安全电路保护

电源可靠性:插入式保险丝端子座提供短路保护;七个设计注意事项可以帮助您的下一个实现。

作者:Alan Sappe, Cory Myer, Moritz Krink, Phoenix Contact 2018年5月14日

从机器制造商到工艺工程师,每个系统制造商都必须考虑电路保护。无论是防止过载还是短路,熔断器都可以保护设备和导线免于故障。由于其可靠性,保险丝元件多年来没有改变。操作人员还可以通过选择带有推入式连接技术的保险丝端子座来缩短接线时间(图1)。

保险丝适用于现场使用

保险丝是电气工程中最早开发的部件之一。1880年,托马斯·爱迪生(Thomas Edison)选择了用预定的断点保护电路的想法,并为这一概念申请了专利。在发生过载的情况下,通过有意地缩小电路中的导体横截面,将电流集中在一个确定的点上。这一基本原则至今仍在大多数保险丝中实施。

保险丝的作用是防止设备和导体发生故障。在设备电路短路的情况下,例如,在设备损坏之前,短暂的过电流会导致保险丝元件跳闸并断开电路。在这种情况下,至关重要的是,保险丝元件和相应的保险丝载体-一个特殊的端子座-适合应用。

在机械制造和系统制造,5×20毫米和6.3×32毫米的墨盒型保险丝是常用的。当需要可靠和准确的电路保护时,它们变得越来越普遍。由于广泛的保险丝类型-快吹或慢吹,砂填充,在玻璃或陶瓷外壳-弹药保险丝可在许多版本。熔断器链接的墨盒设计是一项全球标准,自首次纳入DIN 41571(微型墨盒熔断器的国际标准)以来,几十年来一直保持一致。

保险丝端子座,插入式连接

在成本效率和小型化的关键趋势的推动下,各种保险丝端子已经开发出来。为满足市场需求,可为5×20 mm装盒保险丝提供4 mm²多级保险丝块,为6.3×32 mm装盒保险丝提供6 mm²保险丝块。该系列包括断开接线端子,其外壳与保险丝块相匹配。这允许现场应用程序设计的灵活性(图2)。

快速简便的插入式连接技术正在许多市场和行业中获得认可。与传统连接技术相比,其七大优势包括:

1.压力弹簧原理操作。有了腿弹簧,导体就插入到端子上,而不需要先打开端子。腿弹簧由高强度铬镍钢组成。由铜合金制成的导电金属采用无铅电镀锡保护。使用类似的金属可以减少铜导体热膨胀的影响。腿弹簧基于复杂的设计,将导体推到电流棒上,与其他弹簧技术产品相比,插入导体的插入力减少了50%。这减少了布线时间,为构建者和最终用户提供了可靠的连接,并节省了时间。

2.紧凑的房屋设计。在空间敏感的应用中,新的多级熔断器端子座节省了时间和空间。在传统的传感器/执行器布线中,电源和信号路径分别布线在相邻的馈通端子上。这些保险丝块也适用于导体屏蔽接地电位的布线。距离控制柜越远,导体截面要求越大。

在过去,这个应用程序需要五个终端块。使用较新的熔断器端子块,此应用程序需要一对端子块:一个多级熔断器端子块和一个断开端子块。利用6.2 mm的高密度外壳宽度,并将所需的端子排数量从5个减少到2个,每个组件可以节省18.6 mm的空间(与标准31 mm相比,节省66%)。

3.端子座附件。专业标记可以清楚地识别每个端子和导体位置,具有可靠跳线的电位分布,以及双桥轴(图3)。

4.简单直观的熔断器端子组件。现场操作和更换熔断器元件应快速,以尽量减少系统停机时间。汽车平板型C型保险丝用于汽车和机械制造。为了满足这种不断增长的需求,可提供符合ISO 8820-3和DIN 72581-3的紧凑型C型保险丝端子座。

扁平型C型熔断器用颜色表示电流强度。这些熔断器可用于低至48v的电压,但熔断器载体可用于其他熔断器,包括高至250vac的电压。标准化的扁平型保险丝插座可以容纳热断路器(TCP),将保险丝端子块转换为微型断路器。

除了标称电压高外,热断路器还有其他好处。这些自动装置可以打开/关闭,并且可以使用操作元件启用电流路径。相比之下,保险丝无法修复,因此必须在跳闸后更换。

5.终端宽度更小。端子宽度明显小于传统微型断路器。这样可以节省控制柜的空间。扁平型C型保险丝端子座的横截面为6 mm²,可支持高达30 a的标称电流,许多电气设备的常见性能工作范围(图4)。

6.标准测试。IEC 60947-7-3端子座试验在保险丝端子座标准中有描述。对保险丝端子座进行了具体测试,包括环境、冲击和振动性能测试。

7.测试功耗。由于熔断器的性质,在额定运行期间会产生热量。但是,操作人员可能接触到的塑料和金属部件的温度限制不得超过。为了确定极限,保险丝端子座配备了热电偶,热电偶监测一种排列和复合排列的温度。塑料件的温度值必须低于相对温度指数(RTI)值,聚酰胺6.6的相对温度指数为130℃。金属部件的温度不得超过85℃。因此,保险丝的最大额定电流和最大耗散功率必须严格遵守。

根据ISO 8820-3,汽车保险丝有降额曲线,必须按照保险丝制造商的要求使用。一般来说,ISO 8820-2建议最大负载电流为70%,DIN 72587-3建议最大负载电流为80%。

艾伦Sappe”是美国凤凰联络公司工业机柜连接事业部产品营销经理;科里·迈尔是快速连接,工业机柜连接的产品专家,Phoenix Contact USA;和莫里茨Krink是产品经理端子座,工业机柜连接件,Phoenix Contact GmbH & Co KG;编辑:Mark T. Hoske,内容经理,控制工程, CFE传媒,mhoske@cfemedia.com

关键词:电源保护,工业保险丝

  • 短路在插入式保险丝端子块中提供保护。
  • 推入的连接技术正在获得认可。
  • 优势与传统的连接技术相比。

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