基于不同感温材料的热熔断体结构及性能分析及使用注意事项

摘要：概括了不同类型热熔断体的工作原理、形态结构，针对三种不同感温材料制成的热熔断体的性能进行辨析，并提出正确安装使用时需要注意的事项。

关键词：热熔断体 感温材料 机械应力 过热

一、序言

热熔断体也叫温度保险丝、温度熔断器，是属于温度感应式回路切断装置。热熔断体能感应电器产品、电子产品非正常工作条件下所产生的过热，从而切断回路以避免火灾的发生。热熔断体多用于家用或类似用途的电器中，其使用面的广泛，是家用或商用电器、电子产品中必不可少的关键零部件。

二、热熔断体的工作原理及结构性能分析

按照目前热熔断体常见类型，可有如下几种分类方式：

1、热熔断体从结构分为方壳型和瓷管型两种，不管哪种外形结构，其工作原理是相同的；

2、热熔断体从感温体的导线放置形状分为：轴向导线型及径向导线型两种，其基本设计及动作原理也是相同；

3、热熔断体从感温体的材料可分为：有机物化合物型（感温颗粒）、熔丝型、复合型（低熔点易溶合金）；

4、热熔断体从外壳材料可分为：陶瓷外壳、金属外壳。

以上四种分类涵盖了绝大部分热熔断体，其中，第一分类和第二分类也可以合为一类，方壳型热熔断体其感温体放置形状为径向导线型；瓷管型热熔断体其感温体放置形状为轴向导线型，如图一：

热熔断体内的感温体连接在两引脚上，表面包覆特殊树脂，插入到陶瓷管或塑料外壳内，再用环氧树脂封装。其工作原理为：当温度保险丝周围温度上升到它的动作温度时，感温体熔化并在表面张力作用下及特殊树脂帮助作用下，收缩成球状附在两引脚末端。这样，电路被永久切断，如图二：

热熔断体的感温体根据第三分类，其工作原理又有不同：

1、复合型（低熔点易溶合金）：复合型热熔断体因其体积小、价格低、性能稳定性良好而最受用户欢迎。其切断电流为0.5A、1A、2A～5 A，具有可直接装在温度检测处的特长。

将感温体焊于导线（镀锡软铜线）上，表面涂布特殊树脂后，插入壳体内，用密封剂完全封住两侧导线开口处。当温度异常升高时，热熔断体主体及导线感知热度，当达到易溶合金的熔点时，易溶合金会自行融化。融化后的易溶合金在特殊树脂的促合作用下，发挥增强表面张力，熔断导线成球状形，如图三：

（图中：1、易熔合金，2、特殊树脂，3、绝缘壳，4、密封材料，5、导线）

2、有机化合物型（感温颗粒）：可以切断10A～15A的电流。多采用金属套管和有机化合物感温颗粒配合使用。在金属外壳内组装绝缘筒、弹簧、可动接点、圆板、感温颗粒。金属外壳开口部用封止材料完全密封。按照“动作前导线?可动接点?金属壳?导线间通电流.”顺序进行工作，温度上升感温颗粒感应热度时熔化。感温颗粒熔化后，使弹簧伸张，可动接点从导线端被推分开，切断电流，如图四：

（图中：1、感温颗粒，2、金属外壳，3、圆板，4、弹簧1，5、可动接点，6、弹簧2，7、绝缘筒，8、密封材料，9和10、导线）

3、熔丝型热熔断体，由于其感温体形状不稳定，加之耐焊接性能较差而越来越少人使用。

三、热熔断体使用常见注意事项

根据热熔断体的结构和性能，它的安装和使用必须注意其耐焊接性能和安装时的机械操作。

1、各热熔断体有额定电流和电压，熔断温度（Tf），使用温度（Th）， 最大温度（Tm），必须在热熔断体厂家所规定的参数下使用；

2、选定热熔断体安装位置时要注意不能因成品内的震动及其他配件的变位，令机械应力转嫁到热熔断体上，换而言之，不得通过固定热熔断体来固定整机的内部布线；

3、要在整机非正常工作条件下，安装在所能达到最高温度并且热熔断体熔断后温度不会上升到最大使用温度以上的地方；

4、热熔断体不能用于液体或湿度维持在95%以上的机器内，以防发生因空气过潮湿导致短路的情况；

5、热熔断体要安装在只能够感应热熔断体热源的场所。构造上不可避免时要设置热阻隔物，例如安装于加热器时要注意不能直接连接，以免热线加热到热熔断体上；

6、应尽量避免为提高热熔断体的电流量而并列联接或持续通过过电流、过电压，致使热熔断体的内部接点受损的情况，这将直接影响热熔断体的正常动作。

虽然热熔断体在设计上有较高的可靠性，但单个热熔断体所能应付的异常情况毕竟是有限度的。加上人为或无法预料的不可抗力的作用下令热熔断体受到损伤不能正常发挥作用，则机器发生异常时将无法及时切断回路。 因此在机器过热时、错误动作直接对人体有影响时、除热熔断体外无回路切断设备时，或者在整机有要求高度安全性的情况下， 要使用2个以上拥有不同熔断温度的热熔断体。

参考文献：

[1]GB9816.1-2008 《家用和类似用途插头插座 第一部分 ： 通用要求》