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保险丝管也叫保险丝,保险丝也被称为熔断器,IEC127标准将它定义为“熔断体(fuse-link)”。它是一种安装在电路中,保证电路安全运行的电器元件。保险丝的作用是:当电路发生故障或异常时,伴随着电流不断升高,并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件,也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了保险丝,那么,保险丝就会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候,自身熔断切断电流,从而起到保护电路安全运行的作用。

保险丝管的分类

  按使用范围分,可分为:电力保险丝、机床保险丝、电器仪表保险丝(电子保险丝)、汽车保险丝。
  按体积分,可分为:大型、中型、小型及微型。按额定电压分,可分为:高压保险丝、低压保险丝和安全电压保险丝。
  按分断能力分,可分为:高、低分断能力保险丝。
  按形状分,可分为:平头管状保险丝(又可分为内焊保险丝与外焊保险丝)、尖头管状保险丝、铡刀式保险丝、螺旋式保险丝、插片式保险丝、平板式保险丝、裹敷式保险丝、贴片式保险丝。
  按熔断速度分,可分为:特慢速保险丝(一般用TT表示)、慢速保险丝(一般用T表示)、中速保险丝(一般用M表示)、快速保险丝(一般用F表示)、特快速保险丝(一般用FF表示)。
  按品牌分,可以分为:胜名保险丝,力特保险丝,华德保险丝
  按标准分,可分为:欧规保险丝(VDE)、美规保险丝(UL)、日规保险丝(PSE)。
  按尺寸分可以分为:尺寸,3.6X10,3X10,5X20,6X30,6X32,6X25,10*38,2.4X7,2.5X6,3X8,2.5X9,8.5X8,8.5X8X4,3.5X10,3.5X9
  按电流分可以分为:32ma,63ma,100mA,150mA,200mA,250mA,300mA,400mA,500mA,600mA,800mA,1A,1.25A,1.6A,2A,2.5A,3A,3.5A,4A,
  5A,6A,7A,8A,9A,10A,12A,15A,20A,25A,30A
  按材质分可以分为:玻璃电流保险丝,陶瓷电流保险丝
  保险丝管的选型:
  a)确定安全标志:根据产品将销售的市场要求,选定保险丝管的安全认证标志及安全标准(UL标准或IEC标准保险丝管)。
  b)确定外型尺寸:根据安装空间和确定的安全认证标志及安全标准,选定保险丝管的外型尺寸。
  c)确定型号:根据被保护回路的电流特性,选定保险丝管的型号。例如,被保护回路的电流特性为恒定电流,则选用快速熔断型。
  d)确定额定电压:根据被保护回路的输入电压及使用要求,确定保险丝管的额定电压。例如,被保护回路的输入电压为220V,则须选用额定电压220V以上的保险丝管,可选250V、300V、350V等;但考虑成本因素,不必选用过高的额定电压。
  e)确定最小额定电流:根据被保护回路的稳太工作电流及相关的使用折损系数,初步确定保险丝管的额定电流。例如,被保护回路的稳太工作电流为1A,选用UL标准延时保险丝管,工作环境温度约80℃,则保险丝管的额定电流最小选:1A×1.25÷0.5=2.5A。
  f)确定保险丝管的最小I2T:根据被保护回路的浪涌I2T,确定保险丝管的I2T。例如,被保护回路的浪涌I2T为1(A2S),为保证保险丝管能承受10万次以上的冲击,保险丝管的I2T应大于:1÷0.2=5(A2S)。
  g)确定保险丝管的额定电流:根据最小额定电流和最小I2T值,查产品目录中对应型号规格,取既大于最小额定电流值且其I2T值也大于最小I2T值的初级额定电流规格为选用保险丝管的额定电流。例如,依据以上最小值,(1)如额定电流2.5A的I2T为4.3 A2S,3A的I2T为5.4A2S,则取3A为选用保险丝管的额定电流;(2)如额定电流2A的I2T为5.3 A2S,2.5A的I2T为7.6A2S,则取2.5A为选用保险丝管的额定电流。

保险丝的功效与构造

  保险丝的构造如何?各有什么功效?又有什么要求?
  一般保险丝由三个部分组成:一是熔体部分,它是保险丝的核心,熔断时起到切断电流的作用,同一类、同一规格保险丝的熔体,材质要相同、几何尺寸要相同、电阻值尽可能地小且要一致,最重要的是熔断特性要一致;二是电极部分,通常有两个,它是熔体与电路联接的重要部件,它必须有良好的导电性,不应产生明显的安装接触电阻;三是支架部分,保险丝的熔体一般都纤细柔软的,支架的作用就是将熔体固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用,它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性,在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象;
  电力电路及大功率设备所使用的保险丝,不仅有一般保险丝的三个部分,而且还有灭弧装置,因为这类保险丝所保护的电路不仅工作电流较大,而且当熔体发生熔断时其两端的电压也很高,往往会出现熔体已熔化(熔断)甚至已汽化,但是电流并没有切断,其原因就是在熔断的一瞬间在电压及电流的作用下,保险丝的两电极之间发生拉弧现象。这个灭弧装置必须有很强的绝缘性与很好的导热性,且呈负电性。石英砂就是常用的灭弧材料。
  另外,还有一些保险丝有熔断指示装置,它的作用就是当保险丝动作(熔断)后其本身发生一定的外观变化,易于被维修人员发现,例如:发光、变色、弹出固体指示器等。

选择保险丝的10个要素

  1.额定电流——In保险丝的额定电流是指它的公称额定电流,通常就是电路能够长期工作的最大电流值。
  正确选择保险丝的额定电流应注意下列几方面。
  (1)要考虑保险丝的折减率。例如设电路的工作电流= 1.5A,对于IEC规格的保险丝,不考虑折减率要求,有额定电流In= Ir= 1.5A;对于UL规格的保险丝则必须考虑折减率f0,有In= Ir/ f0=1.5/0.75 =2A,这里f0取0.75。
  (2)如果客定电流不是通用的,应该选最邻近的较高值。
  (3)保险丝的额定电流只是它的标称值,而选择它的实际动作时间和动作速度等时必须仔细查看它的熔断特性,然后才有可能准确地选好保险丝的额定电流。
  (4)直接将要求熔断的电流值作为所选用保险丝的额定电流值是错误的选择方法。
  2.额定电压——U
  保险丝的额定电压是指它的公称电压,通常就是保险丝断开后能够承受的最大电压值。
  保险丝通电时两端所承受的电压大大小于额定电压,因此额外负担定电压基本上无关紧要。在正确选择保险丝的额定电压时,应考虑下列几方面。
  (1)额定电压应该等于或大于电路电压。例如,250V的保险丝可以用于125V的电路。
  (2)在低电压的电子电路中,交流保险丝可以用于直流电路。
  (3)关于保险丝的额定电压主要应考虑:当电路电压不超过熔断品额定电压时,保险丝是否有能力分断给出的最大电流。
  3.环境温度
  环境温度或已知的工作温度对保险丝的动作有直接影响。环境温度越高,保险丝在工作时就越热,寿命也就越短。不管是UL规格还是IEC规格,保险丝的各项技术要求都是在室 温25 C条件下制订的。如环境或工作温度较高,则要考虑保险丝的温度折减率。
  4.电压降/冷电阻——Ud/R
  一般情况下,保险丝的电阻值与它的额定电流值成反比。在保护电路中要求保险丝的阻值越小越好,这样它的损耗功率也小。因此在保险丝参数中规定了它的最大电压降值。
  保险丝的电压降是通以直流额定电流,使保险丝达到热平衡后所得的电压读数。
  保险丝的冷电阻是在小于额定电流10%的条件下测得的电阻读数。
  保险丝的电压降和冷电阻可以互相换算。
  法输出工作电流。
  5.时间 – 电流特性——I–T特性或安 – 秒特性
  当流经保险丝的电流超过额定电流时,熔体渡逐渐上升,以至最后熔断,这就是过载状态引起的后果。
  保险丝要有一定的过载能力,具体为:
  UL规范保险丝的最大熔断电流是110%In;
  IEC规范保险丝的最大不熔断电流是150%In或120%In。
  同时也要求保险丝在超过限量的过载电流时能及时烧断,其中:
  UL规范的保险丝的最小熔断电流在130%In左右。
  IEC规范的保险丝的最小熔断电流在180In%左右。
  时间/电流特性是保险丝最主要的电性能指标,它表明了保险丝在不同过载电流负载下熔断的时间范围。
  时间/电流特性曲线很好地描绘了保险丝的过载性能。每一种型规格保险丝的熔断特性都可以用一条连续的曲线表示,曲线上的每一个点都能对应到横坐标上的负载电流值和纵坐标上的熔断时间。这是选用保险丝时最重要的依据。
  通常规定用曲线中的几个关键点来考核保险丝的过载性能。在大多数保险丝的产品样本中都有熔断特性表,具体规定了保险丝在某些测试电流下的熔断时间范围,这是验收保险丝时最主要的依据。UL规范的保险丝规定了110%In、135In%和200%In等测试点;IEC规范的保险丝规定了150%(120%In、210%(200%)In、275%In、400%In和1000%In等测试点。
  根据IEC 127,提供直流电来确定保险丝的熔断时间,由此可以得出时间 – 电流曲线。如果提供交流点则熔断时间将有变化,特别是当保险丝在一个很短时间内熔断的时候,它将随着闭合电路时交流正弦波的相位角的变化而变化。
  不同类型的保险丝具有不同形状的特性曲线,同一类型的保险丝具有相似形状的特性曲线。
  根据熔断特性不同,可以把保险丝分为快速型和延时型等到。快速保险丝常用在阻性电路中,保护一些对电流变动特别敏感的元器件;延时保险丝常用在电路状态变化时有较大浪涌电流的感/容性电路中,它能承受开关机时浪涌脉冲的冲击,而真正出现故障时仍能较快地断开电路。
  6.分断能力——Ir
  当流经保险丝的电流相当大甚至短路的时候,仍要求保险丝能安全分断电路,且不带来任何破坏性。
  分断能力是保险丝最主要的安全指标。它表示规定电压下保险丝能安全切断的最大电流。分断能力也称为最大分断能力、短路分断能力或最大分断电流。
  保险丝的分断能力取决于保险丝的结构和所用的材质。一般来说,大部分低分断能力保险丝都是玻璃壳体的;高分断能力保险丝通常有陶瓷壳体,其中许多还填充有纯净的颗粒状石英材料。
  当过载电流不超过最大分断电流时,保险丝不能出现破碎、爆炸、喷溅,以及引起周围人身和其他元器件燃煤、破坏等的不安全现象。
  额定分断能力(在UL文件里)与保险丝的额定电流和负载电压直接有关。额定电流越大,分断能力也越大;负载电压增高,分断能力将下降。
  UL 198-G规格的分断能力:在交流125V条件下,保险丝必须能切断10000A的电流,在交流250V条件下,保险丝必须能切断的电流如下表所示。
  小规格保险丝的电压降对低压电路的影响较大,务必注意!在极端情况下它会使电路无法输出工作电流。
  IEC 127规定了在交流250 V条件下的分断能力:低分断能力保险丝(LBC)必须通过35 A或10In中的最大者;高分断能力保险丝(HBC)必须通过1500 A;增强分断能力保险丝(MBC)必须通过150 A。
  按照常规,当被保护系统是直接连接到电源输入电路和保险丝被置于电源输入部分时,一定要使用高分断能力保险丝。在部分二次电路中,特别是电压低于电源电压时,选用低分断能力保险丝就足可以了。
  7.熔化热能值——It
  1)瞬时电流和脉冲
  内部瞬时电流来源于被保护电路中的容性和感性储能元件的开关操作。外部瞬时电流是指来源于外部像浪涌一样注入系统的、持续时间很短的冲入电流。
  持续时间少于10ms的瞬时电流被称为脉冲电流,脉冲是有害的,它可能损害保险丝并造成保险丝失效。
  在大多数情况中,延时保险丝最适用于带有脉冲的电路保护。
  2)It值
  It值是直接测定熔断保险丝所需的能量值,并有
  总量It(清除It)=熔化It+ 飞孤It
  这里,清除It是指保险丝彻底断开过程中的全部热能;熔化It(相当于IEC标准中的预飞孤It)是指从熔体熔化到飞孤开始瞬间所需要的能量;飞孤时间是指飞孤开始瞬间到飞孤最终熄灭的时间。对低压保险丝来说,飞孤时间是非常短的,通常被忽略。
  8.耐久性——寿命
  保险丝的寿命是很长的,在无故障的情况下几乎与设备的寿命是可以同步的。
  测试IEC规格的小型保险丝寿命的方法:在直流电源条件下,以1.20In(或1.05In)电流通导1h,断开幕15min,连续100个周期,最后再以1.5 In(或1.05In)电流通1h,期间不能有熔断或其他导常现象。
  在正常条件下保险丝的储存期不少于两年,到期经复检合格后可再行储存。
  9.结构特征和安装形式
  1)结构特征
  (1)管状 玻璃管——低分断能力,陶瓷管——高分断能力;填充细粒石英沙——用于灭孤,玻璃管变色——熔断指示;内焊式与外焊式;加引线套帽——用于焊接(有时需先
  将引线成型)……
  (2)微型 电阻式、晶体管式、薄膜式……
  (3)其他 插片式、螺栓式、密封式、报警式……
  (4)熔体结构 圆丝、扁丝、单丝、双丝、复合丝、直线状、波浪状、锯齿状;片状熔体(带一个或多个瓶颈部份)……
  (5)组合式熔体 熔丝缠绕,加锡球,加金属片、电阻等。
  2)安装形式
  (1)面板安装 保险丝盒、保险丝插坐……
  (2)底板安装 保险丝夹、保险丝夹坐……
  (3)印刷线路板安装 插件安装(波峰焊):径向引线、轴向引线……表面安装(红外焊):传统式、薄片式……有时需要在管外加热缩套管,使保险丝与周围元件绝缘。
  (4)悬挂式安装 保险丝套。
  10.安全认证
  保险丝的安全认证及其要求将在第五部分详细论述。

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