保險絲的工作原理

當(dāng)制作保險絲的材料及其形狀確定了，其電阻R就相對確定了（若不考慮它的電阻溫度系數(shù)）。當(dāng)電流流過它時，它就會發(fā)熱，隨著時間的增加其發(fā)熱量也在增加。電流與電阻的大小確定了產(chǎn)生熱量的速度，保險絲的構(gòu)造與其安裝的狀況確定了熱量耗散的速度，若產(chǎn)生熱量的速度小于熱量耗散的速度時，保險絲是不會熔斷的。若產(chǎn)生熱量的速度等于熱量耗散的速度時，在相當(dāng)長的時間內(nèi)它也不會熔斷。若產(chǎn)生熱量的速度大于熱量耗散的速度時，那么產(chǎn)生的熱量就會越來越多。又因為它有一定比熱及質(zhì)量，其熱量的增加就表現(xiàn)在溫度的升高上，當(dāng)溫度升高到保險絲的熔點以上時保險絲就發(fā)生了熔斷。這就是保險絲的工作原理。們從這個原理中應(yīng)該知道，您在設(shè)計制造保險絲時必須認真地研究您所選材料的物理特性，并確保它們有一致幾何尺寸。因為這些因素對保險絲能否正常工作起了致關(guān)重要的作用。同樣，您在使用它的時候，一定要正確地安裝它。

  當(dāng)電流流過導(dǎo)體時，因?qū)w存在一定的電阻，所以導(dǎo)體將會發(fā)熱。且發(fā)熱量遵循著這個公式：Q=0.24I2RT；其中Q是發(fā)熱量，0.24是一個常數(shù)，I是流過導(dǎo)體的電流，R是導(dǎo)體的電阻，T是電流流過導(dǎo)體的時間；依此公式我們不難看出保險絲的簡單的工作原理了。

保險絲的特性術(shù)語

1、額定電流：保險絲管的公稱工作電流（正常條件下，保險絲長期維持正常工作的最大電流）。

  2、額定電壓：保險絲的公稱工作電壓（保險絲斷開瞬間，能安全承受的最大電壓）。選用保險絲時，被選用保險絲的額定電壓，應(yīng)大于被保護回路的輸入電壓。

  3、分斷能力：當(dāng)電路中出現(xiàn)很大的過載電流（如強短路）時，保險絲能安全切斷（分斷）電路的最大電流。它是保險絲最重要的安全指標(biāo)。安全分斷是指在分斷電路中不發(fā)生噴濺、燃燒、爆炸等危及周圍元、部件以至人身安全的現(xiàn)象。

  4、過載能力(承載能力)：保險絲能在規(guī)定時間內(nèi)維持工作的最大過載電流。當(dāng)流經(jīng)保險絲的電流超過額定電流時，一段時間后熔體溫度將逐漸上升以至最后被熔斷。

  UL標(biāo)準規(guī)定：保險絲維持工作4小時以上，最大不熔斷電流是額定電流的110[%]（微型保險絲管為100[%]）
  IEC標(biāo)準規(guī)定：保險絲維持工作1小時以上，最大不熔斷電流是額定電流的150[%]

  5、熔斷特性（I-T）：保險絲所加負載電流與保險絲熔斷時間的關(guān)系。

  A、熔斷特性曲線（I-T曲線）：在以負載電流為X軸，熔斷時間為Y坐標(biāo)的對數(shù)坐標(biāo)系內(nèi)，由保險絲在不同負載電流下的平均熔斷時間坐標(biāo)點連成的曲線。每一種型號規(guī)格的保險絲都有一條相應(yīng)的曲線可代表其熔斷特性，這種曲線很好地描繪了保險絲的過載性能?？晒┍ｋU絲選用時參考。

  B、熔斷特性表：由幾個規(guī)定的具有代表性的負載電流值和對應(yīng)的熔斷時間范圍所組成的表格。各安全標(biāo)準都已明確規(guī)定，這是驗收保險絲的最主要依據(jù)。

  例如UL、CSA、MIT/KTLA種規(guī)格快速熔斷型，規(guī)定為：
  In 100[%]    4小時最小
  In135[%]    1小時最大
  In 200[%]    2分鐘最大

  6、熔化熱能值（I2T）：使保險絲的熔斷體熔化，部份汽化的切斷電流所需要的公稱能量值，簡單說就是使保險絲熔斷所需的最小熱能值。

  總量I2t=熔化I2t+飛弧I2t

  其中熔化I2t（相當(dāng)于IEC標(biāo)準中的預(yù)飛弧I2t），指從熔體熔化到飛弧開始瞬間所需要的能量；飛弧I2t是指飛弧開始瞬間到飛弧最終熄滅所需要的能量。對于低壓保險絲來說，飛弧時間非常短，?？珊雎裕达w弧I2t可以按零計算。

  UL和IEC都未對I2t作要求，但I2t對選用fuse有些幫助。保險絲的I2t測算是在保險絲的熔斷時間小于10ms（通常是以8 ms）時的I2t來計算。我公司樣本上有各規(guī)格的I-T曲線，有相應(yīng)規(guī)格I2t參考值，供選用保險絲時參考。

  7、電壓降：在額定電流條件下，達到熱平衡后保險絲兩端的電壓差。

  8、溫升：在一定電流條件下，達到熱平衡后保險絲表面溫度與通電初始溫度（可以理解為環(huán)境溫度）之差，即溫升=保險絲表面溫度-環(huán)境溫度。

保險絲管的安全標(biāo)準及標(biāo)志

1、UL、CSA標(biāo)準：美國、加拿大等北美地區(qū)安全標(biāo)準；小型電流保險絲管標(biāo)準為UL248-1/14、CSA248-1/14。
  安全標(biāo)志：
  ---  UL/CSA  LIST（列名標(biāo)志），完全按照UL/CSA248-1/14標(biāo)準測試認證通過的產(chǎn)品安全標(biāo)志。
  ---  UL/CSA  RECOGNIZED（認可標(biāo)志），部分按照UL/CSA248-1/14標(biāo)準測試認證通過的產(chǎn)品安全標(biāo)志。
  ---  UL測試通過、CSA互認的列名/認可安全標(biāo)志，等同于

  2、JIS標(biāo)準：日本電器安全標(biāo)準。小型電流保險絲管標(biāo)準為JIS C6575。
  安全標(biāo)志：
  ---  T
  ---  PSE
  2006年底前兩個標(biāo)志都有效，之后只有“PSE”標(biāo)志有效。

  3、KTL標(biāo)準：韓國電器安全標(biāo)準。
  安全標(biāo)志：
  ---  K

  4、IEC標(biāo)準：國際電工委員會標(biāo)準，歐洲及中國地區(qū)使用的安全標(biāo)準。小型電流保險絲管標(biāo)準為IEC60 127，GB 9364（中國）。
  安全標(biāo)志：
  CCC      ---          中國
  SEMKO   ---           瑞典
  VDE      ---          德國
  BSI       ---         英國
  IMQ      ---          意大利

  1、UL、CSA標(biāo)準：美國、加拿大等北美地區(qū)安全標(biāo)準；小型電流保險絲管標(biāo)準為UL248-1/14、CSA248-1/14。
  安全標(biāo)志：
  ---  UL/CSA  LIST（列名標(biāo)志），完全按照UL/CSA248-1/14標(biāo)準測試認證通過的產(chǎn)品安全標(biāo)志。
  ---  UL/CSA  RECOGNIZED（認可標(biāo)志），部分按照UL/CSA248-1/14標(biāo)準測試認證通過的產(chǎn)品安全標(biāo)志。
  ---  UL測試通過、CSA互認的列名/認可安全標(biāo)志，等同于

  2、JIS標(biāo)準：日本電器安全標(biāo)準。小型電流保險絲管標(biāo)準為JIS C6575。
  安全標(biāo)志：
  ---  T
  ---  PSE
  2006年底前兩個標(biāo)志都有效，之后只有“PSE”標(biāo)志有效。

  3、KTL標(biāo)準：韓國電器安全標(biāo)準。
  安全標(biāo)志：
  ---  K

  4、IEC標(biāo)準：國際電工委員會標(biāo)準，歐洲及中國地區(qū)使用的安全標(biāo)準。小型電流保險絲管標(biāo)準為IEC60 127，GB 9364（中國）。
  安全標(biāo)志：
  CCC      ---          中國
  SEMKO   ---           瑞典
  VDE      ---          德國
  BSI       ---         英國
  IMQ      ---          意大利

影響保險絲壽命的因素及評估保險絲壽命

1、影響保險絲壽命的因素：

  a、工作環(huán)境溫度：
  環(huán)境溫度過高有損于保險絲的壽命。延時型（慢熔斷型）保險絲如錫球型，溫度約等于160℃（150~170℃）時錫開始向金屬絲擴散；快速熔斷型保險絲的可熔體（金屬絲）開始較劇烈氧化的溫度約等于200℃（175~225℃）。隨熔絲由外向里的氧化、多次的擴散、熱應(yīng)力疲勞等，保險絲的壽命將逐漸縮短。
  因而建議延時型保險絲熔絲不應(yīng)長時間在150℃以上工作，快速熔斷型保險絲不應(yīng)長時間在175~225℃以上工作。

  b、脈沖電流：
  不斷的脈沖沖擊，會產(chǎn)生熱循環(huán)，從而致使熔絲的擴散、氧化、熱應(yīng)力等產(chǎn)生，甚至加速。保險絲將 隨著脈沖能量和次數(shù)的增加而漸漸老化。    保險絲的抗沖擊壽命，取決于脈沖的I2t占保險絲本身I2t的百分比；通常情況，應(yīng)小于20[%]，那樣保險絲可承受10萬次以上的沖擊。

  c、其它：
  如與保險絲接觸的管夾、及連接電線的長度、截面積等。保險絲與管夾的接觸電阻大，有損于壽命，UL標(biāo)準中規(guī)定，試驗時保險絲與管夾的接觸電阻小于3mΩ。當(dāng)接觸電阻大時，管夾不是散熱而是產(chǎn)生熱并向熔絲傳送。

  2、保險絲老化后對使用的影響：

  保險絲老化后，不會產(chǎn)生應(yīng)切斷的電流而保險絲不熔斷的危險。保險絲 老化后，相當(dāng)于是額定值（電流）的下降而非上升，因而在電路中不會產(chǎn)生安全性問題，只是會在較小的過載電流或脈沖下即切斷電路。

  3、保險絲壽命的測試評估：

  在IEC標(biāo)準中規(guī)定有“耐久性試驗法”，而UL標(biāo)準中無類似的規(guī)定。
  IEC標(biāo)準中的耐久性試驗即是壽命試驗，其方法是，在正常溫度下使用直流電源測試：
  a、額電流直到溫度穩(wěn)定下測電壓降；
  b、1.2倍額定電流1h  切斷電流15min。循環(huán)100次；
  c、通電1.5In 1h 測電壓降；
  d、同a法測電壓降。
  要求：試驗前后電壓降變化不應(yīng)超過10[%]，且標(biāo)識仍清楚可辯，端帽焊點不出現(xiàn)任何劣變。