
熔斷器其實就是一種短路保護器,廣泛用于配電系統(tǒng)喝控制系統(tǒng), 主要進行短路保護或嚴重過載保護。
熔斷器一種簡單而有效的保護電器。在電路中主要起短路保護作用。
熔斷器主要由熔體和安裝熔體的絕緣管(絕緣座)組成。使用時,熔體串接于被保護的電路中,當(dāng)電路發(fā)生短路故障時,熔體被瞬時熔斷而分斷電路,起到保護作用。
常用的熔斷器
(1)插入式熔斷器
如圖1所示,它常用于380V及以下電壓等級的線路末端,作為配電支線或電氣設(shè)備的短路保護用。
圖1 插入式熔斷器

1-動觸點 2-熔體 3-瓷插件 4-靜觸點 5-瓷座
(2)螺旋式熔斷器
如圖2所示。熔體上的上端蓋有一熔斷指示器,一旦熔體熔斷,指示器馬上彈出,可透過瓷帽上的玻璃孔觀察到,它常用于機床電氣控制設(shè)備中。螺旋式熔斷器。分斷電流較大,可用于電壓等級500V及其以下、電流等級200A以下的電路中,作短路保護。
圖2 螺旋式熔斷器
1-底座 2-熔體 3-瓷帽
(3)封閉式熔斷器
封閉式熔斷器分有填料熔斷器和無填料熔斷器兩種,如圖3和圖4所示。有填料熔斷器一般用方形瓷管,內(nèi)裝石英砂及熔體,分斷能力強,用于電壓等級500V以下、電流等級1KA以下的電路中。無填料密閉式熔斷器將熔體裝入密閉式圓筒中,分斷能力稍小,用于500V以下,600A以下電力網(wǎng)或配電設(shè)備中。
圖3 無填料密閉管式熔斷器
1-銅圈 2-熔斷管 3-管帽 4-插座 5-特殊墊圈 6-熔體 7-熔片
(4)快速熔斷器
它主要用于半導(dǎo)體整流元件或整流裝置的短路保護。由于半導(dǎo)體元件的過載能力很低。只能在極短時間內(nèi)承受較大的過載電流,因此要求短路保護具有快速熔斷的能力。快速熔斷器的結(jié)構(gòu)和有填料封閉式熔斷器基本相同,但熔體材料和形狀不同,它是以銀片沖制的有V形深槽的變截面熔體。
(5)自復(fù)熔斷器
采用金屬鈉作熔體,在常溫下具有高電導(dǎo)率。當(dāng)電路發(fā)生短路故障時,短路電流產(chǎn)生高溫使鈉迅速汽化,汽態(tài)鈉呈現(xiàn)高阻態(tài),從而限制了短路電流。當(dāng)短路電流消失后,溫度下降,金屬鈉恢復(fù)原來的良好導(dǎo)電性能。自復(fù)熔斷器只能限制短路電流,不能真正分斷電路。其優(yōu)點是不必更換熔體,能重復(fù)使用。
工作時,熔斷器串連在被保護的電路中。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴重過載時,熔斷器中的熔斷體將自動熔斷,起到保護作用,最常見的就是保險絲。
參數(shù)選擇
(1)熔斷器額定電壓應(yīng)符合電動機的運行電壓。熔斷器的工作電壓與其熔管長度及絕緣強度有關(guān)。不能把熔斷器用在高于其額定電壓的回路中去,也不能把大熔片裝到小溶斷管中去。
(2)熔斷器的額定電流應(yīng)大于電動機回路長期通過的最大工作電流。
(3)熔斷器的極限斷路電流應(yīng)大于流過的最大短路電流。用以保證切斷故障電流時,不致燒毀熔斷器。
(4)熔件的額定電流應(yīng)按下列三個條件選擇:
①按正常工作條件選擇:
電動機起動電流可達(4~8)IeD,起動持續(xù)時間約為5~10s。在此條件下,熔斷器既不應(yīng)老化,也不能熔斷。
具體的熔斷器特性應(yīng)按生產(chǎn)廠家供給的曲線,由試驗得知,熔斷器的額定電流約為最大通過電流的一半時,可滿足上述要求。
斷路器,俗稱"空氣開關(guān)",也是一種短路保護器,當(dāng)過流時,它會自動跳閘,起到保護作用;熔斷器、斷路器都是保護電器。但它們不是一樣.斷路器是總稱,它分為兩種——框架式斷路器和塑料外殼式斷路器??蚣苁綌嗦菲魉追Q萬能斷路器;塑料外殼式斷路器俗稱空氣開頭。他們具有短路和過載保護,可重復(fù)使用。壽命一般在幾千次到幾萬次。熔斷器是靠熔體熔化保護線路的一種電器,不可重復(fù)使用。保護以后需要更換熔體。
熔斷器與斷路器的區(qū)別:
他們相同點是都能實現(xiàn)短路保護,熔斷器的原理是利用電流流經(jīng)導(dǎo)體會使導(dǎo)體發(fā)熱,達到導(dǎo)體的熔點后導(dǎo)體融化所以斷開電路保護用電器和線路不被燒壞。它是熱量的一個累積,所以也可以實現(xiàn)過載保護。一旦熔體燒毀就要更換熔體。
斷路器也可以實現(xiàn)線路的短路和過載保護,不過原理不一樣,它是通過電流底磁效應(yīng)(電磁脫扣器)實現(xiàn)斷路保護,通過電流的熱效應(yīng)實現(xiàn)過載保護(不是熔斷,多不用更換器件)。具體到實際中,當(dāng)電路中的用電負荷長時間接近于所用熔斷器的負荷時,熔斷器會逐漸加熱,直至熔斷。像上面說的,熔斷器的熔斷是電流和時間共同作用的結(jié)果起到對線路進行保護的作用,它是一次性的。而斷路器是電路中的電流突然加大,超過斷路器的負荷時,會自動斷開,它是對電路一個瞬間電流加大的保護,例如當(dāng)漏電很大時,或短路時,或瞬間電流很大時的保護。當(dāng)查明原因,可以合閘繼續(xù)使用。正如上面所說,熔斷器的熔斷是電流和時間共同作用的結(jié)果,而斷路器,只要電流一過其設(shè)定值就會跳閘,時間作用幾乎可以不用考慮。斷路器是現(xiàn)在低壓配電常用的元件。也有一部分地方適合用熔斷器。
其他相關(guān):
【熔斷】四類保險絲知識掃盲
簡單的系統(tǒng)保護:
最簡單的電子電路保護形式是具有恰當(dāng)額定值的保險絲。為應(yīng)用開發(fā)適當(dāng)解決方案時,有各種保險絲可供選擇,包括但不僅限于快熔斷、慢熔斷、多狀態(tài)以及智能保險絲等。保險絲之所以種類繁多,是因為每一款都有其自身問題。
快熔斷保險絲的特點正如其名,熔斷速度快,這意味著故障跳變的可能性很高,會導(dǎo)致產(chǎn)品召回。因此,如果要選擇這種保險絲,應(yīng)當(dāng)對其進行優(yōu)于 50% 的調(diào)降,也就是說 5A 的電軌應(yīng)選擇額定值超過 10A 的保險絲,以避免應(yīng)用中出現(xiàn)假故障。
慢熔斷保險絲斷開所需時間較長,但仍會出現(xiàn)故障跳變。因此這里也建議執(zhí)行至少 50% 的調(diào)降。
多狀態(tài)保險絲有一個非常好的特性,即錯誤清除后能夠以極低的成本進行高效恢復(fù)。每次跳變后,后續(xù)跳變點閥值就會降低,也就是說更容易發(fā)生跳變。因此,誤跳變幾率會隨時間的推移而升高。
智能保險絲或三端保險絲是既可通過指令熔斷,也可因過流而熔斷的器件。通常,這種保險絲不但成本比以上方案高很多,而且還需要電源電壓保持在一定的高度,才能真正熔斷保險絲。否則,在出現(xiàn)故障時所有部件都會變得很熱,而且可能不會引起安全關(guān)斷。
所有這四種方案都具有會導(dǎo)致故障跳變的兩大主要問題。首先,它們無法限制上電時或掉電后進入系統(tǒng)的浪涌電流。其次,由于它們都需要調(diào)降,因此可能會允許充足 的電流通過系統(tǒng)故障部位,使故障電路進一步發(fā)熱,導(dǎo)致更嚴重的故障。例如,一個額定5A 的 12V 系統(tǒng)可能會試圖使用 10A 甚至更高額定值的保險絲。在短路且電源工作良好的情況下,這可能會為故障電路輸入高達 120W 的功率。
浪涌管理
大部分故障跳變都是由浪涌電流導(dǎo)致的。最大限度降低浪涌電流的低成本方法可能是采用一個 P 通道 FET 和幾個電阻器電容器實施(圖 1)。
圖 1. 簡單的浪涌管理解決方案
當(dāng)然,該電路在開始工作時,就會出現(xiàn)輸入電壓。因此通常要等到檢測到輸入電源良好的信號后才能啟動電路。圖 2 給出了一種可行的實施方案,即采用一個視窗壓縮器 (compactor) 來確保 12V AC 適配器電壓處于 10.8 與 13.2V 之間。只要TPS3700 等寬泛電源電壓視窗壓縮器能看到適配器處于有效電壓視窗范圍內(nèi),就可啟用通過 Q1 的電源路徑。
圖 2. 將 TPS3700 用作 AC 適配器檢測器
這可能適用于一部分設(shè)計,但這些方案也有幾個固有的問題:
取決于負載電容的大小,這兩種方案都可能會超出 FET 的安全工作范圍 (SOA);
一旦啟用就無法限制進入負載的電流;
如果負載短路,FET 很可能啟動失敗。這種情況可能發(fā)生在保險絲之前,因此最好的緩解方法是使用額定值遠遠高于應(yīng)用所需功率耗散的 FET,因此,這也是一個更高成本的解決方案。