熔断器

熔断器（fuse）当电流超过规定值时，它利用自身产生的热量熔化熔体，断开电路。保险丝在电流超过规定值一段时间后，用自身的热量熔化熔体，从而断开电路；用这种原理制成的电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统控制系统和电气设备中作为短路和过电流的保护器，它们是使用最广泛的保护装置之一。

使用金属导体作为熔体并串联在电路中的电器当过载或短路电流流过熔体时，熔体因自身发热而熔化，从而断开电路。熔断器结构简单，使用方便，在电力系统中应用广泛、作为各种电气设备和家用电器中的保护装置。

插入式熔断器：它通常用于380V及以下电压等级的线路末端，作为配电支路或电气设备的短路保护。

螺旋式熔断器：熔体的上端覆盖有一个熔断指示器一旦熔体熔化，指示器立即弹出，可以通过瓷帽上的玻璃孔观察到它常用于机床的电气控制设备。螺旋式熔断器。开断电流大，可用于500V及以下电压等级、为电流水平低于200A的电路提供短路保护。

封闭式熔断器：封闭式熔断器分为两种填充式熔断器和非填充式熔断器，如图3和图4所示。填充式熔断器一般采用方形瓷管，内部填充石英砂并熔化，分断能力强，用于500V V以下的电压、在电流水平低于1KA的电路中。无填料封闭式熔断器将熔体填充到一个封闭的圆筒中，其分断能力略低，用于500V以下和600A以下的电网或配电设备中。

快速熔断器：快速熔断器主要用于半导体整流元件或整流器件的短路保护。由于半导体元件的低过载能力。只能在极短的时间内承受较大的过载电流，所以要求短路保护具有快速熔断的能力。快速熔断器的结构与带填充物的封闭式熔断器基本相同，只是熔体材料和形状不同它是由银片冲压成V型深槽的变截面熔体。

自复熔断器：金属钠用作熔体，其在室温下具有高导电性。当电路发生短路故障时，短路电流产生高温，使钠迅速汽化，汽化的钠呈现高阻态，从而限制短路电流。当短路电流消失时，温度下降，金属钠恢复到原来的良好导电性。自复位熔断器只能限制短路电流，但可以 不要真的切断电路。其优点是无需更换熔体，可重复使用。

熔体的额定电流不等于熔断器的额定电流熔体的额定电流根据被保护设备的负荷电流选择，熔断器的额定电流应大于熔体的额定电流，应与主电器协调确定。

保险丝主要由熔体组成、外壳和支架由三部分组成，其中熔体是控制熔化特性的关键因素。熔体的材料、尺寸和形状决定了熔断特性。熔体材料分为低熔点和高熔点两大类。低熔点材料，如铅和铅合金，由于熔点低，容易熔化由于它们的电阻率高，熔体的截面尺寸大，熔化时产生更多的金属蒸汽，只适用于分断能力低的熔断器。高熔点材料如铜、银的熔点高，不易熔断，但由于其电阻率低，可以制成比低熔点熔体更小的截面尺寸，熔断时产生的金属蒸气也更少，因此适用于分断能力高的熔断器。熔体的形状可分为丝状和带状两种。改变变截面形状可以显著改变引信的熔断特性。熔断器具有各种熔断器特性曲线，可以满足不同类型保护对象的需要。

安秒特性：

熔断器的动作是通过熔体的熔化来实现的，熔断器有一个非常明显的特性，就是安秒特性。

对于熔体来说，其动作电流和动作时间特性就是熔断器的安秒特性，也叫反时限特性，即，：过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断 的时间短。

对于安秒特性的理解，我们可以从焦耳 的法律*R*T，在串联电路中，熔断器的R值基本不变，发热量与电流I和加热时间T的平方成正比，也就是说，：当电流较大时，熔化所需的时间较短。电流小的时候，需要很长时间才能融化即使热量积聚的速度小于热量扩散的速度，保险丝温度也不会上升到熔点，保险丝甚至不会熔化。因此，在一定的过载电流范围内，当电流恢复正常时，熔断器不会熔断，可以继续使用。

因此，每种熔体都有一个最小熔化电流。对应不同的温度，最小熔化电流不同。虽然电流受外界环境的影响，但在实际应用中可以忽略不计。一般将熔体的最小熔断电流与熔体的额定电流之比定义为最小熔化系数，常见熔体的熔化系数大于1.25，也就是说额定电流为10A的熔体在电流为12.低于5A不会熔断。

由此可以看出，熔断器的短路保护性能是优秀的，过载保护性能一般。如果真的需要用于过载保护，就要仔细匹配线路的过载电流和熔断器的额定电流。例如：8A的熔体用在10A的电路中，用于短路保护和过载保护，但此时的过载保护特性并不理想。

熔断器的选择主要取决于负载的保护特性和短路电流的大小。对于容量较小的电动机和照明支线，常采用熔断器作为过载和短路保护，所以希望熔体的熔化系数适当小一些。通常选用铅锡合金熔体的RQA系列熔断器。对于容量较大的电动机和照明干线，应着重考虑短路保护和分断能力。通常选择分断能力高的RM10和RL1系列熔断器；当短路电流较大时，应采用具有限流功能的RT0和RTl2系列熔断器

熔体的额定电流可按以下方法选择：

1、保护平滑负载，如照明线路，无需启动程序、电阻、电炉待机时，熔体的额定电流略大于或等于负载电路中的额定电流。

2、保护单台机器长期运行的电机的熔体电流可根据最大启动电流或以下公式选择：

IRN ≥ (1.5～2.5)IN

式中IRN-熔体额定电流；IN-电动机额定电流。如果电机启动频繁，公式中的系数可适当增大到3 ~ 3.5具体应根据实际情况而定。

3、保护多个长期工作的电机（供电干线）

IRN ≥ (1.5～2.5)IN max最大σIN

IN max-最大容量单台电机的额定电流。ΣIN其余。电机额定电流之和。

熔断器按使用电压可分为高压熔断器和低压熔断器。按保护对象可分为保护变压器和一般电气设备的熔断器、保护电压互感器的熔断器、保护电力电容器的熔断器、用于保护半导体元件的熔断器、保护电机的保险丝和保护家用电器的保险丝等。按结构可分为开放式、半封闭式、管状和喷射保险丝。

明装熔断器结构简单，熔体完全暴露在空气中，由瓷柱支撑，无支撑，适合低压户外使用。当电流中断时，它会在大气中产生巨大的声音和光。

半封闭式熔断器的熔体装在瓷框上，插入两端带金属插座的瓷盒内，适用于低压室内使用。电流断了，产生的声光被瓷盒挡住。

管状熔断器的熔体包含在熔断器主体中。然后插在支架上或者直接接在电路上使用。熔断器是一个完全密封的绝缘管，两端有金属帽或接触刀。这种熔断器的绝缘管内如果填充石英砂，在分断电流时会有限流作用，可以大大提高分断能力，所以也叫高分断能力熔断器。如果真空管是真空的，它被称为真空熔断器。如果管内充有SF6气体，称为SF6熔断器，其目的是提高灭弧性能。由于石英砂真空和SF6气体都具有良好的绝缘性能，这种熔断器不仅适用于低压，也适用于高压。

喷射引信是把熔体放在固体产气材料制成的绝缘管中。固体产气材料可以是电工 ■防白纸板或有机玻璃材料。当短路电流通过熔体时，熔体熔化产生电弧，高温电弧迅速分解固体产气物质产生大量高压气体，使电离气体以电弧喷射在管两端，发出巨大的声光，交流电过零时熄灭电弧断开电流。绝缘管通常安装在绝缘支架上，形成一个完整的熔断器。有时候绝缘管的上端做得可以活动，然后断了电流就断了，脱落了这种喷射引信通常被称为跌落式引信。一般适用于电压高于6 kV的户外场合。