熔断器的结构、特性及选用介绍
摘要
熔断器也被称为保险丝，IEC127标准将它定义为"熔断体（fuse-link)"。它是一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。熔断器其实就是一种短路保护器，广泛用于配电系统和控制系统，主要进行短路保护或严重过载保护。
熔断器-正文
熔断器
利用金属导体作为熔体串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，因其自身发热而熔断，从而分断电路的一种电器。熔断器结构简单，使用方便，广泛用于电力系统、各种电工设备和家用电器中作为保护器件。
结构和特性
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。
熔断器具有反时延特性，即过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断时间短。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。熔断器有各种不同的熔断特性曲线（见图），可以适用于不同类型保护对象的需要。
熔断器
分类
熔断器根据使用电压可分为高压熔断器和低压熔断器。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。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。熔断体是两端套有金属帽或带有触刀的完全密封的绝缘管。这种熔断器的绝缘管内若充以石英砂，则分断电流时具有限流作用，可大大提高分断能力,故又称作高分断能力熔断器。若管内抽真空，则称作真空熔断器。若管内充以SF6气体，则称作SF6熔断器，其目的是改善灭弧性能。由于石英砂，真空和SF6气体均具有较好的绝缘性能，故这种熔断器不但适用于低压也适用于高压。
熔断器
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。
此外，熔断器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。
熔断器-作用
有填料快速熔断器熔断器是一种简单而有效的保护电器。在电路中主要起短路保护作用。
熔断器主要由熔体和安装熔体的绝缘管(绝缘座)组成。使用时，熔体串接于被保护的电路中，当电路发生短路故障时，熔体被瞬时熔断而分断电路，起到保护作用。
熔断器的作用是：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熔断器，那么，熔断器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。最早的保险丝于一百多年前由爱迪生发明，由于当时的工业技术不发达白炽灯很贵重，所以，最初是将它用来保护价格昂贵的白炽灯的。熔断器-常用的熔断器
（1）插入式熔断器如图1所示，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。
图1 插入式熔断器
1-动触点2-熔体3-瓷插件4-静触点5-瓷座
（2）螺旋式熔断器如图2所示。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。
图2 螺旋式熔断器
1-底座2-熔体3-瓷帽
（3）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。
图3 无填料密闭管式熔断器
1-铜圈2-熔断管3-管帽4-插座5-特殊垫圈6-熔体7-熔片
图4 有填料封闭管式熔断器
1-瓷底座2-弹簧片3-管体4-绝缘手柄5-熔体
跌落式熔断器
（4）快速熔断器它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。
5）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。
工作时，熔断器串连在被保护的电路中。当电路发生短路或严重过载时，熔断器中的熔断体将自动熔断，起到保护作用，最常见的就是保险丝。另外还有断路器,俗称"空气开关",也是一种短路保护器,当过流时,它会自动跳闸,起到保护作用；熔断器、断路器都是保护电器。但它们不是一样.断路器是总称，它分为两种——框架式断路器和塑料外壳式断路器。框架式断路器俗称万能断路器；塑料外壳式断路器俗称空气开头。他们具有短路和过载保护，可重复使用。寿命一般在几千次到几万次。熔断器是靠熔体熔化保护线路的一种电器，不可重复使用。保护以后需要更换熔体。
熔断器-如何选择熔断器
（1）熔断器的安秒特性熔断器的动作是靠熔体的熔断来实现的，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，甚至不会熔断。因此对熔体来说，其动作电流和动作时间特性即熔断器的安秒特性，为反时限特性，如图所示。
