保險(xiǎn)絲的作用有哪些 保險(xiǎn)絲的類別及選用 保險(xiǎn)絲的組成與工作原理

        保險(xiǎn)絲的類別及選用

　　一百多年前，愛(ài)迪生發(fā)明了保險(xiǎn)絲，其目的用于保護(hù)當(dāng)時(shí)昂貴的白熾燈，但隨著時(shí)代的發(fā)展，保險(xiǎn)絲被用來(lái)保護(hù)電力設(shè)備不受過(guò)電流過(guò)熱的傷害，從而避免電子設(shè)備因內(nèi)部故障所引起的嚴(yán)重傷害。那么保險(xiǎn)絲的工作原理是如何的?其結(jié)構(gòu)又是怎樣的?下面一起來(lái)看看：

　　1.概念

　　保險(xiǎn)絲(fuse)也被稱為電流保險(xiǎn)絲，IEC127標(biāo)準(zhǔn)將它定義為"熔斷體(fuse-link)"。其主要是起過(guò)載保護(hù)作用。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，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保險(xiǎn)絲，那么保險(xiǎn)絲就會(huì)在電流異常升高到一定的高度和熱度的時(shí)候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護(hù)電路安全運(yùn)行的作用。

　　2.基本組成

　　一般保險(xiǎn)絲由三個(gè)部分組成：

　　(1)熔體部分：它是保險(xiǎn)絲的核心，熔斷時(shí)起到切斷電流的作用，同一類、同一規(guī)格保險(xiǎn)絲的熔體，材質(zhì)要相同、幾何尺寸要相同、電阻值盡可能地小且要一致，最重要的是熔斷特性要一致，家用保險(xiǎn)絲常用鉛銻合金制成。

　　(2)電極部分：通常有兩個(gè)，它是熔體與電路聯(lián)接的重要部件，它必須有良好的導(dǎo)電性，不應(yīng)產(chǎn)生明顯的安裝接觸電阻。

　　(3)支架部分：保險(xiǎn)絲的熔體一般都纖細(xì)柔軟的，支架的作用就是將熔體固定并使三個(gè)部分成為剛性的整體便于安裝、使用，它必須有良好的機(jī)械強(qiáng)度、絕緣性、耐熱性和阻燃性，在使用中不應(yīng)產(chǎn)生斷裂、變形、燃燒及短路等現(xiàn)象。

　　3.外形

　　(1)條絲狀。早期原始型態(tài)的保險(xiǎn)絲，直接以螺絲鎖定，用于各種尺寸的舊式開(kāi)關(guān)、插座。

　　(2)片狀(裸片狀)。比舊式絲狀方便使用。

　　(3)玻璃管狀。有幾種不同尺寸，常見(jiàn)于電子產(chǎn)品。

　?、?.3x32mm(直徑x長(zhǎng)度)

　?、?x20mm

　　(4)陶瓷管狀。有幾種不同形狀及尺寸，可避免玻璃爆裂。

　　(5)塑膠片狀帶金屬片狀接腳：汽車保險(xiǎn)絲。

　　(6)表面接著元件(SMD)型。

　　(7)圓柱體狀，插件式：直接焊接于電路板上，用于產(chǎn)品內(nèi)部。

　　4.工作原理

　　當(dāng)電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)，因?qū)w存在一定的電阻，所以導(dǎo)體將會(huì)發(fā)熱。且發(fā)熱量遵循著這個(gè)公式：

　　Q=0.24I2RT

　　其中Q是發(fā)熱量，0.24是一個(gè)常數(shù)，I是流過(guò)導(dǎo)體的電流，R是導(dǎo)體的電阻，T是電流流過(guò)導(dǎo)體的時(shí)間;依此公式我們不難看出保險(xiǎn)絲的簡(jiǎn)單的工作原理了。

　　當(dāng)制作保險(xiǎn)絲的材料及其形狀確定了，其電阻R就相對(duì)確定了(若不考慮它的電阻溫度系數(shù))。當(dāng)電流流過(guò)它時(shí)，它就會(huì)發(fā)熱，隨著時(shí)間的增加其發(fā)熱量也在增加。電流與電阻的大小確定了產(chǎn)生熱量的速度，保險(xiǎn)絲的構(gòu)造與其安裝的狀況確定了熱量耗散的速度，若產(chǎn)生熱量的速度小于熱量耗散的速度時(shí)，保險(xiǎn)絲是不會(huì)熔斷的。若產(chǎn)生熱量的速度等于熱量耗散的速度時(shí)，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)它也不會(huì)熔斷。若產(chǎn)生熱量的速度大于熱量耗散的速度時(shí)，那么產(chǎn)生的熱量就會(huì)越來(lái)越多。又因?yàn)樗幸欢ū葻峒百|(zhì)量，其熱量的增加就表現(xiàn)在溫度的升高上，當(dāng)溫度升高到保險(xiǎn)絲的熔點(diǎn)以上時(shí)保險(xiǎn)絲就發(fā)生了熔斷。這就是保險(xiǎn)絲的工作原理。

　　保險(xiǎn)絲外形

　　5.標(biāo)志

　　標(biāo)志大多數(shù)保險(xiǎn)絲的標(biāo)記在身上或端蓋與標(biāo)記，指示其評(píng)級(jí)。但是“芯片類型”保險(xiǎn)絲功能很少或沒(méi)有標(biāo)記，使識(shí)別非常困難。

　　保險(xiǎn)絲可能出現(xiàn)類似的顯著不同的特性，確定了它們的標(biāo)記。保險(xiǎn)絲標(biāo)記通常會(huì)傳達(dá)以下信息：

　　.安培的保險(xiǎn)絲的額定

　　.電壓等級(jí)的保險(xiǎn)絲

　　.時(shí)間-電流特性，即速度保險(xiǎn)絲

　　.批準(zhǔn)由國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)

　　.制造商/產(chǎn)品編號(hào)/系列

　　.中斷能力

　　6.檢測(cè)

　　保險(xiǎn)絲一般是通過(guò)眼睛觀察來(lái)判斷其質(zhì)量，因?yàn)楸ｋU(xiǎn)絲的外殼是透明的玻璃

　　(1)保險(xiǎn)絲不發(fā)黑，這時(shí)能夠清楚地看出保險(xiǎn)絲熔斷后的兩個(gè)發(fā)亮的斷頭，這說(shuō)明過(guò)流電流不大，很可能不是電路故障所為，可能是由于保險(xiǎn)絲質(zhì)量不好，或偶爾的浪涌電流所為，此時(shí)可更換一個(gè)保險(xiǎn)絲試一試。

　　(2)保險(xiǎn)絲發(fā)黑，但發(fā)黑程度不是很嚴(yán)重，保險(xiǎn)絲管玻璃沒(méi)有破碎，說(shuō)明過(guò)電流比上一種情況大，但不是最大的一種情況，這說(shuō)明電路中存在電流故障。

　　(3)保險(xiǎn)絲管嚴(yán)重發(fā)黑，燒焦或玻璃管破碎，說(shuō)明過(guò)電流很大，短路故障很嚴(yán)重，在更換保險(xiǎn)絲前一定先排除電路故障。

　　保險(xiǎn)絲是一種電流斷路裝置，通過(guò)對(duì)過(guò)量電流的響應(yīng)而產(chǎn)生開(kāi)路狀態(tài)來(lái)保護(hù)其所安裝的電路。當(dāng)熔斷器中的元件受熱過(guò)多時(shí)，熔斷器就會(huì)熔斷電流。熔斷器通常用作電源和電氣元件之間的導(dǎo)管，也可作為安裝在電路中的元件組合的導(dǎo)管。熔絲端子之間連接著一根熔絲。這意味著當(dāng)通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流超過(guò)了設(shè)備所能承受的范圍時(shí)，熔斷器就會(huì)熔斷，電路就會(huì)打開(kāi)，從而防止了電氣元件的損壞。

　　保險(xiǎn)絲通常用于一次性使用。換句話說(shuō)，一旦設(shè)備關(guān)閉，就必須更換。你可以得到過(guò)流保護(hù)從各種各樣的來(lái)源，如斷路器，開(kāi)關(guān)，和繼電器。每種類型的設(shè)備在額定、使用要求和成本方面都有差異。熔斷器通常是針對(duì)單一過(guò)流故障提供自動(dòng)高壓電流保護(hù)的最經(jīng)濟(jì)的手段。

　　保險(xiǎn)絲是汽車、卡車、船只、摩托車和其他車輛電氣系統(tǒng)的一部分。這些熔斷器的作用是通過(guò)在不安全的電氣條件下形成開(kāi)路電路來(lái)阻止電流流向系統(tǒng)的特定部件。在公用事業(yè)行業(yè)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)熔斷器用于配電變壓器，電纜，電容器組和其他設(shè)備從電流損壞。使用熔斷器時(shí)，斷開(kāi)連接將在損壞損壞系統(tǒng)之前發(fā)生。保險(xiǎn)絲在高壓電網(wǎng)中使用相當(dāng)多，目的是保護(hù)電網(wǎng)中的電氣設(shè)備免受通過(guò)系統(tǒng)的浪涌造成的損壞。

　　熔斷器有很多種，我們列舉了以下幾種:

　　熱保險(xiǎn)絲

　　機(jī)械融合

　　刀片保險(xiǎn)絲

　　驅(qū)逐保險(xiǎn)絲

　　火花間隙避雷器

　　壓敏電阻

　　每個(gè)保險(xiǎn)絲是專門設(shè)計(jì)作為一個(gè)或多個(gè)極端電子事件的解決方案。一般說(shuō)來(lái)，保險(xiǎn)絲在一個(gè)獨(dú)立的裝置中結(jié)合了傳感元件和中斷元件。

　　通常情況下，導(dǎo)體的載流量額定值是電路設(shè)計(jì)的極限，絕不能被有意地超過(guò)，但在保險(xiǎn)絲的情況下，也有超出載流量額定值的應(yīng)用。

　　什么是保險(xiǎn)絲?

　　保險(xiǎn)絲是一種電氣安全裝置，環(huán)繞導(dǎo)電條，設(shè)計(jì)用于在電流過(guò)大時(shí)熔化和分離。保險(xiǎn)絲總是與防止過(guò)流的元件串聯(lián)在一起，這樣當(dāng)保險(xiǎn)絲斷開(kāi)時(shí)，它就會(huì)打開(kāi)整個(gè)電路并通過(guò)元件產(chǎn)生停止電流。當(dāng)然，連接在并聯(lián)電路一個(gè)支路上的保險(xiǎn)絲不會(huì)影響通過(guò)任何其他支路的電流。

　　通常，薄薄的保險(xiǎn)絲包含在一個(gè)安全護(hù)套內(nèi)，以最大限度地減少電弧爆炸的危險(xiǎn)，如果電線被猛烈地?zé)_(kāi)，在嚴(yán)重的過(guò)電流情況下可能發(fā)生。在小型汽車保險(xiǎn)絲的情況下，護(hù)套是透明的，這樣可直觀地檢查易熔元件。住宅配線通常采用玻璃機(jī)身螺絲釘式保險(xiǎn)絲，中間有一層薄而窄的金屬箔條。一張照片顯示了兩種類型的保險(xiǎn)絲在這里顯示:

　　保險(xiǎn)絲的作用有哪些？電氣保險(xiǎn)絲到底是什么？

　　保險(xiǎn)絲類型

　　筒式熔斷器廣泛應(yīng)用于汽車應(yīng)用和工業(yè)應(yīng)用中，其外殼材料不是玻璃。由于保險(xiǎn)絲被設(shè)計(jì)成在超過(guò)額定電流時(shí)“失效”斷開(kāi)，所以通常設(shè)計(jì)成在電路中易于更換。這意味著它們將被插入到某種類型的支架中，而不是直接焊接或螺栓連接到電路導(dǎo)體上。下面的照片顯示了一對(duì)玻璃彈殼熔斷器在一個(gè)多熔斷器座:

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　　玻璃盒保險(xiǎn)絲多保險(xiǎn)絲座

　　熔斷器由彈簧金屬夾固定，彈簧金屬夾本身與電路導(dǎo)體永久連接。保險(xiǎn)絲座(有時(shí)稱為保險(xiǎn)絲座)的基本材料被選擇作為一個(gè)良好的絕緣體。

　　另一種盒式熔斷器的保險(xiǎn)絲座通常用于安裝在設(shè)備控制板上，在控制板上需要隱藏所有的電氣接觸點(diǎn)，以免與人接觸。不像剛才所示的保險(xiǎn)絲塊，所有的金屬夾都是公開(kāi)暴露的，這種類型的保險(xiǎn)絲盒完全將保險(xiǎn)絲封裝在一個(gè)絕緣的外殼中:

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　　目前，在大電流電路中用于過(guò)流保護(hù)的最常見(jiàn)裝置是斷路器。

　　什么是斷路器?

　　斷路器是一種特殊設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)，在電流過(guò)流的情況下，它能自動(dòng)打開(kāi)并停止電流。小型斷路器，如用于住宅、商業(yè)和輕工服務(wù)是熱操作的。它們包含一個(gè)雙金屬條(由兩種金屬背對(duì)背連接而成的細(xì)條)，攜帶電路電流，加熱時(shí)彎曲。當(dāng)雙金屬帶鋼產(chǎn)生足夠的力(由于帶鋼的過(guò)電流加熱)時(shí)，啟動(dòng)脫扣機(jī)構(gòu)，斷路器打開(kāi)。較大的斷路器由斷路器內(nèi)載流導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度自動(dòng)驅(qū)動(dòng)，或者由監(jiān)控電路電流的外部裝置(這些裝置被稱為保護(hù)繼電器)觸發(fā)跳閘。

　　因?yàn)閿嗦菲髟陔娏鬟^(guò)流的情況下不會(huì)失效——相反，它們只是打開(kāi)，通過(guò)移動(dòng)杠桿可以重新閉合——它們比熔斷器更有可能以更永久的方式連接到電路上。一個(gè)小型斷路器的照片顯示在這里:

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　　從外表上看，它只不過(guò)是一個(gè)開(kāi)關(guān)。的確，它可以這樣使用。然而，它真正的功能是作為一個(gè)過(guò)流保護(hù)裝置。

　　值得注意的是，一些汽車使用廉價(jià)的熔斷器來(lái)保護(hù)電池充電電路的過(guò)流保護(hù)，這是由于適當(dāng)?shù)娜蹟嗥骱椭Ъ艿馁M(fèi)用。熔絲是一種原始的保險(xiǎn)絲，只不過(guò)是一段短的橡膠絕緣導(dǎo)線，設(shè)計(jì)用于在過(guò)電流情況下熔化，沒(méi)有任何堅(jiān)硬的外殼。這種粗糙的、具有潛在危險(xiǎn)的設(shè)備從未在工業(yè)或甚至住宅用電中使用，主要是因?yàn)橛龅降碾妷汉碗娏魉礁?。在作者看?lái)，它們甚至在汽車電路中的應(yīng)用都是值得懷疑的。

　　保險(xiǎn)絲電氣原理圖符號(hào)為s形曲線:

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　　保險(xiǎn)絲等級(jí)

　　保險(xiǎn)絲的主要額定，正如人們所期望的，在單位電流:安培。雖然它們的工作依賴于保險(xiǎn)絲自身的電阻在電流過(guò)大的情況下產(chǎn)生的自熱，但它們對(duì)所保護(hù)的電路所產(chǎn)生的額外電阻微不足道。這在很大程度上是通過(guò)使保險(xiǎn)絲盡可能短的實(shí)際可能實(shí)現(xiàn)。正如普通電線的載流容量與它的長(zhǎng)度(10規(guī)格實(shí)心銅線將處理40安培的電流在自由空氣,無(wú)論多么長(zhǎng)或短的一段),某些材料和規(guī)格的保險(xiǎn)絲會(huì)吹在一定電流不管多長(zhǎng)時(shí)間。由于長(zhǎng)度不是一個(gè)因素在電流額定值，更短的可以使，它將端到端電阻更少。

　　然而，保險(xiǎn)絲設(shè)計(jì)者也必須考慮在保險(xiǎn)絲吹滅后發(fā)生的事情:熔化的兩端，曾經(jīng)連續(xù)的電線將被一個(gè)氣隙隔開(kāi)，兩端之間有充分的供電電壓。如果保險(xiǎn)絲沒(méi)有在高壓電路上做得足夠長(zhǎng)，火花可能會(huì)從熔絲的一端跳到另一端，再次完成電路:

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　　因此，熔斷器的額定電壓容量以及熔斷器將吹斷的電流水平。

　　一些大型工業(yè)保險(xiǎn)絲采用可更換導(dǎo)線元件，以降低成本。保險(xiǎn)絲的主體是一個(gè)不透明的、可重復(fù)使用的墨盒，以保護(hù)保險(xiǎn)絲不被暴露，并保護(hù)周圍的物體不被保險(xiǎn)絲暴露。

　　保險(xiǎn)絲的當(dāng)前評(píng)級(jí)不僅僅是一個(gè)數(shù)字。如果一個(gè)35安培的電流通過(guò)一個(gè)30安培的保險(xiǎn)絲，它可能突然吹或在吹之前延遲，這取決于它的設(shè)計(jì)的其他方面。一些保險(xiǎn)絲被設(shè)計(jì)為吹得非常快，而另一些保險(xiǎn)絲被設(shè)計(jì)為更適度的“打開(kāi)”時(shí)間，甚至根據(jù)應(yīng)用程序的延遲動(dòng)作。后一種熔斷器有時(shí)被稱為慢爆熔斷器，因?yàn)樗鼈兙哂泄室獾难訒r(shí)特性。

　　慢燒保險(xiǎn)絲應(yīng)用的一個(gè)典型例子是在電動(dòng)機(jī)保護(hù)中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)從完全停止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)時(shí)，通常會(huì)遇到高達(dá)10倍正常工作電流的涌流。如果快速吹保險(xiǎn)絲被用于這樣的應(yīng)用程序，電機(jī)永遠(yuǎn)不會(huì)啟動(dòng)，因?yàn)檎５挠苛魉綄⒋当ｋU(xiǎn)絲(s)立即!慢吹保險(xiǎn)絲的設(shè)計(jì)是這樣的，保險(xiǎn)絲元件的質(zhì)量(但沒(méi)有更多的載流量)比同等的快吹保險(xiǎn)絲，這意味著它將加熱更慢(但到相同的極限溫度)，為任何給定的電流。

　　在另一端的保險(xiǎn)絲行動(dòng)頻譜，有所謂的半導(dǎo)體保險(xiǎn)絲設(shè)計(jì)，以開(kāi)放非常迅速的事件，在一個(gè)過(guò)電流的條件。諸如晶體管之類的半導(dǎo)體器件往往特別不能耐受過(guò)電流的條件，因此在大功率應(yīng)用中需要快速保護(hù)以防止過(guò)電流。

　　在接地的系統(tǒng)中，保險(xiǎn)絲總是應(yīng)該放在負(fù)載的“熱”端。這樣做的目的是為了在保險(xiǎn)絲打開(kāi)后，負(fù)載在所有方面完全斷電。為了了解負(fù)載的“熱”側(cè)和“中性”側(cè)熔合的區(qū)別，比較以下兩種電路:

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　　在這兩種情況下，熔斷器成功地切斷了對(duì)負(fù)載的電流，但是較低的電路不能切斷潛在危險(xiǎn)的電壓從負(fù)載的任何一邊到地面，那里可能有人站著。第一個(gè)電路設(shè)計(jì)更安全。

　　如前所述，熔斷器并不是目前使用的唯一一種過(guò)流保護(hù)裝置。類似開(kāi)關(guān)的設(shè)備稱為斷路器通常(和更常見(jiàn)的)用于打開(kāi)電流過(guò)大的電路，它們的流行是因?yàn)樗鼈儾粫?huì)像熔斷器那樣在斷開(kāi)電路的過(guò)程中自我毀滅。然而，在任何情況下，在電路中設(shè)置過(guò)流保護(hù)裝置都將遵循上述一般原則:即，“熔斷”電源未連接到地面的一側(cè)。

　　雖然在電路中設(shè)置過(guò)電流保護(hù)可以決定在各種情況下該電路的相對(duì)觸電危險(xiǎn)，但必須了解，這些裝置從來(lái)都不是用來(lái)防止觸電的。保險(xiǎn)絲和斷路器都不是設(shè)計(jì)用來(lái)在人被電擊時(shí)打開(kāi)的;相反，它們只打算在導(dǎo)體可能過(guò)熱的情況下打開(kāi)。過(guò)流裝置主要保護(hù)電路的導(dǎo)體不受過(guò)熱損壞(和過(guò)熱導(dǎo)體引起的火災(zāi)危險(xiǎn))，其次保護(hù)特定的設(shè)備，如負(fù)載和發(fā)電機(jī)(一些快速熔斷器被設(shè)計(jì)用來(lái)保護(hù)特別容易受到電流沖擊的電子設(shè)備)。由于觸電或觸電所必需的電流水平比普通電力負(fù)載的正常電流水平低得多，因此過(guò)流狀態(tài)并不表示發(fā)生了觸電。還有一些其他的裝置被設(shè)計(jì)用來(lái)檢測(cè)某些沖擊條件(接地故障探測(cè)器是最受歡迎的)，但是這些裝置嚴(yán)格地服務(wù)于一個(gè)目的，并且與防止導(dǎo)線過(guò)熱的保護(hù)無(wú)關(guān)。

　　保險(xiǎn)絲是一種小而薄的導(dǎo)體，其設(shè)計(jì)目的是在電流過(guò)大的情況下熔斷電路。

　　斷路器是一種特殊設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)，在電流過(guò)流的情況下自動(dòng)打開(kāi)以中斷電路電流。根據(jù)斷路器的設(shè)計(jì)、尺寸和應(yīng)用，它們可以通過(guò)磁場(chǎng)或外部的“保護(hù)繼電器”進(jìn)行熱“跳閘”(打開(kāi))。

　　熔斷器的額定主要是根據(jù)最大電流，但是也根據(jù)斷路后熔斷器能夠承受的電壓降來(lái)定。

　　保險(xiǎn)絲可以設(shè)計(jì)成快速、緩慢或在兩者之間的任何地方以達(dá)到相同的最大電流水平。

　　在接地的電力系統(tǒng)中安裝保險(xiǎn)絲的最佳位置是在通往負(fù)載的不接地導(dǎo)體路徑上。這樣，當(dāng)保險(xiǎn)絲燒斷時(shí)，只有接地的(安全的)導(dǎo)體仍連接在負(fù)載上，使人們?cè)谥車踩?/p>