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保險絲熔絲的介紹及選擇(安都保險絲)
  1. [ 添加時間:2014/3/7 瀏覽次數(shù):6104次 ]
一般的保險絲由熔體(熔絲)、電極部分、支撐體構(gòu)成。其中熔絲是最核心的部分,也是最重要的,它的作用是電流異常升高到一定的高度和熱度的時候,熔斷自身。設(shè)計保險絲時如何選擇熔絲呢?這涉及到熔絲的發(fā)熱功率、散熱功率、熔點。
一、發(fā)熱功率和散熱功率
當(dāng)電流異常熔絲的溫升達到熔點就會熔斷,而溫升取決于發(fā)熱功率和散熱功率。熔絲的發(fā)熱功率與其阻值成正比;熔絲的散熱功率的影響因素較多,如介質(zhì)層的材質(zhì)、熔絲的分布、空氣的流速以及溫度差等等。
在同樣的故障電流下,發(fā)熱功率是保持不變的,而散熱功率則隨著溫差的加大而成比例地增大,整個過程是動態(tài)的,具體是:加入電流后,一開始由于沒有溫差,散熱功率為0,發(fā)熱功率大于散熱功率造成溫度的上升,隨著溫度的上升散熱功率逐漸加大,溫升逐漸變慢,這時溫度仍是上升的,當(dāng)達到一定溫度時,這時保險絲的發(fā)熱功率與散熱功率相等,溫度趨向穩(wěn)定,這個穩(wěn)定的溫度是最高溫度。當(dāng)出現(xiàn)較大的故障電流較大時,發(fā)熱功率遠遠大于散熱功率,熔絲熔斷,這就是保險絲的工作原理。
1.決定發(fā)熱功率的因素是電阻因數(shù)。熔絲電阻的計算公式:R=ρL/S,其中ρ是電阻率,L是熔絲的有效長度,S是熔絲的橫截面積。ρ與熔絲材質(zhì)相關(guān),如銀的電阻率是最小的,合金的電阻率會大,所以在做小電流時會選用合金絲,而非小電流用的是銀絲或銀包銅的絲。
注:上述的電阻率在一定溫度下是恒定的,但在實際工作中熔絲往往有一定的溫度,當(dāng)保險絲通一定的電流后,保險絲發(fā)熱,其電阻率上升。對于熔斷測試儀的選定,恒壓源和恒流源差別很大。幾乎都是選恒流源,如果錯選了恒壓源,對于一些熔斷性能處于臨界的保險絲,有可能會造成小電流熔斷試驗時間超長。
2.散熱功率的決定因素有溫差、結(jié)構(gòu)和材質(zhì)、熔絲的分布。散熱功率是和溫差成正比的,基于這一點,在做試驗時一定要保證環(huán)境溫度在規(guī)定值,否則就會出現(xiàn)試驗偏差。結(jié)構(gòu)和材質(zhì)通常需放在一起講,因為結(jié)構(gòu)的影響歸根到底還是由材質(zhì)引起的。比如,熔絲懸在空中的結(jié)構(gòu),其散熱小,主要還是因為熔絲周圍的材質(zhì)是空氣,空氣的散熱當(dāng)然是小的了,當(dāng)然真空是最好的了。如果不是中空結(jié)構(gòu),那么希望直接接觸熔絲的介質(zhì)層的隔熱效果好一點。從大類上講PCB板的隔熱效果肯定遠遠好于陶瓷,所以其產(chǎn)品的阻值相應(yīng)就會小很多。對于陶瓷本身來說,不同成分的陶瓷的散熱也是有較大的差異,這部分涉及的面很廣。熔絲的分布,我們希望熔絲能集中一定的部位發(fā)熱,但這對中空結(jié)構(gòu)來說實現(xiàn)不了且必要性也不大,其實所謂其中發(fā)熱其總得發(fā)熱功率并沒有增加,只是降低了散熱效率而已。比如一般的管狀保險絲,兩端帽的錫含量的多少會影響到散熱的快慢。

注:對于像玻璃管保險絲這類產(chǎn)品的熔絲貼壁會造成熔斷性能的不一致,主要還是因為貼壁增加了散熱效率,從理論上可以計算,當(dāng)電流規(guī)格越小時,其影響因素越大。

二、熔絲熔點的決定因素
1.熔絲的熔點直接和金屬有關(guān)。不同金屬的熔點是不同的。
2.對保險絲用得導(dǎo)電體來說,錫是非常重要的一種金屬,因為其熔點低。當(dāng)它和其他金屬在一起時,當(dāng)錫融化時,另一金屬反過來會被錫融解掉,所以整體的熔點會很低。
3.熔點的降低其實也就說明了熔絲不需要很大的發(fā)熱功率,所以阻值也就大大降了下來。


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