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保險絲的工作原理

2021-08-16 17:55:39 jdtfuse

一、什么是保險絲


保險絲是一種保護電器的電子元器件,它通常串聯(lián)在電路中,在故障電流增大到一定數(shù)值時,其自身熔斷而切斷電路,達到保護電路中其它設備的目的。在電路過電流保護組件中最常用的就是保險絲。傳統(tǒng)的保險絲主要是由兩端帶有金屬連接端子的管體和管內(nèi)的金屬熔體這兩大部份組成且大多數(shù)保險絲的外型是圓柱形的,即所說的管狀結(jié)構(gòu)。但現(xiàn)在高科技飛速發(fā)展的今天,一些特殊材料得到了很好的應用,保險絲行業(yè)已開始向產(chǎn)品微小型方向發(fā)展,先后出現(xiàn)了貼片式保險絲、表面粘著型保險絲等一系列新型產(chǎn)品。


二、保險絲的作用


1.保險絲能承受由于電源或外部干擾而發(fā)生電流波動時一定范圍的過載。


2.當電路中出現(xiàn)較大的過載電流時,保險絲應在規(guī)定的時間內(nèi)切斷過載電流,保護電路中其它電子零部件的安全。


3.當電路中發(fā)生短路出現(xiàn)很大電流時,保險絲能安全地切斷電路,使它們免于因過電流造成破壞。

保險絲的作用


三、技術(shù)參數(shù)術(shù)語

1.額定電流:又稱保險絲的公稱工作電流。額定電流值通常有100mA、160mA200mA、315mA、400mA、500mA630mA、800mA、1A1.6A、2A2.5A、3.15A、4A5A、6.3A等。

2.額定電壓:又稱保險絲的公稱工作電壓,額定電壓值通常有24V、32V63V、125V、250V等。保險絲可以使用在等于或小于其額定電壓的電壓下使用,但一般不能使用在電路電壓大于保險絲額定電壓的電路中。

3.電壓降:對保險絲在通額定電流,當保險絲達到熱平衡即溫度穩(wěn)定下來時所測得的其兩端的電壓。由于保險絲兩端電壓降對電路會有一定的影響,因此在歐規(guī)中有對電壓降的明確規(guī)定,而在美規(guī)中則無要求。


4.過載電流:過載電流是指在電路中流過有高于正常工作時的電流。如果不能及時切斷過載電流,則有可能會對電路中其它電子零部件帶來破壞。短路電流則是指電路中局部或全部短路而產(chǎn)生的電流,短路電流通常很大,且比過載電流要大。

5.熔斷特性:即時間/電流特性。通常有兩種表達方法,即I-T圖和測試報告。I-T圖是以負載電流為X坐標、熔斷時間為Y坐標構(gòu)成的坐標系內(nèi),由保險絲在不同電流負載下的平均熔斷時間坐標點連成的曲線。每一種型號規(guī)格的保險絲都有一條相應的曲線可代表它的熔斷特性,這條曲線可在選用保險絲時作為參考。測試報告是按照標準要求的測試項目所做的測試數(shù)據(jù)記錄。

6.分斷能力:又稱額定短路容量,即在額定電壓下,保險絲能夠安全斷開電路的最大電流值(交流電為有效值),它是保險絲的重要安全參數(shù)。

7.熔化熱能值:即保險絲熔化所需的能量值,其代號是I2t。它是使保險絲在8ms或更短的時間內(nèi)斷開時其對應的電流之平方與熔斷時間之乘積,限制時間在8ms以內(nèi)是使熔絲產(chǎn)生的熱量全部用來熔斷而來不及散熱。它對于每一種不同的熔絲部件來說是個常量,它是熔絲本身的一個參數(shù),由熔絲的設計所決定。

8.溫升:溫升是指保險絲在通規(guī)定的電流值的條件下使溫度達到穩(wěn)定時的溫度值與室溫的差值。


四、保險絲的構(gòu)造

一般保險絲由三個部分組成:一是熔體部分,它是保險絲的核心,熔斷時起到切斷電路的作用,電阻值盡可能地小且要一致,最重要的是熔斷特性要一致;二是電極部分,通常有兩個,它是熔體與電路聯(lián)接的重要部件,它必須有良好的導電性,不應產(chǎn)生明顯的安裝接觸電阻;三是支架部分,保險絲的熔體一般都纖細柔軟的,支架的作用就是將熔體固定并使三個部分成為剛性的整體便于安裝、使用,它必須有良好的機械強度、絕緣性、耐熱性和阻燃性,在使用中不應產(chǎn)生斷裂、變形、燃燒及短路等現(xiàn)象。


五、保險絲的工作原理

保險絲通電時,由于其自身電阻而使電能轉(zhuǎn)化為熱量使熔體發(fā)熱,同時電流產(chǎn)生的熱量又通過熔體、殼體向周圍環(huán)境輻射,通過對流和傳導等方式散發(fā)熱量。當保險絲通過允許的工作電流時,散發(fā)的熱量與產(chǎn)生的熱量達到平衡,熱量不會積聚于熔體使得熔體的溫度升高,因此保險絲不會達到它的熔點而熔斷。當保險絲通過的電流達到一定數(shù)值時,由電能轉(zhuǎn)化的熱量增多,散熱速度跟不上發(fā)熱速度,這些熱量就會在熔體上逐漸積累,使熔體溫度升高,當溫度達到熔絲的熔點時,熔絲開始熔化并繼續(xù)吸收熱量進一步熔化變成液態(tài),隨后熔絲溫度進一步升高到汽化點形成電弧,電弧是一種氣體游離放電現(xiàn)象,電弧的強弱與電路的電壓有關(guān),電壓越高電弧越強,保險絲的額定電壓主要區(qū)別在于保險絲熔斷時能承受的電路電壓不同,保險絲不能用于高于其額定電壓的電路中,因為電路電壓高于保險絲額定電壓時電弧不容易熄滅。另外,電弧的強弱還與電路中的電流有關(guān),電流越大則電弧越強。如果不能及時將電弧熄滅,不僅無法切斷電路,還可能燒毀電路中其它部件,從而導致火災發(fā)生,造成事故。高防爆型保險絲是用加裝防爆砂的方式使電弧熄滅,電弧熄滅后保險絲才真正切斷電流,達到保護其它設備的目的。

保險絲的工作原理

六、如何區(qū)分保險絲的額定電流與熔斷電流

有很多人會有這樣的疑問:保險絲的額定電流是否就是使保險絲熔斷的電流?

明顯的不是。應該僅將它看成是一種規(guī)格的標稱,而流過保險絲的電流大到何種地步、何時熔斷這在保險絲產(chǎn)品標準中對它有詳細的規(guī)定,又因標準的不同而規(guī)定有所不同。保險絲有一個"熔斷系數(shù)"其值大于"1"(一般在1.11.5之間),它是"常規(guī)不熔斷電流""額定電流"的比值。由此可以看出,即使流過保險絲的電流大于它的額定電流而未超過常規(guī)不熔斷電流,保險絲也不應該發(fā)生熔斷現(xiàn)象。

七、保險絲的分類

按保護形式可分為:過電流保護與過熱保護。用于過電流保護的保險絲就是平常說的保險絲(也叫電流保險絲)。用于過熱保護的保險絲一般被稱為“溫度保險絲”。溫度保險絲是防止發(fā)熱電器溫度過高而進行保護的,例如:電吹風、電熨斗、電飯鍋、電爐、變壓器、電動機等等。它響應于用電電器溫升的升高,不會理會電路的工作電流大小。其工作原理不同于“電流保險絲”。

按使用范圍可分為:電子電器保險絲、電力保險絲、汽車保險絲等。

按體積可分為:大型、中型、小型及微型。

按額定電壓可分為:高壓保險絲、低壓保險絲和安全電壓保險絲。


按形狀可分為:平頭管狀保險絲、尖頭管狀保險絲、鍘刀式保險絲、螺旋式保險絲、插片式保險絲、平板式保險絲、貼片式保險絲。


按熔斷速度可分為:慢斷保險絲,一般用T表示;快斷保險絲,一般用F表示?!?/span>


按標準可分為:歐規(guī)保險絲(IEC60127系列)、美規(guī)保險絲(UL248-1/14系列)、日規(guī)保險絲(METI OrdinanceArticle 1)等。


按保護形式可分為:電流保險絲,溫度保險絲。


按尺寸可分為:貼片型06030805,1206,1812;插件型Φ2.4×7,Φ3.6×10,Φ4.5×15,Φ5.2×20,Φ6.35×32,Φ8.5×8,8.5×8×4等。

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