如何认识熔断器的耐脉冲能力?
熔断器在用户端最常见的问题并不是该保护时熔端器不动作导致整机损坏或人身安全受损,而是不该动作的时侯熔断器的误动作导致整机不能起动或不能正常使用,这同样是令人不能容忍的问题。
我们都知道:好的熔断器应该该断的时侯果断动作、不该断的时侯不能切断电路、任何时刻都要保证安全。熔断器的误动作就在不该断的时侯,归根结底就是耐脉冲能力不够的问题。
要认识熔断器的耐脉冲能力首先要认识两个概念:熔断器本身的技术指标“熔化热能值”(If2t)和“电路脉冲所释放的能量值”(Ir2t)。
熔断器的结构和熔体的材料决定了它本身熔断所需要的能量,这是熔断器的熔化热能值,也可以认识为熔断器的耐脉冲能力。由于该能量在熔化熔丝的时侯还有小部分的散热,因此熔化热能值不是一个常数,而是随着熔化的时间而变化的,熔化热能值和时间的关系可以通过熔断器产品目录上的“I2t-t曲线”来反映。为了有一个统一的参照系和计算时的简化,我们往往规定以熔断时间1mS时的熔化热能值为准(也有以10倍额定电流时的熔断时间为准的,但两者非常接近),那么不同规格、不同品种和不同品牌的熔断器就能比较耐脉冲能力的大小或强弱。熔化热能值大就意味着耐脉冲能力强,反之就弱。
电路中的脉冲往往在开关机的瞬间发生,也有由周围的电磁干扰产生的。由于不是电路故障而引起的过电流,熔断器不应因此而动作。脉冲电流所释放的能量取决于它的峰值(Ir)大小和持续时间(t)的长短,为了简化计算,下面是常见波形的脉冲能量的计算公式:方形波=Ir2t、正弦波=Ir2t/2、三角波=Ir2t/3 尖峰波=Ir2t/5,如果脉冲波形拖尾很长时,一般只取到衰减90%时间。
接着就要把两者进行比较,如果是Ir2t >If2t,就意味着熔断器敌不过脉冲,熔丝或熔体会熔化,熔断器的耐脉冲能力不够;反之如果Ir2t>Ir2t,则是脉冲冲不断熔体,熔断器不会熔断但会受到一些些损伤,也就是说它的耐脉冲能力(If2t)会有一些些降低。
因此,为了电子电器的正常使用,我们在选择熔断器的时侯必须在耐脉冲能力时,根据整机不同的使用寿命,分别预放足够的余量。家用或个人用的电器在全部的使用寿命中,我们往往会预放十万次脉冲冲击的余量,这时的熔化热能值就需要大于脉冲能量的3~4倍,而工业用的或装备类电器则只需要承受一万次左右或一万次以下的脉冲冲击,那么熔化热能值只需要大于脉冲能量的2~3倍。由于各品牌的熔断器有所差异,具体比例还要参考制造商的技术手册。
不同的电路会产生的脉冲大小各异,因此不同的电路对熔断器的耐脉冲能力要求也不一样,一般来说,阻性电路对熔断器的熔化热能值要求较低,容性或感性电路对熔断器的熔化热能值要求较高。同品牌的熔断器中,慢断型熔断器的熔化热能值较高,快断型熔断器的熔化热能值较低。熔化热能值的大小虽然对熔断速度有关联,但当电路真的出现故障引起的过电流时,快断型或慢断型的熔断器都会迅速安全的对电路起到保护作用。
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