所示，它常用于380V及以下電壓等級(jí)的線路末端，作為配電支線或電氣設(shè)備的短路保護(hù)用。圖1 插入式熔斷器1-動(dòng)觸點(diǎn) 2-熔體 3-瓷插件 4-靜觸點(diǎn) 5-瓷座（2）螺旋式熔斷器 如圖2所示。熔體上的上端蓋有一熔斷指示器，一旦熔體熔斷，指示器馬上彈出，可透過瓷帽上的玻璃孔觀察到，它常用于機(jī)床電氣控制設(shè)備中。螺旋式熔斷器。分?jǐn)嚯娏鬏^大，可用于電壓等級(jí)500V及其以下、電流等級(jí)200A以下的電路中，作

8、短路保護(hù)。圖2 螺旋式熔斷器1-底座 2-熔體 3-瓷帽（3）封閉式熔斷器 封閉式熔斷器分有填料熔斷器和無填料熔斷器兩種，如圖3和圖4所示。有填料熔斷器一般用方形瓷管，內(nèi)裝石英砂及熔體，分?jǐn)嗄芰?qiáng)，用于電壓等級(jí)500V以下、電流等級(jí)1KA以下的電路中。無填料密閉式熔斷器將熔體裝入密閉式圓筒中，分?jǐn)嗄芰ι孕?，用?00V以下，600A以下電力網(wǎng)或配電設(shè)備中。圖3 無填料密閉管式熔斷器1-銅圈 2-熔斷管 3-管帽 4-插座 5-特殊墊圈 6-熔體 7-熔片圖4 有填料封閉管式熔斷器1-瓷底座 2-彈簧片 3-管體 4-絕緣手柄 5-熔體跌落式熔斷器（4）快速熔斷器 它主要用于半導(dǎo)體整流元件或整流

9、裝置的短路保護(hù)。由于半導(dǎo)體元件的過載能力很低。只能在極短時(shí)間內(nèi)承受較大的過載電流，因此要求短路保護(hù)具有快速熔斷的能力?？焖偃蹟嗥鞯慕Y(jié)構(gòu)和有填料封閉式熔斷器基本相同，但熔體材料和形狀不同，它是以銀片沖制的有V形深槽的變截面熔體。5）自復(fù)熔斷器 采用金屬鈉作熔體，在常溫下具有高電導(dǎo)率。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，汽態(tài)鈉呈現(xiàn)高阻態(tài)，從而限制了短路電流。當(dāng)短路電流消失后，溫度下降，金屬鈉恢復(fù)原來的良好導(dǎo)電性能。自復(fù)熔斷器只能限制短路電流，不能真正分?jǐn)嚯娐贰Ｆ鋬?yōu)點(diǎn)是不必更換熔體，能重復(fù)使用。 工作時(shí)，熔斷器串連在被保護(hù)的電路中。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時(shí)，熔斷器中的熔斷體將自動(dòng)熔

10、斷，起到保護(hù)作用，最常見的就是保險(xiǎn)絲。另外還有斷路器,俗稱空氣開關(guān),也是一種短路保護(hù)器,當(dāng)過流時(shí),它會(huì)自動(dòng)跳閘,起到保護(hù)作用；熔斷器、斷路器都是保護(hù)電器。但它們不是一樣.斷路器是總稱，它分為兩種框架式斷路器和塑料外殼式斷路器?？蚣苁綌嗦菲魉追Q萬能斷路器；塑料外殼式斷路器俗稱空氣開頭。他們具有短路和過載保護(hù)，可重復(fù)使用。壽命一般在幾千次到幾萬次。熔斷器是靠熔體熔化保護(hù)線路的一種電器，不可重復(fù)使用。保護(hù)以后需要更換熔體。熔斷器-如何選擇熔斷器 （1）熔斷器的安秒特性 熔斷器的動(dòng)作是靠熔體的熔斷來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)電流較大時(shí)，熔體熔斷所需的時(shí)間就較短。而電流較小時(shí)，熔體熔斷所需用的時(shí)間就較長(zhǎng)，甚至不會(huì)熔斷。

11、因此對(duì)熔體來說，其動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間特性即熔斷器的安秒特性，為反時(shí)限特性，如圖所示。圖 熔斷器的安秒特性 每一熔體都有一最小熔化電流。相應(yīng)于不同的溫度，最小熔化電流也不同。雖然該電流受外界環(huán)境的影響，但在實(shí)際應(yīng)用中可以不加考慮。一般定義熔體的最小熔斷電流與熔體的額定電流之比為最小熔化系數(shù)，常用熔體的熔化系數(shù)大于1.25，也就是說額定電流為10A的熔體在電流12.5A以下時(shí)不會(huì)熔斷。熔斷電流與熔斷時(shí)間之間的關(guān)系如表1-2所示。 從這里可以看出，熔斷器只能起到短路保護(hù)作用，不能起過載保護(hù)作用。如確需在過載保護(hù)中使用，必須降低其使用的額定電流，如8A的熔體用于10A的電路中，作短路保護(hù)兼作過載保護(hù)用

12、，但此時(shí)的過載保護(hù)特性并不理想。（2）熔斷器的選擇 主要依據(jù)負(fù)載的保護(hù)特性和短路電流的大小選擇熔斷器的類型。對(duì)于容量小的電動(dòng)機(jī)和照明支線，常采用熔斷器作為過載及短路保護(hù)，因而希望熔體的熔化系數(shù)適當(dāng)小些。通常選用鉛錫合金熔體的RQA系列熔斷器。對(duì)于較大容量的電動(dòng)機(jī)和照明干線，則應(yīng)著重考慮短路保護(hù)和分?jǐn)嗄芰ΑＭǔ＿x用具有較高分?jǐn)嗄芰Φ腞M10和RL1系列的熔斷器；當(dāng)短路電流很大時(shí)，宜采用具有限流作用的RT0和RTl2系列的熔斷器隔離開關(guān)熔斷器組熔體的額定電流可按以下方法選擇： 1）保護(hù)無起動(dòng)過程的平穩(wěn)負(fù)載如照明線路、電阻、電爐等時(shí)，熔體額定電流略大于或等于負(fù)荷電路中的額定電流。2）保護(hù)單臺(tái)長(zhǎng)期工作

13、的電機(jī)熔體電流可按最大起動(dòng)電流選取，也可按下式選?。篒RN (1.52.5)IN式中IRN-熔體額定電流；IN-電動(dòng)機(jī)額定電流。如果電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)，式中系數(shù)可適當(dāng)加大至33.5，具體應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。3）保護(hù)多臺(tái)長(zhǎng)期工作的電機(jī)（供電干線）IRN (1.52.5)IN max+ININ max-容量最大單臺(tái)電機(jī)的額定電流。IN其余.電動(dòng)機(jī)額定電流之和。（3）熔斷器的級(jí)間配合 為防止發(fā)生越級(jí)熔斷、擴(kuò)大事故范圍，上、下級(jí)(即供電干、支線)線路的熔斷器間應(yīng)有良好配合。選用時(shí)，應(yīng)使上級(jí)(供電干線)熔斷器的熔體額定電流比下級(jí)(供電支線)的大12個(gè)級(jí)差。常用的熔斷器有管式熔斷器R1系列、螺旋式熔斷器RLl系列、填料封閉式熔斷器RT0系列及快速熔斷器RSO、RS3系列等。熔斷器-與斷路器的區(qū)別 熔斷器他們相同點(diǎn)是都能實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，熔斷器的原理是利用電流流經(jīng)導(dǎo)體會(huì)使導(dǎo)體發(fā)熱，達(dá)到導(dǎo)體的熔點(diǎn)后導(dǎo)體融化所以斷開電路保護(hù)用電器和線路不被燒壞。它是熱量的一個(gè)累積，所以也可以實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。一旦熔體燒毀就要更換熔體。 斷路器也可以實(shí)現(xiàn)線路的短路和過載保護(hù)，不過原理不一樣，它是通過電流底磁效應(yīng)（電磁脫扣器）實(shí)現(xiàn)斷路保護(hù)，通過電流的熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)（不是熔斷，多不用更換器件）。具體到實(shí)際中，當(dāng)電路中的用電負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間接近于所用熔斷器的負(fù)荷時(shí)，熔斷器會(huì)逐漸加熱，直至熔斷。像上面說的