保险丝的作用有哪些 保险丝的类别及选用 保险丝的组成与工作原理

        保险丝的类别及选用

　　一百多年前，爱迪生发明了保险丝，其目的用于保护当时昂贵的白炽灯，但随着时代的发展，保险丝被用来保护电力设备不受过电流过热的伤害，从而避免电子设备因内部故障所引起的严重伤害。那么保险丝的工作原理是如何的?其结构又是怎样的?下面一起来看看：

　　1.概念

　　保险丝(fuse)也被称为电流保险丝，IEC127标准将它定义为"熔断体(fuse-link)"。其主要是起过载保护作用。当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了保险丝，那么保险丝就会在电流异常升高到一定的高度和热度的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。

　　2.基本组成

　　一般保险丝由三个部分组成：

　　(1)熔体部分：它是保险丝的核心，熔断时起到切断电流的作用，同一类、同一规格保险丝的熔体，材质要相同、几何尺寸要相同、电阻值尽可能地小且要一致，最重要的是熔断特性要一致，家用保险丝常用铅锑合金制成。

　　(2)电极部分：通常有两个，它是熔体与电路联接的重要部件，它必须有良好的导电性，不应产生明显的安装接触电阻。

　　(3)支架部分：保险丝的熔体一般都纤细柔软的，支架的作用就是将熔体固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用，它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性，在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象。

　　3.外形

　　(1)条丝状。早期原始型态的保险丝，直接以螺丝锁定，用于各种尺寸的旧式开关、插座。

　　(2)片状(裸片状)。比旧式丝状方便使用。

　　(3)玻璃管状。有几种不同尺寸，常见于电子产品。

　　①6.3x32mm(直径x长度)

　　②5x20mm

　　(4)陶瓷管状。有几种不同形状及尺寸，可避免玻璃爆裂。

　　(5)塑胶片状带金属片状接脚：汽车保险丝。

　　(6)表面接着元件(SMD)型。

　　(7)圆柱体状，插件式：直接焊接于电路板上，用于产品内部。

　　4.工作原理

　　当电流流过导体时，因导体存在一定的电阻，所以导体将会发热。且发热量遵循着这个公式：

　　Q=0.24I2RT

　　其中Q是发热量，0.24是一个常数，I是流过导体的电流，R是导体的电阻，T是电流流过导体的时间;依此公式我们不难看出保险丝的简单的工作原理了。

　　当制作保险丝的材料及其形状确定了，其电阻R就相对确定了(若不考虑它的电阻温度系数)。当电流流过它时，它就会发热，随着时间的增加其发热量也在增加。电流与电阻的大小确定了产生热量的速度，保险丝的构造与其安装的状况确定了热量耗散的速度，若产生热量的速度小于热量耗散的速度时，保险丝是不会熔断的。若产生热量的速度等于热量耗散的速度时，在相当长的时间内它也不会熔断。若产生热量的速度大于热量耗散的速度时，那么产生的热量就会越来越多。又因为它有一定比热及质量，其热量的增加就表现在温度的升高上，当温度升高到保险丝的熔点以上时保险丝就发生了熔断。这就是保险丝的工作原理。

　　保险丝外形

　　5.标志

　　标志大多数保险丝的标记在身上或端盖与标记，指示其评级。但是“芯片类型”保险丝功能很少或没有标记，使识别非常困难。

　　保险丝可能出现类似的显著不同的特性，确定了它们的标记。保险丝标记通常会传达以下信息：

　　.安培的保险丝的额定

　　.电压等级的保险丝

　　.时间-电流特性，即速度保险丝

　　.批准由国家和国际标准机构

　　.制造商/产品编号/系列

　　.中断能力

　　6.检测

　　保险丝一般是通过眼睛观察来判断其质量，因为保险丝的外壳是透明的玻璃

　　(1)保险丝不发黑，这时能够清楚地看出保险丝熔断后的两个发亮的断头，这说明过流电流不大，很可能不是电路故障所为，可能是由于保险丝质量不好，或偶尔的浪涌电流所为，此时可更换一个保险丝试一试。

　　(2)保险丝发黑，但发黑程度不是很严重，保险丝管玻璃没有破碎，说明过电流比上一种情况大，但不是最大的一种情况，这说明电路中存在电流故障。

　　(3)保险丝管严重发黑，烧焦或玻璃管破碎，说明过电流很大，短路故障很严重，在更换保险丝前一定先排除电路故障。

　　保险丝是一种电流断路装置，通过对过量电流的响应而产生开路状态来保护其所安装的电路。当熔断器中的元件受热过多时，熔断器就会熔断电流。熔断器通常用作电源和电气元件之间的导管，也可作为安装在电路中的元件组合的导管。熔丝端子之间连接着一根熔丝。这意味着当通过保险丝的电流超过了设备所能承受的范围时，熔断器就会熔断，电路就会打开，从而防止了电气元件的损坏。

　　保险丝通常用于一次性使用。换句话说，一旦设备关闭，就必须更换。你可以得到过流保护从各种各样的来源，如断路器，开关，和继电器。每种类型的设备在额定、使用要求和成本方面都有差异。熔断器通常是针对单一过流故障提供自动高压电流保护的最经济的手段。

　　保险丝是汽车、卡车、船只、摩托车和其他车辆电气系统的一部分。这些熔断器的作用是通过在不安全的电气条件下形成开路电路来阻止电流流向系统的特定部件。在公用事业行业，你会发现熔断器用于配电变压器，电缆，电容器组和其他设备从电流损坏。使用熔断器时，断开连接将在损坏损坏系统之前发生。保险丝在高压电网中使用相当多，目的是保护电网中的电气设备免受通过系统的浪涌造成的损坏。

　　熔断器有很多种，我们列举了以下几种:

　　热保险丝

　　机械融合

　　刀片保险丝

　　驱逐保险丝

　　火花间隙避雷器

　　压敏电阻

　　每个保险丝是专门设计作为一个或多个极端电子事件的解决方案。一般说来，保险丝在一个独立的装置中结合了传感元件和中断元件。

　　通常情况下，导体的载流量额定值是电路设计的极限，绝不能被有意地超过，但在保险丝的情况下，也有超出载流量额定值的应用。

　　什么是保险丝?

　　保险丝是一种电气安全装置，环绕导电条，设计用于在电流过大时熔化和分离。保险丝总是与防止过流的元件串联在一起，这样当保险丝断开时，它就会打开整个电路并通过元件产生停止电流。当然，连接在并联电路一个支路上的保险丝不会影响通过任何其他支路的电流。

　　通常，薄薄的保险丝包含在一个安全护套内，以最大限度地减少电弧爆炸的危险，如果电线被猛烈地烧开，在严重的过电流情况下可能发生。在小型汽车保险丝的情况下，护套是透明的，这样可直观地检查易熔元件。住宅配线通常采用玻璃机身螺丝钉式保险丝，中间有一层薄而窄的金属箔条。一张照片显示了两种类型的保险丝在这里显示:

　　保险丝的作用有哪些？电气保险丝到底是什么？

　　保险丝类型

　　筒式熔断器广泛应用于汽车应用和工业应用中，其外壳材料不是玻璃。由于保险丝被设计成在超过额定电流时“失效”断开，所以通常设计成在电路中易于更换。这意味着它们将被插入到某种类型的支架中，而不是直接焊接或螺栓连接到电路导体上。下面的照片显示了一对玻璃弹壳熔断器在一个多熔断器座:

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　　玻璃盒保险丝多保险丝座

　　熔断器由弹簧金属夹固定，弹簧金属夹本身与电路导体永久连接。保险丝座(有时称为保险丝座)的基本材料被选择作为一个良好的绝缘体。

　　另一种盒式熔断器的保险丝座通常用于安装在设备控制板上，在控制板上需要隐藏所有的电气接触点，以免与人接触。不像刚才所示的保险丝块，所有的金属夹都是公开暴露的，这种类型的保险丝盒完全将保险丝封装在一个绝缘的外壳中:

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　　目前，在大电流电路中用于过流保护的最常见装置是断路器。

　　什么是断路器?

　　断路器是一种特殊设计的开关，在电流过流的情况下，它能自动打开并停止电流。小型断路器，如用于住宅、商业和轻工服务是热操作的。它们包含一个双金属条(由两种金属背对背连接而成的细条)，携带电路电流，加热时弯曲。当双金属带钢产生足够的力(由于带钢的过电流加热)时，启动脱扣机构，断路器打开。较大的断路器由断路器内载流导体产生的磁场强度自动驱动，或者由监控电路电流的外部装置(这些装置被称为保护继电器)触发跳闸。

　　因为断路器在电流过流的情况下不会失效——相反，它们只是打开，通过移动杠杆可以重新闭合——它们比熔断器更有可能以更永久的方式连接到电路上。一个小型断路器的照片显示在这里:

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　　从外表上看，它只不过是一个开关。的确，它可以这样使用。然而，它真正的功能是作为一个过流保护装置。

　　值得注意的是，一些汽车使用廉价的熔断器来保护电池充电电路的过流保护，这是由于适当的熔断器和支架的费用。熔丝是一种原始的保险丝，只不过是一段短的橡胶绝缘导线，设计用于在过电流情况下熔化，没有任何坚硬的外壳。这种粗糙的、具有潜在危险的设备从未在工业或甚至住宅用电中使用，主要是因为遇到的电压和电流水平更高。在作者看来，它们甚至在汽车电路中的应用都是值得怀疑的。

　　保险丝电气原理图符号为s形曲线:

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　　保险丝等级

　　保险丝的主要额定，正如人们所期望的，在单位电流:安培。虽然它们的工作依赖于保险丝自身的电阻在电流过大的情况下产生的自热，但它们对所保护的电路所产生的额外电阻微不足道。这在很大程度上是通过使保险丝尽可能短的实际可能实现。正如普通电线的载流容量与它的长度(10规格实心铜线将处理40安培的电流在自由空气,无论多么长或短的一段),某些材料和规格的保险丝会吹在一定电流不管多长时间。由于长度不是一个因素在电流额定值，更短的可以使，它将端到端电阻更少。

　　然而，保险丝设计者也必须考虑在保险丝吹灭后发生的事情:熔化的两端，曾经连续的电线将被一个气隙隔开，两端之间有充分的供电电压。如果保险丝没有在高压电路上做得足够长，火花可能会从熔丝的一端跳到另一端，再次完成电路:

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　　因此，熔断器的额定电压容量以及熔断器将吹断的电流水平。

　　一些大型工业保险丝采用可更换导线元件，以降低成本。保险丝的主体是一个不透明的、可重复使用的墨盒，以保护保险丝不被暴露，并保护周围的物体不被保险丝暴露。

　　保险丝的当前评级不仅仅是一个数字。如果一个35安培的电流通过一个30安培的保险丝，它可能突然吹或在吹之前延迟，这取决于它的设计的其他方面。一些保险丝被设计为吹得非常快，而另一些保险丝被设计为更适度的“打开”时间，甚至根据应用程序的延迟动作。后一种熔断器有时被称为慢爆熔断器，因为它们具有故意的延时特性。

　　慢烧保险丝应用的一个典型例子是在电动机保护中，当电动机从完全停止状态启动时，通常会遇到高达10倍正常工作电流的涌流。如果快速吹保险丝被用于这样的应用程序，电机永远不会启动，因为正常的涌流水平将吹保险丝(s)立即!慢吹保险丝的设计是这样的，保险丝元件的质量(但没有更多的载流量)比同等的快吹保险丝，这意味着它将加热更慢(但到相同的极限温度)，为任何给定的电流。

　　在另一端的保险丝行动频谱，有所谓的半导体保险丝设计，以开放非常迅速的事件，在一个过电流的条件。诸如晶体管之类的半导体器件往往特别不能耐受过电流的条件，因此在大功率应用中需要快速保护以防止过电流。

　　在接地的系统中，保险丝总是应该放在负载的“热”端。这样做的目的是为了在保险丝打开后，负载在所有方面完全断电。为了了解负载的“热”侧和“中性”侧熔合的区别，比较以下两种电路:

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　　在这两种情况下，熔断器成功地切断了对负载的电流，但是较低的电路不能切断潜在危险的电压从负载的任何一边到地面，那里可能有人站着。第一个电路设计更安全。

　　如前所述，熔断器并不是目前使用的唯一一种过流保护装置。类似开关的设备称为断路器通常(和更常见的)用于打开电流过大的电路，它们的流行是因为它们不会像熔断器那样在断开电路的过程中自我毁灭。然而，在任何情况下，在电路中设置过流保护装置都将遵循上述一般原则:即，“熔断”电源未连接到地面的一侧。

　　虽然在电路中设置过电流保护可以决定在各种情况下该电路的相对触电危险，但必须了解，这些装置从来都不是用来防止触电的。保险丝和断路器都不是设计用来在人被电击时打开的;相反，它们只打算在导体可能过热的情况下打开。过流装置主要保护电路的导体不受过热损坏(和过热导体引起的火灾危险)，其次保护特定的设备，如负载和发电机(一些快速熔断器被设计用来保护特别容易受到电流冲击的电子设备)。由于触电或触电所必需的电流水平比普通电力负载的正常电流水平低得多，因此过流状态并不表示发生了触电。还有一些其他的装置被设计用来检测某些冲击条件(接地故障探测器是最受欢迎的)，但是这些装置严格地服务于一个目的，并且与防止导线过热的保护无关。

　　保险丝是一种小而薄的导体，其设计目的是在电流过大的情况下熔断电路。

　　断路器是一种特殊设计的开关，在电流过流的情况下自动打开以中断电路电流。根据断路器的设计、尺寸和应用，它们可以通过磁场或外部的“保护继电器”进行热“跳闸”(打开)。

　　熔断器的额定主要是根据最大电流，但是也根据断路后熔断器能够承受的电压降来定。

　　保险丝可以设计成快速、缓慢或在两者之间的任何地方以达到相同的最大电流水平。

　　在接地的电力系统中安装保险丝的最佳位置是在通往负载的不接地导体路径上。这样，当保险丝烧断时，只有接地的(安全的)导体仍连接在负载上，使人们在周围更安全。