在现代电气系统中,微型断路器(MCB)是一种使用范围广泛且数量众多的重要保护装置,主要为建筑电气终端配电装置提供可靠保护。它适用于交流 50/60Hz、额定电压 230/400V、额定电流至 63A 的线路,能够实现过载和短路保护功能,同时也可在正常情况下作为线路的不频繁操作转换之用。微型断路器在工业、商业、高层和民用住宅等各类场所都有广泛应用。而断路器通用的脱扣特性有 A、B、C、D 四种,那么如何正确选择 A、B、C、D 微型断路器呢?下面为你详细介绍。
- A 型断路器:其动作电流为 2 倍额定电流,在实际应用中很少使用,一般用于半导体保护,但通常半导体保护会优先选用熔断器。
- B 型断路器:动作电流范围是 2 - 3 倍额定电流,主要用于纯阻性负载和低压照明电路。在家用配电箱中较为常见,可有效保护家用电器和人身安全,不过目前使用量逐渐减少。
- C 型断路器:动作电流为 5 - 10 倍额定电流,要求在 0.1s 内跳闸。这种特性的断路器为常用,主要用于保护连接电流较大的配电线路和照明线路。
- D 型断路器:动作电流范围是 10 - 20 倍额定电流,适用于瞬时电流较大的电器环境,一般家庭使用较少。常用于感性负载大、冲击电流大的系统,可有效保护冲击电流大的设备。
所谓的多重电流,实际上就是抗冲击电流,开关在一定时间内不会因冲击电流而跳闸,其主要特点是避免冲击电流对电路造成损害。
断路器的分闸型式多样,包括过流分闸、欠压分闸、并联分闸等。其中,过电流脱扣器是常用的,它又可细分为过载脱扣器和短路电流脱扣器,具有长延时、短延时和瞬时性三种特性。过电流脱扣器动作电流的整定值可以是固定的,也可以是可调的,通常通过旋转或调节杆来进行调节。电磁过电流释放方式有固定式和可调式两种,而电子过电流释放通常是可调的。
断路器的分断能力至关重要,它指的是断路器承受短路电流的能力。因此,在选择断路器时,其分断能力必须大于其保护装置的短路电流,以确保在短路故障发生时能够可靠切断电路。
过流脱扣器按安装方式可分为固定安装和模块安装。固定安装是指断路器和脱扣器在出厂时就加工成一个整体,产品出厂后,脱扣器的额定电流不可调;而模块化安装的脱扣器作为断路器的安装模块,可以随时进行调整,具有很强的灵活性。
过流脱扣器根据动作时间还可分为瞬时型(0.02s,用于短路保护)、短延时型(0.1 - 0.4s,用于短路和过载保护)和长延时型(小于 10s,用于过载保护)。
目前常用的 DZ 系列空气开关(带漏电保护的小型断路器)有 C16、C25、C32、C40、C60、C80、C100 等规格,其中 C 代表 C 的跳闸电流特性,即跳闸电流,如 C20 代表 20A 的跳闸电流,跳闸特性为 C 曲线。例如,3500W 热水器安装一般选用 C20 断路器,6500W 热水器安装一般采用 C32 断路器。
需要注意的是,断路器是用来保护电线和防止火灾的,所以应该根据电线的尺寸而不是电力来选择。如果断路器的选择过大,就无法有效保护导线,当电路过载时,断路器仍不脱扣,会给家庭安全带来隐患。以下是电线与断路器的匹配建议:
- 1.5 平方线配 C10 的开关。
- 2.5 平方线配 C16 或 20 的开关。
- 4 平方线配 C25 的开关。
- 6 平方线配 C32 的开关。
对于以电动机为负载的空气开关,应选择 D 型特性,以避免电动机起动电流 5 - 8 倍的高起动电流对断路器造成误动作。
普通电路如照明电路通常采用 C 型微断路器,而电动机及其它电源电路一般采用 D 型断路器。那么电动机电路是否可以采用 C 型微断路器呢?我们先来看看 C 型和 D 型微断的区别。C 型微断包括过载保护和短路保护,短路保护跳闸值为额定电流的 5 - 10 倍;D 型微断同样包括过载保护和短路保护,但其短路保护跳闸值为额定电流的 10 - 20 倍。两种断路器的过载保护相同,区别仅在于短路保护的跳闸范围。
一般情况下,一般负载无起动电流,即起动电流为额定电流;三相电动机起动电流约为额定电流的 6 - 8 倍。例如,4kW 三相电动机,额定电流 9A,起动电流按 10 倍计算为 90A。一般选用 D 型 16A 微断作为保护装置,按动作电流的 10 倍计算,短路保护动作电流为 160A,可有效避免电动机起动电流。如果选择 C 型 16A 微断路器作为保护装置,短路保护动作电流按动作电流的 5 倍计算为 80A,无法避免电动机的起动电流。
但这并不意味着 C 型断路器不能用于电动机电路。从技术方面来看,如果选择 C 型 25A 微断路器作为保护装置,短路保护的动作电流按动作电流的 5 倍计算为 125A,可以避免电动机的起动电流。从经济方面考虑,以施耐德 C65 系列微故障为例,c65n 3P c25A 的价格约是 130 元,c65n 3P d16A 价格约 158 元,C 系列价格相对较低。因此,我们在选择断路器时,应遵循断路器的额定电流大于负载电流的原则,然后根据负载的性质选择 C 型或 D 型。D 型是厂家专门为电机型负载设计的,但并不意味着 C 型断路器不能使用,只需调整计算方法即可,要灵活把握。
对于微型断路器,1PN、1P 和 2P 通常用作单相电气设备的开关控制。为了降低成本,可以采用 1P,但断路器必须具有漏电跳闸功能。为防止检修过程中带电线路和零线的混乱造成事故,必须切断上级电源;为了避免在检修过程中出现的这个问题,可以使用 1PN;同一 18mm 模块断路器外壳,内部安装 1P 和 1PN 有区别。在短路事故状态下,前者必须具有比后者更高的 “极限分断能力”,毕竟空间是影响分断能力的重要因素。因此,对于更重要、更频繁的维护和操作,以及容易发生故障的电源电路,采用 2P(成本较高)。使用 1P 时,照明配电箱必须具有漏电跳闸功能,至少进线(或出线上层)应采用漏电断路器。普通的插座回路用 1P + N 完全可以,但是如果你要加漏电的话就不行了,因为 1P + N 的断路器不能拼装漏电保护附件和其他电器附件。
三相断路器一般分为 3P、3PN 和 4P 三种类型。3P 适用于纯三相电气设备,只采用三个接线,在无单相负载的情况下,发生对地或相间短路时跳闸,否则,当一相 N 线负载时,N 线回路断路器作为漏电电流;3PN 的四线 L1L2L3N 通过变压器线圈后,可使用三相电或单相电,无论三相负载是否平衡,漏电开关不动作,只有在有漏电时,即有单相接地或相间短路时才动作;4P 的四线 L12L3 穿过变压器线圈的使用方法与 3PN 相同,区别在于 4P 断 N 线,3P 保持 N 线。
四极断路器分为 A、B、C 和 D 四种类型。A 类型的 N 极不装过流脱扣器,N 极始终连接在一起,不与其他三极闭合或断开;B 类型的 N 极不设过流脱扣器,N 极与其它 3 极合分;C 类型的 N 极设有过流脱扣器,N 极与其它 3 极合分;D 类型的 N 极配有过电流释放装置,N 极始终连接,不与其他三极闭合或断开。在使用四极断路器时,有必要明确选择哪一种产品,因为它们虽然都属于四极断路器,但在 N 线上是否安装过电流释放器有不同的功能和用途。过流脱扣器安装在 N 线,可用于以单相负荷为主要组成部分的三相四线制配电线路,也可用于产生大量谐波的非线性负荷,如气体放电灯、晶闸管调光、调速线路等有特殊要求的场合。一般情况下,设备回路可选用无过流脱扣器的 N 线断路器。
事实上,虽然 A 和 D 被称为四极断路器,但它们的 N 极总是相连的,不会与其他三极一起闭合或断开,这种俗称 “假四极” 的塑壳断路器本质上是 3PN,与三极塑壳断路器没有本质区别。比三极塑壳断路器更有用的是,在成套机柜中,线路接入可能更方便。因此,这种断路器只能用于三相负载,而只能用于少量单相负载(如果有控制电源,则使用成套的 220V 系统)。
综上所述,断路器的 A、B、C、D 型选择至关重要,如果选择错误,不仅不能起到保护作用,反而会造成重大安全问题。这是目前设计和使用中较为混乱的问题,应引起足够的重视。在实际应用中,我们应根据具体的负载类型、电路要求和经济成本等因素,综合考虑选择合适的断路器,以确保电气系统的安全可靠运行。