低压熔断器的作用与应用

低压熔断器是低压配电网络和电力拖动系统中最简单、最常用的一种安全保护电器，广泛应用于电网及用电设备的短路保护或过载保护。当线路或电气设备发生短路或严重过载时，通过熔断器的电流达到或超过了某一规定值时，熔体熔断自动切断电路，从而使线路或电气设备脱离电源，起到保护作用。

1.熔断器的分类

熔断器的类型有很多，按外观可分为螺旋式、管式、插入式等，按结构可分为开启式、半封闭式和封闭式。封闭式熔断器又分为有填料、无填料管式和有填料螺旋式等。按用途分有工业用熔断器、保护半导体器件熔断器、具有两段保护特性的快慢动作熔断器、自复式熔断器等。

2.熔断器的结构与主要技术参数

（1）熔断器的结构

熔断器主要由熔体、安装熔体的熔管和绝缘底座三部分组成。熔体是熔断器的核心，制成丝状或片状。熔体的材料一种是由低熔点金属铅、锡合金或锌等导电性能差的金属制成，多用于小电流的电路；另一种是由高熔点金属铜、银等导电性能好的金属制成，多用于大电流的电路。新型的熔体通常设计成灭弧栅状和具有变截面片状结构。熔管是装熔体的外壳，由陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。绝缘底座是熔断器的座，用于外接引线和固定熔管。

熔断器的外形结构如图9-8a、b、c所示，其图形符号和文字符号9-8d所示。

图9-8 熔断器的外形结构和图形符号

a）螺旋式熔断器 b）圆筒形帽熔断器 c）螺栓连接熔断器 d）图形符号

（2）熔断器的主要技术参数

熔断器的主要技术参数有额定电压、额定电流、熔体额定电流等级、极限分断能力等。

1）熔断器的额定电压是指熔断器长期正常工作时能够承受的电压。其额定电压值一般等于或大于电气设备的额定电压。

2）熔断器的额定电流是指熔断器长期正常工作时，各部件温升不超过规定值时所能承受的电流。

3）熔体额定电流是指在规定的工作条件下，电流长时间通过熔体而熔体不熔断的最大电流。

熔断器的额定电流与熔体的额定电流是两个不同的概念。熔断器的额定电流等级比较少，熔体的额定电流等级比较多，通常一个额定电流等级的熔断器可以配用若干个额定电流等级的熔体，但熔体的额定电流最大不能超过熔断器的额定电流值。

熔断器流过熔体的电流与熔断时间的关系为，流过熔体的电流越大，熔断所需的时间就越短。

4）熔断器的极限分断能力通常是指熔断器在额定电压及一定功率因素条件下，能分断的最大短路电流值。在电路中出现的最大电流值一般是指短路电流值。因此，极限分断能力也是反映了熔断器分断短路电流的能力，体现了短路瞬间保护特性。

由上可知，熔断器对过载反应是很不灵敏的，当电气设备发生轻度过载时，熔断器将持续很长时间才熔断，有时甚至不熔断。因此，熔断器一般不宜作为过载保护，主要用作短路保护。

（3）熔断器的选用

熔断器的选用主要包括熔断器的类型、额定电压、额定电流和熔体额定电流等。熔断器的类型主要由设计电气控制系统时整体确定，熔断器的额定电压应大于或等于实际电路的工作电压，因此确定熔体的额定电流和熔断器额定电流是选用熔断器的主要任务。

1）熔断器类型的选择。选择类型时，主要依据负荷保护要求和短路电流的大小确定。用于电动机过载保护，则一般要求熔断器容量不大，也不要求限流，但希望其安秒特性平稳；用于配电时，如短路电流较大或有易燃品的地方，则选高分断能力或要求带限流作用的，如RT0系列有填料封闭管式熔断器；在经常发生故障的地方，最好用可拆式的，如RClA、RLl、RMl0等系列熔断器；在机床控制电路中，选用RL系列螺旋式熔断器；用于晶闸管的保护，选用RLS或RS系列快速熔断器等。

2）熔体额定电流的确定。熔断器的容量主要反映为熔体电流及断流能力等参数，确定起来比较复杂，要视负荷特性与应用场合综合考虑。负荷主要区分为冲击负荷（如电动机）和非冲击负荷（如一般照明线路）。熔体额定电流的计算遵循下列原则：

①用熔断器保护电动机时，要同时承担过载保护，需仔细确定熔体的额定电流。要求在轻过载时动作，则熔体的额定电流应尽量接近电动机的额定电流；同时要保证电动机正常起动，则又要求熔体不能在起动时误动作。综合上述两方面，熔体额定电流的选择可参照相关资料选取，也可用如下方法选取：

I_RN≥（1.5～2.5）I_MN(www.xing528.com)

式中 I_RN——熔体的额定电流；

I_MN——电动机的额定电流。

②对于感应电动机，取I_RN为

I_RN≥（1～1.25）I_MN

③对起动时间较长的某些笼型异步电动机，可按3倍I_MN考虑。连续工作制直流电动机，选与其I_MN相等的I_RN；反复工作制时，一般直流电动机选I_RN为1.25倍的I_MN。

④对用作异步电动机短路保护的熔断器，其熔体额定电流I_RN的确定，主要区别不同应用情况。如保护单台电动机，则熔体额定电流的选择方法同前；如保护多台电动机，则熔体额定电流按下式计算：

I_RN≥（1.5～2.5）I_MNm+∑I_MN

式中 I_MNm——多台电动机中额定电流最大值；

∑I_MN——其余电动机额定电流的总和。

⑤对于照明线路或电阻炉等没有冲击性电流的负载，熔体的额定电流应大于或等于电路的工作电流。

3）熔断器额定电流的确定。一般熔断器额定电流大于或等于熔体额定电流，通常大一级，特别情况可小一级，这取决于熔管质量和过载情况。熔断器的分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。

4）依据动作特性校验所选熔断器以及上下级的配合。前者是熔断器自身特性与保护对象的匹配问题，在要求时才进行校验。后者是熔断器之间的配合问题，为使两级保护相互配合良好，两级熔体额定电流的比值不小于1.6∶1。

（4）低压熔断器的安装使用安全注意事项

1）熔断器及熔体的容量应符合设计要求。

2）安装熔断器除保证足够的电气距离外，还应保证足够的间距，以保证拆卸，更换熔体方便。

3）安装熔体必须保证接触可靠，否则将造成接触电阻过大而发热或断相，引起负载缺相运行烧毁电动机。

4）安装熔体时不能有机械损伤，否则使截面积变小，电阻增大，发热增加，保护特性变坏，动作不准确。且注意新熔体的规格尺寸，形状与原熔体相同。

5）有熔体指示的熔芯，其指示器方向应安装在便于观察侧。

6）瓷插式熔断器应垂直安装，熔体不允许用多根较小熔体代替一根较大的熔体，否则会影响熔体的熔断时间。瓷质熔断器底座安装在金属板上时应垫软绝缘衬垫。

7）螺旋式熔断器是进线应接在底座的中心端上，出线应接在螺纹壳上，以防调换熔体时发生触电事故。

8）拆换熔断器通常应不带电进行切换，有些熔断器允许带电情况下更换，但也要注意切断负荷，以免发生危险。

9）快速熔断器的熔体不能用普通熔断器的熔体代替。

10）对RM10系列熔断器，在切断过三次相当于分断能力的电流后，必须更换熔管，以保证能可靠地切断所规定分断能力的电流。