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GBT 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PDF文本

ICS29.120.50K31中华人民共和国国家标准GB/T13539.4一2016/IEC60269-4:2012代替GB/T13539.4一2009低压熔断器第4部分：半导体设备保护用熔断体筑的补充要求Low-voltage fuses-一Part 4:Supplementary requirements for fuse-links for the protection ofsemiconductor devices(IEC60269-4:2012,IDT)2016-04-25发布2016-11-01实施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发布筑素荷网Z.Z心.ET
GB/T13539.4-2016/IEC60269-4:2012目次前言…I1总则12术语和定义23正常工作条件…………………………………c24分类……5熔断器特性6标志……77设计的标准条件…88试验……………8附录AA(资料性附录)熔断体和半导体设备的配合导则…18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…22附录CC(规范性附录)半导体设备保护用标准化熔断体示例…0…0…23参考文献…理筑素荷网Z..ET
GB/T13539.4一2016/IEC60269-4:2012前言GB13539《低压熔断器》目前包括以下6个部分：—第1部分：基本要求；一第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K;-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,一第4部分：半导体设备保护用熔断体的补充要求；—第5部分：低压熔断器应用指南；—第6部分：太阳能光伏系统保护用熔断体的补充要求。本部分为GB13539的第4部分。本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本部分代替GB/T13539.4一2009《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GB/T13539.4一2009相比主要技术变化如下：-增加VSI(电压源逆变器)内容，包括VSI特性、技术要求及试验方法等；一表101“gR'和‘gS'型熔断体的约定时间和约定电流”中，“gR”型约定不熔断电流It从1.1I.改为3.可抗系UZ.J.NE表102“完整试验清单”中删去了交流No.6~No.10试验，补充了VSI No.21试验，并将脚注a修改为“如果周围空气温度在10℃和30℃之间，弧前It特性有效”；表103“同一熔断体系列中最小额定电流熔断体试验一览表”中删去了交流No.6试验和直流No.11试验；8.4.3.6“指示装置和撞击器（如有）的动作”增加“指示装置或撞击器的性能和性能验证由制造厂和用户协商”规定；将原表106“验证交流截断电流、I:特性和电弧电压特性试验参数”删去，改为新的表106“VSI熔断体分断能力试验参数”；一附录CC的“CC.,3B型螺栓连接熔断体系统一DIN”和“CC.5A型接触片式熔断体系统”中增加了“‘gR'和‘gS'型熔断体的约定时间和约定电流”表；附录CC的北美熔断体系统增加了分断能力试验的恢复电压要求；一附录CC增加了法国的B型圆筒形帽熔断体系统。本部分使用翻译法等同采用IEC60269-4:2012《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》。与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：—GB/T321一2005优先数和优先数系(IS03:1973,DT);GB/T5465.2一2008电气设备用图形符号第2部分：图形符号(IEC60417DB:2007,IDT);GB13539.1一2015低压熔断器第1部分：基本要求(IEC60269-1:2009,IDT);GB/T13539.2一2015低压熔断器第2部分：专业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K(IEC60269-2:2013,IDT);-GB13539.3一2008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I莲素村网Z.ZC.ET
GB/T13539.4-2016/EC60269-4:2012家用和类似用途的熔断器)标准化熔断器系统示例A至F(IEC60269-3:2006,IDT)。本部分作了下列编辑性修改：删除国际标准的前言；-图CC.6中右上图有3个“x”剖视符号，2个疑有误，删去；此外右下图中“X详图)”疑有误，改为“X详图》”；CC.6.1中“（见CC.6.4)”疑有误，改为“（见CC.6.3)”。本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国熔断器标准化技术委员会(SAC/TC340)归。本部分负责起草单位：上海电器科学研究院。本部分参加起草单位：上海电器陶瓷厂有限公司、人民电器集团有限公司、好利来（中国）电子科技股份有限公司、西安西整熔断器厂、美尔森电气保护系统（上海）有限公司、浙江正泰电器股份有限公司、浙江西熔电气有限公司、上海西门子线路保护系统有限公司、温州三实电器有限公司、浙江新力熔断器有限公司、乐清市沪熔特种熔断器有限公司、西安中熔电气有限公司、库柏西安熔断器有限公司、上海电器设备检测所。本部分主要起草人：吴庆云、张丽丽、林海鸥、李全安、赖文辉、刘双库、贾炜、李传上、李振飞、周纲、黄旭雄、方径林、郑爱国、石晓光、张懿、易颖。本部分所代替标准的历次版本发布情况为：GB13539.4-1992:GB/T13539.4-2005、GB/T13539.7-2005;c興筑莲素村网Z.ZC.ET
GB/T13539.4-2016/EC60269-4:2012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总则除IEC60269-1:2006规定外，补充下列要求。半导体设备保护用熔断体应符合IEC60269-1:2006所有要求，并且还应符合本部分规定的补充要求。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，他们佳合网能投网J.NE丁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。IEC60269-l:2006低压熔断器第1部分：基本要求(Low-voltage fuses一Part1:General re-quirements)IEC60269-2:2006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-一Part2:Supplementary requirements forfuses for use by authorized persons (fuses mainly for industrial application)-Examples of standardized1莲罚素荷网ZI
GB/T13539.4-2016/EC60269-4:2012systems of fuses A to J)IEC60269-3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-一Part3: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)IEC604l7设备用图形符号(Graphical symbols for use on equipment)ISO3优先数优先数系列(Preferred numbers-一Series of preferred numbers))2术语和定义除IEC60269-1:2006规定外，补充下列要求。2.2一般术语2.2.101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。[IEV521-04-01]2.2.102半导体熔断体semiconductor fuse-link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）。2.23與系2，U2SC.NE信号装置signalling 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。注：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。2.2.104电压源逆变器voltage source inverterVSI稳压逆变器。[IEV551-12-11]注：也可指稳压逆变器，即该逆变器在提供电流时，其输出电压无任何实质性地改变。2.2.105电压源逆变器熔断体voltage source inverter fuse-linkVSI熔断体VSI fuse-link在规定条件下，能分断电压源逆变器内直流侧的电容器放电产生的短路电流的限流熔断体。注1：本文件使用缩略语“VSI熔断体”。注2：为了在高频下能正常运行，VSI熔断体通常在短路电流下动作，该短路电流由直流侧的电容器通过很低的电感放电所产生。此短路条件导致很高的电流上升率（相当于低的时间常数值，典型值为1m3~3ms)。即使在短路期间，当电流上升时外加电压降低，电源电压仍为直流。注3：在某些复合交流驱动运用中，单个输出逆变器可能远离主输人整流器。在这种情况下，相关的故障电路阻抗可能影响熔断体的动作。由此当选择适当的短路保护时，需考虑相关的时间常数和电容器的尺码。3正常工作条件除IEC60269-1:2006规定外，补充下列要求。2理素村网Z.
GB/T13539.4-2016/IEC60269-4:20123.4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熔断过程中，外加电压保持不变。验证额定值的所有试验以此为基础。注：在很多应用中，在熔断时间的大部分时间内，外加电压相当接近正弦波。但是也有很多场合，此条件得不到满足。非正弦外加电压时的熔断体的性能，可以通过对非正弦外加电压的算术平均值与正弦外加电压时比较来进行近似估算。对于直流和VSI熔断体，熔断体的额定电压与外加电压有关，它以平均值表示。如果直流电压是由交流电压整流得到的，那么直流电压的波动不应超过平均值的5%或低于平均值的9%。3.4.2工作中的外加电压正常工作条件下，外加电压是指当故障电路中电流增加到熔断体将要熔断时的电压。对于交流，单相交流电路中外加电压值通常等于工频恢复电压的值。除正弦交流电压，其他交流电压应知道外加电压与时间的函数关系。对于单向电压和VSI熔断体，其主要数据有：—熔断体整个熔断时间的平均值；燃弧末期的瞬时值。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颜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。3.6频率、功率因数和时间常数3.6.1频率额定频率是指型式试验中正弦电流和电压的频率。注：当工作频率与额定频率相差很大时，用户宜与制造厂协商。3.6.3时间常数(x)对于直流，实际运用中的时间常数应符合表105的规定。注1：某些使用场合对时间常数的要求可能超出表的规定。在这种情况下，宜使用经试验证明符合要求并宜标有相应标志的熔断体或用户和制造厂之间达成关于该种熔断体适用性的协议。某些使用场合时间常数明显地低于表中规定值。在这种情况下，外加电压可能高于表105规定的额定电压。对于VSI熔断体，实际运用中相当的时间常数应符合表106的规定。注2：由于低电感引起高的短路电流上升率，此被视为相当于一个低的时间常数。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。3莲素荷网ZI
GB/T13539.4-2016/IEC60269-4:20124分类IEC60269-1:2006适用。5熔断器特性除EC60269-1:2006规定外，补充下列要求。5.1特性概要5.1.2熔断体a)额定电压（见5.2）；b)额定电流（见IEC60269-1:2006中5.3）；c)电流种类和频率（见IEC60269-1:2006中5.4）；d)额定耗散功率（见IEC60269-1:2006中5.5）；e)时间-电流特性（见5.6）；f)分断范围（见IEC60269-1:2006中5.7.1）；g)额定分断能力（见IEC60269-1:2006中5.7.2）；h)截断电流特性（见5.8.1）；i)特性6a筑J.NEj)尺寸或尺码（如适用）：k)电弧电压特性（见5.9）。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,IEC60269-1:2006适用；对于更高的电压，可从IS03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IEC60269-1:2006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。5.6时间-电流特性极限5.6.1时间-电流特性、时间-电流带5.6.1.1基本要求熔断体的时间-电流特性与设计有关，对于给定的熔断体，也与周围空气温度和冷却条件有关。4素村网ZC.ET
GB/T13539.4-2016/IEC60269-4:2012制造厂应按8.3规定的条件，提供周围空气温度为20℃~25℃时的时间-电流特性。考虑的时间电流特性是弧前特性和熔断特性。对于交流，是指在额定频率下弧前或熔断时间大于0.1s时的时间-电流特性。对于直流，是指在按表105规定的时间常数下弧前或熔断时间大于15x时的时间-电流特性。对于较高的预期电流（时间较短），相同的资料应以I2t特性（见5.8.2）表示。5.6.1.2弧前时间-电流特性对于交流，弧前时间-电流特性应以给定频率（额定频率）下对称交流电流值表示。对于直流，对相关电路时间超过15x的弧前时间-电流特性部分特别重要，该部分与同一区域内的交流弧前时间-电流特性相同。注1：由于实际使用中過到的电路时间常数范围比较大，对于时间短于15x的特性，以弧前Pt特性来表示比较方便。注2：选择15：的数值是为了避免在较短的时间内，不同的电流上升率对弧前时间-电流特性的影响。5.6.1.3熔断时间-电流特性对于时间大于0.1s的交流和时间大于15x的直流，其燃弧时间与弧前时间相比可忽略不计，因此熔断时间相等于弧前时间。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见7.4。5.6.2.2“gR”和“g5”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101中规定。表101“gR”和“gS”型熔断体的约定时间和约定电流约定电流额定电流约定时间“gR”型A“gS”型h8IIoII.≤63163<1.≤160<>2160<1.≤400<>31.131。1.61m1.25I.1.6I.400<1.<>4注：gR和gS的解释见5.71。·附录CC中，某些示例规定了I.≤16的要求.5.6.3门限不适用。5.6.4过载曲线5.6.4.1验证过载能力制造厂应标出几组沿着时间-电流特性的坐标点（见5.6.1），这些坐标点已根据8.4.3.4规定程序进5運筑素村网Z.ZC.ET
GB/T13539.4-2016/EC60269-4:2012行了过载能力验证。验证过载能力的坐标点的数量和位置应由制造厂选定。验证过载能力点的时间坐标应选择在0.01s~60s范围内。可根据用户和制造厂之间的协议补充规定其他坐标点。5.6.4.2约定过载曲线约定过载曲线是由验证过载能力的坐标点上引出的直线段组成。从每组坐标点上，可引出两条直线：一条从已验证的坐标点出发，沿着电流为常数而时间坐标递减的方向；一另一条从已验证的坐标点出发，沿着I:为常数而时间坐标递增的方向。这些线段到代表额定电流的直线为止，形成约定过载曲线（见图101）。注：实际应用中，经验证的过载能力的点只需要几个就足够了。当经验证过载能力的坐标点数增加时，约定过载曲线将更加精确。5.7分断范围和分断能力5.7.1分断范围和使用类别第一个字母表示分断范围：一“a”熔断体（部分范围分断能力，见7.4）；-“g”熔断体（全范围分断能力）。第二个字母“R”和“S”表示符合本部分的半导体设备保护用熔断体的使用类别。“R”型与“S”型相比动作较快互值较小7，|7J“S”型与“R”型相比，具有较小的耗散功率，可以提高电缆的利用。例如：一“aR”表示保护半导体设备部分范围分断能力的熔断体；“gR”表示一般用途和半导体保护全范围分断能力的熔断体，具有低的It值；一“g$”表示一般用途和半导体保护全范围分断能力的熔断体，具有低的耗散功率值。某些“aR”熔断体用于保护电压源逆变器。即使“aR”熔断体通常用于交流，但他们仍需不同地在VSI直流短路条件下进行试验。因此他们的标识仍为“aR”,但它们的直流特性“用于VSI保护”应明显地在制造厂的数据单上表明。5.7.2额定分断能力推荐的分断能力为：交流至少50kA,直流至少8kA,对于交流，额定分断能力是以在仅含线性阻抗的电路中，在额定频率时外加恒定正弦电压所进行的型式试验为依据。对于直流，额定分断能力是以在仅含线性电感和电阻的电路中，外加平均电压所进行的型式试验为依据。注：实际应用中，增加非线性阻抗和单向电压器件都可能对分新的严酷性产生有利或不利的重大影响。5.8截断电流和I2t特性5.8.1截断电流特性制造厂应按IEC60269-1:2006中图4的例子，提供以双对数坐标表示的截断电流特性，横坐标表示预期电流，如有必要，以外加电压和/或频率作为参数。对于交流，截断电流特性应代表在工作中可能出现的最大电流值，它们应与本部分中相应的试验条6理素荷网Z.
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