熔斷器與斷路器分類(lèi)知識(shí)原理與作用

1、熔斷器與斷路器分類(lèi)知識(shí)原理與作用（上傳時(shí)間：2008-4-22 點(diǎn)擊：37）熔斷器其實(shí)就是一種短路保護(hù)器，廣泛用于配電系統(tǒng)喝控制系統(tǒng)，主要進(jìn)行短路保護(hù)或嚴(yán)重過(guò)載保護(hù)。 熔斷器一種簡(jiǎn)單而有效的保護(hù)電器。在電路中主要起短路保護(hù)作用。 熔斷器主要由熔體和安裝熔體的絕緣管(絕緣座組成。使用時(shí)，熔體串接于被保護(hù)的電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，熔體被瞬時(shí)熔斷而分?jǐn)嚯娐?，起到保護(hù)作用。 常用的熔斷器 （1）插入式熔斷器如圖1所示，它常用于380V及以下電壓等級(jí)的線(xiàn)路末端，作為配電支線(xiàn)或電氣設(shè)備的短路保護(hù)用。 圖1插入式熔斷器 1-動(dòng)觸點(diǎn)2-熔體3-瓷插件4-靜觸點(diǎn)5-瓷座 （2）螺旋式熔斷器如圖2所示。熔體

2、上的上端蓋有一熔斷指示器，一旦熔體熔斷，指示器馬上彈出，可透過(guò)瓷帽上的玻璃孔觀察到，它常用于機(jī)床電氣控制設(shè)備中。螺旋式熔斷器。分?jǐn)嚯娏鬏^大，可用于電壓等級(jí)500V及其以下、電流等級(jí)200A以下的電路中，作短路保護(hù)。 圖2螺旋式熔斷器 1-底座2-熔體3-瓷帽 （3）封閉式熔斷器封閉式熔斷器分有填料熔斷器和無(wú)填料熔斷器兩種，如圖3和圖4所示。有填料熔斷器一般用方形瓷管，內(nèi)裝石英砂及熔體，分?jǐn)嗄芰?qiáng)，用于電壓等級(jí)500V以下、電流等級(jí)1KA以下的電路中。無(wú)填料密閉式熔斷器將熔體裝入密閉式圓筒中，分?jǐn)嗄芰ι孕?，用?00V以下，600A以下電力網(wǎng)或配電設(shè)備中。 圖3無(wú)填料密閉管式熔斷器 1-銅圈2-

3、熔斷管3-管帽4-插座5-特殊墊圈6-熔體7-熔片 圖4有填料封閉管式熔斷器 1-瓷底座2-彈簧片3-管體4-絕緣手柄5-熔體 （4）快速熔斷器它主要用于半導(dǎo)體整流元件或整流裝置的短路保護(hù)。由于半導(dǎo)體元件的過(guò)載能力很低。只能在極短時(shí)間內(nèi)承受較大的過(guò)載電流，因此要求短路保護(hù)具有快速熔斷的能力?？焖偃蹟嗥鞯慕Y(jié)構(gòu)和有填料封閉式熔斷器基本相同，但熔體材料和形狀不同，它是以銀片沖制的有V形深槽的變截面熔體。 5）自復(fù)熔斷器采用金屬鈉作熔體，在常溫下具有高電導(dǎo)率。當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流產(chǎn)生高溫使鈉迅速汽化，汽態(tài)鈉呈現(xiàn)高阻態(tài)，從而限制了短路電流。當(dāng)短路電流消失后，溫度下降，金屬鈉恢復(fù)原來(lái)的良好導(dǎo)電性

4、能。自復(fù)熔斷器只能限制短路電流，不能真正分?jǐn)嚯娐?。其?yōu)點(diǎn)是不必更換熔體，能重復(fù)使用。工作時(shí)，熔斷器串連在被保護(hù)的電路中。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，熔斷器中的熔斷體將自動(dòng)熔斷，起到保護(hù)作用，最常見(jiàn)的就是保險(xiǎn)絲。另外還有斷路器,俗稱(chēng)空氣開(kāi)關(guān),也是一種短路保護(hù)器,當(dāng)過(guò)流時(shí),它會(huì)自動(dòng)跳閘,起到保護(hù)作用;熔斷器、斷路器都是保護(hù)電器。但它們不是一樣.斷路器是總稱(chēng)，它分為兩種框架式斷路器和塑料外殼式斷路器?？蚣苁綌嗦菲魉追Q(chēng)萬(wàn)能斷路器；塑料外殼式斷路器俗稱(chēng)空氣開(kāi)頭。他們具有短路和過(guò)載保護(hù)，可重復(fù)使用。壽命一般在幾千次到幾萬(wàn)次。熔斷器是靠熔體熔化保護(hù)線(xiàn)路的一種電器，不可重復(fù)使用。保護(hù)以后需要更換熔體。熔斷器與

5、斷路器的區(qū)別: 他們相同點(diǎn)是都能實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，熔斷器的原理是利用電流流經(jīng)導(dǎo)體會(huì)使導(dǎo)體發(fā)熱，達(dá)到導(dǎo)體的熔點(diǎn)后導(dǎo)體融化所以斷開(kāi)電路保護(hù)用電器和線(xiàn)路不被燒壞。它是熱量的一個(gè)累積，所以也可以實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。一旦熔體燒毀就要更換熔體。斷路器也可以實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路的短路和過(guò)載保護(hù)，不過(guò)原理不一樣，它是通過(guò)電流底磁效應(yīng)（電磁脫扣器）實(shí)現(xiàn)斷路保護(hù)，通過(guò)電流的熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)（不是熔斷，多不用更換器件）。具體到實(shí)際中，當(dāng)電路中的用電負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間接近于所用熔斷器的負(fù)荷時(shí)，熔斷器會(huì)逐漸加熱，直至熔斷。像上面說(shuō)的，熔斷器的熔斷是電流和時(shí)間共同作用的結(jié)果起到對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行保護(hù)的作用，它是一次性的。而斷路器是電路中的電流突然加大，超過(guò)

6、斷路器的負(fù)荷時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，它是對(duì)電路一個(gè)瞬間電流加大的保護(hù)，例如當(dāng)漏電很大時(shí)，或短路時(shí)，或瞬間電流很大時(shí)的保護(hù)。當(dāng)查明原因，可以合閘繼續(xù)使用。正如上面所說(shuō)，熔斷器的熔斷是電流和時(shí)間共同作用的結(jié)果，而斷路器，只要電流一過(guò)其設(shè)定值就會(huì)跳閘，時(shí)間作用幾乎可以不用考慮。斷路器是現(xiàn)在低壓配電常用的元件。也有一部分地方適合用熔斷器，熔斷器具有“反時(shí)限”保護(hù)特性，即當(dāng)故障電流較小時(shí)，熔斷器熔斷的時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)故障電流較大時(shí)，熔斷器熔斷的時(shí)間較短；熔斷器的保護(hù)是一條曲線(xiàn)，對(duì)應(yīng)每一個(gè)超過(guò)額定電流1.5倍的故障電流，均有一個(gè)熔斷時(shí)間，因而熔斷器是一個(gè)兼有若干個(gè)過(guò)流，又兼有若干個(gè)速斷的保護(hù)元件。而空氣開(kāi)關(guān)大多只能設(shè)

7、定速斷值，即便是進(jìn)口的先進(jìn)空開(kāi)，也只能設(shè)定幾個(gè)“點(diǎn)”，對(duì)這幾個(gè)點(diǎn)設(shè)定保護(hù)定值，不能作到全曲線(xiàn)，即每個(gè)點(diǎn)的保護(hù)。需要保護(hù)特性好的場(chǎng)合就不能替代。 熔斷器一般滅弧能力較強(qiáng)，所帶設(shè)備一般不需要校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性。而空氣開(kāi)關(guān)所帶設(shè)備不但應(yīng)校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性，就是空氣開(kāi)關(guān)本身也應(yīng)進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。（注：應(yīng)該的事不一定能作到，家用等場(chǎng)合一般短路電流較小，人們大多省了此步，但這也是個(gè)別地方短路后燒空開(kāi)的因素之一）可見(jiàn)，在短路電流較大的地方，就不能替代。 熔斷器一般成本低廉，安裝簡(jiǎn)便，維修檢查方便，一目了然，本身不會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題。而空開(kāi)相對(duì)來(lái)說(shuō)成本較高，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，問(wèn)題若出在內(nèi)部，大多情況常人不能維修，只能

8、更換，故好多人不愿選用。 但熔斷器的熔絲一旦燒斷，就應(yīng)更換新熔絲，不可恢復(fù)，相對(duì)增加了成本。而空開(kāi)動(dòng)作后，只要故障排除，再將空開(kāi)投入即可。故空開(kāi)應(yīng)用起來(lái)較方便，也是有經(jīng)濟(jì)實(shí)力的人選用的原因就12kV環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中負(fù)荷開(kāi)關(guān)熔斷器保護(hù)的主要作用機(jī)理和選用問(wèn)題進(jìn)行了分析探討。關(guān)鍵詞：負(fù)荷開(kāi)關(guān)；熔斷器；環(huán)網(wǎng)柜1引言在12kV環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中，環(huán)線(xiàn)饋線(xiàn)與變壓器饋線(xiàn)間隔均采用具有接通、隔離和接地功能的三工位負(fù)荷開(kāi)關(guān)，變壓器饋線(xiàn)間隔還增加限流熔斷器來(lái)提供保護(hù)。經(jīng)過(guò)國(guó)外長(zhǎng)時(shí)間的動(dòng)作考驗(yàn)已證明，這是一種簡(jiǎn)單、可靠而又經(jīng)濟(jì)的配電方式1。負(fù)荷開(kāi)關(guān)是一種操作電器，用于分合額定負(fù)荷電流，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜的特點(diǎn)，但不能開(kāi)斷短

9、路電流。熔斷器為保護(hù)電器，可開(kāi)斷短路電流。兩者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，就可滿(mǎn)足配電系統(tǒng)各種正常和故障下運(yùn)行操作及保護(hù)的要求。12kV環(huán)網(wǎng)柜中大量使用的負(fù)荷開(kāi)關(guān)熔斷器組合裝置，把對(duì)電器要求的操作與保護(hù)兩種功能分別由兩種簡(jiǎn)單、便宜的元件來(lái)實(shí)現(xiàn)，即用負(fù)荷開(kāi)關(guān)來(lái)完成大量的負(fù)荷合分操作，而用熔斷器來(lái)發(fā)揮對(duì)極少發(fā)生的短路的保護(hù)作用1。這樣，既省卻了對(duì)復(fù)雜、昂貴的斷路器的要求，又可滿(mǎn)足實(shí)際需要。212kV環(huán)網(wǎng)中的應(yīng)用（1）切空變性能：環(huán)網(wǎng)柜的負(fù)荷各類(lèi)絕大部分為配電變壓器，其容量一般不大于1250kVA，極少達(dá)1600kVA，配變空載電流一般約為額定電流的2%，較大的配變空載電流較小。切空變時(shí)，如開(kāi)關(guān)的滅弧能力較強(qiáng)，而

10、滅弧方式又為外能式，在開(kāi)斷小電流時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電流過(guò)零前強(qiáng)制熄弧、電流截?cái)喱F(xiàn)象，產(chǎn)生截流過(guò)電壓，其值與截?cái)嚯娏魉絀o和線(xiàn)路特征阻抗Z成正比。若采用斷路器，因其滅弧能力是按開(kāi)斷短路電流設(shè)計(jì)的，在開(kāi)斷空變小電流時(shí)，容易發(fā)生強(qiáng)制熄弧，產(chǎn)生截流過(guò)電壓；而負(fù)荷開(kāi)關(guān)是按切小電流設(shè)計(jì)的，切空變時(shí)不會(huì)遇到困難。按IEC265，負(fù)荷開(kāi)關(guān)應(yīng)具有開(kāi)斷1250kVA空變的能力，對(duì)12kV電壓等級(jí)，該電流不超過(guò)2A?，F(xiàn)環(huán)網(wǎng)柜負(fù)荷開(kāi)關(guān)切空變能力已達(dá)16A，遠(yuǎn)超過(guò)這一要求。實(shí)際上，在環(huán)網(wǎng)配電中，分合有載或無(wú)載變壓器的任務(wù)由負(fù)荷開(kāi)關(guān)完成，而開(kāi)斷短路電流則由熔斷器和環(huán)網(wǎng)首端的斷路器完成。因此，可以認(rèn)為這是充分考慮了各種電器的作用

11、和應(yīng)用場(chǎng)合之后的一種很好的搭配方式。（2）配電變壓器的保護(hù)：對(duì)保護(hù)配電變壓器，特別是油浸變壓器，采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)熔斷器組合，較采用斷路器更為有效。國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議提供的資料表明，當(dāng)油變壓器發(fā)生短路故障時(shí)，電弧引起的壓力升高，隨著壓力進(jìn)一步上升，會(huì)導(dǎo)致箱體變形、開(kāi)裂。若要使箱體不破壞，必須在20ms內(nèi)切除故障，但如采用斷路器，因有繼保，再加上自身的動(dòng)作時(shí)間和熄弧時(shí)間，全開(kāi)斷時(shí)間一般不會(huì)少于60ms，這就不能有效地保護(hù)變壓器；而限流熔斷器具有速斷功能，再加上其限流作用，可在10ms之內(nèi)切除故障并限制短路電流值，可以有效地保護(hù)變壓器。因此，在這種運(yùn)行方式中，應(yīng)采用限流熔斷器作保護(hù)電器，即使負(fù)荷為干式變壓器

12、，因熔斷器保護(hù)動(dòng)作快，也比用斷路器好。（3）繼保的配合：在大多數(shù)情況下，沒(méi)有必要在環(huán)網(wǎng)柜中采用斷路器2，這是因?yàn)榄h(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)絡(luò)首端斷路器（即110kV或220kV變電站的12kV饋出線(xiàn)斷路器）的保護(hù)設(shè)置一般為：速斷0s，過(guò)流0.5s，零序0.5s。若環(huán)網(wǎng)柜中采用斷路器，即使整定為0s動(dòng)作，由于斷路器固有動(dòng)作時(shí)間的分散性，也很難保證不是上級(jí)斷路器首先動(dòng)作。（4）其它設(shè)備：限流熔斷器可對(duì)其后所接設(shè)備，如變壓器，CT，電纜等提供保護(hù)。后備式限流熔斷器的保護(hù)范圍為從最小熔化電流I3（通常為熔斷器額定電流的23倍）到最大開(kāi)斷電流I1之間。限流熔斷器的As特性一般為陡峭的反時(shí)限曲線(xiàn)，短路發(fā)生后，可在很短的時(shí)

13、間內(nèi)熔斷，切除故障。限流熔斷器對(duì)變壓器的保護(hù)作用是眾所周知的，現(xiàn)舉例說(shuō)明其對(duì)CT的保護(hù)作用。以VM6和SM6系列環(huán)網(wǎng)柜為例，其內(nèi)CT最小熱穩(wěn)定電流Ith=80IN（IN為CT一次側(cè)額定電流），動(dòng)穩(wěn)定電流Idyn=2.5Ith。設(shè)欲保護(hù)的配電變壓器為315kVA，10/0.4kV；選用熔斷器40A，CT20/5?？芍狢T的Ith=80IN=1.6kA，Idyn=2.5Ith=4kA?？紤]較大短路電流情況，短路電流達(dá)20kA（實(shí)際不會(huì)這么大，20kA已相當(dāng)于110kV或220kV變電站的12kV饋出線(xiàn)端口短路），但在短路電流未達(dá)20kA，查熔斷器的As曲線(xiàn)，在約240A，0.01s時(shí)，熔斷器切斷故障，且限流熔斷器還將預(yù)期20kA（有效值）的短路電流峰值限制在約3.2kA（查熔斷的限流曲線(xiàn)）。即使在這種情況下，CT的動(dòng)熱穩(wěn)定電流也已足夠，限流熔斷器可對(duì)CT提供可靠的保護(hù)。熔斷器也可用來(lái)保護(hù)電纜。為避免電纜破壞，原則上要求電纜的最大持續(xù)運(yùn)行電流Ic小于或等于它的載流容量Iz，同時(shí)為了讓最大持續(xù)運(yùn)行電流通過(guò)，熔斷器必須有相等或