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解析測試儀保險絲選型，雖小但不能馬虎
2015-08-29
保險絲雖說僅僅是一個熔斷絲，但是，保險絲的功效卻是不可小覷。尤其在保護(hù)電路或者使用測試儀進(jìn)行電壓和電流測試時，如果測試儀的保險絲選用不好，很容易造成安全隱患，甚至可能導(dǎo)致重大傷亡。那么，該如何為測試儀選定保險絲呢？
保險絲僅僅是個熔斷絲而已，對嗎？我們知道，當(dāng)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(dǎo)線過熱引起的火災(zāi)。有些保險絲能夠保護(hù)我們免受更加嚴(yán)重的事故傷害。本文介紹了在沒有使用專為測試儀設(shè)計的保險絲保護(hù)的情況下，使用測試儀進(jìn)行電壓和電流測試所存在的安全隱患，這些安全隱患可導(dǎo)致人員嚴(yán)重?zé)齻踔了劳觥?br />
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(fù)雜的數(shù)字多用表 (DMM)，應(yīng)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(fā)生過流的情況。所以，
電壓測量的輸入一般不設(shè)計有保險絲保護(hù)功能，而是采用過壓保護(hù)功能。但是，如果同一測試儀被設(shè)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(dāng)用戶將該電路與其它負(fù)載相串聯(lián)來測量電路的電流時，該阻抗是足夠的。但是，當(dāng)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(jìn)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(dāng)模擬儀表是進(jìn)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(jī)件（頂部插塞上的插針），更不用說內(nèi)部的電路了。
為了防止經(jīng)常發(fā)生這種事情，儀表制造商首先是將儀表的測試線插座串聯(lián)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(shù)制造商在設(shè)計其儀表時，仍然在電流測量電路中使用保險絲保護(hù)功能。隨著技術(shù)的發(fā)展，保險絲設(shè)計技術(shù)也有了很大的進(jìn)步。盡管設(shè)計儀表的人非常了解熔斷的全面影響，但大多數(shù)儀表用戶卻對此知之甚少。
當(dāng)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(dāng)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(yán)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(biāo)的保險絲，或者更為糟糕的是直接用導(dǎo)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(dāng)您使用打印機(jī)、計算機(jī)、復(fù)印機(jī)或具有自身電源的設(shè)備(CAT I)時，可能并不會發(fā)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(huán)境下，都是相當(dāng)?shù)湍芰康沫h(huán)境，并且往往具有內(nèi)置的保險絲保護(hù)功能、斷路器和過流保護(hù)電路。但是，這也并非是安全工作的好辦法。
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(dǎo)線）和測試線所形成的短路電路幾乎會產(chǎn)生無限的能量。保險絲（或?qū)Ь€）中的金屬成分被快速加熱，并開始汽化，形成小的爆炸。當(dāng)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(dāng)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(hù)用品（例如面罩和防護(hù)手套）將決定您受傷害的程度。
這一切都發(fā)生在幾毫秒的時間之內(nèi)，對錯誤發(fā)出反應(yīng)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(shè)計的“高能量”保險絲是用來避免保險絲罩內(nèi)的電氣短路產(chǎn)生的能量，從而保護(hù)用戶免受電擊和燒傷。這些高能量保險絲設(shè)計用于限制供應(yīng)能量的時間和燃燒可用的氧氣總量。保險絲不但可以在規(guī)定的恒流下斷路，而且能夠在出現(xiàn)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(biāo)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(lián)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(xiàn)在，如果您無意間將測試線連接到一個 1,000V的電壓源，根據(jù)歐姆定律，將會產(chǎn)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(shè)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(chǎn)生的沖擊能量，而且由此能量形成的高溫（高達(dá) 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(biāo)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險絲就是工程師設(shè)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(rèn)，確保使用正確的保險絲。您的安全要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于為測試儀表購買合適保險絲所需的費用。
保險絲僅僅是個熔斷絲而已，對嗎？我們知道，當(dāng)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(dǎo)線過熱引起的火災(zāi)。有些保險絲能夠保護(hù)我們免受更加嚴(yán)重的事故傷害。本文介紹了在沒有使用專為測試儀設(shè)計的保險絲保護(hù)的情況下，使用測試儀進(jìn)行電壓和電流測試所存在的安全隱患，這些安全隱患可導(dǎo)致人員嚴(yán)重?zé)齻踔了劳觥?br />
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(fù)雜的數(shù)字多用表 (DMM)，應(yīng)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(fā)生過流的情況。所以，
電壓測量的輸入一般不設(shè)計有保險絲保護(hù)功能，而是采用過壓保護(hù)功能。但是，如果同一測試儀被設(shè)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(dāng)用戶將該電路與其它負(fù)載相串聯(lián)來測量電路的電流時，該阻抗是足夠的。但是，當(dāng)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(jìn)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(dāng)模擬儀表是進(jìn)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(jī)件（頂部插塞上的插針），更不用說內(nèi)部的電路了。
為了防止經(jīng)常發(fā)生這種事情，儀表制造商首先是將儀表的測試線插座串聯(lián)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(shù)制造商在設(shè)計其儀表時，仍然在電流測量電路中使用保險絲保護(hù)功能。隨著技術(shù)的發(fā)展，保險絲設(shè)計技術(shù)也有了很大的進(jìn)步。盡管設(shè)計儀表的人非常了解熔斷的全面影響，但大多數(shù)儀表用戶卻對此知之甚少。
當(dāng)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(dāng)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(yán)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(biāo)的保險絲，或者更為糟糕的是直接用導(dǎo)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(dāng)您使用打印機(jī)、計算機(jī)、復(fù)印機(jī)或具有自身電源的設(shè)備(CAT I)時，可能并不會發(fā)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(huán)境下，都是相當(dāng)?shù)湍芰康沫h(huán)境，并且往往具有內(nèi)置的保險絲保護(hù)功能、斷路器和過流保護(hù)電路。但是，這也并非是安全工作的好辦法。
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(dǎo)線）和測試線所形成的短路電路幾乎會產(chǎn)生無限的能量。保險絲（或?qū)Ь€）中的金屬成分被快速加熱，并開始汽化，形成小的爆炸。當(dāng)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(dāng)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(hù)用品（例如面罩和防護(hù)手套）將決定您受傷害的程度。
這一切都發(fā)生在幾毫秒的時間之內(nèi)，對錯誤發(fā)出反應(yīng)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(shè)計的“高能量”保險絲是用來避免保險絲罩內(nèi)的電氣短路產(chǎn)生的能量，從而保護(hù)用戶免受電擊和燒傷。這些高能量保險絲設(shè)計用于限制供應(yīng)能量的時間和燃燒可用的氧氣總量。保險絲不但可以在規(guī)定的恒流下斷路，而且能夠在出現(xiàn)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(biāo)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(lián)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(xiàn)在，如果您無意間將測試線連接到一個 1,000V的電壓源，根據(jù)歐姆定律，將會產(chǎn)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(shè)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(chǎn)生的沖擊能量，而且由此能量形成的高溫（高達(dá) 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(biāo)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險絲就是工程師設(shè)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(rèn)，確保使用正確的保險絲。您的安全要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于為測試儀表購買合適保險絲所需的費用。
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