熔断器

熔断器也被称为保险丝，是一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。它的工作原理是根据电流超过规定值的一定时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开，达到保护电路的效果。 熔断器常见的种类包括插入式熔断器、螺旋式熔断器、封闭式熔断器、快速熔断器和自复熔断器等，被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，是应用最普遍的保护器件之一。 中文名： 熔断器

熔断器
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外文名： Fuse

性 质 ：过电流保护器

组成： 熔体和熔管

目录

工作原理

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熔断器的结构一般分成熔体座和熔体等部分。熔断器是串联连接在被保护电路中的，当电路电流超过一定值时，熔体因发热而熔断，使电路被切断，从而起到保护作用。

熔体的热量与通过熔体电流的平方及持续通电时间成正比，当电路短路时，电流很大，熔体急剧升温，立即熔断，当电路中电流值等于熔体额定电流时，熔体不会熔断。所以熔断器可用于短路保护。由于熔体在用电设备过载时所通过的过载电流能积累热量，当用电设备连续过载一定时间后熔体积累的热量也能使其熔断，所以熔断器也可作过载保护。

常见种类

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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。只能在极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：采用金属钠作熔体，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，金属钠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

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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。

特性

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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，每一熔体都有一最小熔化电流。相应于不同的温度，最小熔化电流也不同。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。一般定义熔体的最小熔断电流与熔体的额定电流之比为最小熔化系数，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

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类型的选用

根据使用环境、负载性质和短路电流的大小选用适当类型的熔断器。例如，对于容量较小的照明电路，可选用RT系列圆筒帽型熔断器；相对于短路电流相当大或有易燃气体的地方，应选用RT系列有填料密封管式熔断器；在机床控制电路中，多选用RL系列螺旋式熔断器；用于半导体功率元件及晶闸管的保护时，应选用RS或RLS系列快速熔断器。

额定电压和额定电流的选用

熔断器的额定电压必须不小于电路的额定电压；熔断器的额定电流必须不小于所装熔体的额定电流；熔断器的分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流

额定电流的选用

1、对照明和电热等电流较平稳、无冲击电流的负载的短路保护，熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流。

2、对一台不经常启动且启动时间不长的电动机的短路保护，熔体的额定电流应不小于1.5-2.5倍电动机额定电流

3、对一台启动频繁且连续运行的电动机的短路保护，熔体的额定电流应不小于3-3.5倍电动机的额定电流。

4、对多台电动机的启动保护，熔体的额定电流应不小于其中最大功率电动机的额定电流的1.5-2.5倍，加上其余电动机额定电流总和。

主要分类

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1、熔断器根据使用电压可分为

高压熔断器和低压熔断器。

2、根据保护对象可分为

保护变压器用和一般电气设备用的熔断器、保护电压互感器的熔断器、保护电力电容器的熔断器、保护半导体元件的熔断器、保护电动机的熔断器和保护家用电器的熔断器等。

3、根据结构可分为

敞开式、半封闭式、管式和喷射式熔断器。敞开式熔断器结构简单,熔体完全暴露于空气中,由瓷柱作支撑，没有支座，适于低压户外使用。分断电流时在大气中产生较大的声光。

半封闭式熔断器的熔体装在瓷架上，插入两端带有金属插座的瓷盒中,适于低压户内使用。分断电流时,所产生的声光被瓷盒挡住。

管式熔断器的熔体装在熔断体内。然后插在支座或直接连在电路上使用。

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喷射式熔断器是将熔体装在由固体产气材料制成的绝缘管内。固体产气材料可采用电工反白纸板或有机玻璃材料等。当短路电流通过熔体时，熔体随即熔断产生电弧，高温电弧使固体产气材料迅速分解产生大量高压气体，从而将电离的气体带电弧在管子两端喷出，发出极大的声光，并在交流电流过零时熄灭电弧而分断电流。绝缘管通常是装在一个绝缘支架上，组成熔断器整体。有时绝缘管上端做成可活动式，在分断电流后随即脱开而跌落，此种喷射式熔断器俗称跌落熔断器。一般适用于电压高于6千伏的户外场合。

4、根据分断电流范围还可分为

一般用途熔断器，后备熔断器和全范围熔断器。

一般用途熔断器的分断电流范围指从过载电流大于额定电流1.6～2倍起，到最大分断电流的范围。这种熔断器主要用于保护电力变压器和一般电气设备。后备熔断器的分断电流范围指从过载电流大于额定电流4～7倍起至最大分断电流的范围。这种熔断器常与接触器串联使用，在过载电流小于额定电流4～7倍的范围时，由接触器来实现分断保护。主要用于保护电动机。

随着工业发展的需要，还制造出适于各种不同要求的特殊熔断器，如电子熔断器、热熔断器和自复熔断器等。

级间配合

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为防止发生越级熔断、扩大事故范围，上、下级（即供电干、支线）线路的熔断器间应有良好配合。选用时，应使上级（供电干线）熔断器的熔体额定电流比下级（供电支线）的大1～2个级差。常用的熔断器有管式熔断器R1系列、螺旋式熔断器RLl系列、填料封闭式熔断器RT0系列及快速熔断器RSO、RS3系列等。

注意事项

熔断器使用注意事项

1、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；

2、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；

3、线路中各级熔断器熔体额定电流要相应配合，保持前一级熔体额定电流必须大于下一级熔体额定电流；

4、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。

熔断器巡视检查

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1、检查熔断器和熔体的额定值与被保护设备是否相配合；

2、检查熔断器外观有无损伤、变形，瓷绝缘部分有无闪烁放电痕迹；

3、检查熔断器各接触点是否完好，接触紧密，有无过热现象；

4、熔断器的熔断信号指示器是否正常。

熔断器使用维修

1、熔体熔断时，要认真分析熔断的原因，可能的原因有：

1）短路故障或过载运行而正常熔断；

2）熔体使用时间过久，熔体因受氧化或运行中温度高，使熔体特性变化而误断；

3）熔体安装时有机械损伤，使其截面积变小而在运行中引起误断。

2、拆换熔体时，要求做到：

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1）安装新熔体前，要找出熔体熔断原因，未确定熔断原因，不要拆换熔体试送；

2）更换新熔体时，要检查熔体的额定值是否与被保护设备相匹配；

3）更换新熔体时，要检查熔断管内部烧伤情况，如有严重烧伤，应同时更换熔管。瓷熔管损坏时，不允许用其他材质管代替。填料式熔断器更换熔体时，要注意填充填料。

3、熔断器应与配电装置同时进行维修工作：

1）清扫灰尘，检查接触点接触情况；

2）检查熔断器外观（取下熔断器管）有无损伤、变形，瓷件有无放电闪烁痕迹；

3）检查熔断器，熔体与被保护电路或设备是否匹配，如有问题应及时调查；

4）注意检查在TN接地系统中的N线，设备的接地保护线上，不允许使用熔断器；

5）维护检查熔断器时，要按安全规程要求，切断电源，不允许带电摘取熔断器管。

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