1.3 常用熔断器
1.3.1 熔断器概述
（1）熔断器的用途
熔断器是一种起保护作用的电器，它串联在被保护的电路中，当线路或电气设备的电流超过规定值足够长的时间后，其自身产生的热量能够熔断一个或几个特殊设计的和相应的部件，断开其所接入的电路并分断电源，从而起到保护作用。熔断器包括组成完整电器的所有部件。
熔断器结构简单、使用方便、价格低廉，广泛应用于低压配电系统和控制电路中，主要作为短路保护元件，也常作为单台电气设备的过载保护元件。
（2）熔断器的基本结构
熔断器的基本结构主要有熔体、安装熔体的熔管（或盖、座）、触点和绝缘底板等。其中，熔体是指当电流大于规定值并超过规定时间后熔断的熔断体部件，它是熔断器的核心部件，它既是感测元件又是执行元件，一般用金属材料制成，熔体材料具有相对熔点低、特性稳定、易于熔断等特点；熔管是熔断器的外壳，主要作用是便于安装熔体且当熔体熔断时有利于电弧熄灭。
（3）熔断器的工作原理
熔断器实际上是一种利用热效应原理工作的保护电器，它通常串联在被保护的电路中，并应接在电源相线输入端。当电路为正常负载电流时，熔体的温度较低；而当电路中发生短路或过载故障时，通过熔体的电流随之增大，熔体开始发热。当电流达到或超过某一定值时，熔体温度将升高到熔点，便自行熔断，分断故障电路，从而达到保护电路和电气设备、防止故障扩大的目的。熔体的保护作用是一次性的，一旦熔断即失去作用，应在故障排除后，更换新的相同规格的熔体。
熔断器的图形符号和文字符号如图1-9所示。
图1-9 熔断器的图形符号和文字符号
（4）熔断器的主要技术参数
①额定电压 指保证熔断器能够长期正常工作时承受的电压，其值一般等于或大于电气设备的额定电压。其系列主要有220V、380V、415V、500V、660V、1140V等多个等级。
②额定电流 指熔断器长期工作时，各部件温升不超过规定值时所能承受的电流。需要说明的是，熔断器的额定电流与熔体的额定电流不是一个概念。熔断器的额定电流等级较少，熔体的额定电流等级较多，因此，通常熔体额定电流的几个规格可以使用同一规格的熔断器，但熔体额定电流的最大规格只能小于或等于熔断器的额定电流。
熔体的额定电流值有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等多个等级。
1.3.2 插入式熔断器
（1）结构与特点
插入式熔断器又称瓷插式熔断器，指熔断体靠导电插件插入底座的熔断器。它具有结构简单、价格低廉、更换熔体方便等优点，被广泛用于照明电路和小容量电动机的短路保护。
常用的插入式熔断器主要是RC1A系列产品，其结构如图1-10所示，它由瓷盖、瓷座、动触点、静触点和熔丝等组成。
图1-10 RC1A系列插入式熔断器的结构
1—动触点；2—熔丝；3—瓷盖；4—静触点；5—瓷座
（2）适用场合
RC1A系列插入式熔断器主要用于交流50Hz，额定电压380V及以下、额定电流至200A的线路末端，供配电系统作为电缆、导线及电气设备（如电动机、负荷开关等）的短路保护。
RC1A系列插入式熔断器的分断能力较低、保护特性较差，但由于其价格低廉、操作简单、使用方便，因此目前在工矿企业以及民用照明电路中仍在使用。
1.3.3 螺旋式熔断器
（1）结构与特点
螺旋式熔断器是指带熔断体的载熔件靠螺纹旋入底座而固定于底座的熔断器，它实质上是一种有填料封闭式熔断器，具有断流能力大、体积小、熔丝熔断后能显示、更换熔丝方便、安全可靠等特点。RL1系列螺旋式熔断器的外形和结构如图1-11所示。
（2）适用场合
螺旋式熔断器广泛用于低压配电设备、机械设备的电气控制系统中的配电箱、控制箱及振动较大的场合，作为过载及短路保护元件。常用螺旋式熔断器产品主要有RL1、RL5、RL6、RL7和RL8等系列。
使用螺旋式熔断器时必须注意，用电设备的连接线应接到金属螺旋壳的上接线端，电源线应接到底座的下接线端。这样，更换熔管时金属螺旋壳上就不会带电，保证用电安全。
图1-11 RL1系列螺旋式熔断器的外形和结构
1—瓷帽；2—熔管；3—瓷套；4—上接线端；5—下接线端；6—底座
1.3.4 无填料封闭管式熔断器
（1）结构与特点
无填料封闭管式熔断器（又称无填料密闭管式熔断器或无填料密封管式熔断器）是指熔体被密闭在不充填料的熔管内的熔断器。常用的无填料封闭管式熔断器产品主要是RM10系列。RM10系列无填料封闭管式熔断器的外形和结构如图1-12所示。
图1-12 RM10系列无填料封闭管式熔断器的外形和结构
1—夹座；2—底座；3—熔管；4—钢纸管；5—黄铜管；6—黄铜帽；7—触刀；8—熔体
（2）应用场合
无填料封闭管式熔断器是一种可拆卸的熔断器，其特点是当熔体熔断时，管内产生高气压，能加速灭弧。另外，熔体熔断后，使用人员可自行拆开，装上新熔体后可尽快恢复供电。它还具有分断能力大、保护特性好和运行安全可靠等优点，常用于频繁发生过载和短路故障的场合。RM10系列无填料密闭管式熔断器主要适用于交流50Hz，额定电压660V或直流电压440V及以下的低压电力网络或配电装置中，作为电缆、导线及电气设备的短路保护及电缆、导线的过负荷保护之用。
1.3.5 有填料封闭管式熔断器
（1）结构与特点
有填料封闭管式熔断器是指熔体被封闭在充有颗粒、粉末等灭弧填料的熔管内的熔断器。它为增强熔断器的灭弧能力，在其熔管中填充了石英砂等介质材料而得名。石英砂具有较好的导热性能、绝缘性能，而且其颗粒状的外形增大了同电弧的接触面积，便于吸收电弧的能量，使电弧快速冷却，从而可以加快灭弧过程。RT0系列有填料封闭管式熔断器的外形和结构如图1-13所示。
图1-13 RT0系列有填料封闭管式熔断器的外形和结构
1—熔断指示器；2—指示器熔体；3—石英砂；4—工作熔体；5—触刀；6—盖板；7—引弧栅；8—锡桥；9—变截面小孔
（2）应用场合
有填料封闭管式熔断器具有分断能力强、保护特性好、带有醒目的熔断指示器、使用安全等优点，广泛用于具有高短路电流的电网或配电装置中，作为电缆、导线、电动机、变压器以及其他电气设备的短路保护和电缆、导线的过载保护。其缺点是熔体熔断后必须更换熔管，经济性较差。
常用有填料封闭管式熔断器主要是RT系列和NT系列等产品，另外，螺旋式熔断器也可列为有填料封闭管式熔断器的一种。
1-1 熔断器的使用方法与注意事项
1.3.6 熔断器的选择
（1）熔断器选择的一般原则
①应根据使用条件确定熔断器的类型。
②选择熔断器的规格时，应首先选定熔体的规格，然后再根据熔体去选择熔断器的规格。
③熔断器的保护特性应与被保护对象的过载特性有良好的配合。
④在配电系统中，各级熔断器应相互匹配，一般上一级熔体的额定电流要比下一级熔体的额定电流大2～3倍。
⑤对于保护电动机的熔断器，应注意电动机启动电流的影响。熔断器一般只作为电动机的短路保护，过载保护应采用热继电器。
（2）熔断器类型的选择
熔断器主要根据负载的情况和电路短路电流的大小来选择类型。例如，对于容量较小的照明线路或电动机的保护，宜采用RC1A系列插入式熔断器或RM10系列无填料密闭管式熔断器；对于短路电流较大的电路或有易燃气体的场合，宜采用具有高分断能力的RL系列螺旋式熔断器或RT（包括NT）系列有填料封闭管式熔断器；对于保护硅整流器件及晶闸管的场合，应采用快速熔断器。
熔断器的形式也要考虑使用环境，例如，管式熔断器常用于大型设备及容量较大的变电场合；插入式熔断器常用于无振动的场合；螺旋式熔断器多用于机床配电；电子设备一般采用熔丝座。
（3）熔体额定电流的选择
①对于照明电路和电热设备等电阻性负载，因为其负载电流比较稳定，可用作过载保护和短路保护，所以熔体的额定电流（Irn）应等于或稍大于负载的额定电流（Ifn），即
Irn=1.1Ifn
②电动机的启动电流很大，因此对电动机只宜作短路保护，对于保护长期工作的单台电动机，考虑到电动机启动时熔体不能熔断，即
Irn≥（1.5～2.5）Ifn
式中，轻载启动或启动时间较短时，系数可取近1.5；重载启动、启动时间较长或启动较频繁时，系数可取近2.5。
③对于保护多台电动机的熔断器，考虑到在出现尖峰电流时不熔断熔体，熔体的额定电流应等于或大于最大一台电动机的额定电流的1.5～2.5倍加上同时使用的其余电动机的额定电流之和，即
Irn≥（1.5～2.5）Ifnmax+∑Ifn
式中 Ifnmax——多台电动机中容量最大的一台电动机的额定电流；
∑Ifn——其余各台电动机额定电流之和。
必须说明，由于电动机负载情况不同，其启动情况也各不相同，因此，上述系数只作为确定熔体额定电流时的参考数据，精确数据需在实践中根据使用情况确定。
（4）熔断器额定电压的选择
熔断器的额定电压应等于或大于所在电路的额定电压。