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自復保險絲在自動(dòng)化儀表中的應用和選型

自復保險絲是一種新型高分子正溫度系數過(guò)流保護元件，可進(jìn)行電路的短路及過(guò)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(dòng)恢復，無(wú)須更換。與傳統的保險絲相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，結合自復保險絲在工業(yè)自動(dòng)化儀表控制領(lǐng)域和民用領(lǐng)域的應用案例，介紹自復保險絲優(yōu)缺點(diǎn)、自復保險絲動(dòng)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(guò)流保護，但僅能保護一次，燒斷了就必須更換，而且還會(huì )出現保險絲的不正常燒斷情況，如開(kāi)機瞬間、拔插器件、接觸不良、保險絲使用時(shí)間過(guò)長(cháng)等，都會(huì )導致保險絲燒斷。保險絲更換時(shí)應按規定換上同規格的，但在工業(yè)現場(chǎng)常發(fā)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(shí)因保險絲規格過(guò)大，故障產(chǎn)生的過(guò)電流把電子設備的元器件燒毀，引起故障擴大的事故時(shí)有發(fā)生。

2、自復保險絲動(dòng)作原理
自復保險絲主要由特殊處理過(guò)的聚合樹(shù)脂(POLYMER)及導體組成，在正常狀態(tài)時(shí)POLYMER緊密地將導體束縛在結晶狀的結構內，構成一個(gè)低阻抗的鏈鎖，因為阻抗僅為幾十毫歐姆，盡管有電流通過(guò)自復保險絲，但其產(chǎn)生的熱量很小，而不會(huì )改變POLYMER的晶狀結構，當異常電流發(fā)生時(shí)，導體上所產(chǎn)生的熱量便會(huì )將POLYMER粒由結晶變?yōu)槟z狀，此時(shí)，被束縛在POLYMER上的導體便會(huì )分離，導致電阻迅速上升，限制了異常電流流過(guò)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(dòng)作實(shí)質(zhì)上是種能量平衡過(guò)程，當電流流過(guò)自復保險絲，由于I2R的關(guān)系會(huì )產(chǎn)生熱量，當電流或環(huán)境溫度上升時(shí)自復保險絲的電阻也會(huì )上升，但由于電流或環(huán)境溫度上升不顯著(zhù)時(shí)，產(chǎn)生的熱量可以散發(fā)到環(huán)境中去，而使之達到平衡；若電流或環(huán)境溫度繼續上升產(chǎn)生的熱量一時(shí)難于散發(fā)出去，致使自復保險絲溫度速增，此時(shí)，很小的溫度變化就會(huì )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(tài)下的自復保險絲，只要施加電壓，所產(chǎn)生的能量足夠補充損失的熱量，便會(huì )一直處于動(dòng)作狀態(tài)，當施加的電壓減小或消失后，便可以自動(dòng)恢復。

3、自復保險絲的應用
自復保險絲的zui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(jià)格便宜，廣泛應用于電子電路、工業(yè)控制系統、顯示控制儀、微機及周邊設備等諸多領(lǐng)域中。

自復保險絲具有動(dòng)作后呈高阻抗保護狀態(tài)，并且具有自鎖的功能，就避免了因過(guò)流故障并未排除，但保護元件發(fā)生持續開(kāi)關(guān)循環(huán)狀態(tài)，而導致電路元件損壞，而當故障排除后，自復保險絲會(huì )自動(dòng)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(lái)替換原電路的保險絲是一種zui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zui高工作電壓為60V，而有的產(chǎn)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zui大額定電壓為240/120V，電流為0.05-2A。對于TR/丁S系列產(chǎn)品，其標注的250V或600V電壓，指的是自復保險絲中斷的zui大電壓值，通常此類(lèi)保險絲可用于電路中防雷擊，用在可控硅觸發(fā)電路中作保護，但其zui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(xiàn)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(chǎn)品樣本上選擇一種自復保險絲；
③根據環(huán)境溫度及電流折減比例表進(jìn)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(dòng)作保護時(shí)間曲線(xiàn)表中即可查出故障電流值產(chǎn)生的動(dòng)作保護時(shí)間。

5、自復保險絲應用實(shí)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(shí)，一定要按上述介紹的選用方法進(jìn)行計算和選擇，否則達不到目的，甚至還會(huì )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(chēng)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(shí)，就不能這樣選擇了，必須根據工作電流、電壓、環(huán)境溫度及電流折減比率進(jìn)行計算來(lái)選取，否則就達不到保護的目的。如電動(dòng)Ⅲ型儀表的雙回路配電器，zui大工作電流僅有幾十毫安，廠(chǎng)家配的保險絲為0.5A的，作為短路保護一點(diǎn)問(wèn)題都沒(méi)有，但如果用一只0.5A的自復保險絲來(lái)替換原用的0.5A保險絲就不行了，如果配電器發(fā)生短路故障，自復保險絲還未呈高阻狀態(tài)，24VDC電源箱保護電路就動(dòng)作了，使電源箱無(wú)輸出，使整個(gè)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(wèn)題。

再就是在應用中有時(shí)不易測量工作電流，而憑經(jīng)驗來(lái)選取自復保險絲的規格，也遇到問(wèn)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(shí)，保護動(dòng)作時(shí)間很慢，可是保護動(dòng)作后，短路已消除，但自復保險絲仍處于自鎖狀態(tài)，而無(wú)法復原，且自復保險絲溫度很高，需較長(cháng)時(shí)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(jīng)驗值串接一只自復保險絲，人為短路來(lái)判斷選擇是否合適，以此來(lái)選擇規格，同時(shí)還應考慮zui高環(huán)境溫度。

自復保險絲正常時(shí)與保護動(dòng)作后，從外觀(guān)是看不出差別的，對于一些場(chǎng)合為便于判斷、檢查和發(fā)現，可在自復保險絲兩端并聯(lián)一只發(fā)光二極管來(lái)觀(guān)察自復保險絲的狀態(tài)，正常時(shí)發(fā)光二極管不亮，自復保險絲如動(dòng)作則發(fā)光管發(fā)亮。

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