保险丝的作用和工作原理及分类

一、什么是保险丝

　　保险丝是一种保护电器的电子元器件，它通常串联在电路中，在故障电流增大到一定数值时，其自身熔断而切断电路，达到保护电路中其它设备的目的。在电路过电流保护组件中最常用的就是保险丝。传统的保险丝主要是由两端带有金属连接端子的管体和管内的金属熔体这两大部份组成且大多数保险丝的外型是圆柱形的，即所说的管状结构。但现在高科技飞速发展的今天，一些特殊材料得到了很好的应用，保险丝行业已开始向产品微小型方向发展，先后出现了贴片式保险丝、表面粘着型保险丝等一系列新型产品。

   
二、保险丝的作用

　　1.保险丝能承受由于电源或外部干扰而发生电流波动时一定范围的过载。
　　2.当电路中出现较大的过载电流时，保险丝应在规定的时间内切断过载电流，保护电路中其它电子零部件的安全。
　　3.当电路中发生短路出现很大电流时，保险丝能安全地切断电路，使它们免于因过电流造成破坏。
      
三、技术参数术语

　　1.额定电流：又称保险丝的公称工作电流。额定电流值通常有100mA、160mA、200mA、315mA、400mA、500mA、630mA、
800mA、1A、1.6A、2A、2.5A、3.15A、4A、5A、6.3A等。

　　2.额定电压：又称保险丝的公称工作电压，额定电压值通常有24V、32V、63V、125V、250V等。保险丝可以使用在等于或小于其额定电压的电压下使用，但一般不能使用在电路电压大于保险丝额定电压的电路中。

　　3.电压降：对保险丝在通额定电流，当保险丝达到热平衡即温度稳定下来时所测得的其两端的电压。由于保险丝两端电压降对电路会有一定的影响，因此在欧规中有对电压降的明确规定，而在美规中则无要求。

　　4.过载电流：过载电流是指在电路中流过有高于正常工作时的电流。如果不能及时切断过载电流，则有可能会对电路中其它电子零部件带来破坏。短路电流则是指电路中局部或全部短路而产生的电流，短路电流通常很大，且比过载电流要大。

　　5.熔断特性：即时间/电流特性。通常有两种表达方法，即I-T图和测试报告。I-T图是以负载电流为X坐标、熔断时间为Y坐标构成的坐标系内，由保险丝在不同电流负载下的平均熔断时间坐标点连成的曲线。每一种型号规格的保险丝都有一条相应的曲线可代表它的熔断特性，这条曲线可在选用保险丝时作为参考。测试报告是按照标准要求的测试项目所做的测试数据记录。

　　6.分断能力：又称额定短路容量，即在额定电压下，保险丝能够安全断开电路的最大电流值(交流电为有效值)，它是保险丝的重要安全参数。

　　7.熔化热能值：即保险丝熔化所需的能量值，其代号是I²t。它是使保险丝在8ms或更短的时间内断开时其对应的电流之平方与熔断时间之乘积，限制时间在8ms以内是使熔丝产生的热量全部用来熔断而来不及散热。它对于每一种不同的熔丝部件来说是个常量，它是熔丝本身的一个参数，由熔丝的设计所决定。

　　8.温升：温升是指保险丝在通规定的电流值的条件下使温度达到稳定时的温度值与室温的差值。
   
四、保险丝的构造

　　一般保险丝由三个部分组成：一是熔体部分，它是保险丝的核心，熔断时起到切断电路的作用，电阻值尽可能地小且要一致，最重要的是熔断特性要一致；二是电极部分，通常有两个，它是熔体与电路联接的重要部件，它必须有良好的导电性，不应产生明显的安装接触电阻；三是支架部分，保险丝的熔体一般都纤细柔软的，支架的作用就是将熔体固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用，它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性，在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象。
   
五、保险丝的工作原理

　　保险丝通电时，由于其自身电阻而使电能转化为热量使熔体发热，同时电流产生的热量又通过熔体、壳体向周围环境辐射，通过对流和传导等方式散发热量。当保险丝通过允许的工作电流时，散发的热量与产生的热量达到平衡，热量不会积聚于熔体使得熔体的温度升高，因此保险丝不会达到它的熔点而熔断。当保险丝通过的电流达到一定数值时，由电能转化的热量增多，散热速度跟不上发热速度，这些热量就会在熔体上逐渐积累，使熔体温度升高，当温度达到熔丝的熔点时，熔丝开始熔化并继续吸收热量进一步熔化变成液态，随后熔丝温度进一步升高到汽化点形成电弧，电弧是一种气体游离放电现象，电弧的强弱与电路的电压有关，电压越高电弧越强，保险丝的额定电压主要区别在于保险丝熔断时能承受的电路电压不同，保险丝不能用于高于其额定电压的电路中，因为电路电压高于保险丝额定电压时电弧不容易熄灭。另外，电弧的强弱还与电路中的电流有关，电流越大则电弧越强。如果不能及时将电弧熄灭，不仅无法切断电路，还可能烧毁电路中其它部件，从而导致火灾发生，造成事故。高防爆型保险丝是用加装防爆砂的方式使电弧熄灭，电弧熄灭后保险丝才真正切断电流，达到保护其它设备的目的。
    
六、保险丝的分类　

　　按保护形式可分为：过电流保护与过热保护。用于过电流保护的保险丝就是平常说的保险丝（也叫电流保险丝）。用于过热保护的保险丝一般被称为“温度保险丝”。温度保险丝是防止发热电器温度过高而进行保护的，例如：电吹风、电熨斗、电饭锅、电炉、变压器、电动机等等。它响应于用电电器温升的升高，不会理会电路的工作电流大小。其工作原理不同于“电流保险丝”。

　　按使用范围可分为：电子电器保险丝、电力保险丝、汽车保险丝等。
　　按体积可分为：大型、中型、小型及微型。
　　按额定电压可分为：高压保险丝、低压保险丝和安全电压保险丝。
　　按形状可分为：平头管状保险丝、尖头管状保险丝、铡刀式保险丝、螺旋式保险丝、插片式保险丝、平板式保险丝、贴片式保险丝。
　　按熔断速度可分为：慢断保险丝，一般用T表示；快断保险丝，一般用F表示。　
　　按标准可分为：欧规保险丝（IEC60127系列）、美规保险丝（UL248-1/14系列）、日规保险丝（METI OrdinanceArticle 1）等。
　　按保护形式可分为：电流保险丝，温度保险丝。
　　按尺寸可分为：贴片型0603，0805，1206，1812；插件型Φ2.4×7，Φ3.6×10，Φ4.5×15，Φ5×15，Φ5×20，Φ6.35×32，Φ8.5×8，8.5×8×4等。