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常見問題

保險電阻能起到保險絲的作用嗎?

電阻的負載有一定的限度,也就是說如果流經電阻的電流超過限度時會把它燒壞,使電阻呈現開路狀態,從這個意義上來說,電阻具有類似保險絲的功能---即電路過流時能夠切斷電流,好像能起到保險絲的作用,因此有一部分廠商為了降低成本把原設計中的保險絲換成廉價的保險電阻,形式上給客戶增加一點安全感。

但是保險電阻真的能夠替代保險絲而起到相同的作用嗎?答案顯然是否!

我們知道好的保險絲必須同時具備三項功能:保護功能、承載功能和安全功能,而保險電阻在這三方面都不可能發揮良好的功能。

保護功能包括過載保護和短路保護,即當電路出現不被允許的過電流直至極限的短路過電流時,保險絲必須在所規定的時間范圍內動作,從而起到保護電路或部件的作用,而保險電阻的起動時間和動作持續時間等技術參數都不可能做到保險絲那樣準確,過載電流保護無法得到保證,只能對短路電流起到一點作用。

保險絲的承載功能是有熔化熱能值來加以保證的,使得保險絲能夠承受必要開關次數的一定能量的脈沖沖擊,我們在選用時需要加以計算和評估,而保險電阻本身沒有類似的技術指標,用得小了會被脈沖沖斷、用得大了就更沒有保護功能。

至于安全功能,保險絲是通過額定電壓、分斷能力等指標來保證的,尤其要通過權威的第三方安規認證來保證,但保險電阻本身不是安全元件,也不需要安全認證,其安全性就可想而知,本來保護功能就不足,而且在燒斷過程中難以保證不產生危及周圍的不安全現象。

綜上所述,保險電阻雖然具有過流燒斷的動作,但并不能真正起到保險絲相同的作用。在大部分應用中為了降低成本而用保險電阻來替換保險絲的做法不一定是合適的。

保險絲的分斷能力在實際應用中有什么意義?

保險絲的分斷能力是一項安全指標,跟它的電氣性能沒有什么關系,因而往往容易被制造者或使用者所忽視,甚至還有些人不知道保險絲還有分斷能力這樣一個技術指標。

保險絲作為一個安全元件,需要任何時候都保證電路安全以及電路中其他零部件的安全,那么首先能夠要保證自身在任何情況下都是足夠安全的,特別是在保險絲的動作過程中不能發生任何不安全的因素,這些因素包括持續拉弧、再次導通、燃燒、飛濺和爆炸等。分斷能力就是反映保險絲這種保證能力的指標之一。

分斷能力的參數單位是安培,其含義就是保險絲能夠安全地分斷電路的最大電流,也就是說:只要電路中的過電流不超過保險絲的分斷能力,該保險絲就能夠保證安全地切斷電流,不發生任何不安全的現象;反之保險絲雖然能夠切斷電路電流,但不一定能夠保證絕對安全,所以分斷能力不是一個可有可無的指標。

為了保證保險絲的安全性,我們在選用保險絲時,除了需要考慮電流容量、熔斷特性、抗脈沖能力及老化速度、阻抗及功耗、溫度折減等必要性能參數外,還需要同時考慮分斷能力、額定電壓及安全認證等安全指標。

就歐洲規格的小型管狀保險絲來說,同樣外形和同樣尺寸的保險絲還有低分斷保險絲和高分斷保險絲之分,低分斷保險絲的分斷能力規定為額定電流的10倍或35安培,從兩者中選較大者,高分斷保險絲的分斷能力則高達1500安培;而北美規格管狀保險絲沒有高低分斷的品種之分,它規定的分斷能力指標要高得多;125V條件下的10000安培,和250V條件下的35-1500安培(視保險絲額定電流規格而定)。而表面貼裝型的片式保險絲的分斷能力往往在50安培上下。

能不能認為慢熔斷保險絲的保護性能不如快熔斷保險絲?

有人以為當電路中遇到故障電流時保險絲的動作越快越好,其保護功能越強,從這個意義上來說,慢熔斷保險絲的保護性能不如快熔斷保險絲,那么這種說法對嗎?

確實,當同樣過電流負載條件下,慢熔斷保險絲的動作速度要比快熔斷保險絲來得慢一些,但這并不是它的反應速度慢,而是它熔斷需要的能量更大,也可以說它不光是具有對過電流的反應,還具有對過電流類別或能量大小的判別能力,動作過程中所延緩的時間可以看作是慢熔斷保險絲對過電流作判斷的時間。一般來說過電流可分為兩大類:浪涌和故障。浪涌過電流大都是由于電路開關時的充放電或周圍電路的影響所引起的,脈沖峰值大而持續時間短,所釋放的能量往往不大,慢熔斷保險絲可以承受這樣的過電流沖擊而不導致熔斷動作;而故障過電流則是持續性的,即使峰值不一定很高其能量也要大大超過浪涌過電流,慢熔斷保險絲照例是會迅速反應而熔斷動作的,所以從這個角度來看,慢熔斷保險絲的動作速度略慢不僅不影響它的保護功能,反而增強了它的保護功能,避免了誤動作的機會,可以在更廣泛的場合應用,對多種電路起到保護作用。

相反,快熔斷保險絲由于更小的能量就可使其動作熔斷,雖然動作速度快,但其原因場合受到一點限制,特別是在容性或感性電路中,若在浪涌電流比較明顯的電路中使用快熔斷保險絲,往往由于脈沖電流致使保險絲誤動作,而導致電器根本無法啟動和使用,其保護性能再強也是沒有意義的。

生產過程中遇到保險絲異常熔斷時怎么辦?

保險絲生產廠和整機客戶經常碰到的令人十分頭痛的問題---客戶在裝配生產過程中出現的保險絲異常熔斷,也就是說在客戶生產過程中某些通電的測試或檢驗環節中,偶爾會發現有一定比例的保險絲被燒斷,而更換另一個保險絲后又一切正常,那么這是否說明這一批次保險絲的質量一致性不好?使用這批保險絲能不能保證這批整機的開機質量?更換后的保險絲能不能經受實際使用時多次開關機器的浪涌電流沖擊?我們面對這種情況時該如何考慮和處理呢?

保險絲作為對于電流敏感的元件,它的功能就是對過電流做出判斷:流過不被允許的故障過電流時熔斷是保險絲應該起到的保護功能;而對于類似瞬時脈沖這類非故障過電流時,保險絲應該能夠承受足夠的次數,以保證整機的正常使用。上述測試或檢驗時的電流一般不會超過正常使用時的開機脈沖,通電次數也不會超過10次,保險絲絕對不應該動作,而一旦發生異常熔斷肯定是有問題存在,若不及時查出異常熔斷的原因,僅靠簡單地更換保險絲或加大保險絲容量都是不能令人放心的。

我們首先需要檢查發生問題工序的實際操作情況:如果是手工操作的要排除動作過程中是否有造成短路的可能性;如果是機器操作的則要檢查實際輸出電流有沒有超出保險絲可以承受的限度;有少部分問題是可以在工序分析時就予以解決的。在確認操作工序沒有問題后再作進一步的深入分析。

我們必須從過電流和保險絲兩方面同時分別加以考慮:

整機客戶需要檢查整機電路脈沖電流的大小和有沒有異常。在分析問題時要考慮兩點:一是選型當時計算有沒有差錯,由于開機脈沖的隨機性而沒有抓到最大脈沖波形、計算時沒有考慮到保險絲熔化熱能值的分布范圍、考慮多次沖擊的老化余量不夠等都可能造成選型時的欠缺;二是生產過程中的電路狀況有沒有發生變化,由于機種變化帶來的電路結構上的變化、電路中部分元器件的規格更改或品牌更改、電容電感開關等元件的參數變化等也都可能引起電路脈沖波形的變化;保險絲制造廠的應用工程師需要配合客戶進行電路技術分析和抓測實際脈沖能量,逐一排除各項變化,雙方一起進行分析評估。

保險絲制造廠需要檢查和檢測保險絲的熔化熱能值的大小有沒有異常。在分析問題時也要從兩個角度考慮:一是這批次保險絲的熔化熱能值符合產品規格要求,但由于產品參數的批次間分布有可能令該批產品的熔化熱能值較小,與試生產或以往生產時使用的其他批次產品有較明顯的差距;二是這批次保險絲的熔化熱能值已經超出產品規格要求,或由于產品單體間的離散性偏大致使部分產品的熔化熱能值小于規格范圍;除了保險絲制造廠對生產和檢驗原始記錄和失效樣品進行分析外,整機客戶也需要提供現場數據配合進行分析。

只有通過供需雙方一起努力,找到保險絲異常熔斷的真正原因后,才能采取對癥下藥的有效措施解決問題,并防止類似問題的再次發生,使保險絲真正起到既能保證需要時及時熔斷,又不會因異常熔斷造成麻煩甚至影響生產和使用。

為何規定保險絲的DCR測量需在小于等于10%的負載和環境溫度25℃條件下進行?

保險絲的內電阻是反映它自身在電路中消耗功率的指標,電阻值越大則消耗功率越多。對保險絲來說檢測該指標的參數有兩個:電壓降或冷電阻。

電壓降指的是:在保險絲額定電流條件下,熔體達到熱平衡后的電壓降讀數。測量時必須對保險絲加以額定電流,而且必須在讀數穩定后,大概需要幾分鐘的時間,比較麻煩和費時。

冷電阻指的是:在基本沒有負載條件下冷態的電阻值讀數,簡便快速。

所以在檢測保險絲時常采用冷電阻法,小于或等于10%的負載代表了它基本上不加負載和沒有發熱的條件,所以也沒有熱平衡的過程,而環境溫度本身就對保險絲的性能有一定的影響,保險絲所有的性能指標都是在正常大氣條件下的參數,也就是在25℃條件下的參數。 如果在上述以外條件下測量的保險絲的冷電阻有可能會有誤差。

如何形象簡易的描述FA-HI-SB的區別?

FA:Fast Acting 快速熔斷動作保險絲

HI:High Inrush 抗高脈沖保險絲

SB:Slow Blow 慢速熔斷動作保險絲

三者的最大的區別在于能量級別,也就是承受脈沖能力的強弱。

形象一點來說,FA就像塑料袋,有一定的容量,充氣進去,滿了之后再充就會爆開。

HI就像小氣球,有較大的容量,充氣進去之后還可以膨脹,承受氣壓,但是氣壓過高,最后也會爆開。

SB就像大氣球,有很大的容量,充氣進去之后還可以承受比HI更高的氣壓,達到一定量之后才會爆開。

這里可以將氣壓理解為脈沖電流。

什么樣的保險絲才是好的保險絲

一個優質的或合適的保險絲至少應該符合三項要求:該斷的時候要斷,不該斷的時候不能斷,斷的過程中必須保證安全。

保險絲的第一功能是保護功能,也就是在需要保護的時候保險絲應該起到作用,這也是我們選擇保險絲時需要首先考慮的。一般情況下保險絲的額定電流一定要大于電路正常工作電流,且擁有一定的過載能力,但如果余量過大,將會降低或削弱其保護功能,保險絲應該動作的時候不動作,造成被保護的元器件損壞甚至更嚴重的危險后果。設計人員選用保險絲時的主要參考工具是保險絲制造商提供的產品規格書中的"時間-電流特性曲線"。由于曲線上所反映的熔斷時間都是在正常大氣條件下的,必要時我們還需要適當考慮環境溫度等的影響。選擇恰當熔斷特性的保險絲品種和恰當的額定電流規格才能滿足保險絲的保護功能。

保險絲的第二功能是承載功能,也就是平常所說的耐脈沖能力,這是我們選擇保險絲時必須同時考慮的重要參數。在保險絲使用的過程中,出現正常電流波動或瞬間脈沖的機會大大多于故障過電流,所以在某種意義上來說,這方面的考慮對保險絲的使用來說顯得格外重要和更具有實際意義。只要保險絲的熔化熱能值I2t大于電路脈沖的能量,保險絲就能夠承受,"時間-熔化熱能曲線"是提供給設計人員選用保險絲時的耐脈沖能力的工具(也可以采用電流-熔化熱能曲線的形式),更進一步看,保險絲在經受脈沖沖擊時即使不熔斷也會受到一定的損傷,換句話說,此時保險絲的I2t就會減小,也就是耐脈沖的能力降低了,所以在選擇保險絲時還必須考慮這個衰減的因素,通常的簡易計算需要放3-5倍的余量來保證保險絲有足夠的耐脈沖能力。保險絲的耐脈沖能力和它的保護性能是有矛盾的,在這兩個方面我們必須求得一個合理的平衡,尋找最佳的結合點。選擇有恰當熔化熱能值的保險絲品種規格和放大足夠并合理的安全余量才能滿足保險絲的承載功能(耐脈沖能力)。

保險絲的第三功能是安全功能。優質可靠的保險絲應該在其動作前,動作中和動作后都能保證安全性,即安全地導通和安全地熔斷。能夠保證保險絲這項要求的主要技術指標就是分斷能力。分斷能力是保險絲能夠安全地切斷電路的最大電流,一般情況下是指短路電流。就是保險絲在遇到短路電流時必須能夠絕對安全地分斷電路,即在分斷過程中不發生任何不安全的因素,如持續拉弧、多次導通、破碎、飛濺、燃燒、以至爆炸等。每一種保險絲的分斷能力都必須大于等于被保護電路的最大短路電流。保險絲的額定電壓決定了它的耐壓,也是保險絲安全性能的另一個指標,只能使用在工作電壓小于等于保險絲額定電壓的電路中。世界各國和各地區對安全元件都進行安全認證,保險絲的安全認證對于它的安全功能來說也是必不可少的。選擇具有足夠分斷能力和額定電壓的,并獲得必要的應用地區的安全認證的保險絲品種,才能滿足保險絲的安全功能。

綜上所述,適當的熔斷特性和額定電流;足夠而合理的熔化熱能值;以及合適的分斷能力、額定電壓和安全認證是保證保險絲主要功能的必要條件,只有在具備了這三個條件的基礎上,同時協調好保護性能和耐脈沖能力之間的制約,求得最合理的平衡,我們才有可能做出判斷:這樣的保險絲才是優質可靠的保險絲。

有哪些因素會影響保險絲性能

如前所述,溫度對保險絲的性能有很直接的影響,那么除了保險絲在電路中小環境溫度外,還有很多因素都會影響到保險絲熔體上的溫度的變化,這些都會影響到保險絲的性能,下面我們列舉其中常見的部分:

---保險絲的內阻:初始內阻增大或保險絲老化后的內阻增大都會導致保險絲散熱條件的變化,從而使保險絲的熔斷時間變快;

---保險絲的連接:保險絲在電路中的可靠連接是保證保險絲性能的重要環節,如果連接部位接觸電阻增大,其后果跟內阻增大一樣;

---周圍散熱條件:保險絲跟發熱元件間的距離、電路中元器件排列疏密程度、連接導線或PC板上走線的截面積和長度都有關。

除此之外,對保險絲技術參數熔斷特性、額定電流、額定電壓、分斷能力等選用不當,肯定也將影響保險絲正常發揮其應起的作用。

對于小規格保險絲來說,如果其本身內阻較大,而工作電壓很低的時候,有時會出現沒有電流輸出的現象,這并不是保險絲有問題,而是外界其他因素而引起的。

相同額定電流的不同品牌保險絲一定能夠直接替換嗎

保險絲在電路中的作用包括兩個方面:在電路發生故障產生過電流時應能在規定時間范圍內動作,保護電路及人身安全;與此同時,當電路中有非故障的瞬時過電流時又不能隨意動作,保證電路持續正常工作,這些功能是通過選擇合適的保險絲的熔斷特性及合適的額定電流規格來實現的,而在選擇時的依據則是保險絲制造商提供的技術資料,包括"時間-電流特性曲線"和"時間-能量特性曲線"等。

正如我們前面所述,保險絲的熔斷特性和額定電流都僅僅是一種名稱,并不能真實反映其實際的熔斷電流、熔斷時間和熔化熱能,不同品牌產品中存在著一定的差異性,例如同樣是慢熔斷產品,A品牌可能比B品牌略快一點,但肯定會比A品牌自身的快熔斷產品要慢;雖然在業內有一些基本的共識,也有公認的標準,但這些標準數據范圍是相當寬的,像上述A品牌產品在標準要求中比較偏于下限,而B品牌產品比較偏于上限,兩者都能符合標準要求,但畢竟兩者之間還是存在一定差異,因此我們在進行保險絲替換時,除了要確認額定電流一樣外,最好還要通過特性曲線來識別兩者之間的差異性有多大,避免出現因性能差異而造成的失誤或損失。

簡單直接替換有可能造成保護性能不足或者保險絲非正常熔斷而整機無法工作的后果,其中出現后者的機率較多。

一次性保險絲和可恢復保險絲的異同

可恢復保險絲本質上是正溫度系數熱敏電阻,它是通過PTC材料的電阻值對溫度的正相關及在居里溫度點時的突變而起到電路保護作用的,這一點原理跟保險絲完全不同。

我們先來看看這兩種產品的相同點:它們都可用來做電路的過電流保護,其使用的不少領域和場合有類似,還有一部分場合這兩種產品都可以使用,還可以互相替換,例如在過流保護要求不太高的電池保護應用中這兩類產品都能各領風騷;在對某些IC等重要器件保護應用中,或電源的輸入/輸出端就只有一次性保險絲才有可能勝任其保護功能,這些部位對阻抗要求也較高;而一些必須避免因過熱而燒壞產品的場合,或者是經常需要熱插拔操作的接口過流保護,則是PTC的最佳用武之地;然而在更大多數的場合里,這兩類產品還是有很多很多的差異,甚至根本不可能互相替代,它們的主要區別或差異可以通過下表內容來體現:

由于有共同點和差異的存在,使得這兩類產品能夠在市場上長期共存,各得其所。

 

一次性保險絲

PTC可恢復保險絲

內電阻值

對電流敏感

動作時間

老化速度

漏電流

安全性能

應用范圍

怎么樣才使保險絲能承受多次瞬間脈沖的沖擊

我們知道保險絲的熔斷是熔體被過電流釋放的熱能所熔化而造成的,而能夠熔斷保險絲的能量就是保險絲的熔化熱能值I2t,理論上說,只要保險絲熔化所需要的能量大于瞬間脈沖電流所釋放的能量,保險絲就不會被沖斷,也就是保險絲可以抵抗這種脈沖的沖擊,一般慢熔斷型保險絲都具備這種特性。

那么抵抗過一次瞬間脈沖的保險絲有沒有發生什么變化呢?那就要看它受脈沖的傷害有多大了,如果該脈沖能量遠小于保險絲熔化熱能,保險絲受到的沖擊很小,那么保險絲就可以接受許許多多次沖擊而不被沖斷,反之如果脈沖能量接近保險絲熔化熱能,保險絲被沖擊一次受到的損傷很大,那么它就可能受不起第二次的沖擊了,也就是說:保險絲在經受每一次脈沖的沖擊后都會受到一定程度的損傷,即它的耐脈沖能力有所減弱或I2t有所降低,減弱或降低的程度跟脈沖的能量成正比。

我們要使保險絲能夠承受多次瞬間脈沖的沖擊,必須要在保險絲的I2t和脈沖能量間放足夠的余量,不同的電器產品由于使用壽命和開關頻率不同,需要承受脈沖的次數也不同,所以保險絲的供應商應該提供相應的參考數據,即對應不同脈沖次數,需要選擇保險絲的I2t對脈沖能量的不同倍數,例如AEM的貼片式保險絲在需要承受100000次以上的脈沖沖擊時就需要選擇保險絲的I2t要大于脈沖能量的3倍左右。這里僅是粗略的估算,準確的選擇必須要通過具體數據的計算來得到。

慢熔斷保險絲與快熔斷在性能和應用有什么不同

慢熔斷保險絲與快熔斷保險絲的最主要區別在于它對瞬間脈沖電流的承受能力,也就是說它可以抵抗開關機時浪涌電流的沖擊而不動作,從而保證設備的正常運作,因此慢熔斷型保險絲往往又被稱為耐浪涌保險絲。從技術層面上來說,慢熔斷保險絲具有較大的熔化熱能值I2t,保險絲熔斷所需要的能量較大,所以對于同樣額定電流的保險絲來說,慢熔斷比快熔斷耐脈沖的能力要強很多。

由于慢熔斷保險絲的I2t比同規格的快熔斷保險絲要大,所以在電路發生過電流時的熔斷時間也會比快熔斷的要慢一些,那么會不會像有些人擔心的保護性能差了呢?我們說不會!因為一旦電路出現故障,過電流就不會自行消失,持續過電流的能量會大大超過保險絲的I2t,無論何種保險絲都會被熔斷,慢熔斷和快熔斷之間的時間差異對其保護要求來說不是很重要的,只有在被保護電路中有敏感器件需要保護的情況下,慢熔斷才會對保護性能有所影響。

由于以上這些差異,慢熔斷保險絲和快熔斷保險絲會被應用在不同的電路中:純阻性電路(沒有或很少浪涌)或需要保護IC等敏感貴重器件的電路中必須采用快熔斷保險絲;而容性或感性電路(開關機時有浪涌)、電源輸入/輸出部分最好采用慢熔斷保險絲;除了保護IC的電路外,大部分使用快熔斷保險絲的場合都能夠改用慢熔斷保險絲,使其提高抗脈沖能力;反之在使用慢熔斷保險絲的地方若改用快熔斷保險絲,則往往會造成開機即斷,保險絲無法正常工作的現象。

此外,由于慢熔斷保險絲的價格比快熔斷保險絲要高出不少,經濟考量也成為選用時的一個間接因素。

環境溫度對保險絲的性能有什么影響

我們都知道保險絲的動作原理是:當保險絲在電路中承受負載電流時,電能轉化的熱能會使熔體的溫度從環境溫度逐漸上升,同時保險絲也會通過連接條件散熱,當工作電流正常時,發熱和散熱達到平衡,熔體溫度會維持在一個固定的水平上下,而一旦電路出現故障,電流變大發熱增加,熔體上的熱平衡打破溫度會持續上升,達到熔體材料的熔點時就開始熔斷過程。所以電流保險絲動作的真正原因是過電流所散發的熱量。

既然保險絲動作直接由熱量引起,所以環境溫度就一定對保險絲的性能有影響。這里的環境溫度除了指電子電氣設備所在的周圍室內或室外溫度外,更重要的是指在設備工作時保險絲在機器內部所處小環境周圍的溫度,因為那將更加直接影響到保險絲的性能,一般大氣環境溫度最高不會超過500C,但機內小環境溫度甚至可能超過100C,這對保險絲性能的影響會很大。環境溫度越高,保險絲熔斷越快,也就是說它的規格實際上降低了。

由于保險絲性能受到工作環境溫度的影響,所以我們在選用保險絲的時候還必須考慮到它的實際工作溫度,保險絲制造商應該提供產品在高溫條件下的折減曲線,這種曲線能夠告訴客戶在什么溫度下保險絲的額定電流將被折減到百分之多少,例如AEM貼片式保險絲的溫度折減曲線如下圖:

使用者可以根據電路實際要求選擇合適的保險絲品種規格,并根據保險絲在設備中小環境的溫度情況加以適當的折減考慮。

如何選擇保險絲的熔斷特性和額定電流

熔斷特性是保險絲最主要的電氣性能指標,保險絲對電路的保護性能都是通過熔斷特性來體現的。應用于不同性質電路的保險絲也具有各種不同的熔斷特性,例如:用于保護敏感或貴重元器件的保險絲必須是特別快速熔斷的;在一般純阻性電路中的保險絲需要快速熔斷的;在經常有脈沖等瞬間過電流或浪涌電流的電路中的保險絲就需要有較強的抗浪涌能力;在開關整機時會有很大浪涌電流的電路中的保險絲就一定要是慢熔斷類型的;使用中會經常有熱插拔動作的電路保護也需要有較強的抗浪涌能力的保險絲;還有一些保險絲具有特慢速熔斷特性的或稱為長延時的則能抵抗特別大的浪涌電流的沖擊。大部分的保險絲生產廠都會同時提供幾種不同熔斷特性的保險絲,以提供給客戶選用。

產品名稱中的快熔斷或慢熔斷都是相對的,也只是定性的,并不具體反映保險絲實際的動作速度,所以我們不能僅憑名義上的熔斷特性來選擇保險絲,正確地選擇應該參考保險絲制造商提供的保險絲的"時間-電流特性曲線",該曲線反映了每個規格保險絲在不同電流條件下的實際熔斷時間平均值,從中我們可以比較準確地判別保險絲的熔斷特性,從而選出符合要求的保險絲品種。

同樣地,保險絲的額定電流也只是一個識別的名稱,并不能真實反映它的實際熔斷電流和熔斷時間,在選擇保險絲的額定電流時,也需要參考該保險絲的"時間-電流特性曲線",通過該保險絲的特性跟電路保護的實際需要進行配比,才能選出正確的符合要求的額定電流規格的保險絲。

什么是保險絲的分斷能力

保險絲作為一個安全元件,除了它的性能要求以外,還必須具備嚴格的安全要求,保險絲的分斷能力就是反映保險絲安全性能的一個重要指標,它的具體含義就是:保險絲在分斷電路的過程中能夠承受而不出現任何不安全現象的最大短路電流,這里的不安全現象包括---持續飛弧、冒煙、噴射、飛濺、燃燒、爆炸等。

管狀保險絲根據其分斷能力的大小可分為高分斷(1500A)、低分斷(35A或10In)、增強分斷(150A)等類型,片式保險絲的分斷能力一般都在30-60A,這個指標往往被使用者忽視或誤解,或跟保險絲的熔斷特性相混淆,正確理解保險絲的分斷能力應該是:在被保護電路發生短路時的極端最大電流不能超過保險絲的額定分斷能力,否則有可能出現某些不安全的現象,不能保證該電路的絕對安全。

保險絲的分斷能力是保險絲主要的安全指標之一,而熔斷特性則是保險絲主要的性能指標之一,兩者各具完全不同的含義和要求。

保險絲的額定電壓有什么意義

由于保險絲本身的電阻值很小,而且我們希望越小越好,保險絲兩端的電壓降很小,比保險絲的額定電壓要小很多很多,所以在保險絲正常工作時,額定電壓并沒有什么實際意義。而保險絲的額定電壓的真正意義在于它的安全性能上。

保險絲作為一個安全元件,必須保證它在正常工作時、保護動作過程中及熔體熔斷后的任何時段內都是絕對安全的,在熔體的熔斷過程中和熔體熔斷后,保險絲的額定電壓就具有非常重要的意義了。

保險絲熔斷時的不安全因素來自過電流所釋放的能量,而該能量的大小取決于電流和電壓的乘積,保證保險絲安全性的最大電流就是額定分斷能力、最大電壓就是額定電壓,如果保險絲的額定電壓小于電路電壓的話,就有可能產生不安全現象,所以必須使用額定電壓大于或等于電路最大電壓的保險絲。

同樣地,在保險絲熔斷以后,電路電壓就直接加在保險絲兩端,此時保險絲的額定電壓就是它的耐壓,也就是它能夠承受的最大電壓,只有當保險絲的額定電壓大于或等于電路電壓的時候才能保證不被擊穿,不會持續拉弧或再次導通。

所以我們在選用保險絲時必須保證保險絲的額定電壓要大于或等于被保護電路的最大電壓,這樣才能保證保險絲足夠的安全性能。

為什么保險絲常在開機時或剛接通電源時斷開?

大部分電路在剛接通電源時都會產生一個瞬間浪涌電流,在容性或感性電路中這種浪涌電流往往比正常穩態電流要大好多倍,甚至幾十倍,如果在該電路中使用的保險絲的耐浪涌能力不夠強的話,保險絲就會被大能量的浪涌所沖斷。如果這個浪涌電流的持續時間很短,所釋放出來的能量不足以沖斷保險絲時,保險絲就不會斷,只受到一定程度的損傷,經過一定次數的浪涌沖擊才會被沖斷。

與此相類似的是:部分接插部件在整機工作狀態時進行熱插拔也會產生較大的脈沖電流,這時候的保險絲如果耐脈沖能力不夠強時也會常被脈沖所沖斷。

要避免保險絲被浪涌或脈沖電流所沖斷而無法正常工作,就需要我們選用正確的保險絲品種,根據被保護電路中產生浪涌或脈沖的可能情況,來選擇合適的保險絲類別,例如耐浪涌保險絲或慢熔斷保險絲。保險絲的熔化熱能指標I2t的大小代表了它耐浪涌的能力,慢熔斷保險絲的熔化熱能值要比同規格的快熔斷保險絲大很多倍。

為什么有時候貼片式保險絲會變得電阻很大而不斷?

我們知道管狀保險絲的動作原理是:過電流使得熔體上的熱平衡被打破,熔體溫度上升到該金屬材料的熔點時,熔體的中間部分從固體變為液體,由于懸空在管中的金屬材料的表面張力及重力使熔體的液體部分向兩端拉開距離和向下垂落,電壓引起的飛弧又使得熔體溫度繼續上升,進一步飛弧和進一步拉開距離,直至電路被完全切斷。

對應貼片式的保險絲來說,其動作原理也是一樣的,但是由于結構狀態的不同,金屬熔體的周圍都被其基體部分的高分子材料或陶瓷材料所緊緊圍貼著,即使是已經熔化的金屬也無法向兩端收縮,只能依靠向周圍材料的擴散滲透或被吸收,如果在這個過程中過電流消失了(例如瞬間脈沖現象),而擴散或吸收的過程尚在進行過程中,此時就會造成電阻變大而熔體沒有完全熔斷的現象。

再來看看這種現象的后果:由于此時過電流已經消失,并沒有對電路造成不良影響,雖然此時的保險絲沒有完全被熔斷,但熔體的容量已經減弱,再次經受過電流時就會較快被熔斷,保證對電路的保護作用;如果第二次過電流依然是瞬間脈沖,則會造成電阻再次變大而依然沒完全熔斷,熔體的容量也再次減弱;總之,貼片保險絲出現電阻變大而不完全熔斷現象并不影響它對電路的保護功能,只要過電流持續時間一長,它就會被完全熔斷。相反地如果經受了過電流而沒有任何變化,則有可能保險絲的保護功能有問題了。

再對比管狀保險絲來看,慢斷型保險絲的熔體由兩種以上的金屬材料復合而成,在承受過電流時同樣有一個不同材料間互相擴散滲透的過程,所以它會具有耐脈沖的能力,也有機會發生電阻變大的現象。


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