GB T 13539.4-2005 低压熔断器 第4部分;半导体设备保护用熔断体的补充要求.pdf

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1、ICS 29.120.50 K 31 GB 中华人民共和国国家标准GB/T 13539.4-2005/IEC 60269-4: 1986 代替GB13539.4-1992 低压熔断器第4部分:半导体设备保护用熔断体的补充要求Low皿voltagefuses-Part 4: Supplementary requirements for fuse-links for the protection of semiconductor devices (IEC 60269-4 :1 986 , IDT) 2005-08-03发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2006-04

2、-01实施发布GB/T 13539.4-2005/IEC 60269-4: 1986 目次皿112255660-iqi 料资的体断熔用护保备设体导半的出贝列导中合书面明的品备用、非b，AMU体品导产半在和应体厂断造如制件录和件U条u附附条性准性性H作特标范料工体的规资则义常断志计验UUA总定正熔标设试4l录录前1235678附附I GB/T 13539.4-2005/IEC 60269-4: 1986 目。古同低压熔断器是系列标准，目前包括以下7个部分:GB 13539. 1-2002 (低压熔断器第1部分:基本要求)(idtIEC 60269-1:1998) GB/T 13539. 2-20

3、02 (低压熔断器第2部分:专职人员使用的熔断器的补充要求(主要用于工业的熔断器)(idt IEC 60269-2 :1 986) GB 13539.3-1999 (低压熔断器第3部分:非熟练人员使用的熔断器的补充要求(主要用于家用和类似用途的熔断器)(idt IEC 60269-3: 1987) GB/T 13539. 4-2005 (低压熔断器第4部分:半导体设备保护用熔断体的补充要求(lEC 60269-4 :1 986 , IDT) GB/T 13539. 5二1999(低压熔断器第3部分:非熟练人员使用的熔断器的补充要求(主要用于家用和类似用途的熔断器)标准化熔断器示例)(idtIE

4、C 60269-3-1: 1994) GB/T 13539. 6-2002 (低压熔断器第2部分:专职人员使用的熔断器的补充要求(主要用于工业的熔断器)第1至5篇:标准化熔断器示例)(idtlEC 60269-2-1 :2000) GB/T 13539. 7-2005 (低压熔断器第4部分:半导体设备保护用熔断体的补充要求第1至3篇:标准化熔断体示例)(lEC60269企1:2002 , IDT) 本部分为低压熔断器系列标准的第4部分，系等同采用IEC60269-4 :1986(低压熔断器第4部分:半导体设备保护用熔断体的补充要求及IEC60269-4的修正件No.1(1995)、修正件No.

5、2(2002)和修正件No.2勘误表(2003)。本部分是对国家标准GB13539.4-1992(低压熔断器半导体器件保护用熔断体的补充要求的修订。本部分是对用于半导体设备保护的熔断体的补充要求，同时对于具体型式的熔断体的要求在GB/T 13539. 7-2005中规定，在使用时应和GB13539. 1-2002和GB/T13539. 7-2005配合使用。本部分与GB13539.4-1992的主要差别为:增加对半导体设备保护用熔断体的分类要求;规定不同类型的熔断体的试验方法、标志等内容。本部分5.8.1引用的图3，在IEC原文中为图2，疑有误，应为图30IEC原文中5.8和5.9的时间常数(

6、l520ms)与经修正的表12B不符，本部分此处按表12B规定。本部分8.4.3.2和8.4.3.4引用的表2，IEC原文为IEC60269-1表2，疑有误，应为本部分表20本部分批准实施后，代替GB13539.4-1992(低压熔断器半导体器件保护用熔断体的补充要求。本部分的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国低压电器标准化技术委员会归口。本部分负责起草单位:上海电器科学研究所。本部分参加起草单位:西安西整熔断器厂、西安熔断器厂、上海电器陶瓷厂。本部分主要起草人:季慧玉、吴庆云。本部分参加起草人:章永孚、伍丽华、刘双库、刘罗曼、林海鸥。本部分所代

7、替标准的历次版本发布情况为:一-GB/T13539.4-1992。E GB/T 13539.4-2005/IEC 60269-4: 1986 低压熔断器第4部分:半导体设备保护用熔断体的补充要求本部分与国家标准GB13539. 1(低压熔断器第1部分:基本要求共同使用，因此本部分的条款、分条款和表的编号与它们的编号相对应。1 总则半导体设备保护用的熔断体(以下简称为熔断体)应符合GB13539. 1的所有要求，下文中没有另外指明的，也应符合本部分规定的补充要求。1. 1 范围本部分的补充要求适用于安装在具有半导体装置的设备上的熔断体，熔断体的额定电压不超过交流1000 V或标称电压不超过直流1

8、500 Vo如果适用，还可以用于更高的标称电压的电路。注1:这种熔断体通常称为半导体熔断体。注2:在多数情况下，组合设备的一部分可用作熔断器底座。由于设备的多样性，难以作出一般的规定E组合设备是否适合作熔断器底座，应由用户与制造厂协商。但是，如果采用独立的熔断器底座或熔断器支持件，它们应符合GB 13539. 1的相关要求。1. 2 目的本部分的目的是确定半导体熔断体的特性，从而在相同尺寸的前提下，可以用具有相同特性的其他型式的熔断体替换半导体熔断体。因此，本部分中特别规定了:1.2. 1 熔断体的特性:a) 额定值;c) 正常工作时的温升;d) 耗散功率;e) 时间电流特性;f) 分断能力;

9、g) 截断电流特性和J2t特性;h) 电弧电压极限值。1. 2. 2 用于验证熔断体特性的型式试验。1.2.3 熔断体标志。1. 2. 4 应提供的技术数据(见附录B)。2 定义2.2 -般术语2.2.14 半导体设备semiconductor device 基本特性是由于载流子在半导体中流动引起的一种设备。(根据IEC60050(521)。2.2.15 半导体熔断体semiconductor fuse - Iink 在规定条件下，可以分断其分断范围内任何电流的限流熔断体(见7.4)。GB/ T 13539.4一2005/IEC60269-4 : 1986 2. 2.16 信号装置signal

10、ling device 作为熔断器的部件，用于向远处发出熔断器动作信号的装置。信号装置由撞击器和辅助开关组成，也可以由电子装置组成。3 正常工作条件3.4 电压3.4. 1 额定电压对于交流，熔断体的额定电压与外加电压有关，它以正弦交流电压的有效值表示。可以假定在熔断体的动作过程中，外加电压保持不变。验证掘理宦.8-9所有试就相随基础。3. 4. 2 工作中的外加正常工作条件下，对于交流，单相压必须知道外加电压一一熔断体整才一一燃弧末期对于直流，外加3. 5 电流3.6 熔断体的额定电切对于直流，认为唱3.6. 1 频率额定频率是指型式试验中注:当工作频率与额定频率相差33.6.3 时间常数(

11、)对于直流，实际运用中的时间常数应符口由交流电压整流，其他交流电注:某些使用场合对时间常数的要求可能超出表12B的规定。在这种情况下，熔断体经试验证明符合要求并应标有相应标志或用户和制造厂之间达成关于该种熔断体适用性的协议。3. 10 壳内的温度熔断体的额定值是根据规定条件而定的，当安装地点的实际情况包括安装地的空气条件与规定条件不符合时，用户应与制造厂协商是否需要重新规定额定值。5 熔断体特性5. 1 特性概要GB/T 13539.4-2005/IEC 60269-4: 1986 5. 1. 2 熔断体a) 额定电压(见5.2); b) 额定电流(见GB13539.1-2002中5.3) ;

12、 c) 电流种类和频率(见GB13539. 1-2002中5.4); d) 额定耗散功率(见GB13539 . 1-2002中5.5) ; e) 时间电流特性(见5.6) ; f) 分断范围(见GB13 539 . 1-2002中5.7.1);g) 额定分断能力(见GB13539.1一2002中5.7. 2); h) 截断电流特性(见5.8.1);i) 2 t特性(见5.8.2); k) 尺寸或尺码(如果适用); ) 电弧电压极限值(见5.9)。5.2 额定电压对于额定交流电压不超们飞件有关。5. 5 熔断体的额定耗除GB13539.1 50%、63%、80%和1注:熔断体的电阻UlII、5.

13、 6 时间电流特性定祝国-3弧0亿的按时应率厂频吐垣内足制额是性对于某些使用场合同时规定2t特性和时阳5.6. 1. 1 弧前时间-电流对于交流，弧前时间-电、注:在额定频率时的10个周对于直流，对时间超过15附时间电流特性相同。注1:由于实际使用中遇到的电路时间常方便。注2:选择15的数值是为了避免在较短的时间内，不同的电流增长速度对弧前时间-电流特性的影响。5.6. 1. 2 熔断时间，电流特性熔断时间-电流特性在规定的功率因数值下，以外加电压为参数表示。原则上，熔断时间-电流特性应以导致最大熔断2t值的电流出现的瞬间为基础(见8.7)。电压参数至少应包括100%、50%和25%的额定电压

14、。对于直流，熔断时间-电流特性不适用，因为当时间超过15时，熔断时间-电流特性并不重要(见5. 6. 1. 1)。3 GB/T 13539.4-2005/IEC 60269-4: 1986 5.6.2 约定时间和约定电流5. 6. 2. 1 aR型熔断体的约定时间和约定电流不适用。5. 6. 2. 2 gR和gS型熔断体的约定时间和约定电流约定时间和约定电流在表2中规定。表2gR和gS型嬉断体的约定时间和约定电流额定电流/A1020 kA，0.10.2 电压过零后的接通角不适用+20. 00 不适用电压过零后的电弧始燃角650900 不适用650900 11一表示额定分断能力的电流(见GB13

15、539. 1-2002中5.7)。12一试验时电弧能量接近最大时的电流。10一一11和12的儿何平均值。17一一O. 511 11 。18-0. 2511 11。a 工频电压值允许有:1:5%的偏差。如果制造厂认可，可超出该偏差。b 对于单相电路，在实际应用中，外加电压的有效值等于工频恢复电压的有效值。No.10 25% 18 C 在某些实际应用中，可能出现功率因数值比试验中规定的小，但可以认为不会显著影响熔断器的性能。然而，当功率因数明显大于试验电路的功率因数时，熔断器的运行性能会更好，特别是分断12t值。对于这些情况，制造厂应提供更多资料。注:No.6、No.7和No.8试验是在额定电压下

16、用于确定特性。No.9和No.10试验是在较低电压下确定特性。8.7.3 gG熔断体和gM熔断体一致性的验证不适用。8.7.4 过电流选择性的验证不适用。8.7.5 电弧电压特性的验证和试验结果的判别从以下每个试验中得出的最大电弧电压值不应大于制造厂的规定。对于交流，电弧电压特性应根据表12A和表12C中的试验进行验证。如果从No.7试验中得出的电弧电压明显超出从No.6试验得出的电弧电压值，则应在50%和25%额定电压下再进行电流2下的试验，从而确定较低电压下的最大电弧电压。对于直流，电弧电压特性应根据表12B中的试验验证。12 GB/T 13539.4-2005/IEC 60269-4:

17、1986 对数Iv/s In lp(有效值一一一一一-对数固1约定过载曲线(举例)(X、Y为验证过载能力的点)13 G/T 13539.4-2005/IEC 60269-4: 1986 。口的一一紧固螺栓;一一绝缘块(如木板); 一-绝缘底板(如16mm层一一黑色无光表面;一一由制造厂规定的热电偶安放点，热 触头表面应电镀;一一绝缘夹板。如需要时，上面的两个夹子可以松开。注1:图中尺寸为近似值。注Z:熔断体的熔管可以是圆形或矩形的。图2a约定试验布置举例14 GB/T 13539.4-2005/IEC 60269-4: 1986 量率升散一一 15 GB/T 13539.4一2005/IEC6

18、0269-4: 1986 .1 一般要求. 1. 1 范围附录A(规范性附录)熔断体和半导体设备的配合导则(以下条款的编号方式与本标准正文的编号无关)本导则仅适用于用在具有半导体整流器电路特性的电路中的熔断体。本导则所涉及的是在规定条件下的熔断体性能，而对于熔断体与整流器的适用性问题不做规定。注:特别要注意:用于交流的熔断体并不一定适用于直流。在直流下使用的情况，应与制造厂协商。特别是交流额定电压与直流额定电压的关系不能作笼统的说明。本导则关于直流使用的说明是不完整的，而且不包括直流使用时的所有重要因素。. 1.2 目的本导则的目的是从熔断体的额定值及其所在电路的特性方面来阐述熔断体应具有的特

19、性，使本附录成为选择熔断体的依据。.2 定义(也可见2的定义)(半导体熔断体的)脉动电流plushed current(in a semiconductor fuse-Iink) 瞬时值周期性变化，并且零电流或很小电流值的时间间隔在整个周期中占很大比例的单向电流。注:典型的脉动电流是桥式连接整流器的单臂中产生的电流。(半导体熔断体的)脉动负载plushed load (in a semiconductor fuse-Iink) 电流的有效值周期性变化，并且零电流或很小电流值的时间间隔在整个周期中占很大比例的负载。注:在整流器电路中，脉动负载可由直流电路电流的周期性通断造成。例如电动机的起动和制

20、动。.3 载流能力. 3.1 额定电流半导体熔断体的额定电流由制造厂规定，通过温升试验(见8.3)和8.4.3.2额定电流试验来验证。注:无老化的载流能力与温度变化有密切关系。制造厂提供的资料与试验条件(见8.1. 4和8.3)有关。冷却条件取决于熔断体的物理性能、冷却介质的流动、连接导体和相邻发热体的型式和温度。制造厂应提供有关这些因素影响的资料。. 3. 2 持续工作制电流对于大多数用于半导体设备的熔断体，持续工作制电流等于额定电流(见A3.1)。然而，对于设计时不考虑持续承载额定电流的熔断体在持续工作制下使用时，就应降低额定值。. 3. 3 重复工作制电流额定电流试验是验证熔断体在规定试

21、验条件下，至少能够重复承受100次额定电流负载。随着实际负载电流相对于额定电流减小，用重复次数表示的预期寿命增加。由于规定的试验仅确定了最小寿命期望要求，制造厂应给出给定的熔断体是否适用于规定的重复工作制的建议。. 3. 4 过载电流制造厂提供的过载能力(见5.6.4.1)是以一个或几个时间和电流坐标点为基础的，其过载能力已经在与额定电流验证条件(见8.4.3.的相同的条件下进行验证。以这些己验证的点为依据的约定过载特性是对过载能力的保守估计(见5.6.4.2和图1)。GB/T 13539.4-2005/IEC 60269-4: 1986 由于实际过载与时间的函数关系很少象约定过载和时间的函数

22、关系，所以实际过载必须转化为如下的一种等效约定过载:-一实际过载的最大值等于等效约定过载的最大值;-一等效约定过载的时间应使其2t等于实际负载在熔断体约定时间的0.2倍时间内积分的I气。接近O.2倍约定时间的任何负载值，对熔断体来说，都应视为连续负载。然而，因为过载能力验证是以100次过载循环试验为基础，所以实际情况中的重复过载，可能需要降低额定值。该种情况应与制造厂进行协商。A. 3. 5 峰值电流(截断电流)峰值电流的最大值在熔断体处于绝热状态动作时得到。当电流上升率基本为常数时，弧前时间末的电流瞬时值按上升率的立方根增加。对于大多数熔断体，这就是峰值。对于明显较晚(在燃弧时间内)达到电流

23、峰值的熔断体，难以作出一般的说明，应从制造厂处得到更多的资料。A.4 电压特性A. 4.1 额定电压用于半导体设备保护的熔断体的额定电压(见5.2)是在由制造厂规定的额定频率下(某些情况是直流)的正弦外加电压。熔断体的数据与额定电压有关。仅在额定电压值的基础上对不同厂家的熔断体进行比较是不够的。A.4.2 工作中的外加电压外加电压就是在故障电路中造成故障电流的电压。因为电压降的影响通常可以忽略，所以在大多数情况下可以认为故障电路中的空载电压为外加电压。注:外加电压可能受到熔断体动作时发生的换流或另一个熔断体电弧电压的影响。在弧前时间内，外加电压和电路的自感决定故障电流的上升率(通常认为故障电流

24、是从零增长到接近其峰值)。在给定的电路中，即自感己给定，2t值决定了弧前时间的结束。在弧前时间内外加电压的积分决定了弧前时间末的电流瞬时值。在燃弧时间内，燃弧电压和外加电压的差决定了电流的变化率。该变化率一般从峰值下降到零。在弧前时间内对燃弧电压和外加电压差的积分等于对外加电压的积分时的瞬间达到零。在电弧电压小于外加电压的时间内，电流持续增长;但是，在很多情况下，这段时间是很短的，因此相关电流的增长可以忽略。对于在绝热区域或绝热区域附近动作的熔断体，弧前J2t值是一个很明确的量。而即使燃弧时间相间，燃弧2t可以呈现相差很大的值。在燃弧的早期阶段，电弧电压达到其最大值时，燃弧2t值为最小。A.

25、4. 3 电弧电压制造厂提供的电弧电压峰值是在最不利的条件下所获得的电压值。电弧电压特性是外加电压的函数。电弧电压的峰值应限制在半导体设备所能承受的范围内。A.5 耗散功率特性A. 5.1 额定耗散功率额定耗散功率的确定是以额定电流和标准试验条件(见8.l. 4和8.3.1)为依据的。熔断体的电阻温度系数所引起耗散功率的增加速度比电流平方引起耗散功率的增加速度更快。由于这个原因，制造厂提供的有关电流和耗散功率关系(见8.3)的信息可以用耗散功率特性的形式或分散数据点的形式表示。由于安装条件与试验条件不同，耗散功率特性可能偏离额定值。17 GB/T 13539.4一2005/IEC60269-4

26、: 1986 A. 5. 2 影响耗散功率的因素由于实际电流和额定电流之间的关系对耗散功率的影响显著，可能需要使用比重复工作制和过载所确定的额定电流更大的熔断体。但较大的额定电流意味这J2t值也较大。使用能进行合理保护的最大额定电流的熔断体可同时减小耗散功率并可以解决重复工作制和过载的问题。使用较高额定电压的熔断体会导致较高的耗散功率值。如果尽管电弧电压很大，但仍可以使用这种熔断体，那么2t值就可以减小，这样可允许选择较大额定电流的熔断体，从而可以减小耗散功率。当带有铁制零件的熔断体使用在高于额定频率时的频率下，耗散功率将显著增大。A. 5. 3 相互影晌熔断体与关联的半导体设备间定频率下弧前

27、，叫昆的非周期分量大，A. 6 时间-电流特性性变萨特或会最阳附啊陡5整脉百1在个值G单效A仅有于电路的参数。就是直流的上升率通过应论结要重的目时斗1弧。关中有虑出均气的率就非正弦电流来讲，正常弧前2t1l 占优势(即电流非常大)或者电流值很小、而时间很长，允许使用有效值。A. 6. 2 熔断2t特性对于给定的预期电流，弧前2t特性和熔断I气特性之差是在绘制熔断I气的各种条件下的燃弧Ft最大值。制造厂提供的数据是以较低功率因数值(即O.3以下)及外加电压的有效值为基础的。最恶劣的情况是外加电压的瞬时值在整个弧前时间和燃弧时间内都尽可能的大。因为这种情况很少发生，可以利用这种情况。对于相同外加电

28、压和预期短路电流，较高频率意味着较低的自感值，因此燃弧时间减少，而且在实际极限内与频率成反比。对于相同外加电压和预期短路电流，较低频率意味着较高的自感值，因此燃弧时间增加，而且在实18 GB/T 13539.4-2005/ IEC 60269-4 : 1986 际极限内与频率成反比。注:由于燃弧时间较长，也弧能量较大.因此不能保证熔断体运用于低于锁定频率的版系。当燃盛行体的使用频率低于在j定频率时./.!.j制造厂il!行协商。选捧燃弧时间的最大值时，必须考虑非对称电流的影响。弧前tt是根据上f十二字判断(见八6.1)的所有自.流(见Al.l注)情况下，如果截断电流发生在弧前时间的末端，只要电

29、压参数(基于有效值)选择为外加直流电rrJ、于平均交流电压(90%有效值)，则熔断2 l也是有效的c其他所有情况tl:要特妹二号虑或从制造厂获得有关资料。A. 7 分断能力之外。只妥不超过额，额定频率时，熔断且这种换流l、半X尹趾断能力没有影响。频率低于.5. 5引进行的低频试验在内的有.各臂之间发生换流，19 G/T 13539.4-2005/IEC 60269-4: 1986 附景B(资料性附录)制造厂应在产晶使用说明书中列出的半导体设备保护用熔断体的资料本资料应按交流和直流(如适合)分别提供1.制造厂名称(商标)。2.产品型号或目录号。3.额定电压(见3.4.1)。4.额定电流(见3.5

30、)。5.额定频率或其他频率(见5.的。6.额定分断能力(额定电压下或其他外加电压下)(见5.7.2和8.5)。7.弧前和熔断时间-电流特性(图)和适用等级(标志)，如果适用(见5.6.1和8.4.3.3.1)。8.弧前J2t特性(见5.8.2.1和8.7.2)。9.在规定功率因数或时间常数下与电压有关的熔断2t特性(见5.8.2.2和8.7.2)。10. 25%、50%和100%额定电压下的电弧电压或以图表形式表示(见5.9和8.7.5)。11.截断电流特性(见5.8.1和8.6)。12.约定试验条件下额定电流时的温升以及指明规定的测量点(见7.3和8.3.5)。13.至少50%和100%额定

31、电流下的耗散功率，或以图表形式表示该范围内的耗散功率(附加参数可以是63%和80%)(见7.3和8.3.4.2)。20 14.指示器所需要的最小动作电压(见8.4.3.的。15.允许电流和周围空气温度的函数关系(图)(见8.4.3.2)。16.安装说明，如有需要，列出相关尺寸(草图)。17.特殊安装条件(如连接导体的截面积、冷却不足、附加热源等)下的载流能力。注:如用于特殊条件应与制造广进行协商。$2?gNOu国的OON!寸.白的山的-H筒。华人民共和国家标准低压熔断器第4部分:半导体设备保护用熔断体的补充要求GB/T 13539.4一-2005/IEC60269-4: 1986 国中9峰中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销9峰印张1.75 字数43千字2006年2月第一次印刷开本880X12301/16 2006年2月第一版定价15.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533每书号:155066. 1-26852 GB/T 13539.4-2005