熔体材料的参数和技术性能

熔体材料

熔体材料（保险丝）装在熔断器内，当设备短路、过载，电流超过熔断值时，经过一定时间自动熔断，保护设备。短路电流越大、熔断时间越短。

常用熔体材料的参数

常用低熔点材料：银Ag、铅Pb、锡Sn、铋Bi、镉Cd，或其合金。

额定电流：溶体能够长期正常工作不熔断的电流。

熔断电流：电流超过熔断电流时，经过一定时间自动熔断。通用铅锡合金熔断丝的熔断电流是额定电流的1.3~2倍。

熔体材料的技术性能

1、熔体材料的电导率和热导率

良好的导电性、导热性是作为熔体材料的首要条件，在电路中，熔断器是高发热元件，整个电路及用电设备均要求它在正常情况下，电功率损耗减到最小，选择导电、导热性良好的材料就容易实现这些要求；同时此种熔体单位体积的载流量大，一旦改变熔体的形状和尺寸，就较容易设计出熔化特性不同的熔断器，而且此种熔体的熔断器在分断短路电流时，金属蒸气较少，有利电弧熄灭，所以用电导率、热导率高的材料为熔体，有利于熔断器性能指标的提高。

2、熔体材料的熔点

熔点问题应根据产品的功能而定，一般来说，为了使熔断器的熔体在长期额定工作电流下不被熔断，必须保证熔体在额定电流下的稳定工作温度和熔化温度之间有一定的差值，若熔体材料的熔点低，它的熔化温度越接近于额定电流下的稳定工作度，它的熔化系数将越小，反之，材料的熔点高，达到熔化温度所必需的熔化电流势必增加，它的熔化系数也就提高了。为了使熔断器能够保护小倍过载，它的熔化系数将越小越好。

显然低熔点材料容易满足上述要求，但是熔点低的金属或合金，往往电导率较小，当熔体的电阻一定时，用低熔点金属做成的熔体具有较大的截面积，这种熔体在短路电流作用下，将产生较多的金属蒸气，这对灭弧极为不利，故采用低熔点的材料做熔体，将使熔断器分断短路电流的能力降低，一般使用场合对熔断器要求不高时，才采用低熔点金属或合金为熔体。高性能熔断器多采用高熔点金属制作熔体，一般在此种熔体上添加部分冶金效应材料，它也将具有保护过载的能力。

3、熔体材料的米电阻值允差

熔体材料的米电阻值稳定，该熔断器的时间——电流特性的分散性就小，国外铜熔体材料米电阻允差都控制在士3.5%以内，它们的产品，时间——电流特性在电流方向的公差就能控制在±10%范围；在国内熔体用的T2铜带尽管经过精加工，但用它制作的产品其时间——电流特性在电流方向的公差要控制在士15%以内就很困难了。现在符合IEC和新国标的新产品均采用米电阻允差在±3.5%的新铜带。人们将采用米电阻值允差来衡量同类熔体材料质量的优劣。

4、熔体材料的电阻温度系数、蠕变极限和疲劳强度

熔断器的动作特性与熔体的电阻值变化息息相关，若熔体材料的电阻温度系数比较大，一旦周围环境温度变化，熔体电阻相对都要发生较大的变化，必将影响熔断器特性的稳定性，所以选用材料时，一般希望材料的电阻温度系数小些为好。熔断器在工作过程中要反复承受热应力作用，那些蠕变极限和疲劳强度好的材料在高温下其强度也好，因此在周期性负荷作用下，就不易老化。

5、熔体材料的工艺性

熔体材料的机械加工性能和可焊性，在选用时也是值得考虑的问题之一。熔体的尺寸精度将直接影响熔断器熔化时间——电流特性的精度。为改善熔断器的熔化特性或提高它分断短路电流的能力，往往在熔体的某些部分要加工出小孔或狭颈，而且对其尺寸精度要求很高，关键尺寸的公差都控制在±0.01mm以内，所以高性能熔断器都要求其熔体材料能进行精密加工。

无论哪种结构型式的熔断器，其熔体均要和触刀或端帽焊接在一起。据统计，熔断器的质量在很大程度上取决于接触电阻值。当熔体与熔断器的触头接触连接不良时，接触电阻可达熔体电阻的50%，此时，熔断器在额定工作状态下就要过热，并因之缩短了它的使用期限。除此之外，当接触连接不良时，各试品试验结果的重复性也就被破坏了。所以大额定电流熔断器的熔体是以焊接方式同熔断器触头连接的，以保证接触连接的良好质量。对于小额定电流熔断器，有时也采用软焊料进行钎焊，但更多的是采用机械紧压。在可更换熔体熔断器中，熔体是以螺栓紧固方式同熔断器的触头连接。

6、熔体材料的标准电极电位

要保证接触电阻长期使用的稳定性，熔体和触刀或端帽材料的标准电极电位要相近，否则在两材料接触处容易产生电化腐蚀，此时接触处电阻将要产生意外变化，甚至两元件发生松脱现象。