一、 保险丝的作用:

1、 正常情况下,保险丝在电路中起连接电路作用。

2、 非正常(超负载)情况下,保险丝做为电路中的安全保护元件,通过自身熔断安全切断并保护电路。


二、 保险丝的工作原理:

保险丝通电时,由电能转换的热量使可熔体的温度上升。正常工作电流或允

许的过载电流通过时,产生的热量通过可熔体、外壳体向周围环境辐射,通过对流、传导等方式散发的热量与产生的热量逐渐达到平衡。如果产生的热量大于散发的热量,可熔体温度上升;当温度达到和超过可熔体的熔点时,可熔体熔化、熔断而切断电流,起到了安全保护电路的作用。


三、 保险丝的分类:

1、 按外型尺寸分为:φ2、φ3、φ4、φ5、φ6及其它。

2、 按熔断特性分为:快速熔断、延时熔断(特快、中等、强延时)。

3、 按分断能力分为:低分断型、高分断型、增强分断型。

4、 按安全标准(或使用地区)分为:UL/CSA(北美)规格、IEC(中国、欧洲等)规格、MIT/KTL(日本/韩国)规格等。

5、 其它分类。


四、 保险丝的特性术语:

1、 额定电流:保险丝的工作电流(正常条件下,保险丝长期维持正常工作的最大电流)。


2、 额定电压:保险丝的工作电压(保险丝断开瞬间,能安全承受的最大电压)。选用保险丝时,额定电压应大于被保护回路的输入电压。


3、 分断能力:当电路中出现很大的过载电流(如强短路)时,保险丝能安全切断(分断)电路的最大电流。是保险丝最重要的安全指标。安全分断是指在分断电路中不发生喷溅、燃烧、爆炸等危及周围元、部件以至人身安全的现象。


4、 过载能力(承载能力):保险丝能在规定时间内维持工作的最大过载电流。

UL标准规定:保险丝维持工作4小时以上,最大不熔断电流是额定电流的110%(微型保险丝管为100%)

IEC标准规定:保险丝维持工作1小时以上,最大不熔断电流是额定电流的150%


5、 熔断特性(I-T):保险丝所加负载电流与保险丝熔断时间的关系。

  A、熔断特性曲线(I-T曲线):在以负载电流为X轴,熔断时间为Y坐标的对数坐标系内,由保险丝在不同负载电流下的平均熔断时间坐标点连成的曲线。每一种型号规格的保险丝都有一条相应的曲线可代表其熔断特性,这种曲线很好地描绘了保险丝的过载性能。可供保险丝选用时参考。

B、熔断特性表:由几个规定的具有代表性的负载电流值和对应的熔断时间范围所组成的表格。各安全标准都已明确规定,这是验收保险丝的最主要依据。

例如UL、CSA、MIT/KTLA种规格快速熔断型,规定为:

In 100%    4小时最小

In135%    1小时最大

In 200%    2分钟最大


6、 熔化热能值(I2T):使保险丝的熔断体熔化,部份汽化的切断电流所需要的公称能量值,简单说就是使保险丝熔断所需的最小热能值。

总量I2t=熔化I2t+飞弧I2t

其中熔化I2t(相当于IEC标准中的预飞弧I2t),指从熔体熔化到飞弧开始瞬间所需要的能量;飞弧I2t是指飞弧开始瞬间到飞弧最终熄灭所需要的能量。对于低压保险丝来说,飞弧时间非常短,常可忽略,即飞弧I2t可以按零计算。

  UL和IEC都未对I2t作要求,但I2t对选用fuse有些帮助。保险丝的I2t测算是在保险丝的熔断时间小于10ms(通常是以8 ms)时的I2t来计算。我公司样本上有各规格的I-T曲线,有相应规格I2t参考值,供选用保险丝时参考。


7、 电压降:在额定电流条件下,达到热平衡后保险丝两端的电压差。


8、 温升:在一定电流条件下,达到热平衡后保险丝表面温度与通电初始温度(可以理解为环境温度)之差,即温升=保险丝表面温度—环境温度。


五、 保险丝管的安全标准及标志:

1、 UL、CSA标准:美国、加拿大等北美地区安全标准;小型电流保险丝管标准为UL248-1/14、CSA248-1/14。

   安全标志:

---  UL/CSA  LIST(列名标志),完全按照UL/CSA248-1/14标准测试认证通过的产品安全标志。

---  UL/CSA  RECOGNIZED(认可标志),部分按照UL/CSA248-1/14标准测试认证通过的产品安全标志。

---  UL测试通过、CSA互认的列名/认可安全标志。


2、 JIS标准:日本电器安全标准。小型电流保险丝管标准为JIS C6575。

安全标志:---  PSE


3、 IEC标准:国际电工委员会标准,欧洲及中国地区使用的安全标准。小型电流保险丝管标准为IEC60 127,GB 9364(中国)。

安全标志:

CCC      ---          中国

SEMKO   ---         瑞典

VDE      ---           德国

BSI       ---            英国

IMQ      ---            意大利


六、、影响保险丝寿命的因素及评估保险丝寿命:

1、 影响保险丝寿命的因素:

工作环境温度:

环境温度过高有损于保险丝的寿命。延时型(慢熔断型)保险丝如锡球型,温度约(150~170℃)时锡开始向金属丝扩散;快速熔断型保险丝的可熔体(金属丝)开始较剧烈氧化的温度约(175~225℃)。

        因而建议延时型保险丝熔丝不应长时间在150℃以上工作,快速熔断型保险丝不应长时间在175~225℃以上工作。


脉冲电流:

不断的脉冲冲击,会产生热循环,从而致使熔丝的扩散、氧化、热应力等产生,甚至加速。保险丝将 随着脉冲能量和次数的增加而渐渐老化。通常情况,应小于20%,保证保险丝可承受10万次以上的冲击。


其它:

如与保险丝接触的管夹、及连接电线的长度、截面积等。保险丝与管夹的接触电阻大,有损于寿命,如UL标准中规定要求,试验时保险丝与管夹的接触电阻小于3mΩ。


2、 保险丝老化后对使用的影响:

保险丝老化后,并不会产生应切断的电流而保险丝不熔断的危险。保险丝老化,相当于是额定值(电流)的下降而非上升,导致在较小的过载电流或脉冲下即切断电路。   

IEC标准中的耐久性试验即是寿命试验,其方法是,在正常温度下使用直流电源测试:

 a、额电流直到温度稳定下测电压降;

 b、1.2倍额定电流1h  切断电流15min。循环100次;

 c、通电1.5In 1h 测电压降;

 d、同a法测电压降。

要求:试验前后电压降变化不应超过10%,且标识仍清楚可辩,端帽焊点不出现任何劣变。


七、 保险丝管使用中的一些注意事项:

1、 被选用保险丝的额定电压,应大于被保护回路的输入电压。

2、 UL规格保险丝的额定电流是在实验室条件下确定的,实际使用时应小于标称值的75%使用。

3、 IEC规格保险丝管的额定电流,实际使用时可按标称值的90%或100%使用。

4、 不同使用环境温度下,保险丝的工作寿命不一样,温度越高,保险丝的工作寿命越短;实际选用时,需参考工作环境温度选用保险丝

5、 保险丝管的分断能力与其体积成正比,与额定电压成反比。

6、 受10万次以上的脉冲冲击,保护回路的脉冲I2T应小于保险丝管额定I2T的20%。


八、 保险丝管的选用:

1、根据产品销售的市场要求,选择安全认证标志及安全标准;


2、根据产品安装尺寸,选择保险丝尺寸范围;


3、根据被保护回路的电流特性(负载规格),选择产品类型;

a、特快速和快速熔断型:适用于较小较恒定电流的电路,或脉冲电流较小的电路,且电路中存在抗冲击脆弱元件或部件。

b、中等延时和延时熔断型:适用于存在正常脉冲电流的电路,且电路中不存在抗冲击脆弱元件或部件。

c、 安全分断型:适用于可能出现较大短路电流的电路。

d、氧树脂封装和塑料外壳型适用于元件密集或可能接触短路的回路。


4、根据被保护回路的工作电压,确定额定电压。


5、根据被保护回路的工作电流及使用环境、折损系数,初步确定保险丝管的额定电流。


6、 根据被保护回路的脉冲I2T,确定保险丝管的I2T。例如,被保护回路的脉冲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)。


7,选择连接电线尺寸



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作者:佚名
来源:线束中国