本文主要是關(guān)于的相關(guān)介紹,并著重對(duì)保險(xiǎn)絲電阻的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及其工作原理進(jìn)行詳盡的闡述。
我們都知道,當(dāng)電流流過導(dǎo)體時(shí),因?qū)w存在一定的電阻,所以導(dǎo)體將會(huì)發(fā)熱。且發(fā)熱量遵循著這個(gè)公式:Q=0.24I2RT;其中Q是發(fā)熱量,0.24是一個(gè)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(shí)間;依此公式我們不難看出保險(xiǎn)絲的簡(jiǎn)單的工作原理了。
保險(xiǎn)絲的特點(diǎn)和工作原理
保險(xiǎn)絲(fuse)也被稱為電流保險(xiǎn)絲,IEC127標(biāo)準(zhǔn)將它定義為“熔斷體(fuse-link)”。其主要是起過載保護(hù)作用。
最早的保險(xiǎn)絲于一百多年前由愛迪生發(fā)明,由于當(dāng)時(shí)的工業(yè)技術(shù)不發(fā)達(dá)白熾燈很貴重,所以,最初是將它用來保護(hù)價(jià)格昂貴的白熾燈的。
正如它最初的設(shè)計(jì),它是一種安裝在電路中,當(dāng)危害性大電流超過一定時(shí)間會(huì)犧牲自己,從而保證電路安全運(yùn)行的電器元件。
我們都知道,物理學(xué)中講到電流具有熱效應(yīng),即電流流過導(dǎo)體時(shí),因?qū)w存在一定的電阻,導(dǎo)體將會(huì)發(fā)熱,且發(fā)熱量遵循著這個(gè)公式:q=0.24i2rt;其中q是發(fā)熱量, 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(shí)間。當(dāng)制作保險(xiǎn)絲的材料及其形狀確定了,其電阻r就相對(duì)確定了(若不考慮它的電阻溫度系數(shù))。
當(dāng)電流流過它時(shí),它就會(huì)發(fā)熱,隨著時(shí)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(xiǎn)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(shí),保險(xiǎn)絲是不會(huì)熔斷的;若產(chǎn)生熱量的速度等于熱量耗散的速度時(shí),在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)它也不會(huì)熔斷;若產(chǎn)生熱量的速度大于熱量耗散的速度時(shí),那么產(chǎn)生的熱量就會(huì)越來越多,又因?yàn)樗幸欢ū葻峒百|(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(xiǎn)絲的熔點(diǎn)以上時(shí)保險(xiǎn)絲就發(fā)生了熔斷,這就是它的工作原理。
保險(xiǎn)絲的結(jié)構(gòu)
一般保險(xiǎn)絲由三個(gè)部分組成:
一是熔體部分,它是保險(xiǎn)絲的核心,熔斷時(shí)起到切斷電流的作用,同一類、同一規(guī)格保險(xiǎn)絲的熔體,材質(zhì)要相同、幾何尺寸要相同、電阻值盡可能地小且要一致,最重要的是熔斷特性要一致;
二是電極部分,通常有兩個(gè),它是熔體與電路聯(lián)接的重要部件,它必須有良好的導(dǎo)電性,不應(yīng)產(chǎn)生明顯的安裝接觸電阻;
三是支架部分,保險(xiǎn)絲的熔體一般都纖細(xì)柔軟的,支架的作用就是將熔體固定并使三個(gè)部分成為剛性的整體便于安裝、使用,它必須有良好的機(jī)械強(qiáng)度、絕緣性、耐熱性和阻燃性,在使用中不應(yīng)產(chǎn)生斷裂、變形、燃燒及短路等現(xiàn)象;(推薦閱讀:太陽能路燈需要PPTC做過流過溫保護(hù))
電力電路及大功率設(shè)備所使用的保險(xiǎn)絲,不僅有一般保險(xiǎn)絲的三個(gè)部分,而且還有滅弧裝置,因?yàn)檫@類保險(xiǎn)絲所保護(hù)的電路不僅工作電流較大,而且當(dāng)熔體發(fā)生熔斷時(shí)其兩端的電壓也很高,往往會(huì)出現(xiàn)熔體已熔化(熔斷)甚至已汽化,但是電流并沒有切斷,其原因就是在熔斷的一瞬間在電壓及電流的作用下,保險(xiǎn)絲的兩電極之間發(fā)生拉弧現(xiàn)象。這個(gè)滅弧裝置必須有很強(qiáng)的絕緣性與很好的導(dǎo)熱性,且呈負(fù)電性。石英砂就是常用的滅弧材料。
另外,還有一些保險(xiǎn)絲有熔斷指示裝置,它的作用就是當(dāng)保險(xiǎn)絲動(dòng)作(熔斷)后其本身發(fā)生一定的外觀變化,易于被維修人員發(fā)現(xiàn),例如:發(fā)光、變色、彈出固體指示器等。
保險(xiǎn)絲的選型
按保護(hù)形式分,可分為:過電流保護(hù)與過熱保護(hù)。用于過電流保護(hù)的保險(xiǎn)絲就是平常說的保險(xiǎn)絲(也叫限流保險(xiǎn)絲)。用于過熱保護(hù)的保險(xiǎn)絲一般被稱為“溫度保險(xiǎn)絲”。溫度保險(xiǎn)絲又分為低熔點(diǎn)合金形與感溫觸發(fā)形還有記憶合金形等等(溫度保險(xiǎn)絲是防止發(fā)熱電器或易發(fā)熱電器溫度過高而進(jìn)行保護(hù)的,例如:電吹風(fēng)、電熨斗、電飯鍋、電爐、變壓器、電動(dòng)機(jī)等等;它響應(yīng)于用電電器溫升的升高,不會(huì)理會(huì)電路的工作電流大小。其工作原理不同于“限流保險(xiǎn)絲”)。
按使用范圍分,可分為:電力保險(xiǎn)絲、機(jī)床保險(xiǎn)絲、電器儀表保險(xiǎn)絲(電子保險(xiǎn)絲)、汽車保險(xiǎn)絲。
按體積分,可分為:大型、中型、小型及微型。
按額定電壓分,可分為:高壓保險(xiǎn)絲、低壓保險(xiǎn)絲和安全電壓保險(xiǎn)絲。
按分?jǐn)嗄芰Ψ?,可分為:高、低分?jǐn)嗄芰ΡkU(xiǎn)絲。
按形狀分,可分為:平頭管狀保險(xiǎn)絲(又可分為內(nèi)焊保險(xiǎn)絲與外焊保險(xiǎn)絲)、尖頭管狀保險(xiǎn)絲、鍘刀式保險(xiǎn)絲、螺旋式保險(xiǎn)絲、插片式保險(xiǎn)絲、平板式保險(xiǎn)絲、裹敷式保險(xiǎn)絲、貼片式保險(xiǎn)絲。
按熔斷速度分,可分為:特慢速保險(xiǎn)絲(一般用TT表示)、慢速保險(xiǎn)絲(一般用T表示)、中速保險(xiǎn)絲(一般用M表示)、快速保險(xiǎn)絲(一般用F表示)、特快速保險(xiǎn)絲(一般用FF表示)。
按標(biāo)準(zhǔn)分,可分為:歐規(guī)保險(xiǎn)絲、美規(guī)保險(xiǎn)絲、日規(guī)保險(xiǎn)絲。
保險(xiǎn)絲的規(guī)格有多種,也就是人們常說的有粗有細(xì)。當(dāng)保險(xiǎn)絲選得過細(xì),且通過它的電流大于允許的額定電流時(shí),保險(xiǎn)絲就會(huì)熔斷;若選得過粗,當(dāng)電路中發(fā)生問題時(shí),它又不能及時(shí)進(jìn)行保護(hù)。那么如何選擇保險(xiǎn)絲呢?
首先應(yīng)將家庭中所有的電器設(shè)備的功率加起來,除上200伏的電壓值,得出最大電流值,然后根據(jù)電流值選擇相應(yīng)額定電流值的保險(xiǎn)絲。例如,當(dāng)家庭中的電器設(shè)備總功率為1100瓦,選擇直徑為0.98毫米,額定電流值為5安培的保險(xiǎn)絲就可以了。通常,保險(xiǎn)絲的熔斷電流是額定電流的1.5-2.0倍,電器設(shè)備在正常使用時(shí),保險(xiǎn)絲是不會(huì)熔斷的,而當(dāng)電路中的電流超過其額定電流的5倍時(shí),它就會(huì)自動(dòng)熔斷起到保護(hù)作用。如果電器設(shè)備正常使用時(shí)保險(xiǎn)絲熔斷,這說明電路中的電流超過了額定值,因此,應(yīng)及時(shí)查找原因。
值得注意的是,在安裝保險(xiǎn)絲時(shí),必須先拉下配電盤上的閘刀,切斷電源,最好是用電筆測(cè)試一下是否有電再操作。對(duì)于固定螺釘和墊圈,應(yīng)該采用銅制的,不要臨時(shí)用鐵制的,因?yàn)殍F制的時(shí)間一長(zhǎng),易生銹,而且還會(huì)導(dǎo)致接觸不良。在擰緊保險(xiǎn)絲時(shí),不要用力過緊,防止保險(xiǎn)絲壓扁而使截面積以及額定電流和熔斷電流減少,起不到應(yīng)有的“保險(xiǎn)”作用。當(dāng)然也不可擰得過松,因?yàn)檫^松會(huì)形成接頭處的接觸電阻過大而導(dǎo)致誤斷。保險(xiǎn)絲熔斷后,最好請(qǐng)持證電工先查找原因,用戶不要隨意去安裝,切不可用銅絲、鐵絲代替保險(xiǎn)絲,這是十分危險(xiǎn)的,因?yàn)殂~絲、鐵絲不能切斷電流,相反還會(huì)導(dǎo)致電線和設(shè)備過度發(fā)熱而燒毀,甚至可引起火災(zāi)。
總而言之,正確選擇和使用保險(xiǎn)絲,是保證家庭電器設(shè)備安全以及火災(zāi)事故發(fā)生的重要環(huán)節(jié)。
保險(xiǎn)絲的分類
1、按保護(hù)形式可分為:過電流保護(hù)與過熱保護(hù);
用于過電流保護(hù)的保險(xiǎn)絲就是平常說的保險(xiǎn)絲(也叫限流保險(xiǎn)絲)。
用于過熱保護(hù)的保險(xiǎn)絲一般被稱為“溫度保險(xiǎn)絲”。溫度保險(xiǎn)絲又分為低熔點(diǎn)合金形與感溫觸發(fā)形,還有記憶合金形等等。溫度保險(xiǎn)絲是防止發(fā)熱電器或易發(fā)熱電器溫度過高而進(jìn)行保護(hù)的,例如:電吹風(fēng)、電熨斗、電飯鍋、電爐、變壓器、電動(dòng)機(jī)等等;它響應(yīng)于用電電器溫升的升高,不會(huì)理會(huì)電路的工作電流大小。其工作原理不同于“限流保險(xiǎn)絲”。
2、按熔斷速度分,可分為:特慢速保險(xiǎn)絲(一般用tt表示)、慢速保險(xiǎn)絲(一般用t表示)、中速保險(xiǎn)絲(一般用m表示)、快速保險(xiǎn)絲(一般用f表示)、特快速保險(xiǎn)絲(一般用ff表示);
我們?cè)诒kU(xiǎn)絲的表面,尤其是體積比較小的玻璃管保險(xiǎn),上面僅僅標(biāo)注 “f5a/250v”這樣的字體,它的含義是額定電流為5a、額定電壓為250v的快速保險(xiǎn)絲。
對(duì)電路中含有過電流特別敏感的元件時(shí),使用快速或特快速保險(xiǎn)絲;而一些浪涌電流比較大的電路常使用慢速保險(xiǎn)絲。對(duì)于慢速保險(xiǎn)絲有必要多說兩句,我們一般認(rèn)為保險(xiǎn)絲是起短路保護(hù)用的,而不能作過載保護(hù)用,但慢速保險(xiǎn)絲就可以提供過載保護(hù)。它也叫延時(shí)保險(xiǎn)絲,其延時(shí)特性表現(xiàn)在電路出現(xiàn)非故障脈沖電流時(shí)保持完好而能對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的過載提供保護(hù)。
有些電路在開關(guān)瞬間的電流大于幾倍正常工作電流,盡管這種電流峰值很高,但是它出現(xiàn)的時(shí)間很短,我們稱它為脈沖電流也有稱它為沖擊電流或浪涌電流的。普通的保險(xiǎn)絲是承受不了這種電流的,這樣的電路中若使用的是普通保險(xiǎn)絲恐怕就無法正常開機(jī)了,若使用更大規(guī)格的保險(xiǎn)絲,那么當(dāng)電路過載時(shí)又得不到保護(hù)。
3、按使用范圍分,可分為:電力保險(xiǎn)絲、機(jī)床保險(xiǎn)絲、電器儀表保險(xiǎn)絲(電子保險(xiǎn)絲)、汽車保險(xiǎn)絲;
4、按體積分,可分為:大型、中型、小型及微型;
5、按額定電壓分,可分為:高壓保險(xiǎn)絲、低壓保險(xiǎn)絲和安全電壓保險(xiǎn)絲;
用于 3kV-35kV的為高壓保險(xiǎn)絲;用于交流 220V 、 380V 和直流 220V 、440v 的為低壓保險(xiǎn)絲。
6、按分?jǐn)嗄芰Ψ?,可分為:高、低分?jǐn)嗄芰ΡkU(xiǎn)絲;
7、按形狀分,可分為:平頭管狀保險(xiǎn)絲(又可分為內(nèi)焊保險(xiǎn)絲與外焊保險(xiǎn)絲)、尖頭管狀保險(xiǎn)絲、鍘刀式保險(xiǎn)絲、螺旋式保險(xiǎn)絲、插片式保險(xiǎn)絲、平板式保險(xiǎn)絲、裹敷式保險(xiǎn)絲、貼片式保險(xiǎn)絲等等,不一一列舉了。
結(jié)語
關(guān)于保險(xiǎn)絲電阻的相關(guān)介紹就到這了,如有不足之處歡迎指正。