溫度保險(xiǎn)絲熱熔斷器構(gòu)造及原理

孫玉培

摘 要：溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器又叫熱熔斷器，在電路中是通過感應(yīng)電器電子產(chǎn)品非正常運(yùn)作時(shí)切斷回路的一種裝置，是不可恢復(fù)一次性使用的保護(hù)元件。一般安裝在易發(fā)熱電器產(chǎn)品中，當(dāng)電器發(fā)生過熱故障導(dǎo)致溫度超過異常溫度時(shí)，溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器便會(huì)自動(dòng)熔斷從而切斷電源，防止電器引起火災(zāi)。本文即在簡(jiǎn)述溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器作用的基礎(chǔ)之上，就溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器的工作原理進(jìn)行分析，最后針對(duì)溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器實(shí)際應(yīng)用中的選擇方法與基本原則展開論述，望能夠引起業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注與重視。

關(guān)鍵詞：溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器；熱熔斷器；構(gòu)造；原理

中圖分類號(hào)： TN312 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

在常規(guī)條件下，溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器在電路上僅作為電源通路使用，在使用期間實(shí)際電流值低于額定值的情況下，無法觸及熔斷反應(yīng)，對(duì)電路正常運(yùn)行也沒有任何不良影響。僅當(dāng)電路溫度異常或者機(jī)械設(shè)備運(yùn)行故障時(shí)，溫度保險(xiǎn)絲熔斷器會(huì)觸及熔斷反應(yīng)并直接切斷電源線路，以免線路運(yùn)行受到故障的不良影響。只有電器產(chǎn)品在發(fā)生故障或產(chǎn)生溫度異常時(shí)，才會(huì)被熔斷從而切斷電源電路。這一點(diǎn)和電流熔斷器（電流保險(xiǎn)絲）是不同的，電流熔斷器是因電路中超過額定電流時(shí)產(chǎn)生的熱量而熔斷的。在電路出現(xiàn)故障或異常運(yùn)行時(shí)，電流呈持續(xù)升高趨勢(shì)，且可能導(dǎo)致電路中部分重要電器元件發(fā)生損壞，嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致電路燒毀或誘發(fā)火災(zāi)。兩者的相同點(diǎn)：兩者都是溫度過高發(fā)生熔斷；不同點(diǎn)：溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器熔斷時(shí)溫度高，但電流不一定高；電流保險(xiǎn)絲熔斷時(shí)溫度高，電流也一定高。以下即以溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器為例，針對(duì)其主要作用、工作原理以及在實(shí)際應(yīng)用中的選擇方法展開論述，望能夠引起業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注與重視。

1 溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器的作用

溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器主要由熔體和熔管以及外加填料等部分組成。使用時(shí)，溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器能感應(yīng)電子產(chǎn)品在溫度發(fā)生異常升高，通過溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器主體及導(dǎo)線感應(yīng)溫度，當(dāng)溫度達(dá)到熔體的熔點(diǎn)時(shí)，熔體會(huì)自動(dòng)融化。融化后的熔體在特殊填充料的促合作用下，表面張力增強(qiáng)，熔體熔斷后成球狀，從而切斷回路避免發(fā)生火災(zāi)。確保電路所連接電器設(shè)備的安全運(yùn)行。

2 溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器的工作原理

作為一種用于過熱保護(hù)的特殊保護(hù)裝置，溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器可進(jìn)一步細(xì)化為有機(jī)物型溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器、合金型溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器這兩種類型。

其中，有機(jī)物型溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器由可動(dòng)觸點(diǎn)、可熔體以及彈簧這3個(gè)部分構(gòu)成。在有機(jī)物型溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器啟動(dòng)前，電流自一側(cè)引線流過可動(dòng)觸點(diǎn)，并經(jīng)金屬外殼流動(dòng)至另一側(cè)引線。而當(dāng)外部溫度達(dá)到預(yù)設(shè)極限溫度后，有機(jī)物可熔體發(fā)生融化，導(dǎo)致壓縮彈簧裝置變松，彈簧膨脹導(dǎo)致可動(dòng)觸點(diǎn)與一側(cè)引線相互分離，回路處于開啟狀態(tài)，進(jìn)而切斷可動(dòng)觸點(diǎn)與此側(cè)引線間連接電流，達(dá)到保險(xiǎn)熔斷的目的。

合金型溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器由導(dǎo)線、可熔體、特殊混合物、外殼以及封口樹脂這幾個(gè)部分構(gòu)成。伴隨著周邊（環(huán)境）溫度上升，特殊混合物開始液化。周邊溫度繼續(xù)升高達(dá)到可熔體的熔點(diǎn)時(shí)可熔體開始熔化，因特殊混合物的促進(jìn)作用而使熔化的合金表面的產(chǎn)生張力作用， 利用這種表面的張力，使熔化的熱敏元件起球并向兩邊分開，實(shí)現(xiàn)對(duì)回路的永久性切斷?？扇坌院辖饻囟缺ｋU(xiǎn)絲/熔斷器是能夠根據(jù)組合物的可熔體設(shè)置各種動(dòng)作溫度。

合金型溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器通常包括兩大類：軸向型溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器和徑向型溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器。

3 如何選擇溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器

（1） 所選的溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器額定工作溫度應(yīng)小于電器設(shè)備所使用的材料的耐溫等級(jí)。

（2） 所選擇溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器額定電流應(yīng)當(dāng)≥被保護(hù)設(shè)備或元器件最大工作電流/折減率后電流。假定某電路工作電流為1.5A，所選擇溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器額定電流應(yīng)當(dāng)達(dá)到1.5/0.72，即2.0A以上，以確保溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器熔斷性能的可靠性。

（3）所選擇溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器熔體額定電流應(yīng)躲過被保護(hù)設(shè)備或元器件尖峰電流。只有滿足這一選型原則，才能夠確保當(dāng)電路出現(xiàn)正常尖峰電流時(shí)，溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器不會(huì)產(chǎn)生熔斷反應(yīng)。尤其需要注意的是，若所應(yīng)用電路系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)需頻繁啟動(dòng)或要求制動(dòng)保護(hù)，則所選擇溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器熔體額定電流應(yīng)當(dāng)在躲過被保護(hù)設(shè)備或元器件尖峰電流的基礎(chǔ)之上擴(kuò)大1級(jí)～2級(jí)。

（4）所選擇溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器熔體額定電壓應(yīng)當(dāng)大于實(shí)際電路使用電壓。

（5）所選擇溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器電壓降應(yīng)當(dāng)符合所應(yīng)用電路的技術(shù)要求。這一原則在較高電壓電路中可以不做考慮，但對(duì)于低電壓電路而言，由于電壓降會(huì)直接對(duì)電路運(yùn)行產(chǎn)生影響，因此在溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器的選擇時(shí)必須充分評(píng)估電壓降這一參數(shù)對(duì)熔斷性能的影響。

（6）所選溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器的形狀，應(yīng)該根據(jù)被保護(hù)器件形狀來選擇。比如被保護(hù)的器件為電機(jī)，一般電機(jī)的形狀為環(huán)形，通常會(huì)選擇管型的溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器直接塞進(jìn)線圈的縫隙中，以節(jié)省空間的占用并達(dá)到良好的感溫效果。又如被保護(hù)的器件為變壓器，其線圈為一平面，則應(yīng)選擇方形的溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器，這樣可以保證溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器與線圈更好的接觸，以達(dá)到較好的保護(hù)效果。

4 使用溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器注意事項(xiàng)

（1）溫度保險(xiǎn)絲熔斷器在額定電流、額定電壓、使用溫度、熔斷溫度、最大溫度等相關(guān)參數(shù)方面有明確規(guī)定與限制，需要在符合上述要求的前提下靈活選用。

（2）溫度保險(xiǎn)絲安裝位置的選擇必須特別注意一個(gè)方面的問題，即溫度保險(xiǎn)絲自身應(yīng)力不得因受到成品內(nèi)關(guān)鍵配件位置變動(dòng)或振動(dòng)因素的影響而轉(zhuǎn)移至保險(xiǎn)絲中，以免對(duì)其整體運(yùn)行性能產(chǎn)生不良影響。

（3）溫度保險(xiǎn)絲在實(shí)際運(yùn)營的過程當(dāng)中，需要將其安裝于發(fā)生熔斷后溫度仍然低于最大允許溫度的情形下。

（4）溫度保險(xiǎn)絲所選擇的安裝位置不在濕度高于95.0%的儀器或設(shè)備內(nèi)。

（5） 從安裝位置上來說，溫度保險(xiǎn)絲需要安裝于對(duì)溫度保險(xiǎn)絲熔斷器熱源有良好感應(yīng)效果的場(chǎng)所中。在安裝構(gòu)造方面應(yīng)當(dāng)盡量避免受到熱阻隔物的影響，如與加熱器不得直接連接與安裝，以免加熱影響下熱線溫度轉(zhuǎn)移至熔斷器上。

（6）溫度保險(xiǎn)絲熔斷器若以并聯(lián)方式連接或持續(xù)受到過電壓、過電流因素的影響，其內(nèi)部電流量異?？赡軐?dǎo)致內(nèi)部接點(diǎn)受損，對(duì)整個(gè)溫度保險(xiǎn)絲熔斷器裝置的正常動(dòng)作產(chǎn)生不良影響，因此在以上條件下不建議使用此類熔斷器裝置。

雖然溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器在設(shè)計(jì)上有高可靠性，但單個(gè)溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器所能應(yīng)付的異常情況畢竟是有限度的。加上人為或無法預(yù)料的不可抗力的作用下令溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器受到損傷不能正常發(fā)揮作用，則機(jī)器發(fā)生異常時(shí)將無法及時(shí)切斷回路。因此在機(jī)器過熱時(shí)、錯(cuò)誤動(dòng)作直接對(duì)人體有影響時(shí)、除保險(xiǎn)絲外無回路切斷設(shè)備時(shí)、在要求高度安全性的情況下， 要使用兩個(gè)以上擁有不同熔斷溫度的溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器。

結(jié)論

溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器是一種連接在電路上用十分精確可靠的溫度保護(hù)電路的一次性元件，當(dāng)工作環(huán)境溫度超過溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器的額定溫度時(shí)可迅速中斷電路，避免應(yīng)用過熱產(chǎn)生的一系列危害。常見溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器包括機(jī)物型溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器、合金型溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器這兩種類型，在基本構(gòu)成以及工作原理上存在一定差異性，需要區(qū)別對(duì)待。同時(shí)，為確保其切斷電路功能的可靠實(shí)現(xiàn)，在溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器的選擇上必須遵循一定的原則，以更好地利用溫度保險(xiǎn)絲/熔斷器，發(fā)揮其保護(hù)電路的功效。

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