熔斷器是可熔斷的連接線，它是一種使用歷史最久和使用最普遍的過(guò)載保護(hù)方法。然而，由于普遍認(rèn)為熔斷器的功能很簡(jiǎn)單，人們對(duì)它并未給予充分的關(guān)注，實(shí)際上應(yīng)該很好地理解其特性?，F(xiàn)代熔斷器技術(shù)是一門(mén)不斷發(fā)展的科學(xué)，更好的新熔斷器不斷地開(kāi)發(fā)出來(lái)以滿足保護(hù)半導(dǎo)體電路方面更苛刻的要求。為了獲得最可靠的長(zhǎng)期工作性能和最好的保護(hù)，必須明智地選擇適合使用的熔斷器。
1、熔斷器參數(shù)
從電的角度看，熔斷器按三個(gè)主要的參數(shù)加以分類(lèi)：額定電流、額定電壓和最重要的“允通”電流，或稱(chēng)額定熔化熱能值 。
額定電流
熔斷器有一個(gè)電流額定值已是常識(shí)，它必須大于被保護(hù)電路的最大直流電流或電流有效值，對(duì)于正確的熔斷器選擇來(lái)說(shuō)，還有其他兩個(gè)同樣重要的額定值。
額定電壓
熔斷器的額定電壓與輸入電壓沒(méi)有必然的聯(lián)系。更確切地說(shuō)，熔斷器的額定電壓表征其熄滅電弧的能力，此電弧是故障情況下熔件熔化可能產(chǎn)生的物理現(xiàn)象。在這些情況下熔斷器兩端的電壓取決于輸入電壓和電路類(lèi)型。例如，在熔斷瞬間，與電感電路串聯(lián)的熔斷器上的電壓可能是供電電壓的好幾倍。熔斷器額定電壓的選擇不當(dāng)可造成故障情況下過(guò)大的電弧，這將增加熔斷器熔斷期間的允通能量。在幾種特別的情形中，熔斷器盒可能會(huì)爆炸，進(jìn)而有引起火災(zāi)的危險(xiǎn)。在高壓熔斷器中用特殊的滅弧方法，這包括填充細(xì)沙和用彈簧裝載熔件。
允通電流 ( 額定熔化熱能值 )
熔斷器的這一特性是由使熔件熔化所必需消耗的能量來(lái)定義的，有時(shí)稱(chēng)為弧前允通電流。為熔化熔件，元件上產(chǎn)生熱量的速度必須快于它傳導(dǎo)熱量的速度，這需要一個(gè)確定的電流與時(shí)間的乘積。
在很短的時(shí)間之內(nèi)，通常少于10ms，很少的熱量能從熔件傳導(dǎo)出去，熔化熔斷器所必需的能量是熔斷器的比熱、質(zhì)量和所用合金類(lèi)型的函數(shù)。對(duì)于某種特定的熔斷器，熔件所消耗的熱量是以w s(j)，即 ×t 的形式存在的。熔斷器電阻是常數(shù)，則熱量與之成正比，對(duì)于某個(gè)特定的熔斷器弧前能量稱(chēng)為熔化熱能值 。 在較高電壓的電路中，在熔件熔斷后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電弧，在此電弧維持期間將有更多的能量會(huì)由此傳到輸出端。這種能量的大小取決于所加的電壓、電路特性和熔件的設(shè)計(jì)。因此，這一參數(shù)并非僅僅是熔斷器本身的一個(gè)函數(shù)，而是會(huì)隨著應(yīng)用的不同而變化。
熔化熱能值 把熔斷器分為比較熟悉的慢速熔斷型和快速熔斷型。圖1所示為三種類(lèi)型各自的典型弧前電流／時(shí)問(wèn)的允通特性曲線。在短于l0ms的時(shí)間內(nèi)，曲線能粗略地表現(xiàn)出 規(guī)律。在熔斷器盒內(nèi)增加的緩和劑能大幅度地改變?nèi)刍匦缘男螤?。?yīng)該注意的是在相同額定電流的慢速熔斷的熔斷器中， 能量，也就是允許通過(guò)到受保護(hù)設(shè)備端的能量可增至20倍。例如，10a熔斷器的 有一個(gè)處于快速熔斷型的5a ·s到慢速熔斷型的3000a ·s的范圍。
熔斷器總允通能量包括弧前和起弧部分，也極容易得到改變。它取決于熔斷器的材料、熔斷器的結(jié)構(gòu)、所加的電壓、故障的類(lèi)型和其他電路連接參數(shù)。
2、熔斷器的類(lèi)型
延時(shí)型熔斷器 ( 慢速熔斷型 )
延時(shí)型熔斷器會(huì)有一個(gè)相對(duì)結(jié)實(shí)的熔件，通常是低熔點(diǎn)的合金，這些熔斷器能任相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)傳輸大電流而不熔斷。它們廣泛應(yīng)用于有大浪涌電流的電路中，例如電動(dòng)機(jī)、螺線管和變壓器。
標(biāo)準(zhǔn)型熔斷器
這些熔斷器一般都是低價(jià)的，結(jié)構(gòu)也普通，采用銅材料，并常用透明玻璃管封裝起來(lái)。它們能處理短期的大電流瞬變情況，并由于價(jià)格便宜，使用非常廣泛。通常只是以短路保護(hù)的要求來(lái)選擇其大小。
超快速熔斷器 ( hrc 高分?jǐn)嗟陌雽?dǎo)體熔斷器 )
這些熔斷器用于保護(hù)半導(dǎo)體器件。同樣，它們也被要求在過(guò)載的情況下給出最小允通能量。
熔件質(zhì)量很小，并有一些填充物包圍。填充物的目的有二：其一為在長(zhǎng)期電流應(yīng)力下從熔斷器中傳導(dǎo)熱量出去，以提供良好的長(zhǎng)期工作可靠性；其二為在出現(xiàn)故障的情況下熔件熔斷時(shí)可快
速地熄滅電弧。對(duì)于短期大電流的瞬變情況，填充物的熱傳導(dǎo)性是相當(dāng)有限的。這允許熔件用最小輸入能量快速地達(dá)到熔化溫度。在瞬變電流負(fù)載下，這種熔斷器會(huì)很快被熔斷。
其他重要的熔斷器特性還有長(zhǎng)期工作可靠性和熔件功耗，這些有時(shí)會(huì)被忽略。廉價(jià)的快速熔斷型熔斷器通常只是一根極細(xì)的金屬絲。這種金屬絲是很易斷的，并通常對(duì)機(jī)械應(yīng)力和振動(dòng)很敏感。這種熔斷器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后會(huì)老化，即使運(yùn)行電流低于額定電流值時(shí)也是如此。運(yùn)行于額定電流時(shí)其典型的使用壽命為1000h，這是經(jīng)常引用的參數(shù)。
價(jià)格較高用石英沙填充的熔斷器會(huì)有長(zhǎng)得多的使用壽命，在正常情況下細(xì)小的熔件上產(chǎn)生的熱量都能被傳導(dǎo)出去，它有填充物給予機(jī)械支撐，在振動(dòng)情況下熔件的機(jī)械性能降低也不那么快。
另一方面，慢速熔斷器通常要結(jié)實(shí)得多，運(yùn)行額定電流的情況下使用壽命也要長(zhǎng)得多。然而，這些熔斷器具有大的“允通”功率，將不能對(duì)靈敏的半導(dǎo)體電路給予有效的保護(hù)。
這里只簡(jiǎn)短描述了現(xiàn)代熔斷器技術(shù)使用的很少幾種精巧方法，它們提供了特定的保護(hù)性能，并舉例說(shuō)明了熔斷器表現(xiàn)出來(lái)的不同特性，或許能為正確選擇和更換熔斷器的重要性引起多一些的重視。
3、選擇熔斷器
離線開(kāi)關(guān)電源
為離線開(kāi)關(guān)電源選擇熔斷器可從如下做法開(kāi)始：對(duì)于供電輸入端熔斷器，研究電源的接通特
性和浪涌限制電路在最大、最小輸入電壓下和完全限流負(fù)荷下的工作情況。選擇既可以提供足夠的電流冗余保持可靠工作，又可滿足浪涌要求的標(biāo)準(zhǔn)或慢速熔斷器。其持續(xù)工作額定電流應(yīng)該足夠低，以保證在真正故障情況下能提供良好保護(hù)。然而，為了熔斷器有長(zhǎng)的使用壽命，額定電流不應(yīng)太接近于在最小輸入電壓和最大負(fù)載條件下所測(cè)到的設(shè)備輸入電流的最大有效值，可取最大 的150％。注意使用測(cè)量或計(jì)算得到的電流有效值，在計(jì)算電流有效值時(shí)要考慮到波形系數(shù)，對(duì)電容輸人濾波器來(lái)說(shuō)近似為0．6。
熔斷器的額定電壓必須至少應(yīng)大于供電輸入電壓的峰值。此額定值是很重要的，如果額定電壓太低將發(fā)生過(guò)大的電弧。電弧使很可觀的能量通過(guò)，并可能導(dǎo)致熔斷器的爆裂，有設(shè)備內(nèi)起火的危險(xiǎn)。
晶閘管過(guò)電壓急劇保護(hù)熔斷器
如果使用晶閘管( scr )型的過(guò)壓保護(hù)，通常會(huì)用串聯(lián)熔斷器作為補(bǔ)充。此熔斷器應(yīng)比晶閘管的熔化熱能值 更小，約為后者的60％，以保證在(scr)出現(xiàn)故障前熔斷器熔斷，在此要選用快速熔斷器。使用者應(yīng)明白，隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)熔斷器會(huì)退化，應(yīng)有定期更換的機(jī)制。在較
舊的設(shè)備中，熔斷器的熔斷除了因設(shè)備故障外，還可能 是一個(gè)熔斷器的過(guò)度使用造成的。
變壓器輸入熔斷器
給60hz變壓器比如線性穩(wěn)壓器的輸入端選擇熔斷器，并非如想像的那么簡(jiǎn)單。在線性電源中，通常不進(jìn)行浪涌限制，浪涌電流可能很大。如果使用晶粒取向c型磁心或類(lèi)似的磁心，對(duì)先前的運(yùn)行狀況具有磁記憶，那么在第一個(gè)半周期內(nèi)有磁心局部飽和的可能。當(dāng)選擇熔斷器時(shí)，這些效應(yīng)必須考慮到，此時(shí)需要采用慢速熔斷器。
由前面的討論中可以看出，為了有最適宜的保護(hù)和長(zhǎng)壽命地使用熔斷器，進(jìn)行熔斷器的額定值和類(lèi)型的選擇是一個(gè)需要謹(jǐn)慎完成的任務(wù)。為了持續(xù)擁有最適宜的保護(hù)，使用者必須確保用相同類(lèi)型和額定值的熔斷器來(lái)更換原有的熔斷器。