(免费下载)GB/T 13539.4-2016 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
1 总则
1.1 范围和目的
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,该熔断体适用于标称电压不超过交流1000V或直流1500V的电路。如适用,还可用于更高的标称电压的电路。
注1:此类熔断体通常称为“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;组合设备是否适合作熔断器底座,宜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,他们应符合IEC 60269-1:2006的相关要求。
注3:IEC 60269-6专用于太阳能光伏系统的保护。
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:
a)熔断体的下列特性:
1)额定值;
2)正常工作时的温升;
3)耗散功率;
4)时间-电流特性;
5)分断能力;
6)截断电流特性和I2t特性;
7)电弧电压特性。
b)验证熔断体特性的型式试验;
c)熔断体标志;
d)应提供的技术数据(见附录BB)。
1.2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
IEC 60269-1:2006 低压熔断器 第1部分:基本要求(Low-voltage fuses-Part 1:General re-quirements)
IEC 60269-2:2006 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)标准化熔断器系统示例A至J(Low-voltage fuses-Part 2:Supplementary requirements for fuses for use by authorized persons(fuses mainly for industrial application)-Examples of standardized systems of fuses A to J)
IEC 60269-3 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)标准化熔断器系统示例A至F(Low-voltage fuses-Part 3:Supplementary require-ments for fuses for use by unskilled persons(fuses mainly for household and similar applications)-Ex-amples of standardized systems of fuses A to F)
IEC 60417 设备用图形符号(Graphical symbols for use on equipment)
ISO 3 优先数 优先数系列(Preferred numbers-Series of preferred numbers)
2 术语和定义
3 正常工作条件
3.5 电流
半导体熔断体的额定电流是以额定频率下的正弦交流电流的有效值表示。
对于直流,认为电流有效值不超过额定频率时正弦交流的有效值。
注:熔体的热反应时间可能很短,以致在这非正弦电流的条件下熔体的熔断不能仅根据有效值电流来估算。这种情况特别出现在频率较低和电流出现较突出的峰值,而峰值间出现相当长的小电流。例如,在变频和牵引的使用场合。
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。
4 分类
4 分类
IEC 60269-1:2006适用。
5 熔断器特性
5.2 额定电压
对于额定交流电压不超过690V,额定直流电压不超过750V,IEC 60269-1:2006适用;对于更高的电压,可从ISO 3中的R5或R10系列中选取。
熔断体应有一个交流电压额定值或直流电压额定值或VSI电压额定值,且可有一个或多个这些电压额定值。
5.4 额定频率
额定频率是指与性能数据相关的频率。
5.5 熔断体的额定耗散功率
除IEC 60269-1:2006规定外,制造厂应规定额定耗散功率与50%~100%额定电流的函数关系或50%、63%、80%、和100%额定电流时的额定耗散功率。
注:若要考虑熔断体的电阻值,此值宜根据耗散功率和相关电流的函数关系来确定。
5.9 电弧电压特性
制造厂提供的电弧电压特性应给出以熔断体所在电路的外加电压为函数的电弧电压的最大值(峰值)。对于交流,功率因数值按表104规定;对于直流,时间常数根据直流应用或VSI应用按表105或表106规定。
6 标志
6.2 熔断体的标志
IEC 60269-1:2006中6.2适用,并补充:
——制造厂的识别标记和/或代号,从中可以获得IEC 60269-1:2006中5.1.2所列的全部特性;
——使用类别,“aR”或“gR”或“gS”;
——如下IEC 60417中所示的熔断器(5016)和整流器(5186)标志的组合。

7 设计的标准条件
7.3 熔断体的温升和耗散功率
熔断体应设计成按8.3规定通以额定电流时,不发生超出下列规定的情况:
——制造厂规定的熔断体上部最热金属部分的温升极限(见图102和图103);
——制造厂规定的额定电流时的耗散功率。
7.4 动作
熔断体应设计成可以连续承载不超过额定电流的任何电流值(见8.4.3.4)。
“aR”熔断体应能分断电流值不大于额定分断能力以及不小于制造厂规定的足够断开熔断体的电流的电路。
对于约定时间内的“gR”和“gS”熔断体:
——当承载不超过约定不熔断电流(Inf)的任何电流时,熔断体不应熔断;
——当承载大于或等于约定熔断电流(If)和等于或低于额定分断能力的任何电流时,熔断体应熔断。
7.5 分断能力
熔断体在不超过8.5规定的电压下,应能分断预期电流处于在7.4规定的电流和额定分断能力之间的任何电路:
——对于交流,功率因数不小于表104中规定的对应于预期电流的功率因数;
——对于直流,时间常数不大于表105中规定的时间常数;
——对于VSI应用,熔断体应能分断在时间常数不大于表106规定值时8.5规定的电流。
7.7 I2t特性
根据8.7确定的熔断I2t值不应超过制造厂的规定。根据8.7确定的弧前I2t值不应小于给定值(见5.8.2.1和5.8.2.2)。
7.15 电弧电压特性
根据8.7.5测量出的电弧电压值不应超过制造厂的规定(见5.9)。
7.16 特殊工作条件
特殊工作条件,例如高的加速度值,用户应与制造厂协商。
8 试验
附录AA 熔断体和半导体设备的配合导则
AA.1 一般要求
本附录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。
本附录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作规定。
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。
本附录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性,使本附录成为选择熔断体的依据。
AA.7 分断能力
在额定值内,分断非正弦交流电流的能力对半导体设备保护用熔断体来说要求不高。
对于较高电压值(高压熔断体),分断小电流也可能存在问题,但此问题是在本文所述电流范围之外(见7.4)。
只要不超过额定频率下电流上升率的最大值,频率高于额定频率对分断能力没有影响。频率低于额定频率时,熔断体内释放出能量大于额定频率时的能量。包括按8.5.5.1进行的低频试验在内的有关信息可从制造厂处获得。
对于直流分断能力(见AA.1注),熔断体中释放出的能量在大多数情况下大于额定频率时的释放出的能量。只有当使用交流额定电压明显大于直流电源电压的熔断体才能保证满意的熔断。附加的信息宜从制造厂处获得。
AA.8 换流
半导体设备中的短路电流一般涉及具有几个桥臂的电路,当熔断体熔断时,在各臂之间发生换流,这种换流是由交流电源电压的周期性变化、晶闸管导通或另一熔断体的电弧电压引起的。
换流通过改变电路结构、电路常数、外加电压(例如增加电弧电压)影响熔断体的动作。
另一种可能严重影响熔断体工作的误换流,它起因于第二次故障的出现。
附录BB 制造厂应在产品使用说明书(样本)中列出的半导体设备保护用熔断体的资料
附录BB
(规范性附录)
制造厂应在产品使用说明书(样本)中列出的半导体设备保护用熔断体的资料
下述资料应按交流和直流(如适合)分别提供。
a)制造厂名称(商标)。
b)产品型号或目录号。
c)额定电压(见3.4.1)。
d)额定电流(见3.5)。
e)额定频率或其他频率(见5.4)。
f)额定分断能力(额定电压下和不同的外加电压下)(见5.7.2和8.5)。
g)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)。
h)弧前I2t特性(见5.8.2.1和8.7.2)。
i)在规定功率因数或时间常数下与电压有关的熔断I2t特性(见5.8.2.2和8.7.2)。
j)电弧电压特性(见5.9和8.7.5)。
k)截断电流特性(见5.8.1和8.6)。
l)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)。
m)至少50%和100%额定电流下的耗散功率,在固定点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8.3.3)。
n)指示器所需要的最小动作电压(见8.4.3.6)。
o)允许电流和周围空气温度的函数关系(图)(见8.4.3.2)。
p)安装说明,如有需要,列出相关尺寸(草图)。
q)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:如用于特殊条件宜与制造厂进行协商。
附录CC 半导体设备保护用标准化熔断体示例
CC.1 总则
本附录分为如下7个具有标准尺寸的熔断体系统特殊示例:
——A型螺栓连接熔断体系统——英国;
——B型螺栓连接熔断体系统——DIN;
——C型螺栓连接熔断体系统——北美;
——A型接触片式熔断体系统;
——B型接触片式熔断体系统——北美;
——A型圆筒形帽熔断体系统——北美;
——B型圆筒形帽熔断体系统——法国。
用于半导体设备保护的熔断体也可以具有与以下熔断体相同的尺寸:
——IEC 60269-2:2006中熔断器系统A、B、F和H;
——IEC 60269-3中熔断器系统A。
熔断体的耗散功率除应满足本标准的要求外,同时不应超出配合使用的熔断器底座或熔断器支持件的接受耗散功率。如果熔断体的耗散功率大于标准熔断器底座或熔断器支持件的接受耗散功率,制造厂应降低其额定值。
参考文献
参考文献
[1] IEC 60050-521 International Electrotechnical Vocabulary-Part 521:Semiconductor devices and integrated circuits
[2] IEC 60050-551 International Electrotechnical Vocabulary-Part 551:Power electronics
[3] IEC/TR 60269-5 Low voltage fuses-Guidance for the application of low-voltage fuses
[4] IEC 60269-6 Low-voltage fuses-Supplementary requirements for fuse-links for the pro-tection of solar photovoltaic energy systems

