低压熔断器

9.3　低压熔断器

熔断器是一种最简单有效的保护电器。在使用时，熔断器串接在所保护的电路中，作为电路及用电设备的短路和严重过载保护；熔断器主要由熔体（俗称保险丝）和安装熔体的熔管（或熔座）两部分组成。熔体由易熔金属材料铝、锡、锌、银、铜及其合金制成，通常制成丝状或片状。熔管是装熔体的外壳，由陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。熔断器的熔体与被保护的电路串联，当电路正常工作时，熔体允许通过一定大小的电流而不熔断。当电路发生短路或严重过载时，熔体中流过很大的故障电流，当电流产生的热量达到熔体的熔点时，熔体熔断，切断电路，从而达到保护目的。熔断器的种类很多，主要有瓷插式熔断器、螺旋式熔断器、封闭管式熔断器、快速熔断器及自复式熔断器等。

常用的熔断器型号的含义如下：

1．瓷插式熔断器

瓷插式熔断器又称插入式熔断器，它常用于380V及以下电压等级的线路末端，作为配电支线或电气设备的短路保护用。

常用插入式熔断器为RC1系列，如图9-9所示。RC1系列熔断器由瓷座、动触头、熔体、瓷插件和静触头组成。瓷插件和瓷座由电工瓷制成，瓷座两端固装着静触头，动触头固装在瓷插件上。瓷插件中段有一突起部分，熔丝沿此突起部分跨接在两个动触头上。瓷座中间有一空腔，它与瓷插件的突起部分共同形成灭弧室。额定电流为15A及以下的熔断器，其触头采取线接触形式，在动触头上设两条凸起部分，它们借自己的弹性紧紧地压在静触头上，以产生必要的接触压力。其余各电流等级产品的触头均采取面接触形式，并在静触头两侧设置弹簧夹以产生所需的接触压力。熔断器所用熔体材料主要是软铅丝和铜丝。

图9-9　插入式熔断器

2．螺旋式熔断器

螺旋式熔断器广泛应用于工矿企业低压配电设备、机械设备的电气控制系统中做短路和过电流保护。常用产品系列有RL5、RL6系列螺旋式熔断器。螺旋式熔断器由瓷座、熔体、瓷帽等组成，如图9-10所示。熔体是一个瓷管，内装有石英砂和熔丝，熔丝的两端焊在熔体两端的导电金属端盖上，其上端盖中有一个染有红漆的熔断指示器，当熔体熔断时，熔断指示器弹出脱落，透过瓷帽上的玻璃孔可以看见。熔断器熔断后，只要更换相同规格的熔体即可。

图9-10　螺旋式熔断器

3．封闭管式熔断器

封闭管式熔断器分为无填料、有填料和快速三种。RM7、RM10等系列为无填料的，在低压电力网络、成套配电设备中做短路保护和连续过载保护。RT0系列为有填料的，管内装有石英砂，灭弧能力强，断流能力大，用于具有较大短路电流的电力输配电系统中。RS0系列为快速熔断器，主要作为硅整流管及其成套设备的过载及短路保护。

（1）无填料封闭管式熔断器

无填料封闭管式熔断器由熔管、熔体和插座等组成，熔体被封闭在无填料的熔管内。其外形与结构如图9-11所示。这种结构形式的熔断器有两个特点：一是采用变截面锌片作熔体；二是采用钢纸管或三聚氰胺玻璃布作熔管。当电路过载或短路时，变截面锌片狭窄部分的温度骤然升高并首先熔断。特别是在短路时，熔体的几个狭窄部分同时熔断，使电路断开很大间隙，使灭弧容易；熔管在电弧作用下，分解大量气体，使管内压力迅速增大，促使电弧迅速熄灭。

图9-11　无填料密封管式熔断器

这种熔断器的优点是灭弧力强、熔体更换方便，被广泛用于发电厂、变电所和电动机的保护。

（2）有填料封闭管式熔断器

有填料封闭管式熔断器广泛应用于各种低压电气线路和设备中作为短路和过电流保护。其结构一般为封闭管式，产品种类很多，典型产品有NT（RT16、RT17）系列和RT20系列高分断能力熔断器。有填料高分断能力熔断器是全范围熔断器，能分断从最小熔化电流至其额定分断能力（120kA）之间的各种电流，额定电流最大为1250A，具有较好的限流作用。其外形结构如图9-12所示。

图9-12　有填料封闭管式的熔断器

熔断器由瓷底座、弹簧片、管体、绝缘手柄、熔体等组成，并有撞击器等附件。熔断器底座采用整体瓷板结构或采用两块瓷块安装于钢板制成的底板组合结构。熔断体由瓷质管体、熔体、石英砂和触刀等部分组成，有的带有熔断指示器和熔断体盖板。熔体是采用紫铜箔冲制的网状多根并联形式的熔片，中间部位有锡桥，装配时将熔片围成笼状，以充分发挥质料与熔体接触的作用，这样既可均匀分布电弧能量而提高分断能力，又可使管体受热比较均匀而不易使其断裂。熔断指示器是个机械信号装置，指示器上焊有一根很细的康铜丝，它与熔体并联。在正常情况下，由于康铜丝电阻很大，电流基本上从熔体流过，只有在熔体熔断之后，电流才转到康铜丝上，使它立即熔断，而指示器便在弹簧作用下立即向外弹出，显出醒目的红色信号。绝缘手柄是用来装卸熔断体的可动部件。

（3）快速熔断器

快速熔断器主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保护。由于半导体元件的过载能力很低。只能在极短时间内承受较大的过载电流，因此要求短路保护具有快速熔断的能力。快速熔断器的结构和有填料封闭式熔断器基本相同，但熔体材料和形状不同，它是以银片冲制的有V形深槽的变截面熔体。

4．自复式熔断器

自复式熔断器是一种新型熔断器，它采用金属钠作为熔体。在常温下，钠的电阻很小，允许通过正常工作电流。当电路发生短路时，短路电流产生高温使钠迅速气化，气态钠电阻变得很高，从而限制了短路电流。当故障消除后，温度下降，气态钠又变为固态钠，恢复其良好的导电性。其优点是能重复使用，不必更换熔体。它的主要缺点是只能限制故障电流，而不能切断故障电流。

5．熔断器的选择

熔断器的选择主要依据负载的保护特性和短路电流的大小选择熔断器的类型。对于容量小的电动机和照明支线，常采用熔断器作为过载及短路保护，因而希望熔体的熔化系数适当小些。通常选用铅锡合金熔体的RC系列熔断器。对于较大容量的电动机和照明干线，则应着重考虑短路保护和分断能力。通常选用具有较高分断能力的RM10和RL1系列的熔断器；当短路电流很大时，宜采用具有限流作用的RT0和RTl2系列的熔断器，同时应根据使用场合选择熔断器的类型。电网配电一般用管式熔断器；电动机保护一般用螺旋式熔断器；照明电路一般用瓷插式熔断器；保护晶闸管元件则应选择快速式熔断器。

熔体的额定电流可按以下方法选择：

（1）保护无启动过程的平稳负载如照明线路、电阻、电炉等时，熔体额定电流略大于或等于负荷电路中的额定电流。

（2）保护单台长期工作的电机熔体电流可按最大启动电流选取，也可按下式选取：

_RNN(1.5～2.5)II≥

式中I_RN熔体额定电流；I_N电动机额定电流。如果电动机频繁启动，式中系数可适当加大至3～3.5，具体应根据实际情况而定。

（3）保护多台长期工作的电机（供电干线）

I_RN≥(1.5～2.5)I_Nmax+∑I_N

式中，I _Nmax为容量最大单台电机的额定电流，ΣI_N为其余电动机额定电流之和。

为防止发生越级熔断、扩大事故范围，上、下级（即供电干、支线）线路的熔断器间应有良好配合。选用时，应使上级（供电干线）熔断器的熔体额定电流比下级（供电支线）的大1～2个级差。

6．安装及使用

（1）熔断器内所装熔体的额定电流，只能小于或等于熔断管的额定电流，而不能大于熔断管的额定电流；在配电线路中，一般要求前一级熔体比后一级熔体的额定电流大2～3级，以防止发生越级动作而扩大故障停电范围；熔断器的最大分断能力应大于被保护线路上的最大短路电流。

（2）安装时应保证熔体和触刀以及触刀和刀座接触良好，以免因熔体温度升高发生误动作。

（3）安装螺旋式熔断器时，应将电源进线接在瓷底的下接线端上，出线应接在螺纹壳的上接线端上。

（4）安装熔丝时，熔丝应沿螺栓顺时针方向弯过来，压在垫圈下，以保证接触良好；同时必须注意不能使熔丝受到机械损伤，以免减少熔体的截面积，产生局部发热而造成误动作。

（5）更换熔丝时，一定要切断电源，将开关拉开，不要带电工作，以免触电。在一般情况下，不应带电拨下熔断器。如因工作需要带电更换熔断器时，必须先断开负荷，因为熔断器的触刀和夹座不能用来切断电流，在拨出时，电弧不能熄灭，会引起事故。