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保险丝选型规范

发布时间：2019-07-10 责任编辑：wenwei

【导读】保险丝通电时因电流转换的热量会使熔体的温度上升，在负载正常工作电流或允许的过载电流时，电流所产生的热量和通过熔体，壳体和周围环境所幅射，对流和传导等方式散发的热量能逐步达到平衡；如果散热速度跟不上发热时，这些热量就会在熔体上逐部积蓄， 使熔体温度上升，一旦温度达到和超过熔体材料的熔点就会使它熔化，从而断开电流，起到安全?；さ淖饔?。
 
保险丝简述：
 
1．结构：在电路过电流?；ぴ凶畛Ｓ玫木褪切⌒凸茏幢Ｏ账浚怯闪蕉舜薪鹗袅佣俗拥墓芴搴凸苣诘慕鹗羧厶逭饬酱笾饕糠菟槌傻?，其外壳部份的作用是支撑和联接，大多数保险丝的外型是圆柱形的，即所称为管状的；关键的功能是由内部的熔体所决定的。
 
 2．功能：保险丝是串联在电路中的，一般要求其电阻要小（功耗要?。?， 因此当电路正常工作时，保险丝只相当于一根导线，能够长时间稳定的使用；由于电源或外部干扰而发生电流波动时，保险丝也能承受一 定范围的过载；只有当电路中出现较大的过载电流--故障或短路-- 时，保险丝才会动作，通过断开电流来?；さ缏返陌踩?。
 
3．原理：保险丝通电时因电流转换的热量会使熔体的温度上升，在负载正常工作电流或允许的过载电流时，电流所产生的热量和通过熔体，壳体和周围环境所幅射，对流和传导等方式散发的热量能逐步达到平衡；如果散热速度跟不上发热时，这些热量就会在熔体上逐部积蓄， 使熔体温度上升，一旦温度达到和超过熔体材料的熔点就会使它熔化，从而断开电流，起到安全?；さ淖饔谩?/div>
 
保险丝的分类
 
1．按使用地区分： 由于世界各国各地区工业发展的不同起点和经历，至今对小型管 状保险丝的设计和应用还存在着很大的差异，目前被国际上比较认可 的主要有：欧洲规格；北美规格；日本规格：另外还有其他一些规格 仅在有限范围内应用。 
 
2．按熔断特性分： 根据不同应用要求，同一类型的保险丝被设计成好多种不同的熔 断特性，有此又可将保险丝分为：快熔断和慢熔断两大类，再细分还 有特快熔断；中速熔断和特慢熔断等。
 
3．按分断能力分： 从保险丝能够安全分断的最大电流的大小来分，保险丝可分为：高分断和低分断两大类以及介于两者之间的增强分断能力保险丝。 
 
4．按外形尺寸分： 管状保险丝的外形尺寸有很多种，比较最常用的有：Φ 6X30 （3AG）；Φ5X20；Φ4X15（2AG）；Φ3X10；Φ2X7 等 5.按结构型式分： 管状保险丝的端帽和熔体的焊接连接方式有两大类，它们是：管 内焊接和管外焊接。 
 
6．按联接方式分： 保险丝联接到电路中去的方式两大类：直接焊在电路板上（称为 PGT 式）的和通过其他连接件联接的。 
 
 7．其他分类： 按应用范围来分，管状保险丝可分为工业电器用和家用电器用；按应用行业来分，管状保险丝可分为仪表用，通讯用，电源用，照明 用，车用等。 按保险丝联接在电路中的位置来分，又有初级和次级保险丝。
 
保险丝相关参数及术语
 
1、额定电流（In）
 
标注在保险丝上的额定工作电流。该数值由制造商确定，为该保险丝所能载的电流。额定电流通常是标准推荐的档位，例如1，1.25，1.5，1.6，2等（单位：A）
 
2、额定电压（Un）
 
标注在保险丝上的额定电压，表示该保险丝可以被使用的最大工作电压。通常标准额定电压为32、63、125、250、600V。保险丝是对电流的变化而不是对电压的变化敏感。保险丝在从零到其最大额定值间的任何电压下都保持其原状，所以保险丝可以在小于其额定电压的任何电压下使用。
 
3、电压降（Ud）
 
额定电流下保险丝两端的电压降
 
4、冷电阻（R）
 
保险丝不工作时本身的电阻值。大部分保险丝是用正温度系数为材料制造的，因此，会有冷电阻和热电阻（额定电流下的电压降），实际的工作电阻位于其间。用不大于保险丝公称额定电流10%的测量电流可测得冷电阻。热电阻是根据保险丝上流过的值等于公称额定电流的电流时产生的。
 
5、环境温度
 
指直接环绕保险丝周围的空气温度，不应与室温相混淆。在许多实际场合，保险丝的温度相当高，例如保险丝安装在封闭空间，或者安装在其发热元件附近，如电阻、变压器、电感线圈等附近。
 
6、分断能力（Breaking Capacitor）
 
也称为致断容量或短路额定容量。是指在规定的电压下，保险丝能安全地切断的最大电流。当保险丝中可能通过的瞬时过载电流超过额定值时，保险丝会破碎或爆炸，引起危险。因此要求保险丝在?；ざ骱螅鼓芄槐３滞暾淖刺ㄎ薇?、断裂）。保险丝的分断能力取决于保险丝的结构，低分断能力保险丝大部分都是玻璃壳体的，高分断能力保险丝通常有陶瓷壳体，其中许多还填充有纯净颗粒状石英材料。
 
7、 时间—电流曲线（Overload and Time-Current Curves）
 
是保险丝最重要的参数之一。当流过保险丝的电流超过额定电流时，保险丝被熔断，是一种过载状态。保险丝的时间－电流特性是过载电流和熔断时间之间的关系。时间—电流曲线是以平均数值为根据的。
 
时间电流特性－标准规格
 
8、公称熔化热能I2t
 
是选择保险丝最重要的参数之一，是使保险丝断开所需的能量值，是保险丝本身固有的参数，以I2t表示。I2t值是保险丝本身的一个参数，其决定因素是元件材料及保险丝元件的形状，与温度及电压无关。
 
9、 尺寸
 
除非另有规定，尺寸以毫米为单位。常用的管形保险丝外观尺寸有Φ6X30，Φ5X20，Φ3X10，Φ2X7；常用的表贴保险丝外观尺寸6.1X2.7X2.7，10.1X3.1X3.1等
 
选型要素及举例
 
1、额定电流
 
注意不同认证标准的电流降额，按照UL标准认证的降额是0.75，即实际稳态工作电流不应超过In的75%。按照IEC标准认证的是1.0，即实际稳态工作电流可以等于In。对于按照UL标准认证保险丝：在25℃条件下运行，工作电流不应超过保险丝的额定电流的75%，以避免有害熔断。例如，一个额定电流为10A的保险丝，通常不推荐在25℃环境温度下在大于7.5A的电流下运行。对于按照IEC标准认证保险丝：保险丝可以在额定电流下运行，实现保护。例如：额定10A保险丝，可以用于10A实际工作电流。
 
对于单板的工作电流，应注意是允许的最低电压下的电流。例如额定电压是-48—60V，允许20%的波动。如果单板在-48V时的工作电流是0.8A，由于单板的功率恒定，则在-38V的工作电压下的工作电流大约为1A。在选择保险丝时，就应该以1A作为单板的工作电流。在输入电压范围比较广的应用中，这一点要特别注意。
 
实际使用时还要考虑电源模块是否有欠压?；すδ?，比如－48V电源?？橐话阍冢?5V时欠压?；ぃ怯行┑缭茨？槊挥星费贡；すδ埽热缁鏏V10系列电源?？?，实际在－12V时就可以工作了，这样将导致输入电流比正常情况下大3倍以上。
 
一般来说，供应商提供的可选电流规格少于标准推荐的档位，建议丛供应商现有的电流规格中选取，不推荐要求供应商进行另外的设计。
 
注意事项：UL列名认证和UL认可认证
 
2、额定电压
 
保险丝的额定值应等于或大于有效的电路电压。
注意事项：交流和直流电压的差别和选择
 
3、工作环境温度
 
保险丝的电流承载能力试验是在25℃环境温度下进行的，这种试验受环境温度变化的影响。环境温度越高，保险丝的工作温度就越高，其寿命也就越短。相反，在较低的温度下运行将延长保险丝的寿命。因此选择保险丝额定电流的时候，要根据保险丝实际工作环境温度调整。
 
举例：
 
某单板正常工作电流为1.5A，采用按照UL标准认证的慢熔断保险丝，在室温下工作，则：
 
选择保险丝In=正常工作电流/认证标准降额＝1.5/0.75＝2.0A（工作环境温度25℃）
 
若该保险丝在70℃高温的环境温度下工作，根据下图中的曲线A（传统的慢熔断保险丝），表明70℃时的温度降额为80%，在这种情况下，
 
选择保险丝In =正常工作电流/（认证标准降额*工作温度降额）＝1.5/（0.75*0.8）＝2.5A（工作环境温度70℃）
 
通过以上计算比较
 
保险丝选型规范
 
保险丝选型规范
图  环境温度对电流承载能力影响的曲型曲线图
 
其中：
 
曲线A：为传统的慢熔断保险丝的曲线；
 
曲线B：为特快熔断，快熔断和螺旋绕制的保险丝的曲线
 
表 常用温度电流对照表
 
表中的数据是常用的温度的降额（仅供参考）：
 
保险丝选型规范
 
*指直接环绕保险丝周围的空气温度，不应与室温相混淆。在许多实际场合，保险丝的温度相当高，例如保险丝安装在封闭空间，或者安装在其发热元件附近，如电阻、变压器、电感线圈等附近
 
4、电压降和冷电阻
 
一般情况下，保险丝的电阻和额定电流成反比。选用保险丝的电阻越小越好，这样保险丝的损耗功率也比较小。保险丝的电压降是在直流额定电流下测试的，由于额定电流小的保险丝有比较大的电阻，因此对低压电力的影响也比较大，在选用小规格保险丝的过程中要注意电阻的影响。
 
5、时间-电流特性曲线
 
是选择保险丝最重要的依据之一。决定了保险丝能否有效的?；さ缏罚诠收系缌鞣⑸氖焙?，正确的熔断。每种型号保险丝的熔断特性都有[y1] 各自的时间电流曲线。曲线的横坐标是电流，纵坐标是熔断的时间。一般在选择的过程中，这条曲线作为参考，同时选用曲线中的关键点作为依据。关键点的选择是按照保险丝认证类别不同而不同的，UL认证保险丝一般选择110%In，135%In，200%In等关键点，IEC保险丝一般选择135%In，210%In，275%In等关键点，熔断时间和关键点的关系可以参考3.7中的介绍。在选择保险丝时需要确定被?；す收系缌髂芄话踩嬖诘缏分械氖奔?。
 
举例：某快熔保险丝按照IEC标准认证，额定电流5A。测得单板上出现某一故障时，流过保险丝的故障电流是10A，即200%In。根据该保险丝的时间电流特性曲线查到，在200%In的情况下，保险丝可能工作30分钟才会熔断。这时将保险丝短路，让被测单板在此故障电流下工作30分钟，结果出现了起火的情况，说明这个保险丝的选用是不合适的。在保险丝的熔断开始之前，被保护器件就出现了不安全的情况，没有达到?；さ哪康摹?/div>
 
注意事项：快熔、慢熔型保险丝的差别和选择
 
6、分断能力等级
 
不同认证标准保险丝的分断能力不同，具体数据参见3.6中的内容。保险丝的额定分断能力必须满足或超过电路中的最大故障电流。当被?；は低呈侵苯恿拥降缭词淙氲缏泛捅Ｏ账勘恢糜诘缭词淙氩糠质保欢ㄒ褂酶叻侄夏芰ΡＯ账?。在大部分二次电路中，特别是电压低于电源电压时，选用低分断能力的保险丝就足以胜任了。
 
7、公称熔化热能I2t
 
对于保险丝必须承受高能电流的情况，即电流脉冲大而持续时间短，例如冲击电流、起动电流、涌入电流和其他类似的“脉冲”类型中的电路瞬变值，保险丝应能够承受此类高能电流的能量，不应发生异常断路。保险丝的公称熔化热能I2t的额定值是通过实验室测定的，每种规格的保险丝只有一个额定的公称熔化热能I2t。
 
在具体应用中，例如1000次脉冲[y2] 要求保险丝的额定公称熔化热能I2t降额38%使用，即额定I2t*38%应大于实际使用中可能出现的瞬间能量（脉冲）。对于循环脉冲次数超过1000次的，按照图4.8-3进一步降额计算。同时，由于同一编码下，不同供应商的I2t不同，因此要考虑额定I2t比较小的保险丝，也能够承受相应的脉冲能量。
 
对于公司目前使用的缓启动电路，需要根据实际测试情况，确定保险丝能否承受启动电流的冲击?？刹渭疚陌咐械乃得?。
 
注意事项：冲击电流和脉冲
 
举例：
 
某种UL标准认证保险丝额定电压125V/1.0A，负载正常工作电流为0.75A，环境温度为25℃，快熔断类，能承受图4.8-1脉冲波形的100000次脉冲电流。
 
步骤一，计算脉冲I2t。
 
按照图4.8-2 典型脉冲波形能量计算公式选择典型波形E。代入波形E公式并计算结果如下：
 
脉冲I2t=（1/5）ip2t =（1/5）×82×0.004=0.0512A2Sec
 
步骤二，计算所需保险丝最小I2t
 
图4.8-3给出100000次脉冲时I2t的降额为22%。
 
所需保险丝最小I2t=脉冲I2t/0.22=0.0512/0.22=0.2327A2Sec
 
步骤三，检查该保险丝额定I2t为0.281A2Sec>0.2327A2Sec，即可以承受脉冲循环能量。同时，由于是UL标准规格，如前所述，额定电流的降额为25%，该保险丝也可适应0.75安培的正常工作电流。
 
 
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