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解析測試儀保險(xiǎn)絲選型，雖小但不能馬虎
2015-08-29
保險(xiǎn)絲雖說僅僅是一個(gè)熔斷絲，但是，保險(xiǎn)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(shí)，如果測試儀的保險(xiǎn)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(xiǎn)絲呢？
保險(xiǎn)絲僅僅是個(gè)熔斷絲而已，對嗎？我們知道，當(dāng)電流超過特定值后，保險(xiǎn)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(xiǎn)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(jì)的保險(xiǎn)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?，甚至死亡?br />
測試儀為什么需要保險(xiǎn)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(jì)有保險(xiǎn)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(jì)為還能測試電流，則需要保險(xiǎn)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(shí)，該阻抗是足夠的。但是，當(dāng)將該電路跨接于一個(gè)電壓源時(shí)，比如說插到客廳的插座，情形則完全不同。這是同時(shí)測量電壓和電流的人員最常犯的一個(gè)錯(cuò)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(shí)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(shí)，這種錯(cuò)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(gè)保險(xiǎn)絲，作為廉價(jià)而有效的防止這種低級錯(cuò)誤的一個(gè)措施。
如今，絕大多數(shù)制造商在設(shè)計(jì)其儀表時(shí)，仍然在電流測量電路中使用保險(xiǎn)絲保護(hù)功能。隨著技術(shù)的發(fā)展，保險(xiǎn)絲設(shè)計(jì)技術(shù)也有了很大的進(jìn)步。盡管設(shè)計(jì)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(cuò)誤，在電流插孔上跨接了電壓時(shí)，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?yàn)樵谠俅螠y量電流之前不得不更換新的保險(xiǎn)絲而感到郁悶。而更麻煩的是，當(dāng)多人共用儀表時(shí)，某人燒壞了保險(xiǎn)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(cuò)誤保險(xiǎn)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(xiǎn)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(xiǎn)絲，或者更為糟糕的是直接用導(dǎo)線連接保險(xiǎn)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(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)或具有自身電源的設(shè)備(CAT I)時(shí)，可能并不會發(fā)生爆炸。甚至在工作于支路(CAT II)時(shí)，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(xiǎn)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(cuò)誤的保險(xiǎn)絲（或者連接保險(xiǎn)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(xiǎn)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(cuò)誤的保險(xiǎn)絲時(shí)，保險(xiǎn)絲罩會因?yàn)槭艿奖Φ臎_擊而猛地打開，當(dāng)遇到無限的氧氣時(shí)，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(shí)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(shí)間之內(nèi)，對錯(cuò)誤發(fā)出反應(yīng)的時(shí)間非常有限。幸運(yùn)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(yùn)氣，使用合適的保險(xiǎn)絲即可完全避免這種事故。
使用合適的保險(xiǎn)絲
特殊設(shè)計(jì)的“高能量”保險(xiǎn)絲是用來避免保險(xiǎn)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(xiǎn)絲設(shè)計(jì)用于限制供應(yīng)能量的時(shí)間和燃燒可用的氧氣總量。保險(xiǎn)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(shí)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(xiǎn)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(xiǎn)絲和電路板引線為0.05Ω）?，F(xiàn)在，如果您無意間將測試線連接到一個(gè) 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(shí)則需要一個(gè)可以在此電流下斷開的保險(xiǎn)絲，且動作要快。
除了特殊設(shè)計(jì)的保險(xiǎn)絲器件之外，高能量保險(xiǎn)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(xiǎn)絲都是相同的。為了自身的安全，您需要確保您所使用的險(xiǎn)絲就是工程師設(shè)計(jì)用于該測試儀表的保險(xiǎn)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(xiǎn)絲。您的安全要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于為測試儀表購買合適保險(xiǎn)絲所需的費(fèi)用。
保險(xiǎn)絲僅僅是個(gè)熔斷絲而已，對嗎？我們知道，當(dāng)電流超過特定值后，保險(xiǎn)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(xiǎn)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(jì)的保險(xiǎn)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?，甚至死亡?br />
測試儀為什么需要保險(xiǎn)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(jì)有保險(xiǎn)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(jì)為還能測試電流，則需要保險(xiǎn)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(shí)，該阻抗是足夠的。但是，當(dāng)將該電路跨接于一個(gè)電壓源時(shí)，比如說插到客廳的插座，情形則完全不同。這是同時(shí)測量電壓和電流的人員最常犯的一個(gè)錯(cuò)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(shí)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(shí)，這種錯(cuò)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(gè)保險(xiǎn)絲，作為廉價(jià)而有效的防止這種低級錯(cuò)誤的一個(gè)措施。
如今，絕大多數(shù)制造商在設(shè)計(jì)其儀表時(shí)，仍然在電流測量電路中使用保險(xiǎn)絲保護(hù)功能。隨著技術(shù)的發(fā)展，保險(xiǎn)絲設(shè)計(jì)技術(shù)也有了很大的進(jìn)步。盡管設(shè)計(jì)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(cuò)誤，在電流插孔上跨接了電壓時(shí)，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?yàn)樵谠俅螠y量電流之前不得不更換新的保險(xiǎn)絲而感到郁悶。而更麻煩的是，當(dāng)多人共用儀表時(shí)，某人燒壞了保險(xiǎn)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(cuò)誤保險(xiǎn)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(xiǎn)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(xiǎn)絲，或者更為糟糕的是直接用導(dǎo)線連接保險(xiǎn)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(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)或具有自身電源的設(shè)備(CAT I)時(shí)，可能并不會發(fā)生爆炸。甚至在工作于支路(CAT II)時(shí)，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(xiǎn)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(cuò)誤的保險(xiǎn)絲（或者連接保險(xiǎn)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(xiǎn)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(cuò)誤的保險(xiǎn)絲時(shí)，保險(xiǎn)絲罩會因?yàn)槭艿奖Φ臎_擊而猛地打開，當(dāng)遇到無限的氧氣時(shí)，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(shí)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(shí)間之內(nèi)，對錯(cuò)誤發(fā)出反應(yīng)的時(shí)間非常有限。幸運(yùn)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(yùn)氣，使用合適的保險(xiǎn)絲即可完全避免這種事故。
使用合適的保險(xiǎn)絲
特殊設(shè)計(jì)的“高能量”保險(xiǎn)絲是用來避免保險(xiǎn)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(xiǎn)絲設(shè)計(jì)用于限制供應(yīng)能量的時(shí)間和燃燒可用的氧氣總量。保險(xiǎn)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(shí)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(xiǎn)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(xiǎn)絲和電路板引線為0.05Ω）?，F(xiàn)在，如果您無意間將測試線連接到一個(gè) 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(shí)則需要一個(gè)可以在此電流下斷開的保險(xiǎn)絲，且動作要快。
除了特殊設(shè)計(jì)的保險(xiǎn)絲器件之外，高能量保險(xiǎn)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(xiǎn)絲都是相同的。為了自身的安全，您需要確保您所使用的險(xiǎn)絲就是工程師設(shè)計(jì)用于該測試儀表的保險(xiǎn)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(xiǎn)絲。您的安全要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于為測試儀表購買合適保險(xiǎn)絲所需的費(fèi)用。
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