如何选择适合的熔断器？

熔断器的主要参数有额定电压、额定电流、额定分断电流等。选择熔断器类型时，主要依据负载的保护待性、短路电流大小和使用场合选择。选用时，首先应根据实际使用条件确定熔断器的类型，包括选定合适的使用类别和分断范围，在保证使熔断器的最大分断电流大于线路中可能出现的峰值短路电流有效值的前提下，选定熔断体的额定电流。同时应使熔断器的额定电压不应低于线路额定电压。但当熔断器用于直流电路时，应注意制造厂提供的直流电路数据或与制造厂协商，否则应降低电压使用。

1.选用的一般原则

（1）一般工业用熔断器的选用按电网电压选用相应电压等级的熔断器；按配电系统中可能出现的最大短路电流，选择有相应分断能力的熔断器；根据被保护负载的性质和容量，选择熔体的额定电流。

（2）当有上下级熔断器选择性配合要求时，应考虑过电流选择比。过电流选择比是指上下级熔断器之间满足选择性要求的额定电流最小比值，它和熔断体的极限分断电流、I²t值和时间-电流特性有密切关系。一般需根据制造厂提供的数据或性能曲线进行较详细的计算和整定来确定。

g类熔断体的过电流选择比有1.6∶1和2∶1两种。专职人员使用的刀型触头熔断器的过电流选择比规定为1.6∶1，螺栓连接熔断器和圆筒帽熔断器的过电流选择比都规定为2∶1。非熟练人员使用的螺旋式熔断器的选择比规定为1.6∶1。例如，设上级熔断器的熔断体电流为160A，则当过电流选择比规定为1.6∶1时，下级熔断器的熔断体电流不得大于100A，并应用I²t值进行校验，保证上级熔断器的I²t值大于下级熔断器。

（3）g类熔断器兼有过电流保护功能，主要用作配电主干线路及电缆、母线等的短路保护和过电流保护；而a类熔断器主要用于照明线路和电动机回路等设备的短路保护。由于低倍过电流不能使这种熔断器动作，故在使用这种熔断器时应另外配用热继电器等过电流保护元件。

（4）选择熔断器的类型时，主要依据负载的保护特性和预期短路电流的大小。如，用于保护照明和小容量电动机的熔断器，一般是考虑它们的过电流保护，这时，希望熔体的熔化系数适当小些，宜采用熔体为铅锡合金的熔丝或RC1A系列熔断器；而大容量的照明线路和电动机，主要考虑短路保护及短路时的分断能力，除此以外还应考虑加装过电流保护，若预期短路电流较小时，可采用熔体为锌质的RM10系列无填料密封管式熔断器；当短路电流较大时，宜采用具有高分断能力的RL系列螺旋式熔断器；当短路电流相当大时，宜采用有限流作用的RT（NT）系列高分断能力熔断器。当回路中装有低压断路器时，尚应考虑两者动作特性的配合问题。

（5）根据负载性质合理地选择熔断体额定电流。大多数电气设备都具有一定的过载能力，允许在一定条件下小倍数过载运行，而当负载超过允许值时，就要求保护动作。某些设备起动电流很大，但起动时间很短，要求熔断器的保护特性要适应这种设备运行的需要，在电机起动时不熔断，在短路电流作用下和超过允许过载电流时能可靠熔断。因此，为保证设备正常运行，必须根据负载性质合理地选择熔体额定电流。

2.熔断体额定电流的确定

（1）一般用途熔断器的选用

一般地，对于负载电流比较平稳的照明或电热设备，以及一般控制电路的熔断器，熔体额定电流应≥线路计算电流，即被保护电路上所有电器工作电流之和。

配电变压器低压侧的熔断器额定电流=（1.0～1.5）×变压器低压侧额定电流。

并联电容器组回路中的熔断器额定电流=（1.3～1.8）×电容器组额定电流。

电焊机回路中的熔断器额定电流=（1.5～2.5）×负荷电流。

（2）用于保护电动机的熔断器，对于电动机回路，应按电动机的起动电流倍数考虑躲过电动机起动电流的影响，单台全压直接起动的三相笼型异步电动机回路中的熔断器，一般选额定电流=（1.5～3.5）×电动机额定电流，不经常起动或起动时间不长的电动机，选较小倍数，频繁起动的电动机选较大倍数；多台全压直接起动的三相笼型异步电动机回路中的总保护熔断器，一般选额定电流=（1.5～2.5）×各台电动机电流之和；对于给多台电动机供电的主干线母线处的熔断器的额定电流可按下式计算。

I_Fe≥（2.0～2.5）I_Memax+∑I_Me （2-1）

式中I_Memax为多台电动机中容量最大的一台电动机的额定电流；∑I_Me为其余电动机额定电流之和。

为防止发生越级熔断，上、下级（即供电干，支线）熔断器间应有良好的协调配合，宜进行较详细的整定计算和校验。

降压起动三相笼型异步电动机回路中的熔断器额定电流=（1.5～2）×电动机额定电流；绕线式异步电动机回路中的熔断器额定电流=（1.2～1.5）×电动机额定电流。

（3）熔断器与其他开关电器配合使用时的选用

如图2-1所示的电动机控制电路，由熔断器-断路器-接触器-热继电器-电缆（导线）-电动机所组成。其中的断路器作为电路的电源开关，接触器用于远距离控制电动机，热继电器用于保护电动机、电动机馈电电缆和接触器不受过电流破坏，而接触器、热继电器、电动机馈电电缆和电动机本身的短路保护由断路器负责。如果回路中某处的短路电流超过所设断路器的额定分断能力，则需在断路器的电源侧增设一只后备保护熔断器。后备保护熔断器必须在短路电流达到断路器的额定分断能力以前分断。这种组合设备中的每一个电器元件都有预先规定的专门保护范围。电动机低倍数过电流保护段由热继电器负责，高倍数过电流保护段及低于断路器额定分断能力的短路电流由断路器的瞬动脱扣器分断，这样可以发挥断路器本身的优越性。只有在出现更大的短路电流的情况下熔断器才动作。这时，断路器也被瞬时脱扣器分断，以保证电路各极均被切断。因此选用熔断器、断路器、接触器和热继电器的组合时，需要对各电器元件的有效保护范围和工作特性进行仔细配置，图2-49就是熔断器与各级保护元件特性的配合示例。由图2-49分析：

1）各元件的保护特性均应在电动机反时限特性曲线的下方，而在电动机起动特性曲线的上方。在过电流段内，熔断器的时间-电流特性比热脱扣器的动作特性要陡些。这对于电缆和导体的过电流保护是较为理想的，而电动机的过电流保护则需要一个延时特性。在短路电流段内，当电流刚刚超过瞬动脱扣器的动作电流时，断路器的响应比熔断器快，但当电流进一步增加时，熔断器的熔断速度又比断路器的动作速度快了。当电流非常大时，熔断器还有限制预期短路电流的作用，如图2-49a所示。

2）热继电器与熔断器的时间-电流特性必须能满足电动机从零速起动到全速运行的延时特性。

3）熔断器还必须保护热继电器不受可能超过其额定电流的8倍及以上的大电流破坏。

4）熔断器还必须在短路情况下保护接触器，能分断接触器不能分断的大电流，使得接触器的触头在任何情况下不发生熔焊，或仅出现轻微熔焊现象。接触器分断能力，一般为10倍额定电流值。

5）熔断器与断路器的配合时，熔断器主要分断大短路电流，即熔断器的分断范围是在交点以外的短路电流，而交点以内的熔断器特性曲线位于断路器特性曲线的上方，由断路器分断在交点以内的过电流和小倍数短路电流，如图2-49b所示。需要说明的是，如果熔断器不与断路器配合，而与其他电器配合，只要使熔断器的特性曲线位于断路器的特性曲线下方即可，两者没有交叉点。

由此可见，当满足上述条件时，电动机保护电器的选用是比较合理的。

图2-49 三相异步电动机控制电器的保护特性配合

a）电动机控制电器间的配合 b）熔断器与断路器的配合

1—电动机起动特性 2—热继电器特性 3—熔断器特性 4—接触器分断能力 5—电缆承载能力特性 6—断路器脱扣特性(www.xing528.com)

图2-50 某配电回路电气原理图

3.熔断器应用举例

如图2-50所示供电回路，设3号支路三相交流电动机的额定功率为30kW，功率因数为0.85，额定工作电压为380V，额定工作电流为54A；2号支路电缆载流能力为26A，试选用各元件的型号及规格，见表2-7，计算过程（略）。

表2-7 电器元件选择示例

（续）

4.快速熔断器的选择

快速熔断器的选择与其接入电路的方式有关，以三相硅整流或三相晶闸管电路为例，快速熔断器接入电路的方式常见的有接入交流侧和接入整流桥臂（即与硅元件相串联）两种，如图2-51所示。

（1）熔体的额定电流选择

选择熔体的额定电流时应当注意，快速熔断器熔体的额定电流是以有效值表示的，而硅整流元件和晶闸管的额定电流却是用平均值表示的。当快速熔断器接入交流侧时熔体的额定电流为

I_re≥k₁I_zmax （2-2）

式中，I_zmax为可能使用的最大整流电流；k₁为与整流电路的形式及导电情况有关的系数，若用于保护硅整流元件时，k₁值见表2-8；若用于保护晶闸管时，k₁值见表2-9。

当快速熔断器接入整流桥臂时，熔体的额定电流为

I_re≥1.5I_ge （2-3）

式中，I_ge为硅整流元件或晶闸管的额定电流（平均值）。

图2-51 快速熔断器接入整流电路方式

a）接入交流侧 b）接入整流桥臂

表2-8 不同整流电路时的k₁值

表2-9 不同整流电路及不同导通角时的k₁值

（2）快速熔断器额定电压的选择

快速熔断器分断电流的瞬间，最高电弧电压可达电源电压的（1.5～2）倍。因此，硅整流元件或晶闸管的反向峰值电压必须大于此电压值才能安全工作，即

式中，U_F为硅整流元件或晶闸管的反向峰值电压；U_RE为快速熔断器额定电压；k₂为安全系数，其值一般为1.5～2。

最后还应指出，采用快速熔断器保护虽然具有结构简单、价格低廉、维修方便等特点，但也有局限性，主要是更换比较麻烦，故适用于负载波动不大、事故不多的场合。在负载波动大且事故较多的场合，宜采用快速断路器代替快速熔断器。