保險(xiǎn)絲基礎(chǔ)知識(shí)整理.doc

保險(xiǎn)絲基礎(chǔ)知識(shí)整理目錄1 定義2 介紹2.1 外形2.2 標(biāo)志2.3 工作原理2.4 作用3 構(gòu)成3.1 基本組成3.2 滅弧裝置3.3 熔斷裝置4 分類及特性4.1 分類4.2 特性5 保險(xiǎn)絲管的安全標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)志6 影響保險(xiǎn)絲壽命的因素及評(píng)估保險(xiǎn)絲壽命6.1 影響保險(xiǎn)絲壽命的因素6.2 保險(xiǎn)絲老化后對(duì)使用的影響6.3 保險(xiǎn)絲壽命的測(cè)試評(píng)估7保險(xiǎn)絲選型7.1 保險(xiǎn)絲適用的電路7.2 保險(xiǎn)絲管使用中的一些注意事項(xiàng)7.3 保險(xiǎn)絲管的選用1定義當(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介紹2.1外形、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。、片狀（裸片狀）。比舊式絲狀方便使用。、玻璃管狀。有幾種不同尺寸，常見(jiàn)于電子產(chǎn)品。6.3 x 32 mm （直徑 x 長(zhǎng)度）、5 x 20 mm、陶瓷管狀。有幾種不同形狀及尺寸，可避免玻璃爆裂。、塑膠片狀帶金屬片狀接腳：汽車保險(xiǎn)絲。、表面接著元件（SMD）型。、圓柱體狀，插件式：直接焊接于電路板上，用于產(chǎn)品內(nèi)部。2.2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2.3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。我們從這個(gè)原理中應(yīng)該知道，您在設(shè)計(jì)制造保險(xiǎn)絲時(shí)必須認(rèn)真地研究您所選材料的物理特性，并確保它們有一致幾何尺寸。因?yàn)檫@些因素對(duì)保險(xiǎn)絲能否正常工作起了致關(guān)重要的作用。同樣，您在使用它的時(shí)候，一定要正確地安裝它。2.4作用、正常情況下，保險(xiǎn)絲在電路中起連接電路作用。、非正常（超負(fù)載）情況下，保險(xiǎn)絲做為電路中的安全保護(hù)元件，通過(guò)自身熔斷安全切斷并保護(hù)電路。3構(gòu)成3.1基本組成一般保險(xiǎn)絲由三個(gè)部分組成：一是熔體部分，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；二是電極部分，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；三是支架部分，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。3.2滅弧裝置電力電路及大功率設(shè)備所使用的保險(xiǎn)絲，不僅有一般保險(xiǎn)絲的三個(gè)部分，而且還有滅弧裝置，因?yàn)檫@類保險(xiǎn)絲所保護(hù)的電路不僅工作電流較大，而且當(dāng)熔體發(fā)生熔斷時(shí)其兩端的電壓也很高，往往會(huì)出現(xiàn)熔體已熔化（熔斷）甚至已汽化，但是電流并沒(méi)有切斷，其原因就是在熔斷的一瞬間在電壓及電流的作用下，保險(xiǎn)絲的兩電極之間發(fā)生拉弧現(xiàn)象。這個(gè)滅弧裝置必須有很強(qiáng)的絕緣性與很好的導(dǎo)熱性，且呈負(fù)電性。石英砂就是常用的滅弧材料。3.3熔斷裝置另外，還有一些保險(xiǎn)絲有熔斷指示裝置，它的作用就是當(dāng)保險(xiǎn)絲動(dòng)作（熔斷）后其本身發(fā)生一定的外觀變化，易于被維修人員發(fā)現(xiàn)，例如：發(fā)光、變色、彈出固體指示器等。4分類及特性4.1保險(xiǎn)絲的分類、按外型尺寸分為：2、3、4、5、6及其它。、按熔斷特性分為：快速熔斷型、中等延時(shí)熔斷型、延時(shí)熔斷型。（還可分特快、強(qiáng)延時(shí)）。、按分?jǐn)嗄芰Ψ譃椋旱头謹(jǐn)嘈?、高分?jǐn)嘈停ㄟ€可分增強(qiáng)分?jǐn)嘈停?。、按安全?biāo)準(zhǔn)（或使用地區(qū)）分為：UL/CSA（北美）規(guī)格、IEC（中國(guó)、歐洲等）規(guī)格、MIT/KTL（日本/韓國(guó)）規(guī)格等。、其它分類。4.2保險(xiǎn)絲的特性術(shù)語(yǔ)、額定電流：保險(xiǎn)絲管的公稱工作電流（正常條件下，保險(xiǎn)絲長(zhǎng)期維持正常工作的最大電流）。、額定電壓：保險(xiǎn)絲的公稱工作電壓（保險(xiǎn)絲斷開(kāi)瞬間，能安全承受的最大電壓）。選用保險(xiǎn)絲時(shí)，被選用保險(xiǎn)絲的額定電壓，應(yīng)大于被保護(hù)回路的輸入電壓。、分?jǐn)嗄芰Γ寒?dāng)電路中出現(xiàn)很大的過(guò)載電流（如強(qiáng)短路）時(shí)，保險(xiǎn)絲能安全切斷（分?jǐn)啵╇娐返淖畲箅娏?。它是保險(xiǎn)絲最重要的安全指標(biāo)。安全分?jǐn)嗍侵冈诜謹(jǐn)嚯娐分胁话l(fā)生噴濺、燃燒、爆炸等危及周圍元、部件以至人身安全的現(xiàn)象。、過(guò)載能力(承載能力)：保險(xiǎn)絲能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)維持工作的最大過(guò)載電流。當(dāng)流經(jīng)保險(xiǎn)絲的電流超過(guò)額定電流時(shí)，一段時(shí)間后熔體溫度將逐漸上升以至最后被熔斷。UL標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：保險(xiǎn)絲維持工作4小時(shí)以上，最大不熔斷電流是額定電流的110%（微型保險(xiǎn)絲管為100%）IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：保險(xiǎn)絲維持工作1小時(shí)以上，最大不熔斷電流是額定電流的150%、熔斷特性（I-T）：保險(xiǎn)絲所加負(fù)載電流與保險(xiǎn)絲熔斷時(shí)間的關(guān)系。 A、熔斷特性曲線（I-T曲線）：在以負(fù)載電流為X軸，熔斷時(shí)間為Y坐標(biāo)的對(duì)數(shù)坐標(biāo)系內(nèi)，由保險(xiǎn)絲在不同負(fù)載電流下的平均熔斷時(shí)間坐標(biāo)點(diǎn)連成的曲線。每一種型號(hào)規(guī)格的保險(xiǎn)絲都有一條相應(yīng)的曲線可代表其熔斷特性，這種曲線很好地描繪了保險(xiǎn)絲的過(guò)載性能?？晒┍ｋU(xiǎn)絲選用時(shí)參考。B、熔斷特性表：由幾個(gè)規(guī)定的具有代表性的負(fù)載電流值和對(duì)應(yīng)的熔斷時(shí)間范圍所組成的表格。各安全標(biāo)準(zhǔn)都已明確規(guī)定，這是驗(yàn)收保險(xiǎn)絲的最主要依據(jù)。例如UL、CSA、MIT/KTLA種規(guī)格快速熔斷型，規(guī)定為：In 100% 4小時(shí)最小In135% 1小時(shí)最大In 200% 2分鐘最大、熔化熱能值（I2T）：使保險(xiǎn)絲的熔斷體熔化，部份汽化的切斷電流所需要的公稱能量值，簡(jiǎn)單說(shuō)就是使保險(xiǎn)絲熔斷所需的最小熱能值。總量I2T=熔化I2T+飛弧I2T其中熔化I2T（相當(dāng)于IEC標(biāo)準(zhǔn)中的預(yù)飛弧I2T），指從熔體熔化到飛弧開(kāi)始瞬間所需要的能量；飛弧I2T是指飛弧開(kāi)始瞬間到飛弧最終熄滅所需要的能量。對(duì)于低壓保險(xiǎn)絲來(lái)說(shuō)，飛弧時(shí)間非常短，?？珊雎?，即飛弧I2T可以按零計(jì)算。 UL和IEC都未對(duì)I2T作要求，但I(xiàn)2T對(duì)選用fuse有些幫助。保險(xiǎn)絲的I2T測(cè)算是在保險(xiǎn)絲的熔斷時(shí)間小于10ms（通常是以8 ms）時(shí)的I2T來(lái)計(jì)算。我公司樣本上有各規(guī)格的I-T曲線，有相應(yīng)規(guī)格I2T參考值，供選用保險(xiǎn)絲時(shí)參考。、電壓降：在額定電流條件下，達(dá)到熱平衡后保險(xiǎn)絲兩端的電壓差。、溫升：在一定電流條件下，達(dá)到熱平衡后保險(xiǎn)絲表面溫度與通電初始溫度（可以理解為環(huán)境溫度）之差，即溫升=保險(xiǎn)絲表面溫度環(huán)境溫度。5 保險(xiǎn)絲管的安全標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)志、UL、CSA標(biāo)準(zhǔn)：美國(guó)、加拿大等北美地區(qū)安全標(biāo)準(zhǔn)；小型電流保險(xiǎn)絲管標(biāo)準(zhǔn)為UL248-1/14、CSA248-1/14。安全標(biāo)志：- UL/CSA LIST（列名標(biāo)志），完全按照UL/CSA248-1/14標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試認(rèn)證通過(guò)的產(chǎn)品安全標(biāo)志。- UL/CSA RECOGNIZED（認(rèn)可標(biāo)志），部分按照UL/CSA248-1/14標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試認(rèn)證通過(guò)的產(chǎn)品安全標(biāo)志。- UL測(cè)試通過(guò)、CSA互認(rèn)的列名/認(rèn)可安全標(biāo)志，等同于、JIS標(biāo)準(zhǔn)：日本電器安全標(biāo)準(zhǔn)。小型電流保險(xiǎn)絲管標(biāo)準(zhǔn)為JIS C6575。安全標(biāo)志： - T - PSE2006年底前兩個(gè)標(biāo)志都有效，之后只有“PSE”標(biāo)志有效。、KTL標(biāo)準(zhǔn)：韓國(guó)電器安全標(biāo)準(zhǔn)。安全標(biāo)志：- K、IEC標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，歐洲及中國(guó)地區(qū)使用的安全標(biāo)準(zhǔn)。小型電流保險(xiǎn)絲管標(biāo)準(zhǔn)為IEC60 127，GB 9364（中國(guó)）。安全標(biāo)志：CCC - 中國(guó)SEMKO - 瑞典VDE - 德國(guó)BSI - 英國(guó)IMQ - 意大利6 影響保險(xiǎn)絲壽命的因素及評(píng)估保險(xiǎn)絲壽命6.1影響保險(xiǎn)絲壽命的因素a、工作環(huán)境溫度：環(huán)境溫度過(guò)高有損于保險(xiǎn)絲的壽命。延時(shí)型（慢熔斷型）保險(xiǎn)絲如錫球型，溫度約等于160（150170）時(shí)錫開(kāi)始向金屬絲擴(kuò)散；快速熔斷型保險(xiǎn)絲的可熔體（金屬絲）開(kāi)始較劇烈氧化的溫度約等于200（175225）。隨熔絲由外向里的氧化、多次的擴(kuò)散、熱應(yīng)力疲勞等，保險(xiǎn)絲的壽命將逐漸縮短。因而建議延時(shí)型保險(xiǎn)絲熔絲不應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間在150以上工作，快速熔斷型保險(xiǎn)絲不應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間在175225以上工作。b、脈沖電流：不斷的脈沖沖擊，會(huì)產(chǎn)生熱循環(huán)，從而致使熔絲的擴(kuò)散、氧化、熱應(yīng)力等產(chǎn)生，甚至加速。保險(xiǎn)絲將 隨著脈沖能量和次數(shù)的增加而漸漸老化。 保險(xiǎn)絲的抗沖擊壽命，取決于脈沖的I2T占保險(xiǎn)絲本身I2T的百分比；通常情況，應(yīng)小于20%，那樣保險(xiǎn)絲可承受10萬(wàn)次以上的沖擊。c、其它：如與保險(xiǎn)絲接觸的管夾、及連接電線的長(zhǎng)度、截面積等。保險(xiǎn)絲與管夾的接觸電阻大，有損于壽命，UL標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，試驗(yàn)時(shí)保險(xiǎn)絲與管夾的接觸電阻小于3m。當(dāng)接觸電阻大時(shí)，管夾不是散熱而是產(chǎn)生熱并向熔絲傳送。6.2 保險(xiǎn)絲老化后對(duì)使用的影響保險(xiǎn)絲老化后，不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)切斷的電流而保險(xiǎn)絲不熔斷的危險(xiǎn)。保險(xiǎn)絲 老化后，相當(dāng)于是額定值（電流）的下降而非上升，因而在電路中不會(huì)產(chǎn)生安全性問(wèn)題，只是會(huì)在較小的過(guò)載電流或脈沖下即切斷電路。6.3保險(xiǎn)絲壽命的測(cè)試評(píng)估在IEC標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定有“耐久性試驗(yàn)法”，而UL標(biāo)準(zhǔn)中無(wú)類似的規(guī)定。 IEC標(biāo)準(zhǔn)中的耐久性試驗(yàn)即是壽命試驗(yàn)，其方法是，在正常溫度下使用直流電源測(cè)試： a、額電流直到溫度穩(wěn)定下測(cè)電壓降； b、1.2倍額定電流1h 切斷電流15min。循環(huán)100次； c、通電1.5In 1h 測(cè)電壓降； d、同a法測(cè)電壓降。要求：試驗(yàn)前后電壓降變化不應(yīng)超過(guò)10%，且標(biāo)識(shí)仍清楚可辯，端帽焊點(diǎn)不出現(xiàn)任何劣變。7 保險(xiǎn)絲的選型7.1保險(xiǎn)絲適用的電路、特快速和快速熔斷型保險(xiǎn)絲管：適用于較恒定電流的電路，或浪涌電流較小的電路，且電路中存在抗沖擊脆弱元件或部件。、中等延時(shí)和延時(shí)熔斷型保險(xiǎn)絲管：適用于存在正常浪涌電流的電路，且電路中不存在抗沖擊脆弱元件或部件?？估讚粜捅ｋU(xiǎn)絲管，適用于需要承受瞬間雷擊的特殊電路，如電話機(jī)等。、分?jǐn)嚯娏鞅ｋU(xiǎn)絲管：適用于可能出現(xiàn)較大短路電流的電路。、氧樹(shù)脂封裝和塑料外殼型保險(xiǎn)絲管：適用于安裝密集元件或可能出現(xiàn)接觸短路的回路中。、350V、300V的保險(xiǎn)絲管：適用于電子整流器等產(chǎn)品。7.2保險(xiǎn)絲管使用中的一些注意事項(xiàng)、被選用保險(xiǎn)絲的額定電壓，應(yīng)大于被保護(hù)回路的輸入電壓。、UL規(guī)格保險(xiǎn)絲的額定電流是在實(shí)驗(yàn)室條件下確定的，實(shí)際使用時(shí)應(yīng)小于標(biāo)稱值的75%使用。例如，電路工作電流為0.75A，最小選用額定電流為1A的保險(xiǎn)絲管。、IEC規(guī)格保險(xiǎn)絲管的額定電流，實(shí)際使用時(shí)可按標(biāo)稱值的90%或100%使用。例如，電路工作電流為0.9A，最小可選用額定電流為0.9A或1A的保險(xiǎn)絲管。、不同使用環(huán)境溫度下，保險(xiǎn)絲的工作壽命不一樣，溫度越高，保險(xiǎn)絲的工作壽命越短；實(shí)際選用時(shí)，需按系數(shù)提高保險(xiǎn)絲的額定電流選用。、保險(xiǎn)絲管的分?jǐn)嗄芰εc其體積成正比，與額定電壓成反比。即，體積越大或額定電壓越小，保險(xiǎn)絲管的分?jǐn)嗄芰驮酱?；體積越小或額定電壓越大，保險(xiǎn)絲管的分?jǐn)嗄芰驮叫?。所以，如選用小尺寸的保險(xiǎn)絲管，需判定被保護(hù)電路可能出現(xiàn)的短路電流不會(huì)太大；如被保護(hù)電路可能出現(xiàn)較大的短路電流，則須選用有較大分?jǐn)嚯娏鞯妮^大尺寸保險(xiǎn)絲管。產(chǎn)品目錄中標(biāo)明了各型號(hào)、規(guī)格的分?jǐn)嚯娏鳎策x用保險(xiǎn)絲管時(shí)參考。、保護(hù)回路的浪涌I2T應(yīng)小于保險(xiǎn)絲管額定I2T的20%，保險(xiǎn)絲管在被保護(hù)回路中才能承受10萬(wàn)次以上的浪涌沖擊。7.3保險(xiǎn)絲管的選用a)確定安全標(biāo)志：根據(jù)產(chǎn)品將銷售的市場(chǎng)要求，選定保險(xiǎn)絲管的安全認(rèn)證標(biāo)志及安全標(biāo)準(zhǔn)（UL標(biāo)準(zhǔn)或IEC標(biāo)準(zhǔn)保險(xiǎn)絲管）。b)確定外型尺寸：根據(jù)安裝空間和確定的安全認(rèn)證標(biāo)志及安全標(biāo)準(zhǔn)，選定保險(xiǎn)絲管的外型尺寸。c)確定型號(hào)：根據(jù)被保護(hù)回路的電流特性，選定保險(xiǎn)絲管的型號(hào)。例如，被保護(hù)回路的電流特性為恒定電流，則選用快速熔斷型。d)確定額定電壓：根據(jù)被保護(hù)回路的輸入電壓及使用要求，確定保險(xiǎn)絲管的額定電壓。例如，被保護(hù)回路的輸入電壓為220V，則須選用額定電壓220V以上的保險(xiǎn)絲管，可選250V、300V、350V等；但考慮成本因素，不必選用過(guò)高的額定電壓。e)確定最小額定電流：根據(jù)被保護(hù)回路的穩(wěn)太工作電流及相關(guān)的使用折損系數(shù)，初步確定保險(xiǎn)絲管的額定電流。例如，被保護(hù)回路的穩(wěn)太工作電流為1A，選用UL標(biāo)準(zhǔn)延時(shí)保險(xiǎn)絲管，工作環(huán)境溫度約80，則保險(xiǎn)絲管的額定電流最小選：1A1.250.5=2.5A。f)確定保險(xiǎn)絲管的最小I2T：根據(jù)被保護(hù)回路的浪涌I2T，確定保險(xiǎn)絲管的I2T。例如，被保護(hù)回路的浪涌I2T為1（A2S），為保證保險(xiǎn)絲管能承受10萬(wàn)次以上的沖擊，保險(xiǎn)絲管的I2T應(yīng)大于：10.2=5（A2S）。g)確定保險(xiǎn)絲管的額定電流：根據(jù)最小額定電流和最小I2T值，查產(chǎn)品目錄中對(duì)應(yīng)型號(hào)規(guī)格，