利用保险丝进行过流保护

保险丝是一种具有熔断丝的过流保护装置，当发生过载或短路时，熔断丝会熔化并断开电路。熔丝会熔化，因为熔断器由熔点低于导体铜的金属制成。

例如，如果铜和引线串联，并且缓慢调整可变电源以提供更高的电流增量，则两种金属都会由于电子流过它们而开始加热。由于铅的电阻比铜高，因此它会在铜熔化之前变得更热并熔化。如果铅与锡合金化，它会在更低的温度下熔化。

通过调整合金的物理尺寸，可以使其在特定的电流水平下熔化。这是熔断器设计的基础。因此，与负载串联的尺寸合适的保险丝会在电流水平上升到足以损坏电路导体或组件的值之前断开。

保险丝额定值

保险丝具有电压、电流强度和中断额定值。

额定电压

额定电压决定了熔断器在熔断后抑制任何电弧的能力。如果使用额定电压低于电路电压的保险丝，则可能无法抑制保险丝断开时产生的电弧，保险丝可能无法快速清除故障或以不安全的方式自毁。

大多数低压系统包含额定电压为 125 V 至 600 V 的保险丝。选择保险丝时；其额定电压必须至少与其所保护的电路中的电压源一样大。

额定电流

所有保险丝都有额定电流值。通常，额定电流不应超过电路中导体的载流能力。例如，如果导体的额定电流为 15 A，则保险丝尺寸不应超过 15 A。但是，此规则也有例外。美国国家电气规范? 指定了不同类型负载的保险丝尺寸。例如，14 AWG 电线的额定电流为 20 A，但其过流保护不得超过 15 A。保险丝额定电流范围从几分之一安培到 6000 A。

中断评级

熔断器必须能够在短路情况下清除故障。发生短路时可能会产生高度破坏性的能量。短路电流仅受电压源内阻和故障前导体电阻值的限制。在绝大多数情况下，该电流远远超过保护电路的保险丝的正常安培额定值。

如果能量足够高，保护装置可能会在火焰和汽化金属中破裂。这种汽化作用会在保险丝周围形成导电路径，从而无法清除故障，并导致发生额外的损坏。因此，考虑保险丝的 中断额定值非常重要。

中断额定值是保险丝可以安全中断而不破裂或飞弧的电流量。大多数现代限流熔断器的分断额定值为 200,000 A 或 300,000 A。

保险丝的类型

典型的住宅通常需要 15 A 或 20 A 插头保险丝和 30 A 或 40 A 管状保险丝。有时，可能需要更换服务面板刀片盒保险丝。刀片盒式保险丝的额定值通常为 60 A 或 100 A，位于服务面板或子面板的主断路开关中。对于每一类保险丝，都可以找到适合特定应用的几种特定类型的保险丝。参见图 2。

标准插头保险丝

标准插头熔断器是一种旋入式OCPD，其中包含金属导电元件，当通过熔断器的电流超过额定值时，该元件会熔化。

T 型和 S 型熔断器用于高浪涌电流应用，因为它们的设计使它们更耐用。两者都是延时插头熔断器 — 具有内部双元件的旋入式 OCPD。

个元件提供 T 型标准插头保险丝的短路保护。第二个元件可防止因光过载而发热。参见图 4。

图 4. 延时插头熔断器是具有内部双元件的旋入式 OCPD。

第二个保护元件允许熔断器短时间承受低于一定水平的过载而不熔断。这对于防止冰箱和空调等电机驱动设备启动时引起的误跳闸很有用。制造商生产具有多种短路和过载响应的延时插头熔断器。

S 型熔断器是一种旋入式 OCPD，具有延时插头熔断器的所有操作特性以及“不可篡改”的附加优势。S 型保险丝被认为是不可篡改的，因为保险丝不能安装到底座中，除非保险丝与底座的尺寸相匹配。每个 S 型底座适配器的尺寸均适合特定尺寸的保险丝。例如，不可篡改的 20 A S 型保险丝无法安装到 15 A S 型底座中。

插头熔断器的额定电压为 125 V。它们有多种常见电流大小可供选择，电流可达 30 A。它们可以在 120V 普通房屋照明和插座电路中找到。保险丝的额定电流与电路导体的额定电流相匹配。根据该额定值，将适当尺寸的适配器插入爱迪生底座（T 型）保险丝座中。然后将正确的 S 型保险丝拧入适配器。

管状保险丝

盒式保险丝的工作原理与插头式保险丝完全相同，但设计用于承载更高的电流。盒式保险丝的两种基本类型是套圈接触型和刀片型。图 5 显示了插芯式熔断器，其额定电流低于 60 A。套管熔断器用于电压高达 600 V的电路中。

图 5. 插芯式熔断器。

刀片 盒式 保险丝用于额定电流超过60 A的电路。该保险丝的接触点更大、更坚固，使其能够处理更高的电流。图 6 显示了额定电流为 70 A 至 6,000 A的刀片保险丝。片式熔断器的额定电压为 600 V。

图 6. 片状保险丝。

从广义上讲，盒式保险丝分为：

限流

一度

可再生

双元件、延时

高压

限流熔断器

NEC 要求限流盒式保险丝的保险丝座设计为不能使用非限流类型的保险丝。限流盒式保险丝通常为 240 V，额定电流超过 30 A。图 7 显示了仅接受排斥型保险丝的保险丝排斥夹。

图 7. 限流熔断器的熔断器抑制夹。

性保险丝

如图 8 所示，性熔断器由 封装在绝缘填充材料管中的熔断体组成。填充材料的目的是抑制保险丝烧断时产生的电弧。这些熔断器的延时很小，其用途仅限于不常发生故障的电路上的短路保护。

图 8. 性盒式保险丝。

可再生保险丝

如图 9 所示，可再生盒式保险丝用于 利用较低的更换成本来保护经常发生故障的电源和馈线。与性盒式保险丝不同，这些保险丝包含一个保险丝，一旦熔断即可更换。尽管初价格较高，但这种保险丝将在很长一段时间内降低维护成本。

图 9.可更新的盒式保险丝和熔断体。

双元件延时熔断器

单元件保险丝可提供出色的短路保护，但为了适应临时浪涌或瞬变，保险丝的尺寸必须过大。 双元件延时熔断器 通过在同一元件（链路）上使用两个单独的组件来提供短路和过载保护。

一个元件消除 过载，另一个元件消除短路。典型的双元件延时熔断器如图 10 所示。短路元件是带有限制性凹口或段的铜线。过载热元件部分是一个弹簧加载装置，当将弹簧固定到位的焊料熔化时，该装置会打开电路。

双元件延时熔断器对于 电机安装特别有利。这种类型的熔断器的尺寸可以更接近电机运行电流，并且仍然承载启动电流；因此，可以安装更小的开关和面板。

图 10. 双元件延时保险丝。

管状保险丝有多种类型、尺寸和额定值。美国保险商实验室 (UL) 指定了各种类别，如表 1 所示。

表 1. UL 保险丝分类

高压保险丝

高压熔断器（如图 11 所示）的额定电压 超过 600 V，用于保护高压公用电源线。它们经过特殊构造，可在如此高的电压下安全地中断电流，并包括喷射、液体和固体材料类型。

图 11. 高压保险丝。

保险丝是多功能 OCPD

保险丝是一种具有熔断丝的过流保护装置，当发生过载或短路时，熔断丝会熔化并断开电路。保险丝分为三类：套管保险丝、刀片保险丝和插头保险丝。

典型的住宅通常需要 15 A 或 20 A 插头保险丝和 30 A 或 40 A 管状保险丝。有时，可能需要更换服务面板刀片盒保险丝。刀片盒式保险丝的额定值通常为 60 A 或 100 A，位于服务面板或子面板的主断路开关中。对于每一类保险丝，都可以找到适合特定应用的几种特定类型的保险丝。