2.3
熔断器

1.熔断器的种类

熔断器按其结构形式有插入式、螺旋式、有填料密封管式、无填料密封管式等，品种规格很多。在电气控制系统中经常选用螺旋式熔断器，它有分断指示明显和不用任何工具就可取下或更换熔体等优点。最近推出的新产品有RL6、RL7系列，可以取代老产品RL1、RL2系列；RLS2是快速熔断器，用以保护半导体硅整流元件及晶闸管，可取代老产品RLS1系列。RT12、RT15、NGT等系列是有填料密封管式熔断器，瓷管两端铜帽上焊有连接板，可直接安装在母线排上；RT12、RT15系列带有熔断指示器，熔断时红色指示器弹出。RT14系列熔断器（其外形图如图2-14所示）带有撞击器，熔断时撞击器弹出，既可作为熔断信号指示标志，也可触动微动开关以切断接触器线圈电路，使接触器断电，实现三相电动机的断相保护。

2.熔断器的工作原理

熔断器是一种最简单的保护电器，它可以实现过载和短路保护。由于它结构简单、体积小、重量轻、维护简单、价格低廉，所以在强电和弱电系统中都获得了广泛的应用。

熔断器由熔体、填料（或者无填料）、绝缘管和导电触点等组成，熔体是熔断器的核心，因为熔断器主要靠熔体受电流的热作用熔化来断开电路，所以熔体的材料应具有以下性质：熔点低、易于熔断、导电性能好、不易氧化、易于加工。熔体通常用低熔点的铅锡合金、锌、铜、银的丝状或片状材料制成，新型的熔体通常设计成灭弧栅状，具有变截面片状结构。其构造如图2-15所示。

在使用中，熔断器与被保护的电路串联。当电路中发生过载或短路时，如果通过熔体的电流达到或超过了某一定值，熔体上产生的热量会使其温度达到熔体的熔点，于是熔体熔断，分断故障电路，以保护电路和设备。这样，熔体以局部的损坏保护了整个电路中的设备，可谓“损坏得其所”。

选择熔断器主要是选择熔断器的类型、额定电压、额定电流及熔体的额定电流。熔断器的类型应根据线路要求和安装条件来选择。熔断器的额定电压应大于或等于线路的工作电压。熔断器的额定电流应大于或等于熔体的额定电流。熔体额定电流的选择是熔断器选择的核心，其选择方法如下：

对于如照明线路等没有冲击电流的负载，应使熔体的额定电流等于或稍大于电路的工作电流，即

式中， I _fu 为熔体的额定电流； I _电路 为电路的工作电流。

对于电动机一类的负载，应考虑起动冲击电流的影响，按下式计算：

式中， I _N 为电动机的额定电流。

对于多台电动机，如果由一个熔断器保护，则熔体的额定电流应按下式计算：

式中， I _Nmax 为容量最大的一台电动机的额定电流；∑ I _N 为其余电动机额定电流的总和。

熔断器的图形及文字符号如图2-16所示。

3.熔断器的主要参数

【保护特性曲线】 熔断器的保护特性曲线也称为安-秒特性曲线，表征流过熔体的电流与熔体的熔断时间的关系，是熔断器的主要参数之一。横坐标用电流 I 表示，纵坐标用时间 t 表示，如图2-17所示。由特性曲线可以看出，流过熔体的电流越大，熔断所需的时间越短。在熔断器的保护特性曲线中，有一个熔断电流与不熔断电流的分界线，该分界线处的电流叫作最小熔化电流。当熔体中通过的电流等于该电流值时，熔体能够达到其稳定温度且熔断，而当通过比该电流值略小一点的电流时，则无法使熔体熔断。从理论上讲，熔体达到稳定温度所需的时间为无限大，最小熔断电流用符号 I _R 表示。

【极限分断能力】 是指熔断器在额定电压和功率因数（或时间常数）下切断短路电流的极限能力，所以常用极限断开电流值来表示。从发生短路开始到短路电流达到其最大值为止，需要一段时间，这段时间的长短取决于电路的参数。如果熔断器的熔断时间小于这段时间，则电路中的短路电流在还没有达到最大值之前就被切断。这时，熔断器起了“限流作用”。

【额定电压】 是指熔断器长期工作时和分断后能够承受的电压，其值一般等于或大于电气设备的额定电压。

【额定电流】 是指熔断器长期工作时，各部件温升不超过规定值时所能承受的电流。厂家为了减少熔断管额定电流的规格，熔断管的额定电流等级比较少，而熔体的额定电流等级比较多，即在一个额定电流等级的熔断管内可以分装几个额定电流等级的熔体，但熔体的额定电流最大不超过熔断管的额定电流。

综上所述，熔断器的主要技术参数是安-秒特性曲线和分断能力，它们都是熔断器在保护方面的要求。其中安-秒特性曲线提供过载保护服务，而分断能力提供短路保护服务。 NzEM5CnUDY8CbhL8+nM42oojmQFYxqIYa0fHdza8mYrpObxyNtJ8hWc4Cap13Vwl