簡談線束導(dǎo)線與保險(xiǎn)絲的匹配

來源：?作者：?2021-06-03 14:54

在討論如何設(shè)計(jì)保險(xiǎn)絲盒的問題之前，我們先聊一下導(dǎo)線與保險(xiǎn)絲的匹配，這樣也有益于后期我們更好的了解保險(xiǎn)絲盒的問題。

首先我們需要根據(jù)負(fù)載的電流特性和保險(xiǎn)絲的工作環(huán)境確定保險(xiǎn)絲的容量，再根據(jù)負(fù)載特性和線束的環(huán)境來計(jì)算所需線徑。對于有保險(xiǎn)絲保護(hù)的回路，需要進(jìn)行線束與保險(xiǎn)絲的匹配確認(rèn)后再確定線徑。

保險(xiǎn)絲容量的計(jì)算其實(shí)就是額定工作電流的計(jì)算，但如果負(fù)載含沖擊電流，還需進(jìn)行沖擊電流的計(jì)算，初步確定容量后，對沖擊電流進(jìn)行保險(xiǎn)絲的壽命校核，直至最終確定其容量

大致的選取可分為：

a.? 保險(xiǎn)絲容量>用電器工作電流或電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流(一般

b.? 導(dǎo)線容量>保險(xiǎn)絲容量\用電器(一般

c.? 開關(guān)容量>保險(xiǎn)絲容量\用電器(一般

d.? 繼電器容量>保險(xiǎn)絲容量\用電器(一般

e.? 接插件端子>保險(xiǎn)絲容量\用電器(一般

線徑計(jì)算首先是額定電流的計(jì)算，需要考慮負(fù)載特性、線束的環(huán)境溫度、同一分支線束中電源回路的數(shù)量。對于受保險(xiǎn)絲保護(hù)的回路，需進(jìn)行匹配計(jì)算以確保導(dǎo)線開始發(fā)煙的時(shí)間大于保險(xiǎn)絲的熔斷時(shí)間。最后對短路電流進(jìn)行校核，確保故障發(fā)生時(shí)短路電流足以使保險(xiǎn)絲及時(shí)熔斷。

保險(xiǎn)絲的選擇

在電氣回路中，保險(xiǎn)絲主要的功能是保護(hù)導(dǎo)線，如果在有電流通過的情況下，它會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)達(dá)到它的熔斷溫度并中斷回路。

保險(xiǎn)絲熔斷的時(shí)間是和它自身的溫度升高相關(guān)聯(lián)的，這取決于額定電流/額定功率（I/IF）的比值：這個(gè)值越大，保險(xiǎn)絲熔斷的速度就越快。

保險(xiǎn)絲的特性是由兩條曲線組成的，并且有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（DIN，ISO，JASO）

下面我們來舉例說明這根曲線是如何表示的：

對于30A電流，這個(gè)保險(xiǎn)絲將會(huì)在0.15s 到5s內(nèi)熔斷。

對于90A電流，這個(gè)保險(xiǎn)絲將會(huì)在0.02s 到0.10s內(nèi)熔斷。

根據(jù)熔斷時(shí)間的快慢可分為快熔保險(xiǎn)絲和慢熔保險(xiǎn)絲。

導(dǎo)線類型的選擇

線束設(shè)計(jì)選用導(dǎo)線類型重點(diǎn)考慮線束所處的環(huán)境和功能。例如：發(fā)動(dòng)機(jī)周圍環(huán)境溫度高，腐蝕性氣體和液體也很多。因此，一定要使用耐高溫、耐油、耐振動(dòng)、耐摩擦導(dǎo)線；行李廂蓋上的導(dǎo)線要在低溫下保持其彈性，所以要選用冷彈性導(dǎo)線保證其正常工作；自動(dòng)變速器上的導(dǎo)線一定要耐高溫、耐液壓油，其溫度穩(wěn)定性要好；弱信號傳感器要用屏蔽導(dǎo)線，例如爆震傳感器和曲軸位置傳感器、ABS輪速傳感器等；門內(nèi)線耐彎曲性要求高等。

汽車環(huán)境溫度對于導(dǎo)線的選取有著至關(guān)重要的作用，在車輛上的每一個(gè)區(qū)域都有它自己的環(huán)境溫度，通常對于座艙區(qū)域采用85°C，而在發(fā)動(dòng)機(jī)艙采用105°C。但是每一個(gè)汽車制造廠商都有自己的環(huán)境溫度標(biāo)準(zhǔn)。

汽車線束常用的導(dǎo)線通常使用多股絞合銅導(dǎo)線，絕緣皮為PVC絕緣材料。線束用導(dǎo)線要有耐溫、耐油、耐磨、防水、防腐蝕、抗氧化、阻燃等特性。

汽車線束常用的導(dǎo)線種類有日標(biāo)（AVSS等）、國標(biāo)（QVR）、德標(biāo)（FLRY）、美標(biāo)等幾大系列。AVSS（AVS）導(dǎo)線的特點(diǎn)是薄皮絕緣，柔韌性較好；QVR的特點(diǎn)是絕緣皮厚，比較柔軟，延展性好；德標(biāo)導(dǎo)線絕緣皮更薄，柔韌性好；美標(biāo)導(dǎo)線絕緣皮一般為熱塑性或熱固性彈性體，還有經(jīng)過輻照工藝加工的?？筛鶕?jù)用戶的需求和不同的工作環(huán)境選取適當(dāng)類型的導(dǎo)線。

線徑的計(jì)算

在確定了保險(xiǎn)絲的容量后就可以進(jìn)行線徑的計(jì)算和選擇，先根據(jù)線束的環(huán)境溫度確定導(dǎo)線的材質(zhì)再計(jì)算所需的線徑。一般分為無保險(xiǎn)絲保護(hù)和有保險(xiǎn)絲保護(hù)兩種情況。無保險(xiǎn)絲保護(hù)的回路一般是信號連線等非電源供給回路，在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮額定工作電流、因線路阻抗產(chǎn)生的壓降、脈沖電流的溫升情況。

有保險(xiǎn)絲保護(hù)的線路中，除了需進(jìn)行上述的計(jì)算以外，還需要進(jìn)行線束與保險(xiǎn)絲的匹配校核和短路電流的校核，做法如下。

一般的做法是根據(jù)導(dǎo)線發(fā)煙特性曲線，再做出保險(xiǎn)絲的熔斷特性曲線，如橫坐標(biāo)為電流，縱坐標(biāo)為時(shí)間，則導(dǎo)線的發(fā)煙特性曲線應(yīng)位于保險(xiǎn)絲的熔斷特性曲線上方并且無交叉，即導(dǎo)線在任意發(fā)煙電流下的發(fā)煙時(shí)間需大于保險(xiǎn)絲的熔斷時(shí)間。

實(shí)際上對于普通車用低壓保險(xiǎn)絲和線束而言，要滿足上述條件只需確保導(dǎo)線不發(fā)煙的最大電流大于保險(xiǎn)絲的最低熔斷電流即可。

保險(xiǎn)絲的最低熔斷電流一般按保險(xiǎn)絲額定電流的135%來計(jì)算。

對于短路電流的校核，根據(jù)導(dǎo)線的長度計(jì)算導(dǎo)線的阻抗，再加上節(jié)點(diǎn)的阻抗即為回路總阻抗，再由此計(jì)算短路電流。為確保保險(xiǎn)絲在短路情況下可以完全斷開，一般短路電流的值應(yīng)大于保險(xiǎn)絲額定電流的350%，低于此值需做試驗(yàn)驗(yàn)證或重新選取導(dǎo)線。