2.6　熔断器

2.6.1　熔断器的种类

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。

熔断器按其结构可分为开启式、半封闭式和封闭式三类。开启式很少采用。半封闭式如瓷插式熔断器。封闭式又可分为有填料管式、无填料管式及有填料螺旋式等。

熔断器按用途分为一般工业用熔断器、保护硅元件用快速熔断器、具有两段保护特性及快慢动作熔断器、特殊用途熔断器(如直流牵引用、旋转励磁用以及自复熔断器)等。

1.熔断器的工作原理和特性

熔断器主要由熔体和熔器(安装熔体的绝缘管或绝缘底座)组成。熔体的材料有两种:一种是低熔点材料，如锡铅合金、锌等;另一种是高熔点材料，如银、铜等。常将熔体制成丝状或片状。绝缘管具有灭弧作用。使用时，熔断器串联在所保护的电路中，当电路发生过载或短路故障时，如果通过熔体的电流达到或超过了某一定值，熔体自行熔断，切断故障电流，起到保护作用。

电器设备的电流保护主要有两种形式:即过载延时保护和短路瞬时保护。过载一般是指10倍额定电流以下的过电流，短路则是指超过10倍额定电流以上的过电流。但应注意，过载保护和短路保护决不仅是电流倍数不同，实际上差异很大。从特性方面来看，过载需要反时限保护特性，短路则需要瞬时保护特性;从参数方面来看，过载要求熔化系数小、发热时间常数大，短路则要求较大的限流系数、较小的发热时间常数、较高的分断能力和较低的过电压。从工作原理分析可知，过载动作的物理过程主要是热熔化过程，而短路则主要是电弧的熄灭过程。

2.主要技术参数

熔断器的主要技术参数有:安秒特性和分断能力。这两个参数体现了保护方面对熔断器提出的要求。

(1)保护特性曲线　熔断器的保护特性曲线也称安秒特性曲线，它表征了流过熔体的电流大小与熔断时间的关系。

(2)分断能力　熔断器的分断能力通常是指它在额定电压及一定的功率因数(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(周期分量的有效值)来表示。

以上分析可知:安秒特性曲线(可熔化特性曲线)主要是为过载保护服务的，而分断能力则主要是为短路保护服务的，前者需要反时限特性，后者则需要瞬动限流特性。

3.常用的熔断器

常用的熔断器有:瓷插式、螺旋式及管式熔断器三种。

(1)瓷插式熔断器　瓷插式熔断器由瓷底、瓷盖、动静触头及熔丝几部分组成。常用的瓷插式熔断器有RC1A系列，其主要技术数据见表2－6－1所示。RC1A系列熔断器结构简单，使用方便，广泛应用于照明和小容量电动机的短路保护。

表2－6－1　常用低压熔断器的基本技术数据

型号含义:

(2)螺旋式熔断器　螺旋式熔断器主要由瓷帽、瓷套、上下接线端、底座和熔断管组成。常用的有RL1和RL2系列。其基本技术数据见表2－6－1所示。

RL1系列熔断器的底座瓷帽和熔断器(芯子)均由瓷制成。熔断管内装有一组熔丝或熔片，还装有灭弧用的石英砂。熔断管上盖有一个熔断指示器。当熔断管中熔丝或熔片熔断时，带红点指示器自动跳出，表示熔丝熔断。使用时先将熔断管带红点的一端插入瓷帽，然后将瓷帽拧入瓷座上，熔断管便可接通电路。在安装螺旋式熔断器时，电气设备接线应接在连接金属螺纹壳上的上接线端，电源线应接在底座上的下接线端。这样连接时，可保证在更换熔断管时，螺纹金属壳不带电，保证人身安全。

RL1系列螺旋式熔断器断流能力大、体积小、更换熔丝容易、使用安全可靠，并带有熔断显示装置，常用在电压为500V、电流为200A的交流线路及电动机控制电路中做过载或短路保护。

型号含义:

(3)管式熔断器　管式熔断器常分为无填料封闭式和有填料封闭式两种。

①RM10系列无填料封闭式熔断器。该系列熔断器为可拆卸式，由熔断管、熔体及触座组成，适用于交流50Hz、额定电压为380V或直流额定电压440V及以下电压等级的动力线路和成套配电设备中做短路保护或连续过载保护。

②RT0系列有填料封闭管式熔断器。RT0系列有填料封闭管式熔断器主要由熔断管、指示器、石英砂和熔体几部分组成。熔管采用高频电瓷制成，具有耐热性强、机械强度高等特点。指示器为一机械装置，与熔体并联的康铜丝，在熔体熔断后立即烧断，使红色指示件弹出，给出熔体已断信号。熔体采用网状薄紫铜片，有提高分断能力的变截面和增加时限的锡桥，从而获得较好的短路保护和过载保护性能。熔断器内充满石英砂填料，石英砂主要用来冷却电弧，使产生的电弧迅速熄灭。

RT0系列熔断器主要技术数据见表2－6－2所示。表中*尽可能不采用。

表2－6－2　RT0系列熔断器技术参数

型号含义:

有填料式熔断器还有RT10和RT11系列。

2.6.2　熔断器的选择

1.熔断器种类的确定

根据负载的保护特性和短路电流的大小来选择熔断器的类型。例如，电动机过载保护用的熔断器采用具有锌质熔体和锡铅合金熔体的熔断器。对于车间配电网路的保护熔断器，如果短路电流较大，就要选用分断能力大的熔断器，有时甚至还需要选用有限流作用的熔断器，如RT0系列熔断器。在经常发生故障的地方，应考虑选用“可拆式”熔断器，如RC1A，RL1，RM7，RM1等系列产品。

2.熔体额定电流的确定

在选择和计算熔体电流时，应考虑负载情况，一般可将负载划为两类，一类是有冲击电流的负载，如电动机;另一类是比较平稳的负载，如一般照明电路。

对于电炉、照明等阻性负载电路的短路保护，熔体的额定电流应稍大于或等于负载的额定电流。

对于一台电动机负载的短路保护，熔体的额定电流应等于1.5～2.5倍电动机的额定电流，即

I_N=(1.5～2.5)I_NM(2－6－1)

对于多台电动机负载的短路保护，应按下式计算熔体的额定电流。即

I_N=(1.5～2.5)I_NMmax+∑I_NM(2－6－2)

式中，I_NMmax——最大一台电动机容量的额定电流(A);

∑I_NM——其他各台电动机额定电流的总和(A)。

在电动机功率较大，而实际负载较小时，熔体额定电流可适当选小些，小到以电动机启动时熔丝不断为准。

3.熔断器熔管额定电流的确定

熔断器熔管的额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。

4.熔断器额定电压的选择

熔断器的额定电压必须大于或等于线路的工作电压。