保險管選型指導書

2021-08-25 06:23:44 字數 4657 閱讀 4996

熔絲學的目的是增加和更好地掌握有關熔絲應用諸方面的詳細知識。熔絲是故意設定在電路中對電流敏感的薄弱環節,其主要功能是在種電流負荷條件下安全可靠地熔斷從而為各分立元件或整個電路提供保護。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。

熔絲的特性

為了能夠對某一特定的實用場合選用一種合適的熔絲,使用者應很好地掌握熔絲的下列特性及實用方面的一些概念。

環境溫度:指直接環繞熔絲周圍的空氣溫度,不應與室溫相混淆。在許多實用場合,熔絲的溫度相當高,這是因為熔絲是封閉著蝗(如裝在配電板的固定架中),或安裝在其他發熱元件,如電阻、變壓器等附近。

致斷容量:見熔斷額定容量。

電流特性:標註在熔絲上的公稱安培數。該數值由製造商確定,為該熔絲所能載的電流,其確定的根據為一系列經控制的試驗條件(見「額定值的減少」)。

熔絲產品目錄號碼包括系列標誌和安培引數。參見「熔絲選擇摜和時間電流曲線」中關於進行正確選擇指導的諸項內容。

額定值的減少:在25℃環境溫度下,我們推薦熔絲的工作電流不應超過公稱電流值的75%,這是因為該公稱電流值是採用經控制的試驗條件確定的。這些試驗條件是保險商實驗室標準198c「輔助過流保護用熔絲」的一部分,其主要目的是要規定出為連續控制用於防止火災等用途的製成元件所必須的共同檢測標準。

這些檢測標準常見的變動因素包括:完全封閉的熔絲架,高接觸電阻,空氣的流動,瞬時峰值,以及連線電纜尺寸(直徑與長度)方面的變化。熔絲實質上是溫度敏感元件。

即便所控制的檢測條件發生的變化很小也會極大地影響熔絲的預期壽命,特別是當其負荷為其公稱值時。公稱值通常表示為100%額定值。

電路設計工程師應清楚地懂得,設定這些控制的檢測條件的目的是使熔絲製造商能夠使其產品的效能標準保持統一,因此他必須解釋清楚使用熔絲時的各種變化條件。為了補償這些變化,%。請記住,必須提供足夠的過載和短路保護。

熔絲是溫度敏感元件,其各個引數是在25℃環境溫度下確定的。熔絲通過電流時產生的熔絲溫度隨著環境溫度的改變而公升高或降低。

「熔絲的選擇」一節中的圖「環境溫度」表明了環境溫度對某一熔絲公稱電流額定值的影響。大多數傳統的慢斷(si0--bi0鎋)熔絲其設計採用的材料具有較低的熔化溫度,因此,對環境溫度的變化比較敏感。

尺寸:除非另有規定,尺寸以公釐為單位,本產品目錄中的熔絲尺寸的範圍從小的1206電路片尺寸(3.1mm長×1.

6mm寬×0.12mm高)到大的5ag。5ag通常也叫做「微型」熔絲(10.

3mm直徑×38.1mm長)。在以往的年代中不斷開發出了多種新產品,熔絲的尺寸不斷演變以滿足各種電路保護的需要。

最初的熔絲是很簡單的明線元件。後來在十九世紀九十年代出現了愛迪生發明的把細導線封閉在檯燈座裡的第乙個插塞式熔絲。到2023年,保險商實驗室建立了尺寸和額定值的各項規格以滿足安全標準。

2023年出現了可再用型熔絲和汽車用熔絲。2023年力特保險絲公司開始為初露頭角的電子工業製造安培值很低的熔絲。

下表中的熔絲尺寸從早期供汽車使用的玻璃熔絲開始,其中有「ag」這個標記,a代表汽車,g代表玻璃,即automobile glass。ag前面所用的數字是按年代的順序確定的,因為每一種新的規格尺寸的熔絲都是由不同的製造商開始生產的,例如「3ag」是第三種投放市場的熔線尺寸。其他各種非玻璃熔絲的尺寸及結構雖然是由功能要求確定的,但仍保留了玻璃的熔線尺寸。

其他各種非玻璃熔絲的尺寸及結構雖然是由功能要求確定的,但仍保留了玻璃纖維,陶瓷或除玻璃以外的類似材料製造的。下表中所示的最大尺寸的熔絲是5ag,即「微型」,這個名稱是由電氣工業及國家電氣編碼範圍所採用的。國家電氣編碼範圍通常把14.

3mm×50.8mm的熔絲看作是使用中的最小的標準熔絲。

熔絲效能:熔絲設計方面的效能是指熔絲對各種電流負荷作出反應的迅速程度。熔絲的效能通常可分成三類:

超快熔斷型、快熔斷型和慢熔斷型三類。慢熔斷型熔絲的特點是這類熔絲設計有附加的熱慣性以承受正常的啟動過載電流增量。

熔絲結構:內部結構會隨著安培額定值的不同而有所變化。本產品目錄中的熔絲**給出了熔絲系列中特定安培額定值的熔絲的典型結構。

熔絲座:在許多場合中,熔絲安裝在熔絲座中。熔絲及其輔助的熔絲座不是當作開關用的,不是用來接通或切斷電源的。

熔斷額定容量:也稱為致斷容量或短路額定容量。熔斷額定容量是熔絲在額定電壓下能夠確實地熔斷的最大許可電流。

短路時,熔絲中會多次通過比其正常工作電流大的瞬時過載電流。安全執行要求熔絲保持完整的狀態(無爆裂事斷裂)並消除短路。

熔斷額定容量隨熔絲的設計不同而有所變化,從250v,公制尺寸(5×20mm),35安培ac的熔絲到600v,klk系列的200000安培ac的熔絲。使用者可從生產廠家得到有關其他系列熔絲的資料。

按照ul標準198g分類的熔絲,要求其熔斷額定容量為10000安培。也有些例外情況(見「標準」一節),這些例外情況的熔絲在許多實用場合具有大大超過可能出現的短路電流的安全指標。

有害斷路:有害斷路常常是由於對設計的電路分析不完全造成的。在「熔絲選擇指南」中所列出的所有選擇因素中,必須特別注意其中的1、3和6這三項,即正常工作電流、環境溫度和過載增量。

例如,造成常規電源有害斷路的一種常見的原因是沒能充分考慮熔絲的公稱熔化熱能i2t額定值的20%。請參考「熔絲選擇指南」中的「過載增量」。

電阻:熔絲的電阻在電路的整個電阻中並不重要。由於安培數小於1的熔絲的電阻只有幾個歐姆,所以在低壓電路中採用熔絲時應考慮這一因素。

使用者可從製造廠家得到熔絲的實際電阻值。大部分熔絲是用溫度係數為正的材料製造的,因此,我們常常會提到冷電陰和熱電阻(額定電流下的電壓降)。實際的工作電阻位於其間。

用不大於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值為公稱的而且是典型的。如果此引數對設計分析來說是極限值的話,那麼使用者應向生產廠家諮詢。

熱電阻是根據熔絲上流過的值等於公稱額定電流的電流時產生的,有關熔絲的電阻資料我們承索即寄。我們可按規定的電阻控制公差提供熔絲,對此得收取附加成本費。

短路容量:參見「熔斷額定容量」。

焊接注意事項:因為大多數熔絲的結構中有焊接接頭,因此當打算焊接方法安裝這些熔絲就位時應當十分小心。焊接時熱量過多會使熔絲內的焊料回流而改變其額定值。

熔絲是類似於半導體的熱敏元件,因此,推薦使用者在焊接熔絲時使用吸熱裝置。

抽樣檢測的方法:因確定某些規格的合格與否要求破壞性檢測,所以,對每一批製成品都要依統計學的原理採用通用的方法檢測。

時間—電流曲線:作為熔斷特性的圖形表示,時間—電流曲線一般是中間曲線,我們給出曲線是作為設計的輔助手段,而不是作為熔絲規格的一部分。時間—電流曲線在選擇熔絲時極為有用,因為具有相同額定電流值的熔絲可能有相當不同的時間—電流曲線。

熔絲規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(通常為額定值的135%或200%)時的最大斷路時間。檢測某些項規格的合格與否要進行破壞性檢測。對於每一批製成品來說都要依統計學的原理來進行破壞性檢測。

時間—電流曲線給出設計所需的平均資料。然而,對任何一批特定的產品,該平均值可能有些差異,因此一旦選定了一種熔絲,就應測試一些樣品以鑑定其效能。

保險商實驗室:參閱「保險商實驗室分類」,這一說法表示熔絲滿足保險商實驗室標準的各項要求,即「輔助過流保護用熔絲」no1998g。本產品目錄一些32伏特熔絲是按照ul標準275分類的。

參閱「保險商實驗室元件大綱獲得認可」,這一說法表示該產品根據保險商實驗室元件大綱獲得認可並要求應用鑑定書。

電壓額定值:。電壓額定值系列包括在n.e.c規定中,而且也是保險商實驗室的一項要求,作為防止火災危險的保護措施。對於大多數小尺寸熔絲及微型熔絲,熔絲製造商們採用的標準電壓額定值為32、125、250、600。

在帶有相對低的輸出電源的電路阻抗限制短路電流值小於熔絲電流額定值十倍的電子裝置中,常見的作法是規定電壓額定值為125或250伏特的熔絲可用於500伏特或更高電壓的二次電路保護。

如前所述,(參見「額定值的減少」)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並且發生跳火時才會成為問題。

電路的可靠中斷與民路電壓和有效功率有關,所以放在「熔斷容量」中加以討論。

概括而言,熔絲可以在小於其額定電壓的任何電壓下使用而不損害其熔斷特性。如果在完全短路的條件下熔絲上出現的最大功率電平只能產生低能量的非破壞性的電弧的話,那麼熔絲可在高於其經過檢定的電壓額定值的各種電壓下使用。

公稱熔化熱能i2t的推導:對每一項熔絲設計都進行實驗室測試以確定熔化熔斷部件所需的能量。該能量被稱之為公稱熔化熱能i2t,讀為「安培平方秒」(a2sec)。

給熔絲施加乙個電流增量並測量熔化發生的時間。如果在約為0.008秒或更短的短時間內不發生熔化,那麼就增加脈衝電流的強度。

重複進行這一測試步驟的目的是確保所產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)都用於熔化。一旦確定了電流(i)物和時間(t)的測定結果,計算熔化熱i2t就很簡單了。

當熔化過程結束時,出現電弧,緊接著熔絲就斷了。本刊物中給出的公稱i2t值屬於「消除」即「斷開」的熔化狀態的那一區段。

熔絲選擇指南

熔絲選擇過程中所涉及的諸因素羅列如下:

⒈正常工作電流;

⒉外加電壓;

⒊環境溫度;

⒋過載電流與熔絲必須熔斷的時間;

⒌可能出現的最大故障電流;

⒍脈衝、衝擊電流,湧入電流,啟動電流和電路瞬變值;

⒎結構尺寸限制,如長度、直徑或高度;

⒏要求的機構鑑定,如ul,csa,vde或軍事部門等機構;

⒐需要考慮的事項:容易移動,軸向引線,目測指示等;

⒑熔絲座部件:保險絲夾,安裝盒,面板安裝,p.c.臺安裝,r.f.i遮蔽(安裝)等等。

5a的電流下執行。欲知詳情,請見前面的「額定值的減少」和下面的「環境溫度」。

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