在电子电路的安全保护领域，熔断器扮演着至关重要的角色。它是一种当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，从而断开电路的电器，也被称为保险丝，IEC127 标准将其定义为 “熔断体（fuse - link）”。下面我们将从熔断器的简介、工作原理、特点、分类、选择、使用维护等多个方面进行详细阐述。
熔断器作为一种广泛应用的电流保护器，主要由熔体、熔管以及外加填料等部分构成。其工作方式是串联于被保护电路中，当电路电流超过规定值并持续一定时间后，熔体因自身发热而熔断，进而切断电路，起到保护作用。它在低压配电系统、控制系统以及用电设备中，是应用极为普遍的短路和过电流保护器件。
熔断器利用金属导体作为熔体串联于电路中。当电路出现过载或短路情况，有大电流通过熔体时，熔体因自身电阻产生热量而熔断，从而实现电路的分断。这种工作方式结构简单、使用便捷，因此在电力系统、各种电工设备和家用电器中都得到了广泛应用。
- 额定电流关系：熔体额定电流与熔断器额定电流并不相等。熔体额定电流需依据被保护设备的负荷电流来选择，而熔断器额定电流应大于熔体额定电流，并且要与主电器配合确定。
- 熔体特性：熔体是控制熔断特性的关键元件，其材料、尺寸和形状决定了熔断特性。熔体材料分为低熔点和高熔点两类。低熔点材料如铅和铅合金，熔点低易熔断，但电阻率大，制成的熔体截面尺寸大，熔断时产生金属蒸气多，适用于低分断能力的熔断器；高熔点材料如铜、银，熔点高不易熔断，电阻率低，可制成较小截面尺寸的熔体，熔断时产生金属蒸气少，适用于高分断能力的熔断器。熔体形状有丝状和带状两种，改变变截面形状能显著改变熔断器的熔断特性。
- 反时延特性：熔断器具有反时延特性，即过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断时间短。在一定过载电流范围内，当电流恢复正常，熔断器不会熔断，可继续使用。同时，熔断器有多种不同的熔断特性曲线，能满足不同类型保护对象的需求。
- 螺旋式熔断器 RL：熔断管内装有石英砂，熔体埋于其中。熔体熔断时，电弧喷向石英砂及其缝隙，可迅速降温熄灭。为便于监视，熔断器一端装有色点，不同颜色表示不同的熔体电流，熔体熔断时色点跳出。其额定电流为 5 - 200A，主要用于短路电流大的分支电路或有易燃气体的场所。
- 有填料管式熔断器 RT：这是一种有限流作用的熔断器，由填有石英砂的瓷熔管、触点和镀银铜栅状熔体组成。通常装在特别的底座上，通过手动机构操作。额定电流为 50 - 1000A，适用于短路电流大的电路或有易燃气体的场所。
- 无填料管式熔断器 RM：熔丝管由纤维物制成，使用变截面的锌合金片作为熔体。熔体熔断时，纤维熔管部分纤维物受热分解产生高压气体，使电弧很快熄灭。它结构简单、保护性能好、使用方便，一般与刀开关组成熔断器刀开关组合使用。
- 有填料封闭管式快速熔断器 RS：属于快速动作型熔断器，由熔断管、触点底座、动作指示器和熔体组成。熔体为银质窄截面或网状形式，性使用，不能自行更换，主要用于半导体整流元件的保护。
- 按其他方式分类：根据使用电压可分为高压熔断器和低压熔断器；根据保护对象可分为保护变压器、一般电气设备、电压互感器、电力电容器、半导体元件、电动机和家用电器等的熔断器；根据结构可分为敞开式、半封闭式、管式和喷射式熔断器。
- 敞开式熔断器：结构简单，熔体完全暴露于空气中，由瓷柱作支撑，无支座，适用于低压户外使用，分断电流时在大气中会产生较大声光。
- 半封闭式熔断器：熔体装在瓷架上，插入两端带有金属插座的瓷盒中，适用于低压户内使用，分断电流时声光被瓷盒挡住。
- 管式熔断器：熔体装在熔断体内，可插在支座或直接连在电路上使用。熔断体是两端套有金属帽或带有触刀的完全密封绝缘管。若管内充石英砂，分断电流时具有限流作用，可提高分断能力，称作高分断能力熔断器；若管内抽真空，称作真空熔断器；若管内充 SF6 气体，称作 SF6 熔断器，目的是改善灭弧性能，这种熔断器适用于低压和高压电路。
- 喷射式熔断器：熔体装在由固体产气材料制成的绝缘管内，固体产气材料可采用电工反白纸板或有机玻璃等。当短路电流通过熔体时，熔体熔断产生电弧，高温使固体产气材料分解产生大量高压气体，将电离气体带电弧从管子两端喷出，发出极大声光，并在交流电流过零时熄灭电弧分断电流。绝缘管通常装在绝缘支架上，有的绝缘管上端做成可活动式，分断电流后脱开跌落，俗称跌落熔断器，适用于电压高于 6 千伏的户外场合。
- 按分断电流范围分类：可分为一般用途熔断器、后备熔断器和全范围熔断器。一般用途熔断器分断电流范围从过载电流大于额定电流 1.6 - 2 倍起至分断电流，主要用于保护电力变压器和一般电气设备；后备熔断器分断电流范围从过载电流大于额定电流 4 - 7 倍起至分断电流，常与接触器串联使用，主要保护电动机。
- 其他特殊熔断器：随着工业发展，还出现了电子熔断器、热熔断器和自复熔断器等适用于不同要求的特殊熔断器。
熔断器是一种简单而有效的保护电器，主要由熔体和安装熔体的绝缘管（绝缘座）组成。使用时，熔体串接于被保护电路中。当电路发生短路故障时，熔体瞬时熔断切断电路，起到保护作用。其作用在于，当电路出现故障或异常，电流不断升高，可能损坏电路中的重要或贵重器件，甚至引发火灾时，熔断器会在电流异常升高到一定程度和时间时，自身熔断切断电流，保护电路安全运行。早的保险丝由爱迪生在一百多年前发明，初用于保护价格昂贵的白炽灯。
- 熔体额定电流的选择
- 照明电路：熔体额定电流应大于或等于被保护电路上所有照明电器工作电流之和。
- 电动机：
- 单台直接起动电动机，熔体额定电流 = (1.5 - 2.5)× 电动机额定电流。
- 多台直接起动电动机，总保护熔体额定电流 = (1.5 - 2.5)× 各台电动机电流之和。
- 降压起动电动机，熔体额定电流 = (1.5 - 2)× 电动机额定电流。
- 绕线式电动机，熔体额定电流 = (1.2 - 1.5)× 电动机额定电流。
- 配电变压器低压侧：熔体额定电流 = (1.0 - 1.5)× 变压器低压侧额定电流。
- 并联电容器组：熔体额定电流 = (1.43 - 1.55)× 电容器组额定电流。
- 电焊机：熔体额定电流 = (1.5 - 2.5)× 负荷电流。
- 电子整流元件：熔体额定电流≥1.57× 整流元件额定电流。熔体额定电流的数值范围是为了适应熔体的标准件额定值。
- 熔断器的安秒（反时限）特性：熔断器的动作靠熔体熔断实现，电流较大时，熔体熔断时间短；电流较小时，熔断时间长甚至不熔断。熔体的动作电流和动作时间特性即熔断器的安秒特性，呈反时限特性。每个熔体都有熔化电流，不同温度下熔化电流不同，但实际应用中可忽略外界环境影响。一般定义熔体的熔断电流与额定电流之比为熔化系数，常用熔体熔化系数大于 1.25。从安秒特性可知，熔断器主要起短路保护作用，若用于过载保护，需降低其额定电流，但过载保护特性不理想。
- 熔断器类型的选择：主要依据负载的保护特性和短路电流大小选择。对于小容量电动机和照明支线，常采用熔体熔化系数适当小的铅锡合金熔体的 RQA 系列熔断器作为过载及短路保护；对于较大容量的电动机和照明干线，着重考虑短路保护和分断能力，选用具有较高分断能力的 RM10 和 RL1 系列熔断器；短路电流很大时，宜采用具有限流作用的 RT0 和 RTl2 系列熔断器。
- 熔体额定电流的选择方法
- 保护无起动过程的平稳负载如照明线路、电阻、电炉等时，熔体额定电流略大于或等于负荷电路中的额定电流。
- 保护单台长期工作的电机，熔体电流可按起动电流选取，也可按 IRN ≥ (1.5 - 2.5) IN 选取（IRN 为熔体额定电流，IN 为电动机额定电流）。若电动机频繁起动，系数可加大至 3 - 3.5。
- 保护多台长期工作的电机（供电干线），IRN ≥ (1.5 - 2.5) IN max + ΣIN（IN max 为容量单台电机的额定电流，ΣIN 为其余电动机额定电流之和）。
- 熔断器的级间配合：为防止越级熔断、扩大事故范围，上、下级（供电干、支线）线路的熔断器间应有良好配合。上级（供电干线）熔断器的熔体额定电流应比下级（供电支线）大 1 - 2 个级差。常用的熔断器有管式熔断器 R1 系列、螺旋式熔断器 RLl 系列、填料封闭式熔断器 RT0 系列及快速熔断器 RSO、RS3 系列等。
在低压配电系统中，熔断器是重要的安全保护电器，广泛应用于电网和用电设备保护。当电网或用电设备发生短路故障或过载时，熔断器可自动切断电路，避免电器设备损坏，防止事故蔓延。
- 结构与熔体材料：熔断器由绝缘底座（或支持件）、触头、熔体等组成，熔体是主要工作部分，相当于串联在电路中的特殊导线。当电路短路或过载，电流过大时，熔体因过热熔化切断电路。熔体常做成丝状、栅状或片状，材料具有相对熔点低、特性稳定、易于熔断的特点，一般采用铅锡合金、镀银铜片、锌、银等金属。
- 灭弧措施：熔体熔断切断电路时会产生电弧，为安全有效熄灭电弧，通常将熔体安装在熔断器壳体内，并采取措施快速灭弧。
- 优点与应用：熔断器具有结构简单、使用方便、价格低廉等优点，在低压系统中广泛应用。
- 使用注意事项
- 熔断器的保护特性应与被保护对象的过载特性相适应，考虑短路电流，选用相应分断能力的熔断器。
- 熔断器的额定电压要适应线路电压等级，额定电流要大于或等于熔体额定电流。
- 线路中各级熔断器熔体额定电流要配合，前熔体额定电流必须大于下。
- 熔断器的熔体要按要求使用相配合的熔体，不允许随意加大熔体或用其他导体代替。
- 巡视检查
- 检查熔断器和熔体的额定值与被保护设备是否匹配。
- 检查熔断器外观有无损伤、变形，瓷绝缘部分有无闪烁放电痕迹。
- 检查熔断器各接触点是否完好，接触紧密，有无过热现象。
- 检查熔断器的熔断信号指示器是否正常。
- 使用维修
- 熔体熔断时，要分析熔断原因，可能是短路故障或过载运行正常熔断，也可能是熔体使用久、受氧化或安装有机械损伤导致误断。
- 拆换熔体时，要找出熔断原因，未确定原因不拆换熔体试送；更换新熔体时，检查额定值是否与被保护设备匹配；检查熔断管内部烧伤情况，严重烧伤应同时更换熔管，瓷熔管损坏不能用其他材质管代替，填料式熔断器更换熔体要注意填充填料。
- 熔断器应与配电装置同时进行维修工作，清扫灰尘，检查接触点；检查熔断器外观有无损伤、变形，瓷件有无放电闪烁痕迹；检查熔断器、熔体与被保护电路或设备是否匹配；注意 TN 接地系统中的 N 线和设备接地保护线上不允许使用熔断器；维护检查熔断器时，按安全规程切断电源，不允许带电摘取熔断器管。
- 熔断器适配器：熔断器的适配器包括基座、微动指示开关和散热器等，用户可根据需要与熔断器生产厂家协商订做。
- 按使用场合分类
- 用于居所和类似场合，类型 gG。
- 用于工业场合，类型 gG、gM 或 aM。
- 字母含义：个字母表明熔断范围，“g” 表示全范围熔断容量的熔断器，“a” 表示部分范围熔断容量的熔断器；第二个字母表明应用类别，准确说明了时间电流特性、常规的时间和电流。例如，“gG” 表示通用的全范围熔断容量的熔断器，“gM” 表示用于保护电动机电路的全范围熔断容量的熔断器，“aM” 表示用于保护电动机电路的部分范围熔断容量的熔断器。
- 指示器与标准分类：有些熔断器有 “熔断器熔断” 机械式指示器，当流经熔断器的电流超过给定值一定时间后，熔断器装置通过熔断器熔丝切断电路，电流与时间关系由每种类型的性能曲线给出。标准定义了两类熔断器，用于居所的筒装，额定电流 100A，指定类型为 gG（IEC60269 - 1 和 3）；用于工业场合的筒装，类型 gG（通用）、gM、aM（用于电动机电路），IEC60269 - 1 和 2。
- 温度分类：按材质可分为金属壳、塑胶壳、氧化膜壳；按温度有 73 度、99 度、77 度等多种规格。
