Ich war in den 1950er Jahren Elektroingenieur, ein Teil meiner Arbeit befasste sich mit dem Prüfen und Auswählen von Sicherungen. Ich habe kürzlich vor meinem örtlichen Amateurfunkclub einen Vortrag zu diesem Thema gehalten. Das Folgende stammt aus dem Skript, das ich für diesen Vortrag geschrieben habe. Ich denke, es ist relevant für die Diskussion hier.
Eine Überspannungsschutzsicherung muss drei Überlastbereiche aufnehmen. Für einen Kurzschluss muss es auf normale Weise schnell blasen. Es muss ebenso wie eine F-Sicherung für konstante Überlastströme durchbrennen, aber es muss dauernde kurze Überströme - etwa das Zehnfache seiner Nennleistung - tolerieren, ohne durchzubrennen oder sich zu verschlechtern.
Drei Haupttechniken werden verwendet, um dies zu erreichen. Am einfachsten ist es, die Wärmemasse des Elements mit einem dickeren und daher längeren Draht zu erhöhen (um einen ausreichenden Wärmewiderstand zu erzielen), der um einen isolierenden Kern gewickelt ist, wobei der Abstand sorgfältig kontrolliert wird, um einen gleichmäßigen Betrieb zu gewährleisten. Bilder dieses und des nächsten Typs finden Sie in der Antwort von @Russell McMahon. Ich habe keine Erklärung für die Sicherung mit dem gewellten Draht gesehen.
Bei der zweiten Technik wird ein dreiteiliges Schmelzelement verwendet. Der erste Teil ist ein Draht mit einem hohen Schmelzpunkt, damit er Überspannungen absorbiert und bei extremer Überlastung trotzdem schnell bläst. Dies ähnelt einer F-Sicherung, die weit unter ihrer Nennleistung arbeitet, und schützt daher nicht vor Überlastungen in der Nähe des Nennstroms. Der zweite Teil umgeht dies und bietet Schutz für Ströme, die näher am Nennwert liegen, aber nicht hoch genug sind, um den dünnen Draht selbst zu blasen. Er besteht aus einem Stück Material mit niedrigerem Schmelzpunkt in Reihe mit dem Hauptdraht, das sich stärker erwärmt langsam als der Draht. Der dritte Teil des Elements ist eine kräftige Feder aus Material mit relativ hohem Widerstand, die dazu beiträgt, den Klumpen zu erwärmen und ihn beim Schmelzen schnell auseinander zu ziehen. Die Kombination von Klumpen und Feder mit ihrer relativ hohen thermischen Masse Ermöglicht auch den Durchgang von Überspannungen, bietet jedoch den Schutz für längerfristige, aber geringere Überlastungen. Es gibt viele Variationen dieses Designs und es gibt den Herstellern viele Parameter zum Einstellen der Sicherungseigenschaften. Gelegentlich wird, wie in der Abbildung oben, ein Bypass-Draht über die Feder verwendet, um die Eigenschaften der Sicherung anzupassen.
Die dritte Methode verwendet den "M" -Effekt. In den 1930er Jahren untersuchte Prof. AWMetcalf (daher das "M") ein Phänomen, bei dem die Zinnlegierung, die zum Löten der Enden der Sicherung verwendet wurde, die Zeit bis zum Durchbrennen zu beeinflussen schien und diese auf seltsame Weise reduzierte. Er stellte fest, dass ein Punkt (der "M" -Punkt) des Lots auf einem Silberdrahtelement die Kurzschlussleistung nicht beeinträchtigte, aber die Zeit zum Aufblasen eines anhaltend niedrigeren Stroms verringerte. In diesem Fall diffundierte das Lot bei der niedrigeren Temperatur des Drahtes in das Silber hinein und legierte es mit diesem, um einen Bereich mit hohem Widerstand in dem Fleck zu erzeugen, der rot glühen würde, wobei der Draht daneben platzte. Mit entsprechend ausgewählten Legierungen erhält man die für eine überspannungssichere Sicherung erforderlichen Eigenschaften.
Hier ist ein Bild von drei M-Punkt-Sicherungen, und ja, auf der oberen befindet sich ein winziger Punkt.