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熔断器技术保险丝基本知识docx
◎2EIE/1IM吉門巒絲
第一部分:
保险丝基础
第二部分:
熔丝学
第三部分:
熔断过程
第五部分:
产品介绍
第六部分:
交流
◎zhe/mV吉
保险丝的发展历史
插塞式保险丝
(1880年〉
I生田俣险丝
标准片式保险丝(1978年)
MINI保险
(1991牵)
玻璃管保险丝(1914年)
慢熔保险高电压保险
(1982年)(2000年)
保险丝的定义
保险丝也被称为熔断器,它是一种安装在电路中,保证电路安全运行的电器元件。
作用:
当电路发生故障或异常时,伴随着电流不断升高,并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件,也有可能烧毁电路甚至造成火灾。
若电路中正确地安置了保险丝,那么,保险丝就会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候,自身熔断切断电流,从而起到保护电路安全运行的作用。
车用保险丝种类
按形状分:
片式熔断器、方型熔断器、玻璃管式熔断器、欧式熔断器、平板式熔断器
按额定电压分:
高压熔断器、低压熔断器
按熔断速度分:
快熔保险丝、慢熔保险丝
术语
・高压熔断器:
的保险
工作电压在DC32V〜DC450V之间
熔保险也叫延时保险丝,它的延时特性表现
在电路出现非故障脉冲电流时保持完好而能对长时间的过载提供保护。
•额定电流:
保险丝的最高工作电流In
⑥V吉rwm
术语
熔断特性:
表明保险丝的熔断时间与熔断电流之间的关系
•额定电压:
是指在过载发生时,保险丝设计上使电路安全运行的最大电路电压
⑥ZHEZMV吉Pnom
保险丝的构造
•熔断体
・端子
•绝缘体
保险丝工作原理
•当电流通过熔断体时,因熔断体存在一定的电阻,所
以熔断体将会发热且发热量遵循着这个公式:
Q=0.24I2Rt(焦耳定律)
•当Q发VQ散时,保险丝不熔断
•当Q发二Q散时,保险丝长时间内不熔断
•当Q发〉Q散时,保险丝熔断
第二部分熔丝学
•环境温度
指直接环绕熔丝周围的空气温度
环境温度与熔断特性的关系:
环境温度越高,熔丝的工作温度就越高,其寿命就越短,反应在使用过程中就是保险丝提前熔断
第二部分熔丝学
环境温度对保险丝额定值的影响
熔丝上的温度
=环境温度匚+保险丝温度的上升Td
快熔保险
|相同材料制造的熔丝
P009.08
13
—一
坏境温度对电流承我能力的影响
第二部分熔丝学
⑥ZHE4L1V吉PWm
14
第二部分熔丝学
典型温度折减系数K
环境温度"C
快熔保险%
慢熔保险%
-40
107.51
116.41
-20
105.00
112.36
0
102.49/
107.35
23
100.00//
100.00
40
98.64//•
93.39
60
97.33
84.63
70
96.66
80.00
80
95.90
75.24
90
95.00
70.00
聖100
93.92
//63.93
120
91.37
50.00
第二部分熔丝学
/久'诊—*K
其屮\匸作电流:
IJ呆险丝额定电流;K温度折减系数
例:
在某一场合,选用20A的慢熔保险,在23°C环境下使用,则电路中的最高工作电流二保险丝额定值T即最高允许工作电流=20A*1=20A(23°C时)
in
同样,若在70C高温的环境温度下工,从温度折减系数
I表中査的折减系数为80%
即最高允许工作电流=20A*80%=16A(70°C时)
第二部分熔丝学
•额定值的使用率
在23°C环境温度下,我们推荐的熔丝的工作电流不应超过额定电流值的75%八厂;丿
Ir=In*K*75%
例:
工作电流=20A*1*75%=15A(23C时)
工作电流=20A*80%*75%=12A(70°C时)
17
•检测环境与实际使用中的差异:
1、安装腔广I
2、接触电阻
3、空气流动
4、脉冲电流
5、电线Kz
⑥fHE/TI/lV吉門保戀ML18
第二部分熔丝学
母插他
.4^X(^'ML—3
电线
■以ATS片式保险为例:
⑥ZHE4L1V吉PWm
接触电阻最大为0・6mQ
20
测量电压降值
•电压降
•保险丝的电压降是保险丝在额定电流条件下,其两端的电压降。
它反映了保险丝的内阻
•电压降试验
通以额定电流15min后,
关于电线与端子连接处的电压降,可参考QC/T29106-2004
⑥吉rwm
21
•保险丝温度的上升Td(°C)
25A
/30A
15A
/
SA/i
///
/•丿仃Z#
7
%
40
0
102030
电流值(A)
120
100
8060
4020
(PSLC—母S
以ATS片式保险为例
©fflE/iwV吉pwm
22
第二部分熔丝学
4、脉冲电流
又名“冲击电流.起动电流、涌入电流”,脉冲电流的状况
•由于电流脉冲使熔丝受到压力(温度的和机械的),
在能量和脉冲数量的压力下,它将逐步老化
-疲劳
・多次的扩散
-氧化
第二部分熔丝学
•熔化热能(Pt)
•通常被用于熔断器承受浪涌能力的技术指标,其中I为过载电流,t为熔断时间〒
•熔断器的公称熔化热能值(If2t)是熔体熔断所需要的能量值
•电路中出现脉冲电流时所释放出的能量值(Ir2t)
25
•脉冲能力:
之间要有足够的冷却。
•脉冲系数R(%)
脉冲系数R(%)=
脉冲能量(I/t)
公称熔化热能(If2t)
•熔断的保险丝完整,老化程度最少
⑥fflE/inmorn
26
脉冲系数R(%)
第二部分熔丝学
1,000,000
100,000
10,000
1,000
100
10
脉冲系数
循环次数
22%
1,000,000
30%
100,000
40%
3,230
50%
400
60%
45
70%
10
循环次数
脉冲系数R(%)
100
27
第二部分熔丝学
•典型波形脉冲能量计算公式
波形
占值计算公式
波形
*T值计算公式
~1
"亠_
矩形波
ia2ta
正弦波
(1/2)ia%
E
ta尸
蹄形波
(l/3)(ia?
+iaib4-ib2)ta
t
1或-—
或形淙
(1/5)i花
三角形波
(l/3)ia2ta
充、放电波
(1/2)i並
28
第二部分熔丝学
•脉冲试验
电流一脉冲负荷试验(环境温度23C)
循环次数:
20,000次
29
第二部分熔丝学
•脉冲试验
高温下的电流——
耐久性(环境温
例:
FLF-M
0.71
n
10s10s
—・・•・•
10:
030
1个循环・'背
「度90°C±5°C)
循环次数:
43,200次(240小时)
⑥ZHE/1临T吉鬥保磁隊
30
第二部分熔丝学
5、电线
\^mm2
导线截面积(皿2)
长度
mm
0.5
0.75
1
/1.5
2.5
4
5A
J
500
7.5A
V
10A
J
15A
J
20A
V
25A
J
30A
J
常用规格试验用线
第二部分熔丝学
汽车线束内的电线常用规格为0・5、0.75.1.0.1.5
、2.0、2.5、4.0、6・0等平方毫米的电线,它们各自都有允许负载的电流值,配用于不同功率用电设备
的导线。
推荐(QC/T730-2005标准线,25°C下)
规格
「•作电流
规格
I】作电流
规格
工作电流
0.5mm2
W6.75A
2.0mm2
W22.5A
5.0mm2
W42.0A
0.75mm2
W9.0A
2・5血2
W27.0A
6.0®ni2
W52.0A
1.0mm2
W13.5A
3.0mm2
W32.0A
8.0mm2
W60.0A
1.5mm2
W18.0A
4.0mm2
W35.0A
10.0mni2
W80.0A
第二部分熔丝学
为了保险丝与连接电线相匹配,连接电线的电流承载能力须大于保险丝
第二部分熔丝学
•熔丝性能
又称为时间•电流特性或安•秒特性,指熔丝对各种电流负荷作出迅速反应的程度。
熔丝的性能通常可分成:
1、快熔断型
2.
慢熔断型
第二部分熔丝学
•熔断特性曲线
•作为熔断特性的图形表示,熔断特性曲线一般是中间曲线,作为顾客设计的辅助手段,而不是作为熔丝规格的一部分
的反应速度不同
第二部分熔丝学
ATM40A与FLF-E40A比较
第二部分熔丝学
电流(安培〉
37
⑥ZHE/MV吉
第二部分熔丝学
ATM30A^ATN30A比较
:
ATWiaiF^1
81定笆漁0
•巾
■宗
1(DL
KXM9R
WWW
l5Fi%
fine
1ft0fl»
20Dt
13»1
600«.
ATN熔断特性1
额定电流%
熔希时间
最小
最大
110%
100/J>«
———
135%
0.75»
1800秒
200%
0.15^
昭
350%
0.04秒
0.5»
600%
0.02/
0.1秒
第二部分熔丝学
⑥ZHE/mV吉門保{僉綠?
9
第二部分熔丝学
•分断能力
•又称为致断容量、熔断额定值、短路截流能力、打断能力Zog/
•在额定电压条件下能安全切断电路的最大故障电流(不包括瞬间脉冲电流的峰值)
40
第三部分:
熔断过程
⑥fflE/mmorn
41
温度感应成像图
(以ATS30A为例)
⑥fflE/MV吉Pnom
42
温度剖析
快熔保险丝熔断过程
o。
)
419
(350)
右相应的时间
175
23
VVtrt0
说明:
①以ATS30Ailfi电135%In②括号()内表示30A保险丝的时间
s(sW込h(sssoeh(Ss9「sr)
e/thV吉
44
快熔保险丝熔断过程
⑥吉rwm45
tl
分离
謡議繆S)开始飞弧和灼烧
t3(51.741S)飞弧加剧,继续灼烧启面
飞弧熄灭保险丝断开
⑥ZHE/lfW吉鬥保《匍隊
46
熔断后形式
熔断点
⑥fflE/iMV吉rwm
47
WT7
温度感应成像图
©ffi
E/mhT吉
48
慢熔保险丝熔断过程
to(OS)熔丝和锡都是固体
ti
(170.262S)熔丝=固体,
球=液体扩散过程开始
熔丝=液体,锡球=液体,混合部=固体和液体扩散过程在进行中
t2(932.184S)液体合金(熔丝+锡球)
50
4
慢熔保险丝熔断过程
2分离
开始飞弧和灼烧后面的熔丝
烧后面熔丝
t3(1078.916S)飞弧加剧,继续灼
飞弧熄灭
[险丝断开
⑥zhe/mV吉
51
第四部分:
保险丝选择
选择保险丝主要需考虑的因素:
1、工作电流少/
4、熔断特性
5、脉冲电流
6、安装空间
7、产品的更换
54
计算实例1
382A@7.26mS+4A@6.44mS
•需要承受1,000,000次脉冲
55
计算实例1(续1)
•首先考虑额定电流的使用率75%和环境温度对电流承载能力的影响折算率80%
保险丝额定值=工作电W(0.75*0.8)
即16/(0.75*0.8)=26・7A/
所以我们选用保险丝额定值至少为30A或更高电流
•车用保险丝均为32VDC以下,所以保险丝电压没有问题
•电路中的脉冲峰值382A小于FLF-E保险丝的致断容量(分断能力)13oooa
计算实例1(续2)
•根据实际应用中的脉冲波形计算浪涌的能量值确
Ir2t=(3822*0.00726+42*0.00644)*0.5
=529.76A2S?
7
需要承受1,000,000次以上脉冲,必须选用的保险丝的公称熔化热能值
If2t^529.76/0.22=2,407.98A2S
而FLF-E30A的公称熔化热能值(3,070A^S)大于2,407.98A2S,符合要求
⑥V吉pwm
57
计算实例2
•同样上述例子,我们假设不知道选用哪种型号产品?
•査询符合公称熔化热能值且为30A的保险有:
ANS30A——5,300A2SFLF-E30A——3,070A2S
FLF-S30A——2,480A2S
FLM30A——2,850A2S
ATM30A——3,860A2S
•客户可根据自己的需求选用
⑥fflE/Mmom
快熔保险
使用温度:
-40-C〜125・C
规格:
1A〜40A
致断容量:
1,000A32VDC
110%
135%
200%
1800«>
无锁紧
冇锁紧
第1次插入力(最大)
80N
45N
第1次拔出力(最大)
80N
45N
第10次插入力(最大)
18N
9N
端子要求:
350%
600%
100小时
0.75»
0心
004#
0.02秒
05秒
0.1秒
(DfflE/MV吉Pnom
60
E郭;
汽9.1尸
T1(rn快熔保险
使用温度:
-40-C〜125X:
III||规格:
2A〜35A
LM5MIN.I致断容量:
1,000A32VDC
ATN熔断特性
额定电流%
熔断时何
用小
110%
06小时
OBIVOB
135%
0.75^
1800秒
200%
0.15^
盹
350%
0.04秒
0.5»
600%
0.02砂
0.1砂
无锁紧
有锁紧
第1次插入力(最大)
53N
27N
第1次拔出力(最大)
53N
27N
第10次插入力(最小)
6N
4N
端f要求:
⑥ZHE/1L耐吉門保瞼繰
61
62
31MIN.
■*1
20
□口/Z推裤安製牲
熔保险
使用温度:
规格:
20A〜100A
致断容量:
1,000A32VDC
⑥fflE/iLiV吉
端子要求:
插拔力
第1次插入力(嚴大)
100N
第1次拔出力(最大)
100N
第10次插入力(最小)
30N///
ATM熔顒特彳
•相对于其它片式熔断器,额
磁电流鴨
焙斷时何
定电流高,而且体积较大
最小
■大
100%
100/J'时
135%
60»
1300秒
200%
申
€0秒
・通常用于替代易熔线或易熔
350%
0.2秒
7秒
连接线以保护电气配件
600%
0.04秒
1秒
⑥fflE/mV吉rwm
63
方型熔断器(FLM)
慢熔保险
使用温度:
-40-C〜125C
规格:
20A〜120A
致断容量:
1,000A32VDC
[FLM熔断
額定电流%
熔斷时何
量小
量大
110%
4/hBt
—
200%
晞
100^
350%
0.2秒
7秒
600%
0.04»
1秒
使用于线束总保险和电流总保险
64
慢熔保险
使用温度:
-40-C〜1259
规格:
20A〜60A
致断容量:
1,000A32VDC
⑥ZHE/nW吉鬥保瞼繰
65
慢熔保险
使用温度:
-40-C〜1259
规格:
20A〜60A
致断容量:
1,000A32VDC
⑥ZHE/HW吉鬥保叭
66
6.3±0.1
推荐安装腔
*定电流%
笛断时间
最小
韋大
100%
100/J'时
■■■
135%
60»
1.800»
200%
曲
60&
350%
0.2»
7»
BOO%
004秒
1秒
慢熔保险
使用温度:
-40X?
〜1259
规格:
20A〜60A
致断容量:
1,000A32VDC
⑥V吉rwm
67
平板式熔断器(ANS)
[ANsmwwn
电渣%
席斷MW150A
■小
最大
■小
■大
75%
—
—
100/hW
—
100%
100/hM
—
―
110%
"卜时
150%
90»
3.6OO«
—
一―
200%
3»
10□秒
1秒
15»
300%
0.3»
巧
350%
—
—
0.3t>
500%
0.1秒
1秒
—
600%
0.1抄
1秒
熔保险
使用温度:
-40-C〜1259规格:
30A〜150A致断容量:
2,000A32VDC
•节省空间高电流保护的保险丝
•用于总电流保险
68
平板式熔断器(ANM)
ANM熔阿
额定电流%
焙斷时间
■小
舉大
100%
4小时
—
135%
[20秒
1.800»
200%
■1秒
15秒
350%
03»
晞
600%
0.1秒
1秒
慢熔保险
使用温度:
-40-C〜1259
规格:
40A〜250A
致断容量:
2,000A32VDC适用于蓄电池、发动机插管和其它超高电流的重型电缆
69
保险丝座
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