保险丝的工作原理及特性

保险丝的工作原理

当制作保险丝的材料及其形状确定了，其电阻R就相对确定了（若不考虑它的电阻温度系数）。当电流流过它时，它就会发热，随着时间的增加其发热量也在增加。电流与电阻的大小确定了产生热量的速度，保险丝的构造与其安装的状况确定了热量耗散的速度，若产生热量的速度小于热量耗散的速度时，保险丝是不会熔断的。若产生热量的速度等于热量耗散的速度时，在相当长的时间内它也不会熔断。若产生热量的速度大于热量耗散的速度时，那么产生的热量就会越来越多。又因为它有一定比热及质量，其热量的增加就表现在温度的升高上，当温度升高到保险丝的熔点以上时保险丝就发生了熔断。这就是保险丝的工作原理。

人们从这个原理中应该知道，您在设计制造保险丝时必须认真地研究您所选材料的物理特性，并确保它们有一致几何尺寸。因为这些因素对保险丝能否正常工作起了至关重要的作用。同样，您在使用它的时候，一定要正确地安装它。

当电流流过导体时，因导体存在一定的电阻，所以导体将会发热。且发热量遵循着这个公式：Q=0.24I2RT；其中Q是发热量，0.24是一个常数，I是流过导体的电流，R是导体的电阻，T是电流流过导体的时间；依此公式我们不难看出保险丝的简单的工作原理了。

保险丝的特性术语

1、额定电流：保险丝管的公称工作电流（正常条件下，保险丝长期维持正常工作的最大电流）。

2、额定电压：保险丝的公称工作电压（保险丝断开瞬间，能安全承受的最大电压）。选用保险丝时，被选用保险丝的额定电压，应大于被保护回路的输入电压。

3、分断能力：当电路中出现很大的过载电流（如强短路）时，保险丝能安全切断（分断）电路的最大电流。它是保险丝最重要的安全指标。安全分断是指在分断电路中不发生喷溅、燃烧、爆炸等危及周围元、部件以至人身安全的现象。

4、过载能力(承载能力)：保险丝能在规定时间内维持工作的最大过载电流。当流经保险丝的电流超过额定电流时，一段时间后熔体温度将逐渐上升以至最后被熔断。

UL标准规定：保险丝维持工作4小时以上，最大不熔断电流是额定电流的110[%]（微型保险丝管为100[%]）^&^p。IEC标准规定：保险丝维持工作1小时以上，最大不熔断电流是额定电流的150[%]。

5、熔断特性（I-T）：保险丝所加负载电流与保险丝熔断时间的关系。

A、熔断特性曲线（I-T曲线）：在以负载电流为X轴，熔断时间为Y坐标的对数坐标系内，由保险丝在不同负载电流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其熔断特性，这种曲线很好地描绘了保险丝的过载性能。可供保险丝选用时参考。

B、熔断特性表：由几个规定的具有代表性的负载电流值和对应的熔断时间范围所组成的表格。各安全标准都已明确规定，这是验收保险丝的最主要依据。

例如UL、CSA、MIT/KTLA种规格快速熔断型，规定为：^&^p In 100[%]，4小时最小；^&^p　　In135[%]，1小时最大；^&^p，In 200[%]，2分钟最大。

6、熔化热能值（I2T）：使保险丝的熔断体熔化，部份汽化的切断电流所需要的公称能量值，简单说就是使保险丝熔断所需的最小热能值。

总量I2t=熔化I2t+飞弧I2t。其中熔化I2t（相当于IEC标准中的预飞弧I2t），指从熔体熔化到飞弧开始瞬间所需要的能量；飞弧I2t是指飞弧开始瞬间到飞弧最终熄灭所需要的能量。对于低压保险丝来说，飞弧时间非常短，常可忽略，即飞弧I2t可以按零计算。

UL和IEC都未对I2t作要求，但I2t对选用fuse有些帮助。保险丝的I2t测算是在保险丝的熔断时间小于10ms（通常是以8 ms）时的I2t来计算。我公司样本上有各规格的I-T曲线，有相应规格I2t参考值，供选用保险丝时参考。

7、电压降：在额定电流条件下，达到热平衡后保险丝两端的电压差。

8、温升：在一定电流条件下，达到热平衡后保险丝表面温度与通电初始温度（可以理解为环境温度）之差，即温升=保险丝表面温度-环境温度。