保險絲的種類

每個電氣系統都在供應和消耗能量的平衡下工作。當電壓施加到電路時，它被施加到電路中的某個電阻。結果，根據歐姆定律，由於做功的動作而產生電流。

在絕緣缺陷、裝配錯誤、緊急模式的情況下，電路的電阻逐漸減小或急劇下降。這導致電流相應增加，當超過標稱值時，會對設備和人員造成傷害。

在使用電能時，安全問題一直並將始終是相關的。因此，經常要特別注意保護裝置。第一種此類設計稱為保險絲，至今仍被廣泛使用。

電熔絲是工作電路的一部分，它被切斷在電源線的那一段上，它必須可靠地承受工作負載並保護電路免受過電流的發生。該功能是額定電流分類的依據。

根據應用的工作原理和分斷電路的方法，所有熔斷器分為 4 組：

1.帶熔斷器；

2、機電設計；

3、基於電子元器件；

4.過流作用後具有非線性可逆特性的自愈模型。

熱點鏈接

這種設計的保險絲包括一個導電元件，在超過標稱設定值的電流作用下，該元件因過熱而熔化並蒸發。這消除了電路的電壓並保護了它。

熔斷絲可以由銅、鉛、鐵、鋅等金屬或某些合金製成，這些金屬具有提供電氣設備保護特性的熱膨脹係數。

電氣設備用電線在靜止運行條件下的加熱和冷卻特性如圖所示。

熔斷器在設計負載下的運行是通過在工作電流通過金屬釋放的熱量與由於耗散而向環境中散發的熱量之間建立可靠的溫度平衡來確保的。

在緊急模式的情況下，這種平衡很快就會被打破。

保險絲的金屬部分在加熱時會增加其有效電阻值。這會導致更多的熱量，因為產生的熱量與 I2R 的值成正比。同時，電阻和發熱再次增加。該過程像雪崩一樣持續進行，直到保險絲發生熔化、沸騰和機械破壞。

當電路斷開時，保險絲內部會產生電弧。直到完全消失的那一刻，對裝置有危險的電流通過它，它根據下圖所示的特性變化。

熔斷器的主要工作參數是其隨時間變化的特徵電流，它決定了應急電流的倍數（相對於標稱值）對響應時間的依賴性。

為了在低應急電流下加速熔斷器的運行，使用了特殊技術：

• 創建具有減少區域的可變橫截面形狀；

• 利用冶金效應。

更改選項卡

隨著板變窄，電阻增加並產生更多的熱量。在正常運行中，這種能量有時間均勻地分佈在整個表面上，並且在過載的情況下，會在狹窄的地方產生臨界區。它們的溫度很快達到金屬熔化並斷開電路的狀態。

為了提高速度，板由薄箔製成，並以平行連接的多層使用。燃燒其中一層的每個區域可以加速保護操作。

冶金效應原理

它基於某些低熔點金屬（例如鉛或錫）的特性，在其結構中溶解更多難熔的銅、銀和某些合金。

為此，將錫滴塗在製成熔斷絲的絞線上。在電線金屬的允許溫度下，這些添加劑不會產生任何影響，但在緊急模式下，它們會迅速熔化，溶解部分賤金屬並加速保險絲的運行。

這種方法的有效性僅在細線上表現出來，並且隨著橫截面的增加而顯著降低。

保險絲的主要缺點是當它被觸發時，必須手動更換新的。這需要維持他們的庫存。

機電保險絲

將保護裝置切入電源線並確保其斷開以釋放電壓的原理使得可以將為此創建的機電產品歸類為保險絲。但是，大多數電工將它們歸為一個單獨的類別，並稱它們為 斷路器 或簡稱自動機。

在它們的運行過程中，一個特殊的傳感器不斷地監測通過電流的值。達到臨界值後，一個控制信號被發送到驅動器——來​​自熱釋放或磁釋放的儲能彈簧。

電子元件保險絲

在這些設計中，保護電路的功能由基於二極管、晶體管或晶閘管等功率半導體器件的非接觸式電子開關接管。

這些稱為電子保險絲 (EP) 或電流控制和開關模塊 (MKKT)。

作為示例，該圖顯示了顯示晶體管熔斷器工作原理的框圖。

這種保險絲的控制電路從電阻分流器中去除測量的電流值信號。它被修改並應用於隔離半導體門的輸入 MOSFET型場效應管. 

當通過保險絲的電流開始超過允許值時，門關閉，負載被關斷。在這種情況下，保險絲切換到自鎖模式。

如果電路中使用了大量的視頻監控，則很難確定保險絲是否熔斷。為了更容易找到，引入了“報警”信號功能，可以通過 LED 的閃爍或通過觸發固體或機電繼電器來檢測。

這種電子保險絲反應迅速，響應時間不超過 30 毫秒。

上面討論的方案被認為是簡單的，可以通過新的附加功能對其進行顯著擴展：

• 連續監測負載電路中的電流，當電流超過標稱值的 30% 時形成關斷命令；

• 當負載中的電流增加到設定值的 10% 以上時，如果發生短路或過載，則通過信號關閉保護區；

• 在溫度超過 100 度的情況下保護晶體管的功率元件。

對於此類方案，使用的 ICKT 模塊分為 4 個響應時間組。最快的設備被歸類為 «0» 類。它們中斷超過設置值 50% 的電流長達 5 毫秒，300% 在 1.5 毫秒內，400% 在 10 微秒內。

自愈保險絲

這些保護裝置與保險絲的不同之處在於，在緊急負載關閉後，它們仍保持可操作性以供進一步重複使用。這就是為什麼他們被稱為自我修復。

該設計基於具有正電阻溫度係數的聚合物材料。它們在正常、正常條件下具有晶格結構，並且在加熱時突然轉變為非晶態。

這種保險絲的跳閘特性通常表示為電阻與材料溫度的對數。

當聚合物具有晶格時，它就像金屬一樣導電。在非晶態下，導電率顯著降低，這確保了在異常模式發生時關閉負載。

此類熔斷器用於保護裝置中，以消除在更換熔斷器或操作者手動操作困難時重複過載的發生。它是廣泛應用於計算機技術、移動設備、測量和醫療技術以及車輛的自動電子設備領域。

自複位保險絲的可靠運行受環境溫度和流過它的電流量的影響。為便於核算，引入技術條件：

• 傳輸電流，定義為+23攝氏度溫度下的最大值，不會觸發設備；

• 工作電流，作為在相同溫度下導致聚合物轉變為無定形狀態的最小值；

• 施加的工作電壓的最大值；

• 響應時間，從緊急電流出現到負載關閉的那一刻測量；

• 功耗，它決定了保險絲在+23 度時向環境傳遞熱量的能力；

• 連接工作前的初始阻力；

• 手術結束後1小時阻力達到。

自愈保護器具有：

• 小尺寸；

• 快速反應；

• 工作穩定；

• 設備過載和過熱的綜合保護；

• 無需維護。

各種保險絲設計

根據任務，創建保險絲以在電路中工作：

• 工業設施；

• 一般用途的家用電器。

由於它們在不同電壓的電路中運行，因此製造的外殼具有獨特的介電特性。根據這個原理，熔斷器分為工作的結構：

• 帶有低壓設備；

• 在高達並包括 1000 伏的電路中；

• 在高壓工業設備電路中。

特殊設計包括保險絲：

• 爆炸物；

• 穿孔;

• 當電路在細粒填充物的狹窄通道中打開或形成汽車氣體或液體爆炸時，電弧熄滅；

• 用於車輛。

保險絲的有限故障電流可以從幾分之一安培到幾千安培不等。

有時，電工會在外殼中安裝校準電線而不是保險絲。不推薦使用這種方法，因為即使選擇了準確的橫截面，由於金屬或合金本身的特性，導線的電阻可能與推薦值不同。這樣的保險絲肯定不會起作用。

一個更大的錯誤是不小心使用了自製的“錯誤”。它們是電線中事故和火災的最常見原因。