自复熔断器
采用作熔体,在常温下具有高电导率。当电路发生短路故障时,短路电流产生高温使钠迅速汽化,汽态钠呈现高阻态,从而限制了短路电流。当短路电流消失后,温度下降,恢复原来的良好导电性能。自复熔断器只能限制短路电流,不能真正分断电路。其优点是不必更换熔体,能重复使用。
工作时,熔断器串连在被保护的电路中。当电路发生短路或严重过载时,熔断器中的熔断体将自动熔断,起到保护作用,常见的就是保险丝。
熔断器的保护特性应与被保护对象的过载特性相适应,考虑到可能出现的短路电流,选用相应分断能力的熔断器。
熔断器的额定电压要适应线路电压等级,熔断器的额定电流要大于或等于熔体额定电流。
线路中各级熔断器熔体额定电流要相应配合,保持**级熔体额定电流必须大于下一级熔体额定电流。
熔断器的熔体要按要求使用相配合的熔体,不允许随意加大熔体或用其他导体代替熔体。
熔断器(fuse)是指当电流**过规定值时,以本身产生的热量使熔体熔断,断开电路的一种电器。熔断器是根据电流**过规定值一段时间后,以其自身产生的热量使熔体熔化,从而使电路断开;运用这种原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中,作为短路和过电流的保护器,是应用普遍的保护器件之一。
工作原理
利用金属导体作为熔体串联于电路中,当过载或短路电流通
熔断器(图2)过熔体时,因其自身发热而熔断,从而分断电路的一种电器。熔断器结构简单,使用方便,广泛用于电力系统、各种电工设备和家用电器中作为保护器件。常见种类编辑
插入式熔断器:它常用于380V及以下电压等级的线路末端,作为配电支线或电气设备的短路保护用。
螺旋式熔断器:熔体上的上端盖有一熔断指示器,一旦熔体熔断,指示器马上弹出,可透过瓷帽上的玻璃孔观察到,它常用于机床电气控制设备中。螺旋式熔断器。分断电流较大,可用于电压等级500V及其以下、电流等级200A以下的电路中,作短路保护。
封闭式熔断器:封闭式熔断器分有填料熔断器和无填料熔断器两种,如图3和图4所示。有填料熔断器一般用方形瓷管,内装石英砂及熔体,分断能力强,用于电压等级500V以下、电流等级1KA以下的电路中。无填料密闭式熔断器将熔体装入密闭式圆筒中,分断能力稍小,用于500V以下,600A以下电力网或配电设备中。
快速熔断器:快速熔断器主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保护。由于半导体元件的过载能力很低。只能在较短时间内承受较大的过载电流,因此要求短路保护具有快速熔断的能力。快速熔断器的结构和有填料封闭式熔断器基本相同,但熔体材料和形状不同,它是以银片冲制的有V形深槽的变截面熔体。
自复熔断器:采用作熔体,在常温下具有高电导率。当电路发生短路故障时,短路电流产生高温使钠迅速汽化,汽态钠呈现高阻态,从而限制了短路电流。当短路电流消失后,温度下降,恢复原来的良好导电性能。自复熔断器只能限制短路电流,不能真正分断电路。其优点是不必更换熔体,能重复使用。
结构特性
熔体额定电流不等于熔断器额定电流,熔体额定电流按被保护设备的负荷电流选择,熔断器额定电流应大于熔体额定电流,与主电器配合确定。
熔断器主要由熔体、外壳和支座3部分组成,其中熔体是控制熔断特性的关键元件。熔体的材料、尺寸和形状决定了熔断特性。熔体材料分为低熔点和高熔点两类。低熔点材料如铅和铅合金,其熔点低容易熔断,由于其电阻率较大,故制成熔体的截面尺寸较大,熔断时产生的金属蒸气较多,只适用于低分断能力的熔断器。高熔点材料如铜、银,其熔点高,不容易熔断,但由于其电阻率较低,可制成比低熔点熔体较小的截面尺寸,熔断时产生的金属蒸气少,适用于高分断能力的熔断器。熔体的形状分为丝状和带状两种。改变变截面的形状可显著改变熔断器的熔断特性。熔断器有各种不同的熔断特性曲线,可以适用于不同类型保护对象的需要。
安秒特性:
熔断器的动作是靠熔体的熔断来实现的,熔断器有个非常明显的特性,就是安秒特性。
对熔体来说,其动作电流和动作时间特性即熔断器的安秒特性,也叫反时延特性,即:过载电流小时,熔断时间长;过载电流大时,熔断
熔断器(图6)时间短。
对安秒特性的理解,我们从焦耳定律上可以看到Q=I2*R*T,串联回路里,熔断器的R值基本不变,发热量与电流I的平方成正比,与发热时间T成正比,也就是说:当电流较大时,熔体熔断所需的时间就较短。而电流较小时,熔体熔断所需用的时间就较长,甚至如果热量积累的速度小于热扩散的速度,熔断器温度就不会上升到熔点,熔断器甚至不会熔断。所以,在一定过载电流范围内,当电流恢复正常时,熔断器不会熔断,可继续使用。
因此,每一熔体都有一小熔化电流。相应于不同的温度,小熔化电流也不同。虽然该电流受外界环境的影响,但在实际应用中可以不加考虑。一般定义熔体的小熔断电流与熔体的额定电流之比为小熔化系数,常用熔体的熔化系数大于1.25,也就是说额定电流为10A的熔体在电流12.5A以下时不会熔断。
从这里可以看出,熔断器的短路保护性能优秀,过载保护性能一般。如确需在过载保护中使用,需要仔细匹配线路过载电流与熔断器的额定电流。例如:8A的熔体用于10A的电路中,作短路保护兼作过载保护用,但此时的过载保护特性并不理想。
熔断器的选择主要依据负载的保护特性和短路电流的大小选择熔断器的类型。对于容量小的电动机和照明支线,常采用熔断器作为过载及短路保护,因而希望熔体的熔化系数适当小些。通常选用铅锡合金熔体的RQA系列熔断器。对于较大容量的电动机和照明干线,则应着重考虑短路保护和分断能力。通常选用具有较高分断能力的RM10和RL1系列的熔断器;当短路电流很大时,宜采用具有限流作用的RT0和RTl2系列的熔断器
熔体的额定电流可按以下方法选择:
1、保护无起动过程的平稳负载如照明线路、电阻、电炉等时,熔体额定电流略大于或等于负荷电路中的额定电流。
2、保护单台长期工作的电机熔体电流可按起动电流选取,也可按下式选取:
IRN ≥ (1.5~2.5)IN
式中IRN--熔体额定电流;IN--电动机额定电流。如果电动机频繁起动,式中系数可适当加大至3~3.5,具体应根据实际情况而定。
3、保护多台长期工作的电机(供电干线)
IRN ≥ (1.5~2.5)IN max+ΣIN
IN max-容量单台电机的额定电流。ΣIN其余.电动机额定电流之和。
熔断器其实就是一种短路保护器,广泛用于配电系统喝控制系统,主要进行短路保护或严重过载保护。
熔断器一种简单而有效的保护电器。在电路中主要起短路保护作用。
熔断器主要由熔体和安装熔体的绝缘管(绝缘座)组成。使用时,熔体串接于被保护的电路中,当电路发生短路故障时,熔体被瞬时熔断而分断电路,起到保护作用。
熔断器是简单的保护电器,它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害;按安装条件及用途选择不同类型高压熔断器如屋外跌落式、屋内式,对于一些**设备的高压熔断器应选**系列;我们常说的保险丝就是熔断器类。基本信息编辑
当今社会能源危机和环境污染问题与日俱增,全国大面积的雾霾天气更是为人们敲响了警钟。在环境污染方面,汽车的影响不容忽视。发展高效、节能、零排放的清洁型电动汽车已成为国内外汽车工业发展的必然趋势。为了提高电动汽车的动力性能和续驶里程,电动汽车动力电池组的电压越来越高,可达到几百伏,能量可以达到几十甚至上百千瓦时。动力电池组一旦发生短路,瞬间会产生巨大的能量,存在爆炸、起火的危险,严重地危及车辆及乘客的安全。为了保证车载用电器和乘客的安全,防止短路及过载现象的发生,一般选用熔断器进行保护。
目前,电动汽车用熔断器品牌主要有Bussmann巴斯曼快速熔断器, Ferraz罗兰快速熔断器, Siemens西门子快速熔断器, Siba西霸熔断器等。其中Bussmann巴斯曼熔断器广泛应用在纯电动汽车、混合动力汽车等高压保护电路,具有安全、可靠、寿命长等特点,市场占有率较高。 [1]
定义
ISO-8820和QC/T420-2004等标准中将它定义为:接于电路中,当电流**过规定值和规定的时间时,使电路断开的熔断式保护器件。熔断器是一个热能响应器件,熔断器中的熔片或熔丝是用电阻率较高的易熔合金制成,或用截面积较小的良导体制成。为了保护线束及其它设备,它被有意设计和制造成线路中弱的一部分,线路在正常工作情况下,熔断器中的熔片或熔丝不会熔断;当系统中一旦发生短路或者严重过载时,熔片或熔丝会立即熔断,从而保护电路和电器设备。
选用原则
为了使熔断器起到其应有的作用,确保整车用电器安全工作,选择合适的类型及规格就变得尤为重要。熔断器的选型涉及以下因素:施加在熔断器上的电流特性、电压特性、熔断器的环境温度、安装尺寸限制、应用线路等。当外加电压和安装尺寸一定的情况下,熔断器的选择主要从电流特性、环境温度及应用线路3个因素考虑。从应用线路上考虑,整车线路根据电流强弱可以分为高压大电流保护区和中低压小电流保护区。一般情况下,一辆电动汽车使用4~5个高压熔断器,主要包括电机控制器、空调线路、DC/DC、电池组加热器等高压大电流设备。一辆电动汽车使用中低压熔断器数量较多,主要是汽车线路中的控制盒,包括灯光线路、音响线路、刮水器线路等电器设备。其中中低压小电流保护区,熔断器可以按照传统燃油车的规范条件去选择。
类型
1、英标熔断器
英式熔断器主要用于英联邦国家生产的设备。英标熔断器壳体采用陶瓷材质,产品具有体积小、性价比高等特点,特别受到240V以下的UPS厂商青睐。
2、美标熔断器
美式熔断器应用为广泛,涵盖了大部分电力电子产品应用。美标熔断器壳体采用网格布加陶瓷层叠工艺制成,抗冲击能力强,并且具有焦耳积分值小、功率损耗小、直流性能优越等特点,广泛应用在变电站、电力机车等场合。
3、欧标熔断器
欧标方形熔断器壳体采用陶瓷材质,该产品具有运行温度低、功率损耗小、焦耳积分值小等特点,适用于要求结构紧凑、性能优越、大功率应用场合,尤其在手动维修开关(MSD)中大量使用。
4、法标熔断器
法标熔断器具有循环性能强、体积小、构造*特等特点,适用于占用空间小的小型UPS、小型交流驱动器以及其它小功率应用。
计算方法
对于高电流保护区,所选熔断器应具备以下性能: 容量大,通常在几十到几百A; 能够承受瞬间高电流、高脉冲; 安全可靠性高; 运行环境温度相对较高; 机械特性好。
1、熔断器类型选择
根据熔断器工作环境、尺寸限制、电流特性、电压特性、连接方式等选择合适的类型。通常电动汽车高压熔断器会选用美标FWH、 FWP等系列。
2、熔断器参数确定
通常熔断器的额定电流值是基于环境温度23±5 ℃时的值,为了满足电动汽车实际工况要求,需要对额定电流值进行修正。可允许的连续负载电流可以用以下公式进行计算
Ib=In·Kt·Ke·Kv·Kf·Kb(1)
式 中:
Ib———可允许的连续负载电流;
In———熔断器的额定电流;
Kt———温度校正因数;
Ke———连接器件热传导因数;
Kv———风冷校正因数;
Kf———频率校正因数;
Kb———熔断器壳体校正因数。
通过上述公式,可以得到一个初步的熔断器额定电流。但是通常情况下In是一个非标准值,在选型的时候,选择大于In的那个标准值即可。
3、熔断器参数修正
通过公式(1)计算得出的熔断器额定值是一个初步选型数据,初步选型完成后,根据实际运行工况数据对熔断器额定电流值进行参数校正,例如通过过载电流持续时间、电流大小,冲击电流持续时间、电流大小等因素进行参数修正。