激光设备控制技术教材——第二章第五节

1、第五节 熔断器熔断器具有结构简单，使用维护方便，动作可靠等优点。一、熔断器的结构及类型1.熔断器的结构熔断器主要有熔体、熔管和熔座三部分组成。熔体的材料有两种，一种是由铅、铅锡合金或锌等熔点较低的材料制成，多用于小电流电路；另一种是由银或铜等熔点较高的材料制成，主要用于大电流电路。熔体的形状多制成片状、丝状或栅状。熔管是安装熔体的外壳，用绝缘耐热材料制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。熔座是用来固定熔管和外接引线的底座。2.熔断器的类型熔断器按结构形式分可分为半封闭插入式、无填料封闭管式、有填料封闭管式和自复式四类。（1）RCIA系列插入式熔断器RCIA系列插入式熔断器也叫瓷插式熔断器，其结构如图

2、2-39所示。主要用于交流50HZ、额定电压380V及以下、额定电流200A及以下的电路的短路保护。（2）螺旋式熔断器常用产品有RL1、RL6、RL7、RLS2等系列。图2-40为RL1系列螺旋式熔断器的结构示意图。该系列熔断器的熔断管内填充着石英砂，以增强灭弧能力。螺旋式熔断器具有熔断指示器，当熔体熔断时指示器会自动脱落 ，为检修提供了方便。该系列产品具有较高的分断能力，主要用于交流50HZ、额定电压380V或直流额定电压440V及以下电压等级的电力拖动电路或成套配电设备中，作短路保护。图2-39 RC1A系列插入式熔断器1-熔丝 2-动触头 3-瓷盖 4-空腔 5-静触头 6-瓷座（a）外

3、形 （b）结构图2-40 RL1系列螺旋式熔断器1-瓷座 2-下接线座 3-瓷套 4-熔断管 5-瓷帽 6-上接线座 （3）封闭管式熔断器封闭管式熔断器可分为有填料和无填料两种，RM10系列为无填料式，其结构如图3-41所示。该种熔断器具有两个特点：一是其熔管是钢纸管制成的，当熔体熔断时熔管内壁会产生高压气体，加快电弧熄灭；二是熔体是用锌片制成变截面形状的，在短路故障时，锌片的狭窄部位同时熔断，形成较大空隙，使电弧容易熄灭。RT0、RT12等系列为有填料的熔断器，它们的熔管用高频电工瓷制成。熔体是用网状紫铜片制成的，具有较大的分断能力，广泛用于短路电流较大的电力输配电系统中，还可用于熔断器式隔

4、离器、开关熔断器等开关电路中。（4）自复式熔断器自复式熔断器的熔体是用非线性电阻元件制成的。当电路发生短路时，短路电流产生的高温使熔体迅速气化（熔体安装在密闭的容器内），阻值剧增，从而限制了短路电流。 当故障清除后，温度下降，熔体重新固化，恢复其良好的导电性。它具有限流作用显著，动作时间短、动作后不必更换熔体，可重复使用等优点。但因为它熔而不断，不能真正分断电路，只能限制故障电流，所以实际应用中一般与断路器配合使用。常用产品有RZ1系列。（a）外形 （b）结构图2-41 RM10系列无填料封闭管式熔断器1-夹座 2-熔断管 3-钢纸管 4-黄铜套管 5-黄铜帽 6-熔体 7-刀型夹头3.新型产

5、品介绍（1）快速熔断器快速熔断器主要用于半导体功率元件的过电流保护。半导体元件承受过电流能力差、耐热性差，快速熔断器可满足其需要。常用的快速熔断器有RS0、RS3、RLS2等系列。RS0和RS3系列适用于半导体整流元件和晶阐管的短路保护。RLS2系列适用于小容量硅元件的短路保护。（2）高分断能力熔断器根据德国AEG公司制造技术标准生产的NT型系列产品属高分断能力熔断器，其额定电压可达660V，额定电流至1000A，分断能力可达120KA，适用于工业电气装置、配电设备的短路保护。二、熔断器的保护特性及主要技术参数1. 熔断器的保护特性曲线熔断器的保护特性曲线亦称安秒特性曲线，是在规定条件下，表征

6、流过熔体的电流与熔体的熔断时间的关系曲线。图2-42为熔断器的保护特性曲线，从图上可以看出，它是反时限曲线，即熔断器通过的电流越大，熔断时间越短。普通熔断器的熔断时间与熔断电流的关系见表2-11。2.熔断器的主要技术参数常用熔断器的主要技术参数如表2-12所示。图2-42 熔断器的时间-电流特性表2-11 熔断器的熔断时间与熔断电流的关系熔断电流（额定电流倍数）125131620253040100熔断时间（s）3600408452504表2-12 常用熔断器的主要技术参数类别型号额定电压（V）额定电流（A）熔体额定电流等级（A）极限分断能力（kA）功率因数插入式熔断器RC1A38052、4、5

7、0.250.810152、4、6、106、10、150.53020、25、301.50.76010020040、50、6080、100120、150、20030.6螺旋式熔断器RL150015602、4、6、10、1520、25、30、35、40、50、6023.50.310020060、80、100100、125、150、2002050RL250025601002、4、6、10、15、20、2525、35、50、6080、100123.5无填料封闭管式熔断器RM10380156、10、151.20.86015、20、25、35、45、603.50.710020035060、80、100100

8、、125、160、200200、225、260、300、350100.35600350、430、500、600120.35有填料封闭管式熔断器RT0交流380直流44010020040060030、40、50、60、100120、150、200、250300、350、400、450500、550、600交流50直流250.3快速熔断器RLS25003016、20、25、30500.10.26335、（45）、50、63100（75）、80、（90）、100高分断能力熔断器NT5001602504006304、10、16、25、40、125、16080、125、160、200、224、25012

9、5、160、200、250、200、400315、355、400、425、500、6301200.10.33801000800、1000100三、熔断器的图形和文字符号熔断器的图形符号如图2-43所示，其文字符号为FU。图2-43 熔断器的符号四、熔断器的选择熔断器的选择包括类型选择、熔断器的额定电压和额定电流的选择、熔体额定电流的选择等。1.熔断器的类型选择其类型应根据使用环境、负载性质和各类熔断器的适用范围来进行选择。例如：用于照明电路或容量较小的电热负载，可选用RC1A系列瓷插式熔断器；在机床控制电路中，较多选用RL1系列螺旋式熔断器；用于半导体元件及晶阐管保护时，可选用RLS2或RS0

10、系列快速熔断器。在一些有易燃气体或短路电流相当大的场合，则应选用RT0系列具有较大分断能力的熔断器等。2.熔断器的额定电压和额定电流的选择熔断器的额定电压必须等于或大于被保护电路的额定电压；熔断器的额定电流必须等于或大于所装熔体的额定电流。3.熔体额定电流的选择（1）对阻性负载电路（如照明电路或电热负载）熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流。（2）对电动机负载熔体额定电流的选择要考虑冲击电流的影响，对一台不经常起动且起动时间不长的电动机的短路保护，熔体的额定电流（Ifu）应大于或等于1.52.5倍的电动机额定电流IN，即：Ifu （1.52.5）IN （2-3）式中：IN为电动机的额定电

11、流。当电动机频繁起动或起动时间较长时，上式的系数应增加到33.5。对于多台电动机的短路保护，熔体的额定电流应大于或等于最大容量电动机的额定电流加上其余电动机额定电流的总和，即：Ifu（1.52.5）INmax+IN （2-4）式中：INmax为容量最大的一台电动机的额定电流，IN为其他电动机的额定电流的总和。4.额定分断能力的选择熔断器的分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。5.熔断器保护特性的选择在电路系统中，为了把故障影响缩小到最小范围，电器应具备选择性的保护特性，即要求电路中某一支路发生短路故障时，只有距离故障点最近的熔断器动作，而主回路的熔断器或断路器不动作，这种合理的选配称为选

12、择性配合。在实际应用中可分为熔断器上一级和下一级的选择性配合以及断路器与熔断器的选择性配合等。对于熔断器上下级之间的配合，一般要求上一级熔断器的熔断时间至少是下一级的3倍；当上下级选用同一型号的熔断器时，其电流等级以相差2级为宜；若上下级所用的熔断器型号不同，则应根据保护特性上给出的熔断时间来选择。对于断路器与熔断器的选择性配合，具体选择要参考各电器的保护特性。例如，有三台三相异步电动机连接在同一电源上，功率分别为11.5KW、7.5KW、1.5KW，在为各台电动机选择熔断器和总熔断器时如下进行：根据IN=2PN估算电动机的额定电流分别为23A、15A、3A，各电动机电路保护熔断器的计算电流分别为：Ifu1（1.52.5）IN1 =（34.557.5）A、Ifu2（1.52.5）IN2 =（22.537.5）A、Ifu3（1.52.5）IN3 =（4.57.5）A，在选用RC1A系列熔断器时，可分别选用40或50A、25或30（A、46（4、5、6）A的熔断器，应根据各台电动机负