一文了解：過(guò)流保護(hù)及器件 玻璃管保險(xiǎn)絲及自恢復(fù)保險(xiǎn)絲
過(guò)流保護(hù)器件的功能是當(dāng)通過(guò)的電流過(guò)大時(shí)切斷電路，從而避免過(guò)大的電流損壞電路。熔斷器（又稱保險(xiǎn)絲）是一種最常用的過(guò)流保護(hù)器件。
熔斷器可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是不可恢復(fù)型熔斷器，這種熔斷器的熔絲被大電流燒斷后不會(huì)恢復(fù)，損壞后需要重新更換，電子電器中最常用的玻殼保險(xiǎn)絲就屬于該類(lèi)型的熔斷器；另一類(lèi)是可恢復(fù)型熔斷器，這種熔斷器在通過(guò)大電流時(shí)溫度升高，阻值急劇變大，呈開(kāi)路狀態(tài)，斷電后溫度降低，其阻值會(huì)自動(dòng)恢復(fù)變小，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲就屬于該類(lèi)型的熔斷器。熔斷器常用符號(hào)如圖1-1所示。
圖1-1 熔斷器常用符號(hào)
1.1 玻殼保險(xiǎn)絲
（1）外形
玻殼保險(xiǎn)絲是一種不可恢復(fù)型熔斷器，其外形如圖1-2所示。
圖1-2 玻殼保險(xiǎn)絲外形
（2）種類(lèi)
玻殼保險(xiǎn)絲有普通型和延時(shí)型兩種，普通保險(xiǎn)絲通過(guò)的電流超過(guò)額定電流時(shí)會(huì)馬上燒斷，而延時(shí)保險(xiǎn)絲允許短時(shí)通過(guò)的電流超過(guò)其額定電流而不會(huì)損壞。普通保險(xiǎn)絲和延時(shí)保險(xiǎn)絲可從外觀識(shí)別出來(lái)，如圖1-3 所示，左方的保險(xiǎn)絲內(nèi)部有一根直線狀的熔斷器，它為普通保險(xiǎn)絲，右方的保險(xiǎn)絲內(nèi)部有一根螺旋狀的熔斷絲，它為延時(shí)保險(xiǎn)絲。延時(shí)保險(xiǎn)絲主要用在一些開(kāi)機(jī)電流很大、正常工作時(shí)電流小的電路中，彩色電視機(jī)的電源電路就使用延時(shí)保險(xiǎn)絲，其他電器大部分使用普通保險(xiǎn)絲。
圖1-3 普通保險(xiǎn)絲和延時(shí)保險(xiǎn)絲
（3）選用
玻殼保險(xiǎn)絲一般會(huì)標(biāo)注額定電壓值或額定電流值，例如某保險(xiǎn)絲標(biāo)注250V/2A，表示該保險(xiǎn)絲應(yīng)用在250V電壓以下、電流不超過(guò)2A的電路中。在選用時(shí)，要先了解電路的電壓和電流情況，再選擇合適的保險(xiǎn)絲，選擇時(shí)要求所選保險(xiǎn)絲的額定電壓應(yīng)高于電路可能有的最高電壓、額定電流應(yīng)略大于電路可能有的最大電流。
（4）好壞檢測(cè)
在判別玻殼保險(xiǎn)絲的好壞時(shí)，可先查看玻殼內(nèi)部的熔斷器是否斷開(kāi)，若斷開(kāi)則保險(xiǎn)絲開(kāi)路。如果要準(zhǔn)確判斷保險(xiǎn)絲是否損壞，應(yīng)使用萬(wàn)用表來(lái)檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)萬(wàn)用表?yè)苤罵×1Ω擋，紅、黑表筆分別接保險(xiǎn)絲兩端的金屬帽，正常保險(xiǎn)絲的阻值應(yīng)為0Ω，若阻值無(wú)窮大則為內(nèi)部熔絲開(kāi)路。
1.2 自恢復(fù)保險(xiǎn)絲
自恢復(fù)保險(xiǎn)絲是一種可恢復(fù)型熔斷器，它采用高分子有機(jī)聚合物在高壓、高溫，硫化反應(yīng)的條件下，摻入導(dǎo)電粒子材料后，經(jīng)過(guò)特殊的工藝加工而成。自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的外形如圖1-4 所示。
圖1-4 自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的外形
（1）工作原理
自恢復(fù)保險(xiǎn)絲是在經(jīng)特殊處理的高分子聚合樹(shù)脂中摻加導(dǎo)電粒子材料后制成的。在正常情況下，聚合樹(shù)脂與導(dǎo)電粒子緊密結(jié)合在一起，此時(shí)的自恢復(fù)保險(xiǎn)絲呈低阻狀態(tài)，如果流過(guò)的電流在允許范圍內(nèi)，其產(chǎn)生的熱量較小，不會(huì)改變導(dǎo)電樹(shù)脂結(jié)構(gòu)。當(dāng)電路發(fā)生短路或過(guò)載時(shí)，流經(jīng)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的電流很大，其產(chǎn)生的熱量使聚合樹(shù)脂熔化，體積迅速增大，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲呈高阻狀態(tài)，工作電流迅速減小，從而對(duì)電路進(jìn)行過(guò)流保護(hù)。當(dāng)故障排除，聚合樹(shù)脂重新冷卻縮小，導(dǎo)電粒子重新緊密接觸而形成導(dǎo)電通路，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲重新恢復(fù)為低阻狀態(tài)，從而完成對(duì)電路的保護(hù)，由于具有自恢復(fù)功能，不需要人工更換。
自恢復(fù)保險(xiǎn)絲是否動(dòng)作與本身熱量有關(guān)，如果電流使本身產(chǎn)生的熱量大于其向外界散發(fā)的熱量，其溫度會(huì)不斷升高，內(nèi)部聚合樹(shù)脂體積增大而使保險(xiǎn)絲阻值變大，流過(guò)的電流減小，該電流用于維持聚合樹(shù)脂的溫度，讓保險(xiǎn)絲保持高阻狀態(tài)。當(dāng)故障排除后或切斷電源后，通過(guò)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的電流減小到維持電流以下，其內(nèi)部聚合物溫度下降而恢復(fù)為低阻狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，體積大、散熱條件好的自恢復(fù)保險(xiǎn)絲動(dòng)作電流更大些。
（2）主要參數(shù)
自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的主要參數(shù)如下。
① Ih—最大工作電流（額定電流、維持電流）。元件在25℃環(huán)境溫度下保持不動(dòng)作的最大工作電流。
② It—最小動(dòng)作電流。元件在25℃環(huán)境溫度下啟動(dòng)保護(hù)的最小電流。It約為Ih的1.7～3倍，一般為2。
③ Imax—最大過(guò)載電流。元件能承受的最大電流。
④ Pdmax—最大允許功耗。元件在工作狀態(tài)下的允許消耗最大功率。
⑤ Umax—最大工作電壓（耐壓、額定電壓）。元件的最大工作電壓。
⑥ Umaxi—最大過(guò)載電壓。元件在阻斷狀態(tài)下所承受的最大電壓。
⑦ Rmin—最小阻值。元件在工作前的初始最小阻值。
⑧ Rmax—最大阻值。元件在工作前的初始最大阻值，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的初始阻值應(yīng)在Rmin～Rmax之間。
表1-1列出了RXE系列自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的主要參數(shù)。
表1-1 RXE系列自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的主要參數(shù)（20℃）
（3）型號(hào)含義
自恢復(fù)保險(xiǎn)絲無(wú)統(tǒng)一的命名方法，較常用的RF/WH系列自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的型號(hào)含義如下：
RF/WH 60 375表示該元件為RF/WH系列自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，其最大工作電壓為60V，最大工作電流為3.75A。
（4）選用
1）選用說(shuō)明
選用保險(xiǎn)絲的要點(diǎn)如下。
① 根據(jù)電路的需要，選擇合適類(lèi)型的保險(xiǎn)絲（如自恢復(fù)型、貼片安裝方式保險(xiǎn)絲）。
② 在確定保險(xiǎn)絲的額定電壓時(shí)，要求保險(xiǎn)絲額定電壓應(yīng)大于保險(xiǎn)絲安裝電路處可能有的最高電壓。
③ 在確定保險(xiǎn)絲的額定電流I時(shí)，可按以下式子來(lái)求：
式中，It為保護(hù)電流（動(dòng)作電流）；f0為不同規(guī)范保險(xiǎn)絲的折減率，對(duì)于ICE規(guī)范的保險(xiǎn)絲，折減率f0=1，對(duì)于UL規(guī)范的保險(xiǎn)絲，折減率f0=0.75；f1為不同溫度下的折減率，環(huán)境溫度（保險(xiǎn)絲周?chē)臏囟龋┰礁?，保險(xiǎn)絲工作時(shí)越容易發(fā)熱，壽命就越短，保險(xiǎn)絲在不同溫度下的折減率f1值如圖10-5所示，曲線A為玻殼保險(xiǎn)絲（慢熔斷絲，低分辨力）的溫度折減率，曲線B為陶瓷管保險(xiǎn)絲（快熔斷保險(xiǎn)絲和螺旋式繞制保險(xiǎn)絲，高分辨力）的溫度折減率，曲線C為自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的溫度折減率，在室溫25℃時(shí)，三種類(lèi)型的保險(xiǎn)絲的溫度折減率f1均為1。
圖1-5 保險(xiǎn)絲在不同溫度下的折減率f1值
2）選用舉例
某電路額定電壓為12V，正常工作電流為2A，保險(xiǎn)絲長(zhǎng)期工作在90℃，如果選用UL規(guī)范的自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，則保險(xiǎn)絲的溫度折減率f1為40%、規(guī)范折減率f0=0.75，那么保險(xiǎn)絲的額定電流[插圖]，故可選用RF/WH16-700型自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。
如果選用ICE規(guī)范的自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，保險(xiǎn)絲長(zhǎng)期工作在25℃，則要求保險(xiǎn)絲的額定電流[插圖]，那么可選用RF/WH16-200型自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。
（5）檢測(cè)
自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的阻值很小，大多數(shù)在10Ω以下，通常額定電壓（耐壓）越高的阻值越大，額定電流（維持電流）越大的阻值越小。
由于自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的阻值很小，在檢測(cè)時(shí)，使用萬(wàn)用表R×1Ω擋測(cè)量其阻值，正常阻值一般在幾十歐以下，如果阻值無(wú)窮大，則保險(xiǎn)絲開(kāi)路。
如果要檢測(cè)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的動(dòng)作電流，可按圖1-6所示方式將保險(xiǎn)絲與電源、開(kāi)關(guān)連接起來(lái)，在測(cè)量時(shí)，將可調(diào)電壓調(diào)到最低，萬(wàn)用表?yè)苤链箅娏鲹?，讓開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，紅、黑表筆接開(kāi)關(guān)兩端，然后將電源電壓慢慢調(diào)高，同時(shí)觀察萬(wàn)用表指示電流值，當(dāng)出現(xiàn)電流突然減小時(shí)，則減小前的最大電流值即為自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的動(dòng)作電流值。可調(diào)電源也可以用多節(jié)干電池（最好為新的優(yōu)質(zhì)電池，以便能輸出大電流）來(lái)代替，以電池逐個(gè)疊加來(lái)慢慢增高電壓。
圖1-6 自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的動(dòng)作電流檢測(cè)示意圖
