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為測試儀選擇正確的保險絲

文章作者:深圳市聚利興儀器有限公司    時間:2015/6/1 15:38:42

保險絲僅僅是個熔斷絲而已,對嗎?我們知道,當電流超過特定值后,保險絲就會造成斷路,這樣就能防止因受到電擊和由于導線過熱引起的火災。有些保險絲能夠保護我們免受更加嚴重的事故傷害。本文介紹了在沒有使用專為測試儀設計的保險絲保護的情況下,使用測試儀進行電壓和電流測試所存在的安全隱患,這些安全隱患可導致人員嚴重燒傷,甚至死亡。 


測試儀為什么需要保險絲? 
市場上有各種各樣的測試儀,從簡單的電壓探筆到非常精密復雜的數字多用表 (DMM),應有盡有。測量電壓的測試儀具有高輸入阻抗,使其不太可能會發生過流的情況。所以, 

電壓測量 的輸入一般不設計有保險絲保護功能,而是采用過壓保護功能。但是,如果同一測試儀被設計為還能測試電流,則需要保險絲。 


電流測量輸入通常采用簡單的分流電路,被測電流要流過該電路。該分流電路的阻抗大約為0.01Ω左右。再加上測試線的阻抗(大約0.04Ω),則總阻抗不足0.1Ω。當用戶將該電路與其它負載相串聯來測量電路的電流時,該阻抗是足夠的。但是,當將該電路跨接于一個電壓源時,比如說插到客廳的插座,情形則完全不同。這是同時測量電壓和電流的人員最常犯的一個錯誤。在利用連接到電流輸入插孔的測試線測量過電流之后,用戶會試圖進行電壓測量,而忘記了測試線連接到的是安培插孔,實際上造成了電壓源兩端短路。多年之前,當模擬儀表是進行這些測量的唯一可選儀器時,這種錯誤幾乎可以破壞儀表的機件(頂部插塞上的插針),更不用說內部的電路了。 


為了防止經常發生這種事情,儀表制造商首先是將 儀表 的測試線插座串聯一個保險絲,作為廉價而有效的防止這種低級錯誤的一個措施。 


如今,絕大多數制造商在設計其儀表時,仍然在電流測量電路中使用保險絲保護功能。隨著技術的發展,保險絲設計技術也有了很大的進步。盡管設計儀表的人非常了解熔斷的全面影響,但大多數儀表用戶卻對此知之甚少。 


當犯了這種低級錯誤,在電流插孔上跨接了電壓時,人們可能會對沒有毀壞儀表而感到欣慰。但是,接下來就會因為在再次測量電流之前不得不更換新的保險絲而感到郁悶。而更麻煩的是,當多人共用儀表時,某人燒壞了保險絲卻將儀表放在一邊,讓毫無疑心的用戶遭遇到故障。 


選擇錯誤保險絲的嚴重性 

制造商會在手冊中(通常也會在儀表上)列出替代保險絲所需具備的安培、中斷電流和電壓額定值。如果您選擇了不符合這些指標的保險絲,或者更為糟糕的是直接用導線連接保險絲的連接線路,無論您相信與否,您都是在制造一顆熱量手榴彈。您所需的僅僅是引爆手榴彈的條件而已。 


當您使用打印機、計算機、復印機或具有自身 電源 的設備(CAT I)時,可能并不會發生爆炸。甚至在工作于支路(CAT II)時,也可能不會引爆手榴彈而僥幸逃脫。在這兩種環境下,都是相當低能量的環境,并且往往具有內置的保險絲保護功能、斷路器和過流保護電路。但是,這也并非是安全工作的好辦法。 


當您轉到配電柜 (CAT III) 或初級饋線 (CAT IV) 時,保護電路就明顯發生了變化。在配電盤上,在您和電力公司之間存在著斷路器,而電力公司在支路上配備有額定值為數百安培電流的斷路器,而不是15A、20A或30A。當在民宅的斷路器面板的輸入側測量電壓時,保護裝置位于市電的電線桿或變電站之后。這些斷路器在斷路之前可以承載數千安培的電流,并且造成斷路所需的時間比支路斷路器要長得多。因此,當您無意間使測試線連接至安培插孔,將儀表測試線連接到這些電壓源之一,而使用的又是不具備合適的保險絲保護功能的儀表時,就等于將自己的生命放在了鬼門關。 


等離子火球 

在這種情況下,錯誤的保險絲(或者連接保險絲和電路的導線)和測試線所形成的短路電路幾乎會產生無限的能量。保險絲(或導線)中的金屬成分被快速加熱,并開始汽化,形成小的爆炸。當使用了錯誤的保險絲時,保險絲罩會因為受到爆炸力的沖擊而猛地打開,當遇到無限的氧氣時,就會形成等離子火球。而測試線也可能會開始熔化,火焰和熱金屬就會迅速接觸到您的手、胳臂、臉和衣服。儀表得到能量的時間、可供使用的氧氣量,以及防護用品(例如面罩和防護手套)將決定您受傷害的程度。 


這一切都發生在幾毫秒的時間之內,對錯誤發出反應的時間非常有限。幸運的話,您會擺脫測試線或儀表,從而斷開電路。但是不能僅靠運氣,使用合適的保險絲即可完全避免這種事故。 


使用合適的保險絲 

特殊設計的“高能量”保險絲是用來避免保險絲罩內的電氣短路產生的能量,從而保護用戶免受電擊和燒傷。這些高能量保險絲設計用于限制供應能量的時間和燃燒可用的氧氣總量。保險絲不但可以在規定的恒流下斷路,而且能夠在出現瞬間高電流時形成斷路。該高電流被稱為“最小中斷電流”。例如,福祿克公司在其測試儀中使用的是最小中斷電流標稱值為10,000A和 17,000A的保險絲。 


如果使用CAT III 1000 V的儀表,測試線連接到安培插孔,則在測試線間就會有大約 0.1Ω的串聯 電阻 (分流電路為 0.01Ω,測試線為 0.04Ω,保險絲和電路板引線為0.05Ω)。現在,如果您無意間將測試線連接到一個 1,000V的電壓源,根據歐姆定律,將會產生 10,000A電流(E/R=I,1,000/0.1 = 10,000),這時則需要一個可以在此電流下斷開的保險絲,且動作要快。 


除了特殊設計的保險絲器件之外,高能量保險絲都填充有沙子。沙子不但能夠吸收爆炸成分產生的沖擊能量,而且由此能量形成的高溫(高達 10,000 °F)會熔化沙子,使其形成玻璃。玻璃能夠覆蓋器件,并通過切斷可供使用的氧氣而抑制火球,使用戶和測量儀表免受傷害。 


正像您能夠看到的那樣,并非所有具有相同安培和電壓額定指標的保險絲都是相同的。為了自身的安全,您需要確保您所使用的保險絲就是工程師設計用于該測試儀表的保險絲。請參閱測試儀表的用戶手冊,或者向測試儀表的制造商確認,確保使用正確的保險絲。您的安全要遠遠高于為測試儀表購買合適保險絲所需的費用。


除了特殊設計的保險絲器件之外,高能量保險絲都填充有沙子。沙子不但能夠吸收爆炸成分產生的沖擊能量,而且由此能量形成的高溫(高達 10,000 °F)會熔化沙子,使其形成玻璃。玻璃能夠覆蓋器件,并通過切斷可供使用的氧氣而抑制火球,使用戶和測量儀表免受傷害。 


正像您能夠看到的那樣,并非所有具有相同安培和電壓額定指標的保險絲都是相同的。為了自身的安全,您需要確保您所使用的保險絲就是工程師設計用于該測試儀表的保險絲。請參閱測試儀表的用戶手冊,或者向測試儀表的制造商確認,確保使用正確的保險絲。您的安全要遠遠高于為測試儀表購買合適保險絲所需的費用。


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