工程機械電路熔斷器的選型與設置

電路在短路或超負載時，其電流會超過額定電流，此稱為過電流。過電流會對用電器、線束等產生致命損傷，嚴重時可引起火災。對電路的保護，按過電流產生的原因可分為短路保護和過載保護2種。對電路進行保護，正確選擇熔斷器是關鍵，本文主要介紹熔斷器的選型與設置問題。

1 熔斷器的選型

(1)額定電壓值

熔斷器對電流的變化很敏感，對電壓的變化不敏感。一般來講，當熔斷器電壓從0V到最大額定值變化時，熔斷器能夠保持現狀，不受損壞。但如果電壓過大，仍會造成熔斷器熔斷并會出現電弧。故應根據所應用電氣系統的電壓來確定熔斷器的電壓等級。通常情況下，熔斷器的電壓額定值必須等于或大于現有電路的額定電壓，對于電氣系統電壓為28V的電路，與其匹配的熔斷器的額定電壓應為32V。

(2)計算額定電壓值

一般情況下，在計算熔斷器容量時以負載大小進行計算，即以過載保護來確定熔斷器容量的大小。具體可按照電氣原理圖中各回路所接電氣負載情況進行計算，以確定理想狀態下正常工作時各回路的額定電流值。

(3)標稱工作電流

通常情況下，為避免干擾熔斷，在工作溫度為25℃時，熔斷器的工作電流不要超過根據受控測試條件確定的標稱電流額定值的75％，即熔斷器的電流等級應消減25％，此稱為降額值。例如：假定環境溫度為25℃，則電流額定值為10A的熔斷器僅可用在電流小于7.5A的電路中。

(4)環境溫度

通常情況下，所說的熔斷器電流額定值指的是在環境溫度為25℃時的電流值。如果環境溫度不同，則其熔斷器的電流等特性也會相應發生變化。一般為環境溫度越高，熔斷器越熱，其使用壽命越短。圖1為環境溫度對某型號熔斷器電流耐受能力影響曲線圖，其中A、B、C分別代表3種不同類型的熔斷絲。

在選用熔斷器時，應首先考慮其所在電路中的位置，確定其正常工作時所處的環境溫度，再根據其環境溫度值，折減一定的系數，來選用熔斷器。計算公式如下：

熔斷器的額定值=正常工作電流／(0.75×溫度折減系數)

(5)熔斷額定值

熔斷額定值即為熔斷器熔斷的最大安全電流，也稱作分斷能力或額定短路電流。在電路過載或發生短路故障時，熔斷器會多次接受到超過正常工作電流的瞬態過載電流，安全規程要求此時熔斷器應保持完好，并能將電路正常切斷。熔斷器的熔斷額定值即為熔斷器熔斷時的最大允許電流，通常在選用熔斷器時，所選熔斷器的熔斷額定值必須達到或者超過電路的最大電流。

(6)時間一電流特性

由熔斷器的時間一電流特性曲線，可以清楚地比較出不同過電流情況下熔斷器斷開時間的快慢。通常可根據不同的工作情況，來確定選用快熔斷或者慢熔斷的熔斷器。圖2為某型號熔斷器的時間一電流特性曲線。

通常情況下的電器負載，尤其是非電阻性負載，在開始工作瞬間，會瞬時產生一個大的脈沖電流，此電流值有時會達到正常工作電流的幾倍甚至幾十倍。此時在選用熔斷器時，就應該考慮其時間電流特性。

(7)脈沖耐受能力

本文中所說的脈沖主要指的是啟動時的瞬時電流。對于給定的脈沖，不同結構熔斷器的反應不同，所以對于存在脈沖的電路，應該首先弄清楚產生脈沖的類型，然后根據該負載正常工作情況，來選用熔斷器型式。另外因為電子脈沖會產生熱循環，甚至產生機械結構疲勞，從而嚴重影響熔斷器的壽命，所以在選用熔斷器時，應當關注負載的脈沖特性，并用該特性與熔斷器的特性進行對比，以此確定熔斷器的類型。

2 熔斷器的設置

如前面所述，熔斷器主要用來對過電流進行保護，而過電流的產生主要是由于短路和過載，所以對于熔斷器的設置問題也應考慮這2個因素。過載保護主要是對負載的一種保護，對熔斷器所設位置的要求不太嚴格，在回路中的任何一個位置均可。而短路保護只能對熔斷器后面的電路起到保護作用，如果熔斷器前面的電路短路，電流則不會通過熔斷器，熔斷器也就失去了保護作用。

對于單一回路來說，應該將熔斷器設置在最接近電源的位置。對于單電源多分支回路，應該在主干回路上最接近電源的位置設置熔斷器，且各分支回路均應設置熔斷器。如此每條分支上的導線規格，均可以根據其本身的負載功率大小來確定，這樣可減小線徑，降低線束成本。如各分支沒有單獨設置熔斷器，為了匹配主干電線上熔斷器的標稱電流值，每條導線的承載電流都要超過主干電線熔斷器標稱電流值，這樣則大大增加了線束成本。