保險絲的基礎(chǔ)知識

保險絲的根底學問熔絲學熔絲特性熔絲選擇指南熔絲標準熔絲學熔絲學是讓我們增加和更好地把握有關(guān)熔絲及熔絲應(yīng)用諸方面的具體學問.熔絲是有意設(shè)置在電路中對電流敏感的薄弱環(huán)節(jié),其主要功能是在各種電流負荷條件下的安全牢靠地熔斷從而為各分立元件或整個電路供給保護.本熔絲學包括熔絲的一些重要特性,選擇熔絲時需考慮的種種條件,及各種標準.熔絲特性為了能夠?qū)δ骋惶囟ǖ挠杏脠龊线x用一種適宜的熔絲,用戶應(yīng)很好地把握熔絲的以下特性及有用方面的一些概念。環(huán)境溫度:指直接圍繞熔絲四周的空氣溫度,不應(yīng)與室溫相混淆.在很多有用場合,熔絲的溫度相當高,這是由于熔絲是封閉著的(如裝在配電板的固定架中),或安裝在其他發(fā)熱元件,如電阻、變壓器等四周。分斷力氣：見熔斷額定值。電流額定值：標注在熔絲上的公稱安培數(shù)。該數(shù)值為熔絲所能承載的電流并由制造商依據(jù)一系列經(jīng)把握的試驗條件所確定〔見“額定值的削減”〕。熔絲產(chǎn)品名目號碼包括系列標志和安培參數(shù)。參見“熔絲選擇指南和時間電流曲線”中關(guān)于進展正確選擇指導的諸項內(nèi)容。額定值的削減：在25℃環(huán)境溫度下，我們推舉熔絲的工作電流不應(yīng)超過公稱電流值的75%，這是由于該公稱電流值是承受經(jīng)把握的試驗條件確定的。這些試驗條件是美國保險商試驗室標準198G“關(guān)心過流保護用熔絲”的一局部，其主要目的是要規(guī)定出為連續(xù)把握用于防止火災(zāi)等用途的制成元件所必需的共同檢測標準。這些檢測標準常見的變動因素包括：完全封閉的熔絲座，高接觸電阻，空氣的流淌，瞬時峰值，以及連接電纜尺寸〔直徑與長度〕方面的變化。熔絲實質(zhì)上是溫度敏感元件。即便所把握的檢測條件發(fā)生變化很小也會極大地影響熔絲的預(yù)期壽命，特別是當負荷為其公稱值時。公稱值通常表示為100%額定值。電路設(shè)計工程師應(yīng)清楚地了解，設(shè)置這些經(jīng)把握的檢測條件的目的是使熔絲制造商能夠使其產(chǎn)品的性能標準保持統(tǒng)一，因此他必需清楚使用熔絲時的各種變化條件。為了補償這些變化，電路設(shè)計工程師在為其設(shè)備設(shè)計即安全牢靠而壽命又長的保護電路時，加給熔絲的負荷通常不應(yīng)超過制造商所列公稱額定值的75%。而且，必需供給足夠的過載和短路保護。熔絲是溫度敏感元件，其各個參數(shù)是在25℃環(huán)境溫度下確定的。熔絲通過電流時產(chǎn)生的熔絲溫度隨著環(huán)境溫度的轉(zhuǎn)變而上升或降低。他系列熔絲的資料。依據(jù)UL標準198G分類的熔絲，其熔斷額定值必需為10，000安培。也有些例外狀況〔見“標準”一節(jié)〕，這些例外狀況的熔絲在很多有用場合具有大大超過可能消滅的短路電流的安全指標。干擾斷路：干擾斷路常常是由于對所設(shè)計的電路分析不全面造成的。在“熔絲選擇指南”中所列出的全部因素，必需特別留意其中1、3和6這三項，即正常工作電流、環(huán)境溫度和過載增量。例如，造成常規(guī)電源干擾斷路的一種常見的緣由是沒能充分考慮熔絲的公稱熔化熱I2t能額定值。不能只依據(jù)正常工作電流和環(huán)境溫度來選擇熔絲。在使用條件下，熔絲的公稱熔化熱能I2t額定值也必需滿足由電源平滑濾波器輸入電器電容產(chǎn)生的各種涌入電流對熔絲提出的要求。在“熔絲選擇指南”中給出了各種波形轉(zhuǎn)換成I2t電路需求的波形的步驟。對于安全牢靠，壽命又長的熔絲保護來說，良好的設(shè)計作法是選熔絲時，涌入電流波形的I2tI2t能額定值的20%。請參考“熔絲指南”中的“過載增量”。電阻：熔絲的電阻在電路的整個電阻中并不重要。由于安培數(shù)小于1的熔絲的電阻只有幾個歐姆，所以在低壓電路中承受熔絲時應(yīng)考慮這一因素。用戶可從制造廠家得到熔絲的實際電阻值。大局部熔絲是用正溫度系數(shù)材料制造的，因此，我們常常會提到冷電阻和熱電阻〔額定電流下的電壓降〕。實際的工作電阻位于其間。用不大于熔絲公稱額定電流百分之十的測量電流可測得冷電阻。本刊物中給出的冷電阻數(shù)值為公稱的而且是典型的。假設(shè)此參數(shù)對設(shè)計分析來說是極限值的話，那么用戶應(yīng)向生產(chǎn)廠家詢問。熱電阻的測定依據(jù)熔絲上流過的電流值等于公稱額定電流時產(chǎn)生的。有關(guān)熔絲的電阻數(shù)據(jù)我們承索即寄。我們可按用戶規(guī)定的電阻把握公差供給熔絲，對此得收取附加本錢費。短路容量：參見“熔斷額定值”。焊接留意事項：由于大多數(shù)熔絲的構(gòu)造中有焊接接頭，因此當打算用焊接方法安裝這些熔絲就位時應(yīng)當格外留神。焊接時熱量過多會使熔絲內(nèi)的焊料回流而轉(zhuǎn)變其額定值。熔絲是類似于半導體的熱敏感元件，因此，推舉用戶在焊接時使用吸熱裝置。抽樣留意事項：因確定某些規(guī)格的合格與否要求破壞性檢測，所以，對每一批制成品都要依統(tǒng)計學的原理承受抽樣的檢測方法。時間-電流特性曲線：作為熔斷特性的圖形表示，時間-電流特性曲線一般是中間曲線，我們給出此曲線是作為設(shè)計的關(guān)心手段，而不是作為熔絲規(guī)格的一局部。時間-電流特性曲線在選擇熔絲時極為有用，由于具有一樣額定電流值的熔絲可能有相當不同的特性曲線。熔絲規(guī)格中一般包括工作電流為百分之百或百分之一百一十額定值時的壽命要求及過載電流〔通常為額定值的135%或200%〕時的最大斷路時間。檢測某些項規(guī)格的合格與否要進展破壞性檢測。對于每一批制成品來說都要依統(tǒng)計學的原理來進展破壞性檢測。時間-電流特性曲線給出設(shè)計所需的平均數(shù)據(jù)。然而，對任何一批特定的產(chǎn)品，該平均值可能有些差異，因此一旦選定了一種熔絲，就應(yīng)測試一些樣品以鑒定其性能。美國保險商試驗室：請參閱“保險商試驗室分類”。熔絲必需滿足保險商試驗室標準的各項要求，即“關(guān)心過流保護用熔絲”No198G的規(guī)定。本產(chǎn)品名目中一些32伏特熔絲是依據(jù)UL標準275分類的。而“保險商試驗室元件大綱獲得認可”是表示該產(chǎn)品依據(jù)美國保險試驗室元件大綱獲得認可的應(yīng)用鑒定書。電壓額定值：標注在熔絲上的電壓額定值表示該熔絲在電壓等于或小于其額定電壓的電路中完全可以安全牢靠地中斷其額定的短路電N.E.C且也是保險商試驗室的一項要求，作為防止火災(zāi)危急的保護措施。對于大多數(shù)小尺寸熔絲及微型熔絲，熔絲制造商們承受的標準電壓額32、125、250、600在帶有相對低輸出電源和短路電流值小于熔絲電流額定值十倍的電子設(shè)備中，常見的作法是規(guī)定電壓額定值為125或250伏特的熔絲500如前所述，〔參見“額定值的削減”〕熔絲是對電流的變化而不是對電壓的變化敏感。熔絲在從零到其最大額定值間的任何電壓下都保持其原狀。電路電壓及有效功率直到熔絲熔化并且發(fā)生電弧時才會成為問題。電路的安全熔斷與電路電壓和有效功率有關(guān)，在“熔斷值”中已加以爭論。概括而言，熔絲可以在小于其額定電壓的任何電壓下使用而不損害其熔斷特性。假設(shè)在完全短路的條件下熔絲上消滅的最大功率電平只能產(chǎn)生低能量的非破壞性的電弧的話，那么熔絲可在高于其經(jīng)過檢定的電壓額定值的各種電壓下使用。公稱熔化性能I2t的推導：對每一項熔絲設(shè)計都進展試驗室測試以確定熔化斷部件所需的能量。該能量被稱之為公稱熔化熱能I2t。測定方法是給熔絲施加一個電流增量并測量熔化發(fā)生的時間。假設(shè)在約為0.008秒或更短的時間內(nèi)不發(fā)生熔化，那么就增加脈沖電流的強度。重復(fù)進展這一測試步驟直至熔絲部件的熔化限制在大約0.008秒之內(nèi)。進展這一測試步驟的目的是確保所產(chǎn)生的熱能沒有足夠的時間從熔絲部件通過熱傳導跑掉。也就是說，全部熱能〔I2t〕都用于熔化。一旦確定了電流〔I〕和時間〔t〕的測定結(jié)果，計算熔化熱能I2t就很簡潔了。當熔化過程完畢時，先消滅電弧，緊接著熔絲就斷開了。本刊物中給出的公稱I2t值屬于“消退”即“斷開”的熔化狀態(tài)的那一區(qū)段。熔絲選擇指南保險絲選擇過程中所涉及的諸多因素排列如下:1.正常工作電流;應(yīng)用電壓(AC或DC);環(huán)境溫度;過載電流與熔絲必需熔斷的時間;最大故障電流;脈沖、沖擊電流，涌入電流，啟動電流和電路瞬變值；構(gòu)造尺寸限制，如長度、直徑或高度；必要的機構(gòu)鑒定書，如UL，CSA，VDE等軍事部門等機構(gòu)；需要考慮的事項：簡潔更換，軸向引線，目測指示等；熔絲座部件：保險絲夾，安裝盒，面板安裝，P.C.板安裝，射頻干擾屏等等。正常工作電流：在25℃條件下運行，熔絲的電流額定值通常要削減25%以避開干擾熔斷。例如，一個電流額定值為10A的熔絲通常不推舉在25℃環(huán)境溫度下在大于7.5A的電流下操作。欲知詳情，請見前面的“額定值削減”和下面的“環(huán)境溫度”。電壓：熔絲的電壓額定值必需等于或大于有效的電路電壓。有關(guān)例外的狀況請見“電壓額定值”。環(huán)境溫度：熔絲的電流承載力氣試驗是在25℃環(huán)境溫度下進展的，這種試驗受環(huán)境溫度變化的影響。環(huán)境溫度越高，熔絲的工作溫度就越高，其壽命就越短。相反，在較低的溫度下操作將延長熔絲的壽命。當正常工作電流到達或超過所選熔絲的額定電流時，熔絲也漸漸變得越熱。實際閱歷說明，在室溫下，假設(shè)在不大于表列熔絲額定電流數(shù)75%條件下使用的話，那么熔絲應(yīng)當無限期操作下去。以下為環(huán)境溫度對電流承載力氣影響的典型曲線圖：其中：曲線A：為傳統(tǒng)的慢熔斷熔絲的曲線；曲線B：為特快熔斷，快熔斷和螺旋繞制的熔絲的曲線；曲線C：自復(fù)聚合物保護器的曲線；*除額定值的削減之外還有環(huán)境溫度的影響，請見例子。例子：在某一使用場合，給定的正常電流為1.5A，承受一種傳統(tǒng)的慢斷熔絲，在室溫下工作，則：表列熔絲額定值=正常工作主電流/0.75即1.5A/0.75=2.0A熔絲〔在25℃下〕同樣，假設(shè)該同一熔絲在70℃高溫的環(huán)境溫度下工作，就必需額外削減工作電流，環(huán)境溫度曲線圖中的曲線A〔傳統(tǒng)的慢熔斷熔絲說明〕70℃80%，在這種狀況下，表列熔絲額定值=正常工作主電流/0.75*額定值有百分比1.5A/0.75*0.80=2.5A〔70℃下〕過載電流狀況：這是當電路需要保護時的電流強度?！补收蠣顩r可用當破壞發(fā)生前的承載電流或同時用所受的最長時間來表示。〕要試圖使熔絲的特性與電路的需要相匹配，就應(yīng)考慮時間-電流特性曲線，同時還應(yīng)時時考慮時間-電流特性曲線是以平均數(shù)值為依據(jù)的。最大故障電流：熔絲的熔斷額定值必需滿足或超過電路中的最大故障電流量。脈沖：脈沖這個一般術(shù)語在本文中用來描述廣范的各種波形，這些波形可稱為“沖擊電流”，“起動電流”，“涌入電流”和“瞬變值”。電脈沖的狀況會因有用場合不同而相差很大。對某一特定的脈沖狀況，不同的熔絲構(gòu)造會作出不同的反響。電脈沖產(chǎn)生熱循環(huán)，并產(chǎn)生能夠影響熔絲壽命的機械疲乏。起動脈沖對某些有用場合是正常的，這種場合必需使用慢熔斷熔絲。慢熔斷熔絲有熱延遲設(shè)計，能使其在正常的起動脈沖下保持完好并照舊能夠?qū)﹂L時間的過載供給保護。設(shè)計時應(yīng)確定起動脈沖并與熔絲的時間-電流特性曲線和I2t額定值進展比較。建議進展有用測試以確定熔絲能夠承受脈沖狀況的設(shè)計力氣。I2t是對要熔化元件所需能量的度量，讀為A2Sec。該公稱熔化熱能I2t，及其所代表的能量〔在8毫秒〔0.008秒〕或更短的持續(xù)時間內(nèi)〕，對于每一種不同的熔絲部件來說是個常量值。因為對于每一種熔絲類型和額定值，以及其相應(yīng)的部件編號都有不同的熔絲元件，所以，對每種熔絲都必需確定其I2t。I2t值是熔絲本身的一個參數(shù)，其打算因素是元件材料及其外形。除依據(jù)前面所爭論的“正常工作電流”，“削減額定值”和“環(huán)境溫度”選擇熔絲外，還必需使用I2t設(shè)計方法。公稱熔化熱能I2t對每種熔絲元件設(shè)計不僅是個常量而且與溫度及電壓無關(guān)。熔絲選擇中這一公稱熔化熱能I2t方法最常用于熔絲必需承受得住電流脈沖大而持續(xù)時間短的一些有用場合。這些高能電流常見于很多有用場合，描述這些高能電流有很多術(shù)語，如沖擊電流、起動電流、涌入電流和其他類似的可以分類在脈沖一般類型中的電路瞬變值.每種熔絲設(shè)計都進展試驗室測試以確定其公稱熔I2t的額定值.本刊中給出的I2t該參數(shù)在設(shè)計分析中是極限值的話,用戶則應(yīng)向生產(chǎn)廠家進展詢問.下面I2t例子:選擇一種125伏、特快熔斷類必高型保險絲，能承受具有圖A100，0000.75A，環(huán)境25℃.步驟一,參見圖表1并選擇適當?shù)牟ㄐ?本例中為波形E.把最大脈沖電流的適當值(ip)和時間(t)代入波形E相應(yīng)的公式內(nèi)并計算結(jié)果如下:I2t=1/5(ip)2t=1/5*82*0.004=0.0512A2Sec該值稱為“脈沖I2t“。步驟二,參見圖II表,確定所要求的公稱熔化熱能I2t的值.圖II表給出了步驟一中計算出來的消滅100,000次脈沖時I2t的數(shù)值為22%.把I2tI2t值如下:公稱熔化熱能I2t=脈沖I2t/0.22=0.0512/0.22=0.2327A2Sec步驟三,檢驗該必高II型,125I2t額定數(shù)值.部件編號251001,1安培設(shè)計其額定值定為0.281A2Sec,這是能夠適應(yīng)在步驟二中計算出來的0.2327A2Sec這個峰值的最小熔絲額定值.如前所述,當該1安培額定值的削減系數(shù)為25%時,該1安培的熔絲也將適應(yīng)所0.75測試:為給定的有用場合選擇熔絲時應(yīng)考慮上述各因素.下一個步驟是要求一些樣品在實際的電路中進展測試來驗證這一選擇.在評估樣品前,應(yīng)確保該熔絲用品質(zhì)優(yōu)良的接線正確安裝,使用尺寸足夠的導線.此測試包括正常條件下的壽命測試和故障條件下的過載測試,以確保該熔絲在電路中正常運行。熔絲標準這項規(guī)程打算那些為聯(lián)幫應(yīng)用而鑒定的具有高熔斷額定容量的筒式熔