1.5 熔断器

熔断器是一种最常用的简单有效的严重过载和短路保护电器。使用时，将其串联在被保护电路的首端，当电路发生短路时，便有较大的短路电流流过熔断器，使熔断器中的熔体（熔丝或熔片）发热后自动熔断，切断电路，达到保护电路及电气设备的目的。它具有结构简单、维护方便、价格便宜、体小量轻之优点，因此得到广泛应用。

1.5.1 熔断器的结构和原理

熔断器由熔体和熔座两部分组成。熔体是熔断器的主要部分，一般用电阻率较高、熔点较低的合金材料制成片状或丝状（如铅锡合金丝），也可用截面很小的铜丝、银丝制成。熔座是熔体的保护外壳，在熔体熔断时还兼有灭弧作用。

在正常情况下，熔体中通过额定电流时熔体不应该熔断，当电流增大至某值时，经过一段时间后熔体熔断并熄弧，这段时间称为熔断时间。熔断时间与通过的电流大小有关，熔断器的保护特性如图1-18所示。

从图1-18所示的曲线可知，熔断器的熔断时间随着电流的增大而减小，即通过熔体的电流越大，熔断时间越短。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。

图1-18 熔断器的保护特性

1.5.2 熔断器的分类

常用熔断器有瓷插式、螺旋式、有填料密封管式和无填料管式等几种类型，常用熔断器的结构如图1-19所示。图1-19a所示为瓷插式（RC）熔断器，其结构简单，价格便宜，但极限断开电流小，故只能用于低压分支电路或小容量电路的短路保护。图1-19b所示为螺旋式（RL）熔断器，瓷质熔管内装熔丝，并充满石英砂，两端用铜帽封闭，防止电弧喷出管外。熔管一端有熔断指示器，当熔丝熔断时，熔断指示器自动脱落，可以直接观察到。此熔断器极限断开电流大、体积小、使用方便、安全可靠、应用广泛。封闭管式熔断器分无填料（RM）、有填料（RT）和快速（RS）3种。图1-19c所示为无填料（RM）式，其熔体为变截面锌片，中间有几个蜂腰部，装于纤维熔管内，两端用铜帽封住。熔片先从腰部熔断，产生金属气体少，间隔大，便于灭弧。此熔断器断流能力强，用于配电柜和控制柜中作短路保护和严重过载保护。

近年来电子工业技术迅速发展，晶闸管整流元器件及其成套装置广泛应用于工业电力设备及电力拖动系统，但PN结热容量小，过载能力差，只能在极短时间内承受过载电流，为了适应半导体电子器件的保护要求，目前采用RLS和RS系列快速熔断器，能在过载时快速动作，以保护半导体元器件。

图1-19 常用熔断器结构图

a）瓷插式 b）有填料螺旋式 c）无填料密闭管式 d）符号 1—瓷底座 2—石棉垫 3—触刀 4—熔丝 5—瓷盖

1.5.3 熔断器的选择及性能指标

1.熔断器的技术参数

熔断器的选择要考虑下面3个技术参数。

1）额定电压。指保证熔断器长期正常工作的电压。熔断器的额定电压不能小于电网的额定电压。

2）额定电流。指保证熔断器能长期工作，各部件温升不超过允许值时所允许通过的最大电流。熔断器的额定电流和熔体的额定电流是两个不同的参数。熔断器的额定电流不能小于熔体的额定电流。熔断器的额定电流是指载流部分和接触部分所允许长期工作的电流；熔体的额定电流是指长期通过熔体而熔体不会熔断的最大电流。在同一个熔断器内，可装入不同额定电流的熔体，但熔体的额定电流不能超过熔断器的额定电流。例如，RL1-60型螺旋式熔断器，额定电流为60A，额定电压为500V，则15A、20A、30A、35A和60A的熔体都可装入此熔断器使用。

3）极限分断能力。指熔断器在额定电压下所能断开的最大短路电流。它仅代表熔断器的灭弧能力，而与熔体的额定电流大小无关。

2.熔断器的选择

根据被保护电路的要求，首先选择熔体的额定电流，然后根据使用条件与特点选定熔断器的种类和型号。

1）在无冲击电流（起动电流）的电路中，熔体的额定电流等于或稍大于线路正常工作电流，即I_ue≥I_fz。

2）对于有冲击电流的电路（如电动机电路），为了保证电动机即能起动又能发挥熔体的保护作用，熔体的额定电流可按下式计算，即

I_ue≥（1.5～2.5）I_ed （1-3）

I_ue≥（1.5～2.5）I_ed·zd+∑I_g （1-4）

式（1-3）用于单台电动机起动回路，I_ed为电动机的额定电流；式（1-4）用于多台电动机回路，I_ed·zd为线路中容量最大一台电动机的额定电流，∑I_g为其余电动机工作电流之和。

1.5.4 熔断器的使用、安装及维修注意事项

1）熔体熔断后必须更换额定电流相同的新熔体，不能用铜丝或铝丝等代替。

2）安装软熔丝时应留有一定的松弛度，对螺钉不可拧得太紧或太松，否则会损伤熔丝造成误动作，或因接触不良引起电弧烧坏螺钉。

3）更换熔体时应断电进行，以保证安全；严禁带负荷取装熔体或熔管，以防电弧烧伤人身和设备。