IS08820-3-2015-E-中文翻译.doc

ISO 8820-2-2014（E）
道路车辆 -- 熔断器（Fuse-links）-- 第三部分： C型（中型）、E型（大电流型）及F型（微型）带接头的熔断器(刀闸)
1.1 范围
ISO 8820的该部分标准定义了道路车辆使用的C型（中型）、E型（大电流型）及F型（微型）带接头的熔断器(刀闸)。本标准规定了这些熔断器的类型、额定电流、测试流程、性能要求和尺寸。
本标准适用于额定电压为32V或58V、额定电流≤100A、分断能力为1000A的道路车辆用熔断器。
本标准应当和ISO 8820-1和ISO 8820-2配合使用。条款序号对应于ISO 8820-1，其要求都适用，除非ISO 8820这部分特别修改。
1.2 规范性引用文件
全部或部分的下列文件被规范性引用于本文中，并对本文的应用不可或缺。对于日期参考，只有引用的版本适用。凡是不注日期的引用，该引用文件的最新版本（包括任何修订）适用。
ISO 2768-1, General tolerances –Part 1: Tolerances for linear and angular dimensions without individual tolerance indications.
ISO 8820-1, Road vehicles – fuse-links – Part 1: definitions and general test requirements.
1.3 术语及定义 （参照ISO 8820-1）
Un 额定电源电压
Us 工作电源电压
UR 额定电压。熔断器设计的最大使用电压值
RT 环境温度
L 导线长度
IB 额定熔断电流。在规定的使用条件下, 熔断器能在额定电压下断开的电流值
IR 额定电流。用于定义熔断器的电流值
IC 持续电流。熔断器允许连续工作的最大电流值
IL 负载电流。实际通过负载的电流值
IO 熔断响应电流。
IRT 环境温度下的电流
Rmax 最大阻值
Rmax40℃ 温度为40℃时的最大阻值
1.4 额定电压和系统电压
熔断器的额定电压应当始终高于车辆电器系统的标称电压（nominal voltage）, 以允许可能的过载。
1.5 额定电流和持续电流
额定电流（IR）是用于定义熔断器的电流。
图1中的持续电流（Ic）是指：最高环境温度下，能持续通过电路（熔断器、端子、保险座和导线）的最大电流。
1.6 冷态电阻
冷态电阻是指室温（RT）下，熔断器没有生热（self-heating）时的电阻。该阻值可以计算获得，即给熔断器一个电流值（通常是额定电流的10%），测量熔断器两端压降，从而推算出熔断器的电阻。
熔断器的冷态电阻范围取决于批量生产的因素和“时间-电流”特性。如图2
1.6.1 熔断器响应时间-电流特性

Y - 动作时间； X - 电流； 1 - 时间电流特性曲线
图1 熔断器的时间电流特性
1.6.2 熔断器响应时间-温度特性
熔断器表面的温度变化与回路的工作电流和工作时间相关。

Y – 响应时间； X - 温度；
图2响应时间与温度的关系
1.6.3 熔断器温度-电压降特性
熔断器的压降（UD）测试方法参照ISO 8820-3中的相关要求。

Y – 电压降； X – 温度
图3 熔断器的压降与温度的关系
1.7 电流和导体
导体的温度变化是电流、导体截面积和时间的函数。在应用的过程中，其他的一些因素也应当被考虑进去。比如环境温度、导体和绝缘材料、导线的芯数等。
图4 描述了不同导体的稳定温升情况

Y – 导体温度； X’ – 导体截面积； X – 电流
图4 不同截面积导体温度与电流的关系
1.8 电流与接触温度
较大的端子接触电阻会导致接触面温度上升，同时熔断器的散热能力减弱。熔断器本体的温度将会升高，因此导致熔断器的“持续载流能力”降级。
主机厂可以选择规定的熔断器、熔断器插座和连接器进行“温升试验”。在规定的试验电流下，连接位置的温度应按照ISO 8820规定的测试点进行。达到热平衡以后，连接位置的温度不应高于端子和导线制造商规定的值。
1.9 电流与环境温度
所有的电气零件（通常指“熔断器”）都有自己的温度特性。如图5 所示。每一个电气零件都有自己的耐温上限。任何超出规定值的温度上升，将导致电气零件自身阻值增大，进而产生更多的热量。最终将导致熔断器断开。

Y – 电流； X – 环境温度； 1 – 系统可应用区域； 2 – 导线； 3 – 接触部位； 4 – 绝缘体； 5 – 熔断器（单元）
图5 元件最大电流与环境温度的包含关系
1.10 导线的保护与“时间-电流特性”
为了合理保护线路，应确保导线温度达到导线最大耐温值（Tmax）之前，熔断器总是可以断开。图6 描述的是正确的熔断器选型。

Y – 导线最高耐温； X – 电流
图6 正确的熔断器选型
注意：图7 描述的熔断器是错误的。这样的选型允许了潜在的较长时间的过电流对线路造成的过载损坏。

Y – 导线温度； X – 电流； 1 – 不受保护区域
图7 错误的熔断器选型

1.11 选型
低一级的熔断器断开时，应当确保高一级的保险不断开。如图8

说明：图中标记的1是等级最高的熔断器
图8 熔断器选型举例
1.12 熔断器的更换
更换熔断器时，应该断开电源。
1.13 熔断器开路产生的浪涌电压
熔断器开路时，回路可能会产生的10倍于额定电压的浪涌电压。具体因负载而异。
1.14 熔断器的耐负载冲击特性
选择熔断器时，不应只考虑“额定电流”和“持续电流”。同时应考虑电气元件的负载冲击。“负载冲击”指负载电流稳定前的“电流-时间特性”。当负载产生合理浪涌电压时，熔断器不应错误的响应。
1.15 EMC指标
ISO 8820对熔断器的EMC指标没有要求。

附录A 道路车辆熔断器选型的参考因素（参考）
ISO 8820的各章节定义了熔断器的额定电压、额定电流和时间电流特性的基本要求，描述了熔断器的可比较和可重复的特性。
事实上，在选择道路车辆用熔断器型号时，还应考虑一些其他的因素。比如：
² 持续电流和动作时间；
² 保护一个或多个电器元件；
² 接触电阻；
² 线缆的类型。比如 不同的截面积、长度、安装和包裹；
² 熔断器的内阻、端子、导线和辅助元件；
² 组成系统的元件的功耗；
² 短路因素；
² 元件的冲击因素；
² 失速电流（带有锁定转子的电动机）；
² 不同的电压、电流、温度（系统内部以及周围）；
² 保险插座及盒子；
² 熔断器的安装位置。比如 发动机仓、乘客附近、后备箱；
² 保险盒内的熔断器间距；
² 环境条件（机械强度、环境冲击、化学腐蚀）；
² 熔断器的冷却方式（通过风扇、散热片 或者其他）

注意：建议开发者咨询熔断器、端子和导线的制造商，因为该导则并不能涵盖所有问题的解决方案。

附录B熔断器和导线的选型标准（规范）
B.1 引言
在任何既定的应用场合，负载特性、连接导线和熔断器的因素均应被谨慎的考虑。如果熔断器用于一定等级的过载保护，并且要求在车辆报废前始终保持这个保护等级，那么严谨的选型计算更加重要。如下过程给出了熔断器和导线的选型指导。
B.2 如何选择正确的连接导线和熔断器
B.2.1 选型过程
图B.1描述了选型的流程图。熔断器额定电流值和连接导线的规格关系，可以根据B.2.2和B.2.3确定。
B.2.3.6 选择B.2.3.4和B.2.3.5中规格较大的导线
B.2.2.1 确定负载电流的特性
B.2.3.1 确定导线的温度等级
开始
B.2.3.4 选择导线的最小规格，导线电阻值不能达到B.2.3.3的电阻值
B.2.3.5 选择导线的最小规格，导线能承受B.2.2.1负载电流
B.2.3.2 计算导线损坏前，熔断器熔断所需要的电流值

B.2.2.2 确定环境温度的特性

B.2.2.3 结合B.2.2.1和B.2.2.2确定熔断器的额定电流

B.2.3.3 计算达到B.2.3.2电流值，所需的 回路最大电阻值

结束

图 B.1 选型流程图
完成该选型流程以后，应当实际测试以验证计算结果。
B.2.2 熔断器 额定电流 的确定过程
B.2.2.1 确定负载电流的特性
任何情况下，熔断器的额定电流都应大于负载电流。初步近似计算，推荐使用以下准则：
- - 例如：初步选型时，负载电流不应超过熔断器额定电流值的70%（室温条件下）。
- - 确定用于熔断器选型所需的负载电流时，我们应当考虑多重因素。也应当和熔断器制造商和客户一起讨论这些因素。
比如，负载电流时持续的还是短暂的？开关接通时，是否有大的冲击电流？车辆启动后，该负载电流是否还要持续？
B.2.2.2 确定环境温度的类型
确定了负载电流的特性，接下来就是确定熔断器应用场合的环境温度。因为熔断器本身也是热敏元件，它们的熔断特性会受环境温度的影响。熔断器的额定电流和特性通常都是指环境温度下的特性。当环境温度显著改变时，应当根据制造商提供的特性曲线重新计算熔断器的额定参数
B.2.2.3 在B.2.2.1和B.2.2.2的基础上确定熔断器的额定电流值
根据B.2.2.1和B.2.2.2得出的信息，可以正确选择熔断器的额定电流。
在选型计算之前，首先确定以下基准：
表B.1 已知的车辆电气系统参数
术语
缩写
值
标称电压
Un
12V
标称电压下的负载功率
P
95W
电源电压
Us
14V
室温
RT
23℃
载流导线长度
L
15m
计算典型的负载电流（IL）
I 12V=PUn=95W12V=7.92A
P14V=Us×I 12V=14V×7.92A=110.9W
IL=P14VUn=110.9W12V=9.24A

确定电路断开的理论电流（IRT）
IRT=IL/0.7=9.24A0.7=13.2A
（0.7 因为负载电流不能超过熔断器额定电流的70%）
通过参考图B.2 中型熔断器典型温度特性曲线，可以看出：40℃条件下，13.2A的电流值处于10A和15A曲线之间。因此应当选择15A规格的熔断器。

Y — 理论额定电流
X — 温度
图B.2 中型熔断器典型温度特性曲线
说明：在这个选型实例中，如果只简单的考虑负载电流（9.24A），那么选型的结果就会是10A。这样就会造成熔断器长时间工作不可靠的隐患。

B.2.3 确定连接导线的规格和耐温等级
B.2.3.1 确定导线的耐温等级
根据导线实际使用的周围环境温度来确定导线的耐温等级。
B.2.3.2 计算导线损坏前，熔断器熔断所需要的电流值
如果熔断器是用来避免线路过热，那么熔断器应当在电流达到热损坏以前断开。计算这个电流值时，应当保证熔断器能迅速断开。对于小型和中型熔断器，这个电流值为2xIR(额定电流IR)；对于大型熔断器，这个电流值为6xIR(额定电流IR)。
这里计算用到的额定电流值（IR）是基于熔断器温度特性曲线确定的。
本例中，根据图B.2，40℃条件下15A中型熔断器的额定电流是14.6A。因此熔断器的熔断电流（Io）应当是：
Io=2×IR=2×14.6A=29.2A
B.2.3.3 计算达到B.2.3.2电流值，所需的回路最大电阻值
计算保证熔断电流（Io）的回路最大电阻时，需要修正环境温度对导线内阻的影响。如果环境温度是40℃，那么回路的最大电阻则应为：
Rmax40℃=UsIo=14V29.2A=0.479Ω
根据铜导线特性参数，按照室温（23℃）校正以上计算结果：
Rmax=0.479Ω×1+0.00393×23℃-40℃=0.447Ω
B.2.3.4 选择导线的最小规格，导线电阻值不能达到B.2.3.3的电阻
根据假设的导线长度，计算单位长度导线的电阻。如果导线长度是15m，单位长度导线的电阻值则应为：
Rmax=Rmaxm=0.447Ω15m=0.0298Ω/m
查阅铜导线电阻率（ISO 6722），可以发现0.75mm2导线是满足该最大电阻值的最小规格的导线。
B.2.3.5 选择能承受B.2.2.1负载电流的最小规格导线
通过参考导线制造商提供的数据，确定能够承受负载电流的最小规格导线（考虑环境温度的因素）。发现0.5mm2导线就能承受该负载电流（IL=9.24A，40℃）
B.2.3.6 选择B.2.3.4和B.2.3.5中规格较大的导线
选择B.2.3.4和B.2.3.5中规格较大的导线，结果是：0.75mm2
B.2.3.7 总结
表B.2 熔断器的额定电流和连接导线规格的选择总结
IL
熔断器额定电流的折算值
IRT
IR
Io
Rmax
室温下，能承受熔电流的导线规格
9.24A
70%xIR=10.5A
13.2A
15A
29.2A
0.447Ω
0.75mm2
这里的计算举例，只考虑了理论状态下的冲击电流，过载电流和短路电流。没有考虑导线的压降。
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