MCB微型断路器：功能强大、易操作的电路保护器件

微型断路器工作的场所被称为符合家用或类似用途的用电场所，一般都属于电路的末端，即三级配电设备。这种电路的低压用电设备、保护电器的选择、安装和使用所依据的标准是IEC 60898。IEC 60898对应的国家标准是GB 10963《家用和类似场所使用的过电流保护断路器》

对于用电设备的正常运行来说，只需要采取一般的合、分电路就可以了。但因为三级配电设备的线路电压较低，同时用电终端的线路和电器设备易老化，很容易出现过载、短路等危险现象，这就需要保护电器予以保护。通常在这种情况下使用的保护电器就是小型断路器MCB，也称为微型断路器。

线路终端故障电路危害性的表现是：

1）危害人身安全

2）危害电气设备。包括：

①由于线路或者设备的过载而出现的过高的温升；

②由于线路或者设备的短路而出现的过高温升；

③当故障电流出现时，因过高的电弧能量使得故障处燃烧，或者因为能量过于集中使得绝缘材料中形成爬电电流而引起火灾；

④在出现线路欠电压或者过电压时可能发生的危险，包括过电压引起的相间或相地之间的绝缘击穿；当电压下降到70%额定电压以下时引起电动机温升提高或者堵转，或者控制设备失灵。

微型断路器MCB的保护特性就是按照应用在以上这些场合而设计的。

作为家用或者类似用途的断路器，对线路过载保护特性应当满足如下要求：

1.MCB的过载保护

MCB的过载保护计算方法见式（3-17）：

式中 I_B——被保护线路的计算负荷电流；

I_n——低压断路器的额定电流；

I_Z——被保护导体允许的持续电流；

I₂——保证断路器可靠动作的电流。

MCB断路器投入运行是规定：约定不脱扣电流I₁=1.13I_n，约定不脱扣时间t≥1h（当I_n≤63A时）或者t≥2h（当I_n>63A时）。

对于末端有单相电动机的场合，因为断路器对于电动机的过载也必须保护，而且短路保护还要能躲过电动机的起动电流。因此规定：I₃=2.55I_n，约定脱扣时间：1s<t<60s（当I_n≤32A时）或者1s<t≤120s（当I_n>32A时）。

2.MCB的短路保护

短路保护就是设置的保护装置必须在短路电流可能对导体绝缘、连接端子和连接位置以及电缆周围造成有害的发热之前就能切断短路电流。(www.xing528.com)

一般地，必须使得过电流保护装置所具有的短路通断能力与安装处可能出现的最大短路电流相符合，而且要能在规定的时间内切断短路电流，还能在这段时间内将短路电流限制在的允通值内（允通能量或者开关电器的短时耐受电流）。

我们来看式（3-18）：

I²_t<K²S² （3-18）

式中 K——应用的导体材料与绝缘材料常数，一般PVC绝缘的铜导体K=115，PVC绝缘的铝导体K=76，普通橡胶铝导体K=87；

S——导体的截面积。如果短路持续时间小于0.1s，则应考虑短路电流的非周期分量的影响

只要能满足式（3-18），MCB断路器就能完全实现短路保护。

微型断路器的脱扣特性包括B特性、C特性、D特性和K特性等。

（1）B型脱扣特性

B型脱扣特性的脱扣电流为3I_n～5I_n，是标准特性。一般用于住宅建筑和专用建筑的插座回路。

（2）C型脱扣特性

C型脱扣特性的脱扣电流为5I_n～10I_n，优先用于接通大电流的电器设备，例如照明灯和电动机。

（3）D型脱扣特性

D型脱扣特性的脱扣电流为10I_n～50I_n，适用于产生脉冲的电器设备，例如变压器、电磁阀和电容器等。

（4）K型脱扣特性

K型脱扣特性的脱扣电流为10I_n～14I_n，适用于电动机负载。

这些脱扣形式意味着：小于3I_n（或者5I_n或者10I_n）时不能动作（过电流出现的时间大于1s时不动作），大于5I_n（或者10I_n或者14I_n或者50I_n）时必须动作（过电流出现的时间小于0.1s时动作）。

我们来看ABB若干种MCB产品的脱扣特性，如图3-48所示。

图3-48 MCB的B、C、D、和K特性

在线路末端的电动机起动时，可能引起电压降落，标准规定其电压降不应低于8%～10%，即电动机端子处的电压不得低于90%U_n。为此，电缆的工作电流载流量至少应等于I_n+I_st/3，式中的I_n为额定电流，I_st为电动机起动电流。一般地，小型电动机的起动电流为4～8.4倍I_n，平均值取为6I_n。

电动机的起动冲击电流可按2～2.35倍起动电流来计算，断路器的电磁脱扣整定值应当大于或等于此值，即2.35×6I_n=14.1I_n，K脱扣特性满足此要求。