工程机械电路熔断器的选型与设置

电路在短路或超负载时，其电流会超过额定电流，此称为过电流。过电流会对用电器、线束等产生致命损伤，严重时可引起火灾。对电路的保护，按过电流产生的原因可分为短路保护和过载保护2种。对电路进行保护，正确选择熔断器是关键，本文主要介绍熔断器的选型与设置问题。

1.熔断器的选型

(1) 额定电压值

熔断器对电流的变化很敏感，对电压的变化不敏感。一般来讲，当熔断器电压从0V到最大额定值变化时，熔断器能够保持现状，不受损坏。但如果电压过大，仍会造成熔断器熔断并会出现电弧。故应根据所应用电气系统的电压来确定熔断器的电压等级。通常情况下，熔断器的电压额定值必须等于或大于现有电路的额定电压，对于电气系统电压为28 V的电路，与其匹配的熔断器的额定电压应为32 V。

(2) 计算额定电压值

一般情况下，在计算熔断器容量时以负载大小进行计算，即以过载保护来确定熔断器容量的大小。具体可按照电气原理图中各回路所接电气负载情况进行计算，以确定理想状态下正常工作时各回路的额定电流值。

(3) 标称工作电流

通常情况下，为避免干扰熔断，在工作温度为25 ℃时，熔断器的工作电流不要超过根据受控测试条件确定的标称电流额定值的75%，即熔断器的电流等级应消减25%，此称为降额值。例如：假定环境温度为25 ℃，则电流额定值为10 A的熔断器仅可用在电流小于7.5 A的电路中。

(4) 环境温度

通常情况下，所说的熔断器电流额定值指的是在环境温度为25 ℃时的电流值。如果环境温度不同，则其熔断器的电流等特性也会相应发生变化。一般为环境温度越高，熔断器越热，其使用寿命越短。图1为环境温度对某型号熔断器电流耐受能力影响曲线图，其中A、B、C分别代表3种不同类型的熔断丝。

在选用熔断器时，应首先考虑其所在电路中的位置，确定其正常工作时所处的环境温度，再根据其环境温度值，折减一定的系数，来选用熔断器。计算公式如下：

熔断器的额定值=正常工作电流/（0.75×温度折减系数）

(5) 熔断额定值

熔断额定值即为熔断器熔断的最大安全电流，也称作分断能力或额定短路电流。在电路过载或发生短路故障时，熔断器会多次接受到超过正常工作电流的瞬态过载电流，安全规程要求此时熔断器应保持完好，并能将电路正常切断。熔断器的熔断额定值即为熔断器熔断时的最大允许电流，通常在选用熔断器时，所选熔断器的熔断额定值必须达到或者超过电路的最大电流。

(6) 时间－电流特性

由熔断器的时间－电流特性曲线，可以清楚地比较出不同过电流情况下熔断器断开时间的快慢。通常可根据不同的工作情况，来确定选用快熔断或者慢熔断的熔断器。图2为某型号熔断器的时间－电流特性曲线。

通常情况下的电器负载，尤其是非电阻性负载，在开始工作瞬间，会瞬时产生一个大的脉冲电流，此电流值有时会达到正常工作电流的几倍甚至几十倍。此时在选用熔断器时，就应该考虑其时间电流特性。

(7) 脉冲耐受能力

本文中所说的脉冲主要指的是启动时的瞬时电流。对于给定的脉冲，不同结构熔断器的反应不同，所以对于存在脉冲的电路，应该首先弄清楚产生脉冲的类型，然后根据该负载正常工作情况，来选用熔断器型式。另外因为电子脉冲会产生热循环，甚至产生机械结构疲劳，从而严重影响熔断器的寿命，所以在选用熔断器时，应当关注负载的脉冲特性，并用该特性与熔断器的特性进行对比，以此确定熔断器的类型。

2.熔断器的设置

如前面所述，熔断器主要用来对过电流进行保护，而过电流的产生主要是由于短路和过载，所以对于熔断器的设置问题也应考虑这2个因素。过载保护主要是对负载的一种保护，对熔断器所设位置的要求不太严格，在回路中的任何一个位置均可。而短路保护只能对熔断器后面的电路起到保护作用，如果熔断器前面的电路短路，电流则不会通过熔断器，熔断器也就失去了保护作用。

对于单一回路来说，应该将熔断器设置在最接近电源的位置。对于单电源多分支回路，应该在主干回路上最接近电源的位置设置熔断器，且各分支回路均应设置熔断器。如此每条分支上的导线规格，均可以根据其本身的负载功率大小来确定，这样可减小线径，降低线束成本。如各分支没有单独设置熔断器，为了匹配主干电线上熔断器的标称电流值，每条导线的承载电流都要超过主干电线熔断器标称电流值，这样则大大增加了线束成本。

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