1.4　熔斷器

熔斷器（Fuse）的定義為：當(dāng)電流超過規(guī)定值足夠長時(shí)間后，通過熔斷一個(gè)或幾個(gè)特殊設(shè)計(jì)的和相應(yīng)的部件，斷開其所接入的電路，并分?jǐn)嚯娏鞯碾娖鳌Ｈ蹟嗥靼ńM成完整電器的所有部件。

熔斷器是一種保護(hù)類電器，其熔體為保險(xiǎn)絲（或片）。熔斷器的外形如圖1-32所示，其圖形和文字符號(hào)如圖1-33所示。在使用中，熔斷器串聯(lián)在被保護(hù)的電路中，當(dāng)該電路中發(fā)生嚴(yán)重過載或短路故障時(shí)，如果通過熔體的電流達(dá)到或超過了某一定值，而且時(shí)間足夠長，在熔體上產(chǎn)生的熱量會(huì)使其溫度升高到熔體金屬的熔點(diǎn)，導(dǎo)致熔體自行熔斷，并切斷故障電流，以達(dá)到保護(hù)目的。這樣，利用熔體的局部損壞可保護(hù)整個(gè)線路中的電氣設(shè)備，防止它們因遭受過多的熱量或過大的電動(dòng)力而損壞。從這一點(diǎn)來看，相對(duì)被保護(hù)的電路，熔斷器的熔體是一個(gè)“薄弱環(huán)節(jié)”，以人為的“薄弱環(huán)節(jié)”來限制乃至消滅事故。

熔斷器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價(jià)格低廉，廣泛用于低壓配電系統(tǒng)中，主要用于短路保護(hù)，也常作為電氣設(shè)備的過載保護(hù)元件。

1.4.1　熔斷器的種類、結(jié)構(gòu)和工作原理

（1）瓷插式熔斷器

瓷插式熔斷器指熔體靠導(dǎo)電插件插入底座的熔斷器。這種熔斷器由瓷蓋、瓷底座、動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)及熔絲組成，如圖1-34所示。熔斷器的電源線和負(fù)載線分別接在瓷底座兩端靜觸點(diǎn)的接線樁上，熔體接在瓷蓋兩端的動(dòng)觸點(diǎn)上，中間經(jīng)過凸起的部分，如果熔體熔斷，產(chǎn)生的電弧被凸出部分隔開，使其迅速熄滅。較大容量熔斷器的滅弧室中還墊有熄滅電弧用的石棉織物。這種熔斷器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價(jià)格低廉，廣泛用于照明電路和小功率電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)。常用型號(hào)為RC1A系列。

（2）螺旋式熔斷器

螺旋式熔斷器是指帶熔斷體的載熔件借助螺紋旋入底座而固定于底座的熔斷器，其外形如圖1-35所示。熔體的上端蓋有一個(gè)熔斷指示器，一旦熔體熔斷，指示器會(huì)馬上彈出，可透過瓷帽上的玻璃孔觀察到。它常用于機(jī)床電氣控制設(shè)備中。螺旋式熔斷器分?jǐn)嚯娏鬏^大，可用于電壓等級(jí)500V及以下、電流等級(jí)200A以下的電路中，起短路保護(hù)或過載保護(hù)作用。常見的有RL1、RL2和RL5等系列。

（3）封閉式熔斷器

封閉式熔斷器是指熔體封閉在熔管的熔斷器，如圖1-36所示。封閉式熔斷器分為有填料封閉式熔斷器和無填料封閉式熔斷器兩種。有填料封閉式熔斷器一般用瓷管制成，內(nèi)裝石英砂及熔體，分?jǐn)嗄芰?qiáng)，用于電壓等級(jí)500V以下、電流等級(jí)1kA以下的電路中。無填料封閉式熔斷器將熔體裝入封閉式筒中，如圖1-37所示，分?jǐn)嗄芰ι孕。糜?00V以下、600A以下的電力網(wǎng)或配電設(shè)備中。常見的無填料封閉式熔斷器有RM10系列。常見的有填料封閉式熔斷器有RT0、RT10等系列。

（4）快速熔斷器

快速熔斷器主要用于半導(dǎo)體整流元件或整流裝置的短路保護(hù)。由于半導(dǎo)體元件的過載能力很低，只能在極短時(shí)間內(nèi)承受較大的過載電流，因此要求短路保護(hù)具有快速熔斷的能力。快速熔斷器的結(jié)構(gòu)和有填料封閉式熔斷器基本相同，但熔體材料和形狀不同，它是以銀片沖制的有V形深槽的變截面熔體。常見的有RS0系列產(chǎn)品。

（5）自復(fù)熔斷器

自復(fù)熔斷器采用金屬鈉作熔體，在常溫下具有高電導(dǎo)率。當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流產(chǎn)生高溫使鈉迅速汽化，氣態(tài)鈉呈現(xiàn)高阻態(tài)，從而限制了短路電流；當(dāng)短路電流消失后，溫度下降，金屬鈉恢復(fù)原來良好的導(dǎo)電性能。自復(fù)熔斷器只能限制短路電流，不能真正分?jǐn)嚯娐贰Ｆ鋬?yōu)點(diǎn)是不必更換熔體，能重復(fù)使用。常見的有RZ系列產(chǎn)品。

我國常用的熔斷器型號(hào)有RL1、RL6、RT0、RT14、RT15、RT16、RT18、RT19、RT23、RW等系列產(chǎn)品。

1.4.2　熔斷器的技術(shù)參數(shù)

（1）額定電壓

額定電壓指熔斷器長期工作時(shí)和分?jǐn)嗪竽軌虺惺艿碾妷海鋽?shù)值一般等于或大于電氣設(shè)備的額定電壓。

（2）額定電流

額定電流指熔斷器長期工作時(shí)，設(shè)備部件溫升不超過規(guī)定值時(shí)所能承受的電流。廠家為了減少熔斷器管額定電流的規(guī)格，熔斷器管的額定電流等級(jí)比較少，而熔體的額定電流等級(jí)比較多，也即在一個(gè)額定電流等級(jí)的熔斷器管內(nèi)可以分裝幾個(gè)額定電流等級(jí)的熔體，但熔體的額定電流最大不能超過熔斷器管的額定電流。

（3）極限分?jǐn)嗄芰?/h5>

極限分?jǐn)嗄芰κ侵溉蹟嗥髟谝?guī)定的額定電壓和功率因數(shù)（或時(shí)間常數(shù)）的條件下能分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦担陔娐分谐霈F(xiàn)的最大電流值一般是指短路電流值。所以，極限分?jǐn)嗄芰σ卜从沉巳蹟嗥鞣謹(jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰ΑT23系列熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)見表1-11，其型號(hào)的含義如圖1-38所示。

表1-11　RT23系列熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)

圖1-38　熔斷器型號(hào)的含義

1.4.3　熔斷器的選用

選擇熔斷器主要是選擇熔斷器的類型、額定電壓、額定電流及熔體的額定電流。熔斷器的額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。熔斷器的額定電流應(yīng)大于或等于熔體的額定電流。

下面詳細(xì)介紹一下熔體的額定電流的選擇。

① 用于保護(hù)照明或電熱設(shè)備的熔斷器。因?yàn)樨?fù)載電流比較穩(wěn)定，所以熔體的額定電流應(yīng)等于或稍大于負(fù)載的額定電流，即I_idGenCharOverride-4≥I_idGenCharOverride-4，式中，I_idGenCharOverride-4為熔體的額定電流；I_idGenCharOverride-4為負(fù)載的額定電流。

② 用于保護(hù)單臺(tái)長期工作電動(dòng)機(jī)（即供電支線）的熔斷器，考慮電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)不應(yīng)熔斷，即ICharOverride-16≥ （1.5～2.5）ICharOverride-16。式中，ICharOverride-16為熔體的額定電流，ICharOverride-16為電動(dòng)機(jī)的額定電流，輕載啟動(dòng)或啟動(dòng)時(shí)間比較短時(shí)，系數(shù)可以取1.5，當(dāng)帶重載啟動(dòng)時(shí)間比較長時(shí)，系數(shù)可以取2.5。

③ 用于保護(hù)頻繁啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)（即供電支線）的熔斷器，考慮頻繁啟動(dòng)時(shí)發(fā)熱，熔斷器也不應(yīng)熔斷，即I_idGenCharOverride-4≥（3～3.5）I_idGenCharOverride-4。式中，I_idGenCharOverride-4為熔體的額定電流，I_idGenCharOverride-4為電動(dòng)機(jī)的額定電流。

④ 用于保護(hù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)（即供電干線）的熔斷器，在出現(xiàn)尖峰電流時(shí)也不應(yīng)熔斷。通常，將其中功率最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，而其余電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的電流作為其尖峰電流，為此，熔體的額定電流應(yīng)滿足I_idGenCharOverride-4≥ （1.5～2.5）I_idGenCharOverride-4+∑I_idGenCharOverride-4。式中，I_idGenCharOverride-4為熔體的額定電流，ICharOverride-16為多臺(tái)電動(dòng)機(jī)中功率最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流，∑ICharOverride-16為其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和。

⑤ 為防止發(fā)生越級(jí)熔斷，上、下級(jí)（即供電干、支線）熔斷器間應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配合，為此，應(yīng)使上一級(jí)（供電干線）熔斷器的熔斷額定電流比下一級(jí)（供電支線）大1～2個(gè)級(jí)差。

【例1-13】　一個(gè)電路上有一臺(tái)不頻繁啟動(dòng)的三相異步電動(dòng)機(jī)，無反轉(zhuǎn)和反接制動(dòng)，輕載啟動(dòng)，此電動(dòng)機(jī)的額定功率為2.2kW，額定電壓為380V，請(qǐng)選用合適的熔斷器（不考慮熔斷器的外形）。

【解】　在電路中的額定電流為

因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)輕載啟動(dòng)，而且無反轉(zhuǎn)和反接制動(dòng)，所以熔體額定電流為ICharOverride-16=1.6ICharOverride-16=1.6×
5.8=9.3A，取熔體的額定電流為10A。

又因?yàn)槿蹟嗥鞯念~定電流必須大于或等于熔體的額定電流，可選取熔斷器的額定電流為32A，確定熔斷器的型號(hào)為RT18-32/10。

【例1-14】　CA6140A車床的快速電動(dòng)機(jī)的功率為275W，請(qǐng)選用合適的熔斷器。

【解】　在電路中的額定電流為

因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)經(jīng)常啟動(dòng)，而且無反轉(zhuǎn)和反接制動(dòng)，熔體額定電流為I_idGenCharOverride-4=3.5I_idGenCharOverride-4=3.5×0.72=
2.52A，取熔體的額定電流為4A。

又因?yàn)槿蹟嗥鞯念~定電流必須大于或等于熔體的額定電流，可選取熔斷器的額定電流為16A，確定熔斷器的型號(hào)為RT23-16/4。