一文了解：過流保護及器件 玻璃管保險絲及自恢復保險絲
過流保護器件的功能是當通過的電流過大時切斷電路，從而避免過大的電流損壞電路。熔斷器（又稱保險絲）是一種最常用的過流保護器件。
熔斷器可分為兩類：一類是不可恢復型熔斷器，這種熔斷器的熔絲被大電流燒斷后不會恢復，損壞后需要重新更換，電子電器中最常用的玻殼保險絲就屬于該類型的熔斷器；另一類是可恢復型熔斷器，這種熔斷器在通過大電流時溫度升高，阻值急劇變大，呈開路狀態(tài)，斷電后溫度降低，其阻值會自動恢復變小，自恢復保險絲就屬于該類型的熔斷器。熔斷器常用符號如圖1-1所示。
圖1-1 熔斷器常用符號
1.1 玻殼保險絲
（1）外形
玻殼保險絲是一種不可恢復型熔斷器，其外形如圖1-2所示。
圖1-2 玻殼保險絲外形
（2）種類
玻殼保險絲有普通型和延時型兩種，普通保險絲通過的電流超過額定電流時會馬上燒斷，而延時保險絲允許短時通過的電流超過其額定電流而不會損壞。普通保險絲和延時保險絲可從外觀識別出來，如圖1-3 所示，左方的保險絲內部有一根直線狀的熔斷器，它為普通保險絲，右方的保險絲內部有一根螺旋狀的熔斷絲，它為延時保險絲。延時保險絲主要用在一些開機電流很大、正常工作時電流小的電路中，彩色電視機的電源電路就使用延時保險絲，其他電器大部分使用普通保險絲。
圖1-3 普通保險絲和延時保險絲
（3）選用
玻殼保險絲一般會標注額定電壓值或額定電流值，例如某保險絲標注250V/2A，表示該保險絲應用在250V電壓以下、電流不超過2A的電路中。在選用時，要先了解電路的電壓和電流情況，再選擇合適的保險絲，選擇時要求所選保險絲的額定電壓應高于電路可能有的最高電壓、額定電流應略大于電路可能有的最大電流。
（4）好壞檢測
在判別玻殼保險絲的好壞時，可先查看玻殼內部的熔斷器是否斷開，若斷開則保險絲開路。如果要準確判斷保險絲是否損壞，應使用萬用表來檢測，檢測時萬用表撥至R×1Ω擋，紅、黑表筆分別接保險絲兩端的金屬帽，正常保險絲的阻值應為0Ω，若阻值無窮大則為內部熔絲開路。
1.2 自恢復保險絲
自恢復保險絲是一種可恢復型熔斷器，它采用高分子有機聚合物在高壓、高溫，硫化反應的條件下，摻入導電粒子材料后，經(jīng)過特殊的工藝加工而成。自恢復保險絲的外形如圖1-4 所示。
圖1-4 自恢復保險絲的外形
（1）工作原理
自恢復保險絲是在經(jīng)特殊處理的高分子聚合樹脂中摻加導電粒子材料后制成的。在正常情況下，聚合樹脂與導電粒子緊密結合在一起，此時的自恢復保險絲呈低阻狀態(tài)，如果流過的電流在允許范圍內，其產生的熱量較小，不會改變導電樹脂結構。當電路發(fā)生短路或過載時，流經(jīng)自恢復保險絲的電流很大，其產生的熱量使聚合樹脂熔化，體積迅速增大，自恢復保險絲呈高阻狀態(tài)，工作電流迅速減小，從而對電路進行過流保護。當故障排除，聚合樹脂重新冷卻縮小，導電粒子重新緊密接觸而形成導電通路，自恢復保險絲重新恢復為低阻狀態(tài)，從而完成對電路的保護，由于具有自恢復功能，不需要人工更換。
自恢復保險絲是否動作與本身熱量有關，如果電流使本身產生的熱量大于其向外界散發(fā)的熱量，其溫度會不斷升高，內部聚合樹脂體積增大而使保險絲阻值變大，流過的電流減小，該電流用于維持聚合樹脂的溫度，讓保險絲保持高阻狀態(tài)。當故障排除后或切斷電源后，通過自恢復保險絲的電流減小到維持電流以下，其內部聚合物溫度下降而恢復為低阻狀態(tài)。一般來說，體積大、散熱條件好的自恢復保險絲動作電流更大些。
（2）主要參數(shù)
自恢復保險絲的主要參數(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)境溫度下保持不動作的最大工作電流。
② It—最小動作電流。元件在25℃環(huán)境溫度下啟動保護的最小電流。It約為Ih的1.7～3倍，一般為2。
③ Imax—最大過載電流。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，自恢復保險絲的初始阻值應在Rmin～Rmax之間。
表1-1列出了RXE系列自恢復保險絲的主要參數(shù)。
表1-1 RXE系列自恢復保險絲的主要參數(shù)（20℃）
（3）型號含義
自恢復保險絲無統(tǒng)一的命名方法，較常用的RF/WH系列自恢復保險絲的型號含義如下：
RF/WH 60 375表示該元件為RF/WH系列自恢復保險絲，其最大工作電壓為60V，最大工作電流為3.75A。
（4）選用
1）選用說明
選用保險絲的要點如下。
① 根據(jù)電路的需要，選擇合適類型的保險絲（如自恢復型、貼片安裝方式保險絲）。
② 在確定保險絲的額定電壓時，要求保險絲額定電壓應大于保險絲安裝電路處可能有的最高電壓。
③ 在確定保險絲的額定電流I時，可按以下式子來求：
式中，It為保護電流（動作電流）；f0為不同規(guī)范保險絲的折減率，對于ICE規(guī)范的保險絲，折減率f0=1，對于UL規(guī)范的保險絲，折減率f0=0.75；f1為不同溫度下的折減率，環(huán)境溫度（保險絲周圍的溫度）越高，保險絲工作時越容易發(fā)熱，壽命就越短，保險絲在不同溫度下的折減率f1值如圖10-5所示，曲線A為玻殼保險絲（慢熔斷絲，低分辨力）的溫度折減率，曲線B為陶瓷管保險絲（快熔斷保險絲和螺旋式繞制保險絲，高分辨力）的溫度折減率，曲線C為自恢復保險絲的溫度折減率，在室溫25℃時，三種類型的保險絲的溫度折減率f1均為1。
圖1-5 保險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，保險絲長期工作在90℃，如果選用UL規(guī)范的自恢復保險絲，則保險絲的溫度折減率f1為40%、規(guī)范折減率f0=0.75，那么保險絲的額定電流[插圖]，故可選用RF/WH16-700型自恢復保險絲。
如果選用ICE規(guī)范的自恢復保險絲，保險絲長期工作在25℃，則要求保險絲的額定電流[插圖]，那么可選用RF/WH16-200型自恢復保險絲。
（5）檢測
自恢復保險絲的阻值很小，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。
由于自恢復保險絲的阻值很小，在檢測時，使用萬用表R×1Ω擋測量其阻值，正常阻值一般在幾十歐以下，如果阻值無窮大，則保險絲開路。
如果要檢測自恢復保險絲的動作電流，可按圖1-6所示方式將保險絲與電源、開關連接起來，在測量時，將可調電壓調到最低，萬用表撥至大電流擋，讓開關處于斷開狀態(tài)，紅、黑表筆接開關兩端，然后將電源電壓慢慢調高，同時觀察萬用表指示電流值，當出現(xiàn)電流突然減小時，則減小前的最大電流值即為自恢復保險絲的動作電流值。可調電源也可以用多節(jié)干電池（最好為新的優(yōu)質電池，以便能輸出大電流）來代替，以電池逐個疊加來慢慢增高電壓。
圖1-6 自恢復保險絲的動作電流檢測示意圖
