溫度保險絲熱熔斷器構造及原理

孫玉培

摘 要：溫度保險絲/熔斷器又叫熱熔斷器，在電路中是通過感應電器電子產品非正常運作時切斷回路的一種裝置，是不可恢復一次性使用的保護元件。一般安裝在易發熱電器產品中，當電器發生過熱故障導致溫度超過異常溫度時，溫度保險絲/熔斷器便會自動熔斷從而切斷電源，防止電器引起火災。本文即在簡述溫度保險絲/熔斷器作用的基礎之上，就溫度保險絲/熔斷器的工作原理進行分析，最后針對溫度保險絲/熔斷器實際應用中的選擇方法與基本原則展開論述，望能夠引起業內人士的關注與重視。

關鍵詞：溫度保險絲/熔斷器；熱熔斷器；構造；原理

中圖分類號： TN312 文獻標志碼：A

0 引言

在常規條件下，溫度保險絲/熔斷器在電路上僅作為電源通路使用，在使用期間實際電流值低于額定值的情況下，無法觸及熔斷反應，對電路正常運行也沒有任何不良影響。僅當電路溫度異常或者機械設備運行故障時，溫度保險絲熔斷器會觸及熔斷反應并直接切斷電源線路，以免線路運行受到故障的不良影響。只有電器產品在發生故障或產生溫度異常時，才會被熔斷從而切斷電源電路。這一點和電流熔斷器（電流保險絲）是不同的，電流熔斷器是因電路中超過額定電流時產生的熱量而熔斷的。在電路出現故障或異常運行時，電流呈持續升高趨勢，且可能導致電路中部分重要電器元件發生損壞，嚴重時還可能導致電路燒毀或誘發火災。兩者的相同點：兩者都是溫度過高發生熔斷；不同點：溫度保險絲/熔斷器熔斷時溫度高，但電流不一定高；電流保險絲熔斷時溫度高，電流也一定高。以下即以溫度保險絲/熔斷器為例，針對其主要作用、工作原理以及在實際應用中的選擇方法展開論述，望能夠引起業內人士的關注與重視。

1 溫度保險絲/熔斷器的作用

溫度保險絲/熔斷器主要由熔體和熔管以及外加填料等部分組成。使用時，溫度保險絲/熔斷器能感應電子產品在溫度發生異常升高，通過溫度保險絲/熔斷器主體及導線感應溫度，當溫度達到熔體的熔點時，熔體會自動融化。融化后的熔體在特殊填充料的促合作用下，表面張力增強，熔體熔斷后成球狀，從而切斷回路避免發生火災。確保電路所連接電器設備的安全運行。

2 溫度保險絲/熔斷器的工作原理

作為一種用于過熱保護的特殊保護裝置，溫度保險絲/熔斷器可進一步細化為有機物型溫度保險絲/熔斷器、合金型溫度保險絲/熔斷器這兩種類型。

其中，有機物型溫度保險絲/熔斷器由可動觸點、可熔體以及彈簧這3個部分構成。在有機物型溫度保險絲/熔斷器啟動前，電流自一側引線流過可動觸點，并經金屬外殼流動至另一側引線。而當外部溫度達到預設極限溫度后，有機物可熔體發生融化，導致壓縮彈簧裝置變松，彈簧膨脹導致可動觸點與一側引線相互分離，回路處于開啟狀態，進而切斷可動觸點與此側引線間連接電流，達到保險熔斷的目的。

合金型溫度保險絲/熔斷器由導線、可熔體、特殊混合物、外殼以及封口樹脂這幾個部分構成。伴隨著周邊（環境）溫度上升，特殊混合物開始液化。周邊溫度繼續升高達到可熔體的熔點時可熔體開始熔化，因特殊混合物的促進作用而使熔化的合金表面的產生張力作用， 利用這種表面的張力，使熔化的熱敏元件起球并向兩邊分開，實現對回路的永久性切斷。可熔性合金溫度保險絲/熔斷器是能夠根據組合物的可熔體設置各種動作溫度。

合金型溫度保險絲/熔斷器通常包括兩大類：軸向型溫度保險絲/熔斷器和徑向型溫度保險絲/熔斷器。

3 如何選擇溫度保險絲/熔斷器

（1） 所選的溫度保險絲/熔斷器額定工作溫度應小于電器設備所使用的材料的耐溫等級。

（2） 所選擇溫度保險絲/熔斷器額定電流應當≥被保護設備或元器件最大工作電流/折減率后電流。假定某電路工作電流為1.5A，所選擇溫度保險絲/熔斷器額定電流應當達到1.5/0.72，即2.0A以上，以確保溫度保險絲/熔斷器熔斷性能的可靠性。

（3）所選擇溫度保險絲/熔斷器熔體額定電流應躲過被保護設備或元器件尖峰電流。只有滿足這一選型原則，才能夠確保當電路出現正常尖峰電流時，溫度保險絲/熔斷器不會產生熔斷反應。尤其需要注意的是，若所應用電路系統中電動機需頻繁啟動或要求制動保護，則所選擇溫度保險絲/熔斷器熔體額定電流應當在躲過被保護設備或元器件尖峰電流的基礎之上擴大1級～2級。

（4）所選擇溫度保險絲/熔斷器熔體額定電壓應當大于實際電路使用電壓。

（5）所選擇溫度保險絲/熔斷器電壓降應當符合所應用電路的技術要求。這一原則在較高電壓電路中可以不做考慮，但對于低電壓電路而言，由于電壓降會直接對電路運行產生影響，因此在溫度保險絲/熔斷器的選擇時必須充分評估電壓降這一參數對熔斷性能的影響。

（6）所選溫度保險絲/熔斷器的形狀，應該根據被保護器件形狀來選擇。比如被保護的器件為電機，一般電機的形狀為環形，通常會選擇管型的溫度保險絲/熔斷器直接塞進線圈的縫隙中，以節省空間的占用并達到良好的感溫效果。又如被保護的器件為變壓器，其線圈為一平面，則應選擇方形的溫度保險絲/熔斷器，這樣可以保證溫度保險絲/熔斷器與線圈更好的接觸，以達到較好的保護效果。

4 使用溫度保險絲/熔斷器注意事項

（1）溫度保險絲熔斷器在額定電流、額定電壓、使用溫度、熔斷溫度、最大溫度等相關參數方面有明確規定與限制，需要在符合上述要求的前提下靈活選用。

（2）溫度保險絲安裝位置的選擇必須特別注意一個方面的問題，即溫度保險絲自身應力不得因受到成品內關鍵配件位置變動或振動因素的影響而轉移至保險絲中，以免對其整體運行性能產生不良影響。

（3）溫度保險絲在實際運營的過程當中，需要將其安裝于發生熔斷后溫度仍然低于最大允許溫度的情形下。

（4）溫度保險絲所選擇的安裝位置不在濕度高于95.0%的儀器或設備內。

（5） 從安裝位置上來說，溫度保險絲需要安裝于對溫度保險絲熔斷器熱源有良好感應效果的場所中。在安裝構造方面應當盡量避免受到熱阻隔物的影響，如與加熱器不得直接連接與安裝，以免加熱影響下熱線溫度轉移至熔斷器上。

（6）溫度保險絲熔斷器若以并聯方式連接或持續受到過電壓、過電流因素的影響，其內部電流量異常可能導致內部接點受損，對整個溫度保險絲熔斷器裝置的正常動作產生不良影響，因此在以上條件下不建議使用此類熔斷器裝置。

雖然溫度保險絲/熔斷器在設計上有高可靠性，但單個溫度保險絲/熔斷器所能應付的異常情況畢竟是有限度的。加上人為或無法預料的不可抗力的作用下令溫度保險絲/熔斷器受到損傷不能正常發揮作用，則機器發生異常時將無法及時切斷回路。因此在機器過熱時、錯誤動作直接對人體有影響時、除保險絲外無回路切斷設備時、在要求高度安全性的情況下， 要使用兩個以上擁有不同熔斷溫度的溫度保險絲/熔斷器。

結論

溫度保險絲/熔斷器是一種連接在電路上用十分精確可靠的溫度保護電路的一次性元件，當工作環境溫度超過溫度保險絲/熔斷器的額定溫度時可迅速中斷電路，避免應用過熱產生的一系列危害。常見溫度保險絲/熔斷器包括機物型溫度保險絲/熔斷器、合金型溫度保險絲/熔斷器這兩種類型，在基本構成以及工作原理上存在一定差異性，需要區別對待。同時，為確保其切斷電路功能的可靠實現，在溫度保險絲/熔斷器的選擇上必須遵循一定的原則，以更好地利用溫度保險絲/熔斷器，發揮其保護電路的功效。

參考文獻

[1]許琴.DX發射機射頻功放模塊聯鎖保護和檢測電路的原理與維護[J].廣播電視信息，2010（2）：82-84.

[2]劉艷輝，王芳，伍星等.SPD脫扣裝置中溫度保險絲/熔斷器性能分析[J].氣象科技，2014，42（2）：251-255.