1.3　常用熔斷器

1.3.1　熔斷器概述

（1）熔斷器的用途

熔斷器是一種起保護作用的電器，它串聯在被保護的電路中，當線路或電氣設備的電流超過規定值足夠長的時間后，其自身產生的熱量能夠熔斷一個或幾個特殊設計的和相應的部件，斷開其所接入的電路并分斷電源，從而起到保護作用。熔斷器包括組成完整電器的所有部件。

熔斷器結構簡單、使用方便、價格低廉，廣泛應用于低壓配電系統和控制電路中，主要作為短路保護元件，也常作為單臺電氣設備的過載保護元件。

（2）熔斷器的基本結構

熔斷器的基本結構主要有熔體、安裝熔體的熔管（或蓋、座）、觸點和絕緣底板等。其中，熔體是指當電流大于規定值并超過規定時間后熔斷的熔斷體部件，它是熔斷器的核心部件，它既是感測元件又是執行元件，一般用金屬材料制成，熔體材料具有相對熔點低、特性穩定、易于熔斷等特點；熔管是熔斷器的外殼，主要作用是便于安裝熔體且當熔體熔斷時有利于電弧熄滅。

（3）熔斷器的工作原理

熔斷器實際上是一種利用熱效應原理工作的保護電器，它通常串聯在被保護的電路中，并應接在電源相線輸入端。當電路為正常負載電流時，熔體的溫度較低；而當電路中發生短路或過載故障時，通過熔體的電流隨之增大，熔體開始發熱。當電流達到或超過某一定值時，熔體溫度將升高到熔點，便自行熔斷，分斷故障電路，從而達到保護電路和電氣設備、防止故障擴大的目的。熔體的保護作用是一次性的，一旦熔斷即失去作用，應在故障排除后，更換新的相同規格的熔體。

熔斷器的圖形符號和文字符號如圖1-9所示。

（4）熔斷器的主要技術參數

①額定電壓　指保證熔斷器能夠長期正常工作時承受的電壓，其值一般等于或大于電氣設備的額定電壓。其系列主要有220V、380V、415V、500V、660V、1140V等多個等級。

②額定電流　指熔斷器長期工作時，各部件溫升不超過規定值時所能承受的電流。需要說明的是，熔斷器的額定電流與熔體的額定電流不是一個概念。熔斷器的額定電流等級較少，熔體的額定電流等級較多，因此，通常熔體額定電流的幾個規格可以使用同一規格的熔斷器，但熔體額定電流的最大規格只能小于或等于熔斷器的額定電流。

熔體的額定電流值有2A、4A、6A、8A、10A、12A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A、80A、100A、125A、160A、200A、250A、315A、400A、500A、630A、800A、1000A、1250A等多個等級。

1.3.2　插入式熔斷器

（1）結構與特點

插入式熔斷器又稱瓷插式熔斷器，指熔斷體靠導電插件插入底座的熔斷器。它具有結構簡單、價格低廉、更換熔體方便等優點，被廣泛用于照明電路和小容量電動機的短路保護。

常用的插入式熔斷器主要是RC1A系列產品，其結構如圖1-10所示，它由瓷蓋、瓷座、動觸點、靜觸點和熔絲等組成。

（2）適用場合

RC1A系列插入式熔斷器主要用于交流50Hz，額定電壓380V及以下、額定電流至200A的線路末端，供配電系統作為電纜、導線及電氣設備（如電動機、負荷開關等）的短路保護。

RC1A系列插入式熔斷器的分斷能力較低、保護特性較差，但由于其價格低廉、操作簡單、使用方便，因此目前在工礦企業以及民用照明電路中仍在使用。

1.3.3　螺旋式熔斷器

（1）結構與特點

螺旋式熔斷器是指帶熔斷體的載熔件靠螺紋旋入底座而固定于底座的熔斷器，它實質上是一種有填料封閉式熔斷器，具有斷流能力大、體積小、熔絲熔斷后能顯示、更換熔絲方便、安全可靠等特點。RL1系列螺旋式熔斷器的外形和結構如圖1-11所示。

（2）適用場合

螺旋式熔斷器廣泛用于低壓配電設備、機械設備的電氣控制系統中的配電箱、控制箱及振動較大的場合，作為過載及短路保護元件。常用螺旋式熔斷器產品主要有RL1、RL5、RL6、RL7和RL8等系列。

使用螺旋式熔斷器時必須注意，用電設備的連接線應接到金屬螺旋殼的上接線端，電源線應接到底座的下接線端。這樣，更換熔管時金屬螺旋殼上就不會帶電，保證用電安全。

1.3.4　無填料封閉管式熔斷器

（1）結構與特點

無填料封閉管式熔斷器（又稱無填料密閉管式熔斷器或無填料密封管式熔斷器）是指熔體被密閉在不充填料的熔管內的熔斷器。常用的無填料封閉管式熔斷器產品主要是RM10系列。RM10系列無填料封閉管式熔斷器的外形和結構如圖1-12所示。

（2）應用場合

無填料封閉管式熔斷器是一種可拆卸的熔斷器，其特點是當熔體熔斷時，管內產生高氣壓，能加速滅弧。另外，熔體熔斷后，使用人員可自行拆開，裝上新熔體后可盡快恢復供電。它還具有分斷能力大、保護特性好和運行安全可靠等優點，常用于頻繁發生過載和短路故障的場合。RM10系列無填料密閉管式熔斷器主要適用于交流50Hz，額定電壓660V或直流電壓440V及以下的低壓電力網絡或配電裝置中，作為電纜、導線及電氣設備的短路保護及電纜、導線的過負荷保護之用。

1.3.5　有填料封閉管式熔斷器

（1）結構與特點

有填料封閉管式熔斷器是指熔體被封閉在充有顆粒、粉末等滅弧填料的熔管內的熔斷器。它為增強熔斷器的滅弧能力，在其熔管中填充了石英砂等介質材料而得名。石英砂具有較好的導熱性能、絕緣性能，而且其顆粒狀的外形增大了同電弧的接觸面積，便于吸收電弧的能量，使電弧快速冷卻，從而可以加快滅弧過程。RT0系列有填料封閉管式熔斷器的外形和結構如圖1-13所示。

（2）應用場合

有填料封閉管式熔斷器具有分斷能力強、保護特性好、帶有醒目的熔斷指示器、使用安全等優點，廣泛用于具有高短路電流的電網或配電裝置中，作為電纜、導線、電動機、變壓器以及其他電氣設備的短路保護和電纜、導線的過載保護。其缺點是熔體熔斷后必須更換熔管，經濟性較差。

常用有填料封閉管式熔斷器主要是RT系列和NT系列等產品，另外，螺旋式熔斷器也可列為有填料封閉管式熔斷器的一種。

1.3.6　熔斷器的選擇

（1）熔斷器選擇的一般原則

①應根據使用條件確定熔斷器的類型。

②選擇熔斷器的規格時，應首先選定熔體的規格，然后再根據熔體去選擇熔斷器的規格。

③熔斷器的保護特性應與被保護對象的過載特性有良好的配合。

④在配電系統中，各級熔斷器應相互匹配，一般上一級熔體的額定電流要比下一級熔體的額定電流大2～3倍。

⑤對于保護電動機的熔斷器，應注意電動機啟動電流的影響。熔斷器一般只作為電動機的短路保護，過載保護應采用熱繼電器。

（2）熔斷器類型的選擇

熔斷器主要根據負載的情況和電路短路電流的大小來選擇類型。例如，對于容量較小的照明線路或電動機的保護，宜采用RC1A系列插入式熔斷器或RM10系列無填料密閉管式熔斷器；對于短路電流較大的電路或有易燃氣體的場合，宜采用具有高分斷能力的RL系列螺旋式熔斷器或RT（包括NT）系列有填料封閉管式熔斷器；對于保護硅整流器件及晶閘管的場合，應采用快速熔斷器。

熔斷器的形式也要考慮使用環境，例如，管式熔斷器常用于大型設備及容量較大的變電場合；插入式熔斷器常用于無振動的場合；螺旋式熔斷器多用于機床配電；電子設備一般采用熔絲座。

（3）熔體額定電流的選擇

①對于照明電路和電熱設備等電阻性負載，因為其負載電流比較穩定，可用作過載保護和短路保護，所以熔體的額定電流（I_rn）應等于或稍大于負載的額定電流（I_fn），即

I_rn=1.1I_fn

②電動機的啟動電流很大，因此對電動機只宜作短路保護，對于保護長期工作的單臺電動機，考慮到電動機啟動時熔體不能熔斷，即

I_rn≥（1.5～2.5）I_fn

式中，輕載啟動或啟動時間較短時，系數可取近1.5；重載啟動、啟動時間較長或啟動較頻繁時，系數可取近2.5。

③對于保護多臺電動機的熔斷器，考慮到在出現尖峰電流時不熔斷熔體，熔體的額定電流應等于或大于最大一臺電動機的額定電流的1.5～2.5倍加上同時使用的其余電動機的額定電流之和，即

I_rn≥（1.5～2.5）I_fnmax+∑I_fn

式中　I_fnmax——多臺電動機中容量最大的一臺電動機的額定電流；

        ∑I_fn——其余各臺電動機額定電流之和。

必須說明，由于電動機負載情況不同，其啟動情況也各不相同，因此，上述系數只作為確定熔體額定電流時的參考數據，精確數據需在實踐中根據使用情況確定。

（4）熔斷器額定電壓的選擇

熔斷器的額定電壓應等于或大于所在電路的額定電壓。