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    自復保險絲在自動化儀表中的應用和選型

    2018/2/18 23:02:26 人評論 次瀏覽 分類:電子技術  文章地址:http://www.xzycr.cn/tech/620.html

    自復保險絲是一種新型高分子正溫度系數過流保護元件,可進行電路的短路及過載保護,與傳統保險絲不同的是,自復保險絲在故障排除及電源切斷后,能夠自動恢復,無須更換。與傳統的保險絲相比具有很多優點,昌暉儀表結合自復保險絲在工業自動化儀表控制領域和民用領域的應用案例,介紹自復保險絲優缺點、自復保險絲動作原理及自復保險絲選用方法。
     
    1、傳統保險絲之不足
    以往電子設備,儀器儀表使用傳統保險絲作過流保護,但僅能保護一次,燒斷了就必須更換,而且還會出現保險絲的不正常燒斷情況,如開機瞬間、拔插器件、接觸不良、保險絲使用時間過長等,都會導致保險絲燒斷。保險絲更換時應按規定換上同規格的,但在工業現場常發生有什么保險絲就換上什么保險絲的情況,而造成錯誤替換,有時因保險絲規格過大,故障產生的過電流把電子設備的元器件燒毀,引起故障擴大的事故時有發生。
     
    2、自復保險絲動作原理
    自復保險絲主要由特殊處理過的聚合樹脂(POLYMER)及導體組成,在正常狀態時POLYMER緊密地將導體束縛在結晶狀的結構內,構成一個低阻抗的鏈鎖,因為阻抗僅為幾十毫歐姆,盡管有電流通過自復保險絲,但其產生的熱量很小,而不會改變POLYMER的晶狀結構,當異常電流發生時,導體上所產生的熱量便會將POLYMER粒由結晶變為膠狀,此時,被束縛在POLYMER上的導體便會分離,導致電阻迅速上升,限制了異常電流流過自復保險絲。當異常電流消除后,導體鏈鍵又重新建立,恢復成低電阻。其保護動作實質上是種能量平衡過程,當電流流過自復保險絲,由于I2R的關系會產生熱量,當電流或環境溫度上升時自復保險絲的電阻也會上升,但由于電流或環境溫度上升不顯著時,產生的熱量可以散發到環境中去,而使之達到平衡;若電流或環境溫度繼續上升產生的熱量一時難于散發出去,致使自復保險絲溫度速增,此時,很小的溫度變化就會造成電阻的大幅增加,電阻的增加便限制了電流,從而保護了用電設備。處于保護狀態下的自復保險絲,只要施加電壓,所產生的能量足夠補充損失的熱量,便會一直處于動作狀態,當施加的電壓減小或消失后,便可以自動恢復。

    3、自復保險絲的應用

    自復保險絲的最大工作電流有0.05-15A多種規格,有插件、表面貼裝、片狀多種安裝方式,體積小,價格便宜,廣泛應用于電子電路、工業控制系統、顯示控制儀、微機及周邊設備等諸多領域中。
     
    自復保險絲具有動作后呈高阻抗保護狀態,并且具有自鎖的功能,就避免了因過流故障并未排除,但保護元件發生持續開關循環狀態,而導致電路元件損壞,而當故障排除后,自復保險絲會自動恢復而不需要人工恢復或更換,幾乎是一種永久性的保險絲,對維修工作而言,用自復保險絲來替換原電路的保險絲是一種最直接的應用和節約維修費用的好選擇。
     
    自復保險絲大多數的最高工作電壓為60V,而有的產品工作電壓僅為6V,這在選用中是應該注意的。目前已有LVR/LVRL型的,其最大額定電壓為240/120V,電流為0.05-2A。對于TR/丁S系列產品,其標注的250V或600V電壓,指的是自復保險絲中斷的最大電壓值,通常此類保險絲可用于電路中防雷擊,用在可控硅觸發電路中作保護,但其最大工作電壓仍只是60V。
     
    4、自復保險絲選用方法
    ①查出電氣線路上的平均工作電流I及工作電壓U;
    ②根據1、U值及元件安裝要求,從產品樣本上選擇一種自復保險絲;
    ③根據環境溫度及電流折減比例表進行計算,即:Ih=平均工作電流(I)/折減比率;
    ④按Ih在選定的元件規格表中,便可找到合乎要求的元件;
    ⑤在相應的自復保險絲動作保護時間曲線表中即可查出故障電流值產生的動作保護時間。
     
    5、自復保險絲應用實例
    用自復保險絲取代傳統的玻璃管保險絲,在交、直流低壓電路中應用時,一定要按上述介紹的選用方法進行計算和選擇,否則達不到目的,甚至還會出現故障。自復保險絲的選用與傳統保險絲的選用是截然不同的,對于傳統玻璃管保險絲,其熔斷電流多數為標準電流的一倍,如標稱電流為0.5A,則其熔斷電流為1A。而且由于是短路保護,因此通常都不作嚴格計算,選擇接近或大于額定工作電流即可。而選用自復保險絲時,就不能這樣選擇了,必須根據工作電流、電壓、環境溫度及電流折減比率進行計算來選取,否則就達不到保護的目的。如電動Ⅲ型儀表的雙回路配電器,最大工作電流僅有幾十毫安,廠家配的保險絲為0.5A的,作為短路保護一點問題都沒有,但如果用一只0.5A的自復保險絲來替換原用的0.5A保險絲就不行了,如果配電器發生短路故障,自復保險絲還未呈高阻狀態,24VDC電源箱保護電路就動作了,使電源箱無輸出,使整個24VDC供電系統崩潰,這是由于對自復保險絲認識不足出現的問題。
     
    再就是在應用中有時不易測量工作電流,而憑經驗來選取自復保險絲的規格,也遇到問題。如某電路中選用了0.65A的自復保險絲,但在作短路保護時,保護動作時間很慢,可是保護動作后,短路已消除,但自復保險絲仍處于自鎖狀態,而無法復原,且自復保險絲溫度很高,需較長時間溫度下降后才能自復,原因就是自復保險絲規格選大了,查資料才知此電路正常工作電流小于0.25A。因此,對于正常工作電流不太了解的電路,可按經驗值串接一只自復保險絲,人為短路來判斷選擇是否合適,以此來選擇規格,同時還應考慮最高環境溫度。

    自復保險絲正常時與保護動作后,從外觀是看不出差別的,對于一些場合為便于判斷、檢查和發現,可在自復保險絲兩端并聯一只發光二極管來觀察自復保險絲的狀態,正常時發光二極管不亮,自復保險絲如動作則發光管發亮。 自復保險絲

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