熔斷器

熔斷器也被稱為保險絲，是一種安裝在電路中，保證電路安全運行的電器元件。它的工作原理是根據電流超過規定值的一定時間後，以其自身產生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開，達到保護電路的效果。 熔斷器常見的種類包括插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、封閉式熔斷器、快速熔斷器和自復熔斷器等，被廣泛應用於高低壓配電系統和控制系統，以及用電設備中，作為短路和過電流的保護器，是應用最普遍的保護器件之一。 中文名： 熔斷器

熔斷器
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外文名： Fuse

性 質 ：過電流保護器

組成： 熔體和熔管

目錄

工作原理

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熔斷器的結構一般分成熔體座和熔體等部分。熔斷器是串聯連接在被保護電路中的，當電路電流超過一定值時，熔體因發熱而熔斷，使電路被切斷，從而起到保護作用。

熔體的熱量與通過熔體電流的平方及持續通電時間成正比，當電路短路時，電流很大，熔體急劇升溫，立即熔斷，當電路中電流值等於熔體額定電流時，熔體不會熔斷。所以熔斷器可用於短路保護。由於熔體在用電設備過載時所通過的過載電流能積累熱量，當用電設備連續過載一定時間後熔體積累的熱量也能使其熔斷，所以熔斷器也可作過載保護。

常見種類

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插入式熔斷器：它常用於380V及以下電壓等級的線路末端，作為配電支線或電氣設備的短路保護用。

螺旋式熔斷器：熔體上的上端蓋有一熔斷指示器，一旦熔體熔斷，指示器馬上彈出，可透過瓷帽上的玻璃孔觀察到，它常用於機床電氣控制設備中。螺旋式熔斷器。分斷電流較大，可用於電壓等級500V及其以下、電流等級200A以下的電路中，作短路保護。

封閉式熔斷器：封閉式熔斷器分有填料熔斷器和無填料熔斷器兩種，如圖3和圖4所示。有填料熔斷器一般用方形瓷管，內裝石英砂及熔體，分斷能力強，用於電壓等級500V以下、電流等級1KA以下的電路中。無填料密閉式熔斷器將熔體裝入密閉式圓筒中，分斷能力稍小，用於500V以下，600A以下電力網或配電設備中。

快速熔斷器：快速熔斷器主要用於半導體整流元件或整流裝置的短路保護。由於半導體元件的過載能力很低。只能在極短時間內承受較大的過載電流，因此要求短路保護具有快速熔斷的能力。快速熔斷器的結構和有填料封閉式熔斷器基本相同，但熔體材料和形狀不同，它是以銀片沖制的有V形深槽的變截面熔體。

自復熔斷器：採用金屬鈉作熔體，在常溫下具有高電導率。當電路發生短路故障時，短路電流產生高溫使鈉迅速汽化，汽態鈉呈現高阻態，從而限制了短路電流。當短路電流消失後，溫度下降，金屬鈉恢復原來的良好導電性能。自復熔斷器只能限制短路電流，不能真正分斷電路。其優點是不必更換熔體，能重複使用。

結構

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熔體額定電流不等於熔斷器額定電流，熔體額定電流按被保護設備的負荷電流選擇，熔斷器額定電流應大於熔體額定電流，與主電器配合確定。

熔斷器主要由熔體、外殼和支座3部分組成，其中熔體是控制熔斷特性的關鍵元件。熔體的材料、尺寸和形狀決定了熔斷特性。熔體材料分為低熔點和高熔點兩類。低熔點材料如鉛和鉛合金，其熔點低容易熔斷，由於其電阻率較大，故製成熔體的截面尺寸較大，熔斷時產生的金屬蒸氣較多，只適用於低分斷能力的熔斷器。高熔點材料如銅、銀，其熔點高，不容易熔斷，但由於其[[[電阻率]]較低，可製成比低熔點熔體較小的截面尺寸，熔斷時產生的金屬蒸氣少，適用於高分斷能力的熔斷器。熔體的形狀分為絲狀和帶狀兩種。改變變截面的形狀可顯著改變熔斷器的熔斷特性。熔斷器有各種不同的熔斷特性曲線，可以適用於不同類型保護對象的需要。

特性

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熔斷器的動作是靠熔體的熔斷來實現的，熔斷器有個非常明顯的特性，就是安秒特性。對熔體來說，其動作電流和動作時間特性即熔斷器的安秒特性，也叫反時延特性，即：過載電流小時，熔斷時間長；過載電流大時，熔斷時間短。

對安秒特性的理解，我們從焦耳定律上可以看到Q=I2*R*T，串聯迴路里，熔斷器的R值基本不變，發熱量與電流I的平方成正比，與發熱時間T成正比，也就是說：當電流較大時，熔體熔斷所需的時間就較短。而電流較小時，熔體熔斷所需用的時間就較長，甚至如果熱量積累的速度小於熱擴散的速度，熔斷器溫度就不會上升到熔點，熔斷器甚至不會熔斷。所以，在一定過載電流範圍內，當電流恢復正常時，熔斷器不會熔斷，可繼續使用。

因此，每一熔體都有一最小熔化電流。相應於不同的溫度，最小熔化電流也不同。雖然該電流受外界環境的影響，但在實際應用中可以不加考慮。一般定義熔體的最小熔斷電流與熔體的額定電流之比為最小熔化係數，常用熔體的熔化係數大於1.25，也就是說額定電流為10A的熔體在電流12.5A以下時不會熔斷。

從這裡可以看出，熔斷器的短路保護性能優秀，過載保護性能一般。如確需在過載保護中使用，需要仔細匹配線路過載電流與熔斷器的額定電流。例如：8A的熔體用於10A的電路中，作短路保護兼作過載保護用，但此時的過載保護特性並不理想。

熔斷器的選擇

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類型的選用

根據使用環境、負載性質和短路電流的大小選用適當類型的熔斷器。例如，對於容量較小的照明電路，可選用RT系列圓筒帽型熔斷器；相對於短路電流相當大或有易燃氣體的地方，應選用RT系列有填料密封管式熔斷器；在機床控制電路中，多選用RL系列螺旋式熔斷器；用於半導體功率元件及晶閘管的保護時，應選用RS或RLS系列快速熔斷器。

額定電壓和額定電流的選用

熔斷器的額定電壓必須不小於電路的額定電壓；熔斷器的額定電流必須不小於所裝熔體的額定電流；熔斷器的分斷能力應大於電路中可能出現的最大短路電流

額定電流的選用

1、對照明和電熱等電流較平穩、無衝擊電流的負載的短路保護，熔體的額定電流應等於或稍大於負載的額定電流。

2、對一台不經常啟動且啟動時間不長的電動機的短路保護，熔體的額定電流應不小於1.5-2.5倍電動機額定電流

3、對一台啟動頻繁且連續運行的電動機的短路保護，熔體的額定電流應不小於3-3.5倍電動機的額定電流。

4、對多台電動機的啟動保護，熔體的額定電流應不小於其中最大功率電動機的額定電流的1.5-2.5倍，加上其餘電動機額定電流總和。

主要分類

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1、熔斷器根據使用電壓可分為

高壓熔斷器和低壓熔斷器。

2、根據保護對象可分為

保護變壓器用和一般電氣設備用的熔斷器、保護電壓互感器的熔斷器、保護電力電容器的熔斷器、保護半導體元件的熔斷器、保護電動機的熔斷器和保護家用電器的熔斷器等。

3、根據結構可分為

敞開式、半封閉式、管式和噴射式熔斷器。敞開式熔斷器結構簡單,熔體完全暴露於空氣中,由瓷柱作支撐，沒有支座，適於低壓戶外使用。分斷電流時在大氣中產生較大的聲光。

半封閉式熔斷器的熔體裝在瓷架上，插入兩端帶有金屬插座的瓷盒中,適於低壓戶內使用。分斷電流時,所產生的聲光被瓷盒擋住。

管式熔斷器的熔體裝在熔斷體內。然後插在支座或直接連在電路上使用。

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噴射式熔斷器是將熔體裝在由固體產氣材料製成的絕緣管內。固體產氣材料可採用電工反白紙板或有機玻璃材料等。當短路電流通過熔體時，熔體隨即熔斷產生電弧，高溫電弧使固體產氣材料迅速分解產生大量高壓氣體，從而將電離的氣體帶電弧在管子兩端噴出，發出極大的聲光，並在交流電流過零時熄滅電弧而分斷電流。絕緣管通常是裝在一個絕緣支架上，組成熔斷器整體。有時絕緣管上端做成可活動式，在分斷電流後隨即脫開而跌落，此種噴射式熔斷器俗稱跌落熔斷器。一般適用於電壓高於6千伏的戶外場合。

4、根據分斷電流範圍還可分為

一般用途熔斷器，後備熔斷器和全範圍熔斷器。

一般用途熔斷器的分斷電流範圍指從過載電流大於額定電流1.6～2倍起，到最大分斷電流的範圍。這種熔斷器主要用於保護電力變壓器和一般電氣設備。後備熔斷器的分斷電流範圍指從過載電流大於額定電流4～7倍起至最大分斷電流的範圍。這種熔斷器常與接觸器串聯使用，在過載電流小於額定電流4～7倍的範圍時，由接觸器來實現分斷保護。主要用於保護電動機。

隨着工業發展的需要，還製造出適於各種不同要求的特殊熔斷器，如電子熔斷器、熱熔斷器和自復熔斷器等。

級間配合

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為防止發生越級熔斷、擴大事故範圍，上、下級（即供電干、支線）線路的熔斷器間應有良好配合。選用時，應使上級（供電幹線）熔斷器的熔體額定電流比下級（供電支線）的大1～2個級差。常用的熔斷器有管式熔斷器R1系列、螺旋式熔斷器RLl系列、填料封閉式熔斷器RT0系列及快速熔斷器RSO、RS3系列等。

注意事項

熔斷器使用注意事項

1、熔斷器的保護特性應與被保護對象的過載特性相適應，考慮到可能出現的短路電流，選用相應分斷能力的熔斷器；

2、熔斷器的額定電壓要適應線路電壓等級，熔斷器的額定電流要大於或等於熔體額定電流；

3、線路中各級熔斷器熔體額定電流要相應配合，保持前一級熔體額定電流必須大於下一級熔體額定電流；

4、熔斷器的熔體要按要求使用相配合的熔體，不允許隨意加大熔體或用其他導體代替熔體。

熔斷器巡視檢查

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1、檢查熔斷器和熔體的額定值與被保護設備是否相配合；

2、檢查熔斷器外觀有無損傷、變形，瓷絕緣部分有無閃爍放電痕跡；

3、檢查熔斷器各接觸點是否完好，接觸緊密，有無過熱現象；

4、熔斷器的熔斷信號指示器是否正常。

熔斷器使用維修

1、熔體熔斷時，要認真分析熔斷的原因，可能的原因有：

1）短路故障或過載運行而正常熔斷；

2）熔體使用時間過久，熔體因受氧化或運行中溫度高，使熔體特性變化而誤斷；

3）熔體安裝時有機械損傷，使其截面積變小而在運行中引起誤斷。

2、拆換熔體時，要求做到：

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1）安裝新熔體前，要找出熔體熔斷原因，未確定熔斷原因，不要拆換熔體試送；

2）更換新熔體時，要檢查熔體的額定值是否與被保護設備相匹配；

3）更換新熔體時，要檢查熔斷管內部燒傷情況，如有嚴重燒傷，應同時更換熔管。瓷熔管損壞時，不允許用其他材質管代替。填料式熔斷器更換熔體時，要注意填充填料。

3、熔斷器應與配電裝置同時進行維修工作：

1）清掃灰塵，檢查接觸點接觸情況；

2）檢查熔斷器外觀（取下熔斷器管）有無損傷、變形，瓷件有無放電閃爍痕跡；

3）檢查熔斷器，熔體與被保護電路或設備是否匹配，如有問題應及時調查；

4）注意檢查在TN接地系統中的N線，設備的接地保護線上，不允許使用熔斷器；

5）維護檢查熔斷器時，要按安全規程要求，切斷電源，不允許帶電摘取熔斷器管。

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