熔斷器是一種過電流保護器，熔斷系數(shù)是熔斷器的隱形參數(shù)之一，它在熔斷器的實際保護性能中確是一個非常重要的，尤其在產(chǎn)品設(shè)計時。既然熔斷系數(shù)有這么重要的作用，今天我們就一起來認識熔斷器的熔斷系數(shù)，然后根據(jù)實際需要的標準選用合適的熔斷器。
一、熔斷器介紹
熔斷器的結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，是一種過電流保護器，廣泛用于電力系統(tǒng)、各種電工設(shè)備和家用電器中作為保護器件。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，將熔斷器串聯(lián)于被保護電路中，當被保護電路的電流超過規(guī)定值，并經(jīng)過一定時間后，由熔體自身產(chǎn)生的熱量熔斷熔體，使電路斷開，從而起到保護的作用。以金屬導體作為熔體而分斷電路的電器，串聯(lián)于電路中，當過載或短路電流通過熔體時，熔體自身將發(fā)熱而熔斷，從而對電力系統(tǒng)、各種電工設(shè)備以及家用電器都起到了一定的保護作用。具有反時延特性，當過載電流小時，熔斷時間長；過載電流大時，熔斷時間短。因此，在一定過載電流范圍內(nèi)至電流恢復正常，熔斷器不會熔斷，可以繼續(xù)使用。
二、熔斷器的種類
1.插入式熔斷器
插入式熔斷器常用于380V及以下電壓等級的線路末端，作為配電支線或電氣設(shè)備的短路保護用。
2.螺旋式熔斷器
螺旋式熔斷器的熔體上的上端蓋有一熔斷指示器，一旦熔體熔斷，指示器馬上彈出，可透過瓷帽上的玻璃孔觀察到，它常用于機床電氣控制設(shè)備中。螺旋式熔斷器。分斷電流較大，可用于電壓等級500V及其以下、電流等級200A以下的電路中，作短路保護。
3.封閉式熔斷器
封閉式熔斷器分有填料熔斷器和無填料熔斷器兩種，如圖3和圖4所示。有填料熔斷器一般用方形瓷管，內(nèi)裝石英砂及熔體，分斷能力強，用于電壓等級500V以下、電流等級1KA以下的電路中。無填料密閉式熔斷器將熔體裝入密閉式圓筒中，分斷能力稍小，用于500V以下，600A以下電力網(wǎng)或配電設(shè)備中。
4.快速熔斷器
快速熔斷器主要用于半導體整流元件或整流裝置的短路保護。由于半導體元件的過載能力很低。只能在極短時間內(nèi)承受較大的過載電流，因此要求短路保護具有快速熔斷的能力�？焖偃蹟嗥鞯慕Y(jié)構(gòu)和有填料封閉式熔斷器基本相同，但熔體材料和形狀不同，它是以銀片沖制的有V形深槽的變截面熔體。
5.自復熔斷器
自復熔斷器是采用金屬鈉作熔體，在常溫下具有高電導率。當電路發(fā)生短路故障時，短路電流產(chǎn)生高溫使鈉迅速汽化，汽態(tài)鈉呈現(xiàn)高阻態(tài)，從而限制了短路電流。當短路電流消失后，溫度下降，金屬鈉恢復原來的良好導電性能。自復熔斷器只能限制短路電流，不能真正分斷電路。其優(yōu)點是不必更換熔體，能重復使用。
三、認識熔斷器的熔斷系數(shù)
熔斷系數(shù)是熔斷器的隱形參數(shù)之一。熔斷系數(shù)的定義是使熔斷器的熔體開始熔化的電流值和熔斷器的額定電流值的比數(shù)。例如：1A的熔斷器，當電路的故障電流達到1.5A的時侯才會開始動作，我們就稱這個熔斷器的熔斷系數(shù)是1.5;也就是說，電路電流小于1.5A時，熔斷器能長期工作不會斷，只有當電路電流大于1.5A時，熔斷器才會動作，電流越大動作越快。所以一般在設(shè)定熔斷器的熔斷特性表（I-t表）時會選擇：
1.額定電流的1~1.1倍作為負載能力測試點，應(yīng)能長期工作；
2.略小于熔斷系數(shù)的電流作為過載能力測試點，應(yīng)能承受一段時間；
3.大于熔斷系數(shù)的電流會選擇1~4個作為保護能力測試點，應(yīng)能在規(guī)定的時間段里動作。
然而，現(xiàn)在市場上的熔斷器，從主要使用地域來看主要有北美規(guī)格和歐洲規(guī)格，由于這兩大區(qū)域的供電條件不同，各自發(fā)展的歷史不同，導致了對電路保護要求的不同，從而產(chǎn)生了美規(guī)和歐規(guī)的不同性能的熔斷器產(chǎn)品。
這兩種規(guī)格的熔斷器產(chǎn)品的所有方面都存在著差異，特別是在熔斷系數(shù)上存在差異，例如：
①美規(guī)的管狀熔斷器的熔斷系數(shù)大部分產(chǎn)品都是在1.2左右，這些產(chǎn)品的熔斷特性是：1 In或1.1 In 4小時不斷、1.35 In 1小時內(nèi)斷、其他考核點一般會定在1.6 In、2 In、10 In等；
②歐規(guī)的管狀熔斷器的熔斷系數(shù)大部分產(chǎn)品都是在1.7~1.8,這些產(chǎn)品的熔斷特性是：1 In或1.1 In 4小時不斷、1.5 In 1小時不斷、其他考核點一般會定在2.0 In或2.1 In、2.75 In、4 In、10 In等。
從以上數(shù)據(jù)可以看出，歐規(guī)產(chǎn)品和美規(guī)產(chǎn)品即使是同樣尺寸、同樣特性和同樣規(guī)格的，性能也有很大的區(qū)別，甚至會有根本性的沖突（美規(guī)的1.35 In需要在1小時內(nèi)斷開，而歐規(guī)的需要能承受1.5 In 1小時不斷）。美規(guī)熔斷器和歐規(guī)熔斷器之所以有如此大的性能差異，根本原因就是他們的熔斷系數(shù)有很大的差異。美規(guī)熔斷器的熔斷特性大致上要比歐規(guī)的快了30%以上（1.2/1.7=0.7059），反過來說歐規(guī)熔斷器的熔斷特性要比美規(guī)的慢了40%以上（1.7/1.2=1.4167）。
一般來說，美規(guī)的熔斷器和歐規(guī)的熔斷器是不能直接互相替換的，也就是說更換前先要了解清楚熔斷器是美規(guī)的還是歐規(guī)的，美規(guī)的壞了只能還是換美規(guī)的，歐規(guī)的壞了也只能換歐規(guī)的。所以，在選擇熔斷器時，歐規(guī)熔斷器的額定電流規(guī)格只要略大于電路穩(wěn)定工作電流或以電路穩(wěn)定工作電流乘以105%就可以了，而美規(guī)熔斷器的額定電流規(guī)格必需要電路穩(wěn)定工作電流除以75%才行。
四、如何選用熔斷器
1.一般熔斷器選用標準
①導線保護（gG/gL特性）：線路中過載電流和短路電流會造成導線、電纜溫度過高，導致導線、電纜的絕緣破壞，甚至斷裂。熔斷器作導線、電纜過載保護可布置在導線、電纜的進線端或出線端，熔斷器額定電流約為線路電流的1.25倍；作短路保護時熔斷器必須安裝在導線、電纜的進線端，熔斷器額定電流約為脫扣電流的1.45倍。[1]
②電動機保護（aM/gM特性）：一套簡單的電動機線路通常由熔斷器、接觸器、熱繼電器、電動機等組成。根據(jù)經(jīng)驗，在此線路中，選擇熔斷器額定電流約為電動機額定電流的1.2~1.5倍。
③電容器開關(guān)設(shè)備保護：在電容器開關(guān)設(shè)備中，熔斷器推存作短路保護，所選擇的熔斷器的額定電流不得小于電容器額定電流的1.6倍。
2.半導體器件保護（aR/gR特性）熔斷器選用標準
電力半導體器件熱容量小，在故障狀態(tài)下必須要有快速熔斷器保護。而快速熔斷器具有與半導體器件類似的熱特性，所以是一種良好的保護器件。快速熔斷器選用一般原則如下：
①額定電壓：快速熔斷器的額定電壓UN應(yīng)稍大于快速熔斷器熔斷后兩端出現(xiàn)的故障電路的外加交流電壓。若半導體設(shè)備的負荷是有源逆變器、逆變型制動的電動機等逆變型負載時，應(yīng)考慮半導體器件失控等引起設(shè)備直流側(cè)短路的可能性，此時快速熔斷器熔斷時，熔片兩端交流電壓與直流電壓疊加現(xiàn)象，快速熔斷器的額定電壓應(yīng)按下式計算：UN ≥Uac+Udo×1/√2式中：Uac:快速熔斷器熔斷后外加交流電壓；Udo:半導體設(shè)備負載端逆變型直流電壓。
②額定電流：熔斷器的額定電流INF是以電路中實際流過熔斷器的電流有效值IF為基礎(chǔ)，并考慮環(huán)境溫度、冷卻條件、電流裕度等因素影響進行計算。INF≥K×IF式中：K值一般可取1.5~2.對于自冷式熔斷器K取較大值，尤其對熔斷器兩端連接導線特別短的電路，需取蕞達值；對水冷式熔斷器K取較小值。快速熔斷器選用額定電流過大勢必增加熔斷器的I2tF值，對半導體器件的保護是有害的。
③分斷I2t:當半導體器件與快速熔斷器串聯(lián)工作時，半導體器件允許通過的I2tD值應(yīng)大于快速熔斷器的I2tF值，不然熔斷器熔斷時，器件也被燒損。二者關(guān)系應(yīng)滿足：I2tF≤0.9I2tD .
④分斷過電壓：熔斷器在減弧過程中，在線路中產(chǎn)生的過電壓，過高的過電壓會使半導體器件產(chǎn)生反向擊穿，因此分斷過電壓必須小于或者等于半導體器件允許反向峰值電壓。快速熔斷器熔斷時產(chǎn)生的過電壓（峰值）一般為故障電壓（方均根值）的2~2.5倍左右。
⑤額定分斷能力：快速熔斷器的額定分斷能力應(yīng)大于半導體設(shè)備中快速熔斷器分斷時流過的故障電流峰值，一般應(yīng)包括半導體設(shè)備中的變壓器閥側(cè)內(nèi)部短路電流值及直流側(cè)短路電流值，不然將會引起快速熔斷器炸裂、串弧等事故。