概述
保险丝是较早期的安全装置,虽然在一些家庭中仍在使用,但已在很大程度上被断路器所取代。保险丝是一种小型圆柱形装置,内部包含一根在电流超过一定水平时会熔断的导线或灯丝。当保险丝熔断时,它会切断电路,从而停止电流流动。保险丝有不同的额定值,代表可以通过它们的安全电流上限。如果保险丝熔断,必须更换为相同额定值的新保险丝。
另一方面,断路器是更现代化的安全装置,当电流超过一定水平时,利用机电开关来切断电路。与保险丝不同,断路器在跳闸后可以复位,使用起来更为方便。断路器有不同的尺寸和额定值,代表可以通过它们的安全电流上限。如果断路器跳闸,可以通过将开关拨回“开启”位置来复位。
总体而言,断路器被认为比保险丝更可靠、更方便,但两者在保护家庭电气线路免受过载或短路损坏这一基本目的上是相同的。务必确保家中使用的保险丝或断路器与所保护的电气负载额定值相匹配。
如果您不确定家中电气线路的安全性,建议咨询合格的电工。
低压保险丝
符合IEC 60269(前身为IEC 269,等同于EN 60269和VDE 0636)的低压保险丝用于配电网络、工业和终端用户,例如保险丝盒中。典型额定电压为230/400 V交流电。对于工业设备,可提供高达1000 V直流或交流电压的设计。
存在各种类型的保险丝(如螺旋式保险丝、NH保险丝和圆柱形保险丝),并按不同的运行等级(跳闸特性)生产。
跳闸特性
gG (gL)运行等级的电流-时间特性曲线示例
保险丝与其他类型的保护装置一样,其特点在于其跳闸特性。这是与额定电流和分断能力并列的重要参数。
跳闸特性在电流-时间特性曲线中描述了相对于额定电流的特定过电流范围内的触发时间范围。同一特性的容差相对较大。例如,在1.5倍额定电流下,触发时间约为一小时,而在15倍额定电流(短路)下,触发时间小于50毫秒。
所有保护装置的电流-时间特性曲线的共同特点是,小过电流的容差范围比相对较大的过电流容差范围要大。如果需要严格的跳闸容差(例如为了保护小型变压器免受过载影响),保险丝元件通常不适用。作为替代方案,可以使用温度保险丝或双金属过流开关。
低压保险丝的运行等级
慢断型D型保险丝大约在1930年引入。为了与传统的快断型保险丝区分开来,它们被标记了一个风格化的蜗牛符号,在瑞士则是用圆圈包围的字母T。1967/68年,电路保护保险丝中慢断型和快(普通)型保险丝的区分被废除,并引入了统一的gL(后为gG)运行等级。gL (gG)特性属于慢-快型,意味着它在低短路电流下动作缓慢,而在大电流下动作迅速。蜗牛符号标记在gL D型保险丝上保留了数十年。
对于gG (gL)运行等级的保险丝,一个经验法则是:当电流超过额定电流的四倍(gL为五倍)时,保险丝会在五秒内跳闸;当电流超过额定电流的九倍时,跳闸时间为0.2秒。
低压保险丝的运行等级由两个字母表示,第一个字母表示功能等级,第二个字母表示被保护对象。保险丝的功能等级表示其在不损坏的情况下传导特定电流的能力,以及能够中断高于一定范围的过电流的能力。
存在两种功能等级:
| g | General Purpose Fuse(通用保险丝): 全范围保护 电流至少可持续流经至保险丝的额定电流,在从最小熔断电流到额定分断电流之间的电流下均会跳闸。 |
|---|---|
| a | Accompanied Fuse(配套保险丝): 部分范围保护 电流至少可持续流经至保险丝的额定电流,仅在高于特定倍数额定电流至额定分断电流之间的电流下跳闸。 |
关于被保护对象,区分如下:
| G | 用于General Application(通用应用)的保护 |
|---|---|
| M | Motor Circuits(电机电路)的保护 |
| PV | Photovoltaics(光伏)的保护 |
| R | 半导体保护(Rectifier(整流器),功率转换器) |
| S | Semiconductor(半导体)以及电缆和线路保护 |
| B | 采矿设备(德语 Bergbauanlagen) |
| Tr | Transformer(变压器)保护 |
| L | 电缆和Line(线路)保护(已废弃,被 G 取代) |
结合起来,形成了以下常见的运行等级:
| gG | 全范围保护: 通用标准类型(慢速动作)。 实际上与前身 gL 和 gⅠ 相同。 |
|---|---|
| gR | 全范围保护: 固态器件(超快,快于 gS)。 |
| gS | 全范围保护: 半导体器件和线路保护(超快)。 自2006年起取代工厂标准 gRL (SIBA) 和 gGR (Ferraz/Lindner)。 |
| gF | 全范围保护: 工业设备、发电厂、牵引电力系统、无轨电车;690V、750V、1200V;(快速动作) |
| gPV | 全范围保护: 专用于光伏的新运行等级(超快)。 2010年起标准化。类似于 gR 和 gS,但设计用于直流电。 |
| aR | 部分范围保护: 半导体元件的短路保护(超快)。 注意:无过载保护! 必须通过其他方式保证过载保护。 |
| aM | 部分范围保护: 电机电路中开关装置的短路保护(慢断)。 注意:无过载保护! 必须通过其他方式保证过载保护。 |
| gTR | 全范围保护: (配电网络)变压器,二次侧(如400 V)。 可承载130%负载至少10小时;国家VDE类型。 |
| gB | 全范围保护: 采矿设备(快速动作)。工作电压最高1000 V;国家VDE类型。 |
| 已废弃的运行等级 | |
| gL | 全范围保护: 电缆和线路保护,慢断(已废弃的VDE类型)。 1998年在国际上被取代,实际上与 gG 相同。 |
| gⅠ | 全范围保护: 慢断(已废弃的国际IEC类型)。在瑞士:gL2。 1998年被取代,实际上与 gG 相同。 |
| gⅡ | 全范围保护: 快速动作(已废弃的国际IEC类型)。在瑞士:gL1。 被 gG 取代。 |
| TF, gTF | 慢断,gL 的前身。 |
欧洲和美洲的保险丝在标称电流定义和触发特性方面存在差异。
与触发特性密切相关的是配电系统的选择性:发生短路或过载时,仅受影响电路的保险丝应触发,而不应影响保护其他电路的更高级别保险丝。因此,保险丝必须在响应行为方面相互协调。
在短路或大浪涌电流的情况下,通断能量 I2t(电流平方的时间积分,也称为熔断积分或电流积分)非常重要。当它乘以保险丝的欧姆电阻时,描述了刚好不会导致保险丝跳闸的能量值:保险丝元件上的功率损耗(焦耳热)取决于电流的平方,并导致在一定时间内触发保险丝的特定温度。保险丝在选型时绝不应完全利用通断能量,因为它们在多次此类开关循环后会发生热退化,并可能过早触发。
螺旋式保险丝
D型保险丝的螺旋式保险丝座由固定的保险丝底座(带配合件/配合螺钉)和带窗口的可拆卸螺旋盖组成。保险丝芯(熔断芯、保险丝筒、保险丝)具有一个彩色的运行状态指示器(识别标记,也称为开关状态指示器或熔断检测器),当保险丝拧入时,该指示器位于螺旋盖窗口后面;保险丝底脚接触点与配合插槽的直径相匹配。配合插槽通常采用颜色编码,与保险丝识别元件的颜色一致(见下表)。配合螺钉绝缘头的内径限制了可使用的保险丝尺寸的直径,从而限制了额定电流。螺钉必须使用专用工具拧紧,该工具卡入绝缘体圆柱面上的两个凹槽中,且必须根据安装线路的负载能力选择合适的工具。
保险丝芯是保险丝中可更换的反应部件。
螺旋式保险丝的底脚接触点具有根据额定电流而定的直径等级。保险丝座底部包含一个对应的彩色配合件(配合螺钉、配合插槽),用于防止使用额定电流超过预期的保险丝。Diazed DII保险丝通常有一个例外,允许10 A保险丝配备6 A配合螺钉。特殊类型标记为10A/6F、10/6A 或 10R/6。
| 额定电流 | 颜色 | 底脚直径 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| D | DL | D0 | |||
| 2 A | 粉红色 | 6 mm | 8 mm | 7.3 mm | |
| 4 A | 棕色 | ||||
| 6 A | 绿色 | ||||
| (10 A,带6 A底脚) | 红色 | ||||
| 10 A | 8 mm | 8 mm | 8.5 mm | ||
| (13 A) | 黑色 | ||||
| 16 A | 灰色 | 10 mm | 10 mm | 9.7 mm | |
| 20 A | 蓝色 | 12 mm | 12 mm | 10.9 mm | |
| 25 A | 黄色 | 14 mm | 12.1 mm | ||
| 32 A | 紫色 | ||||
| 35 A (40 A) | 黑色 | 16 mm | 13.3 mm | ||
| 50A | 白色 | 18 mm | 14.9 mm | ||
| 63 A | 铜色 | 20 mm | 15.9 mm | ||
| 80 A | 银色 | 21.4 mm | |||
| 100 A | 红色 | 24.2 mm | |||
保险丝芯的头部接触点中心有一块有色金属板,即识别标记,作为开关状态指示器。它下方衬有弹簧,由一根高电阻导线固定,该导线连接到保险丝芯的底脚接触点。熔断导体熔断后,识别标记的固定线也随之熔断,导致识别标记被弹出。螺旋盖中的玻璃板防止识别标记掉出,并允许目视检查已跳闸的保险丝。
识别标记和配合插槽根据额定电流进行颜色编码。1906年开发D型保险丝时,选用了1900年德国邮票系列的颜色作为助记符。这些以及后来的邮票颜色如下:5芬尼邮票为绿色,10芬尼邮票为红色,15芬尼邮票为灰色,20芬尼邮票为蓝色,25芬尼邮票为黄色。
D型和D0型保险丝的主要区别,除了尺寸不同外,还在于允许的工作电压:D型保险丝适用于高达500 V(特殊类型高达750 V,交流和直流均可)的电压,而D0系统仅适用于高达400 V交流电和250 V直流电的电压。
如今,gG运行等级(1998年前称为gL)的螺旋式保险丝用作线路保护保险丝,例如用于保护通往分配器的线路。螺旋式保险丝偶尔仍与电机保护开关配合使用,以在操作具有极高启动电流的机器时保护电机。
螺旋式保险丝(D、D0)仅可在以下条件下带负载操作:
- 仅限受过培训的人员
- 交流电压超过400 V,额定电流最大16 A
- 直流电压25-60 V,额定电流最大6 A
- 直流电压60-120 V,额定电流最大2 A
- 直流电压120-750 V,额定电流最大1 A
- 也适用于非专业人士
- 交流电压最大400 V,额定电流最高63 A
- 直流电压最大25 V
D系统 (DIAZED)
D系统(也称为DIAZED;直径分级两件式爱迪生保险丝塞)由西门子-舒克特工厂开发,最初为现今的DⅡ尺寸。DIAZED是一个品牌,因此标准的中性名称为D系统或D型保险丝。它取代了以前常见的一体式保险丝塞,这种保险丝塞至今在美国仍作为“插件保险丝”使用。该系统的创新之处在于螺旋盖与保险丝芯(“筒”)的分离。D型保险丝有五种尺寸。名称由字母D和罗马数字组成。慢断类型也标记为DT。
| 尺寸 | 额定电流 (括号内为非常规值) | 螺纹1 | 瓷筒直径 | 总长度 | 开关容量 | 标称电压 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DⅠ (瑞士) | 2, 4, 6, 10, 16 A | SE 21 | 17 mm | 33 mm | 10 kA | 250 V AC |
| NDz (DⅠ, gF) TNDz (DⅠ, gG) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25 A | E 16 | 13 mm | 50 mm | 4 kA 1.6 kA | 500 V AC 500 V DC |
| DⅡ | 2, 4, 6, 10, (13,) 16, 20, 25, (35) A | E 27 | 22 mm | 50 kA 8 kA | 500 V AC 500 V DC | |
| DⅢ | (32,) 35, (40,) 50, 63 A | E 33 | 27 mm | |||
| DⅣ | 80, 100 A | E 40 (旧) | 33 mm | 50 mm | ||
| G 1¼″ 或 R 1¼″ | 56 mm | |||||
| DⅤ | 125, 160, 200 A | E 57 (旧) | 46 mm | 50 mm | ||
| G 2″ 或 R 2″ | 56 mm |
1螺旋盖螺纹:E = 爱迪生螺纹,G = 管螺纹,直型,R = 管螺纹,外螺纹锥型
直径较小的NDz保险丝(较少称为ND或DⅠ)于1920年代末引入,也被称为“节省型筒”,因为它们可以使用缩径套安装在DⅡ插座中。如今它们在旧装置中已几乎不再使用,尽管短款DⅠ设计配合SE 21螺旋盖在瑞士非常普遍。最常见的Diazed保险丝可能是DⅡ尺寸。它也可以配有固定夹安装在DⅢ插座中。DⅢ、DⅣ和DⅤ尺寸至今仍用于较旧的主配电板。DⅣ和DⅤ尺寸已几十年未在新建装置中安装,因为NH保险丝更适合此类大电流和带负载操作。DⅡ和DⅢ尺寸也可提供用于更高额定电压的普通版或加长版。典型示例包括工业和发电厂中的690 V三相交流电,以及高达750 V或1200 V的铁路电力系统和无轨电车。
| 尺寸 | 额定电流 (括号内为非常规值) | 特性 | 螺纹1 | 瓷筒直径 | 总长度 | 开关容量 | 标称电压 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DⅡ (690V, 普通) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25 A | gF | E 27 | 22 mm | 50 mm | 50 kA 8 kA | 690 V AC 440 V 或 600 V DC | 东欧, 不用于新建装置 |
| 2, 4, 6, 10, (13), 16, 20, 25 A | gG | 690 V AC 250 V DC | ||||||
| DⅢ (690V, 普通) | 35, 50, 63 A | gF | E 33 | 27 mm | 50 mm | 690 V AC 690 V DC | ||
| (32), 35, (40), 50, 63 A | gG | 690 V AC 250 V DC | ||||||
| DⅢ (690V, 长) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35, 50, 63 A | gG | 70mm | 690 V AC 600 V DC | ||||
| DⅢ (750V, 长) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35, 50, 63 A | gF | Z 33 (E 33S, 32.5x1.7 mm) | 10 kA 10 kA | 750 V AC 750 V DC | 细螺纹 用于改善 防松保护 | ||
| DⅢ (1200V, 长) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35 A | gF | 1200 V AC 1200 V DC |
1螺旋盖螺纹:E = 爱迪生螺纹
D0系统 (NEOZED)
D0系统(也称为NEOZED;新型DIAZED保险丝,neo:“新”)由西门子和Lindner于1967年作为之前占主导地位的D系统(DIAZED)的升级版引入,并在使用保险丝保护的新建装置中取代了D系统。与D系统相比,其优势在于相同额定电流下尺寸更小、功率损耗更低(热量产生更少)。NEOZED是一个商标,因此标准的中性名称为D0系统或D0保险丝(读作D zero)。D0保险丝有三种尺寸生产。
尺寸名称由“D0”和另一个阿拉伯数字组成:
| 尺寸 | 额定电流 (括号内为非常规值) | 螺纹1 | 瓷筒直径 | 总长度 | 开关容量 | 标称电压 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| D01 | 2, 4, 6, 10, (13,) 16 A | E14 | 11 mm | 36 mm | 50 kA 8 kA | 400 V AC 250 V DC |
| D02 | 20, 25, (32,) 35, (40,) 50, 63 A | E18 | 15 mm | |||
| D03 | 80, 100 A | M 30x2 | 22 mm | 43 mm |
1螺旋盖螺纹:E = 爱迪生螺纹,M = 公制螺纹
D01保险丝也适用于DL插座,并可通过特殊固定弹簧在D02螺旋插座中使用。D03设计的使用非常少见,因为事实证明NH保险丝对于高额定电流更可靠。D03保险丝不再允许安装在新建系统中。
对于D和D0保险丝,有用于螺钉安装、DIN导轨安装和母线安装(“骑跨式插座”)的插座。此外,对于D0保险丝,还有作为带集成负荷开关的保险丝插座的保险丝隔离开关。每次更换保险丝前,必须通过保险丝前的翻盖切断插座电源。这种无电压和无负载的更换方式提高了操作安全性和用户安全,因为用户在任何情况下都不会接触到带电部件。在这些隔离开关的新版本中,保险丝筒不再是拧入式的,而是通过弹簧力进行接触。
DL系统 (东德)
作为D系统的替代品,东德引入了用于380V交流电的节省空间型DL系统。设计类似于D01保险丝,但设计最高可达20A。对于具有法律保护的旧系统,DL保险丝仍以gG运行等级和400V交流额定电压生产。
高达16A的D01保险丝(NEOZED)也适用于DL插座,反之则不然。
| 尺寸 | 额定电流 (括号内为非常规值) | 螺纹1 | 瓷筒直径 | 总长度 | 开关容量 | 标称电压 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DL | 2, 4, 6, 10, 16, 20 A | E 16 | 13 mm | 36 mm | 20 kA | 380/400 V AC |
1螺旋盖螺纹:E = 爱迪生螺纹
NH保险丝
低压高性能保险丝,也称为NH保险丝,有时也称为刀型保险丝、剑型保险丝或(与进户接线箱相关联时)槽型保险丝。其显著特征是与螺旋式保险丝相比尺寸要大得多,并且两端带有用于引导和分离较大电流的大型触刀。常见的NH保险丝版本可实现高达120 kA(额定分断能力)的短路故障电流的安全切断,标准化额定电流高达1,250 A(额定电流)。标准之外,还提供额定电流高达1,600 A的保险丝。NH保险丝配有一个指示损坏保险丝的指示器。根据版本不同,它设计为安装在端面(顶部)的翻盖指示器,或者在插入保险丝时从正面可见的中心指示器。还提供带有两个指示器(组合指示器)的NH保险丝。NH保险丝具有不同的触发特性,在运行等级部分有详细说明。
NH保险丝针对不同的额定电流范围生产有多种尺寸。尺寸0不再允许用于新建装置。
| 尺寸 | 额定电流 | 触刀长度(约) | 适用于所有尺寸 | |
|---|---|---|---|---|
| 开关容量 | 标称电压 | |||
| 00/000 | 2 A 至 160 A | 125 mm | 最小 50 kA 典型 100–120 kA 25 kA | (400 V) 500 V 690 V 250 V 440 V DC |
| 0 | 6 A 至 250 A | 125 mm | ||
| 1 | 16 A 至 355 A | 135 mm | ||
| 2 | 25 A 至 500 A | 150 mm | ||
| 3 | 250 A 至 800 A | |||
| 4/4a | 400 A 至 1600 A | 200 mm | ||
NH保险丝用于低压网络的大电流范围,并广泛应用于工业设备。它们也用于公共电网,例如变压器站、主配电系统,或建筑物电表柜中,并作为计量保险丝。
在客户系统的电表前区域,TAB 2007(能源网络运营商的技术连接条件)要求每个电表安装一个切断装置。引用:
“切断装置是用于将客户系统与配电网络断开的装置,也可以由客户(电气非专业人士)操作(例如SMB)。”
选择性断路器或Neozed负荷隔离开关等满足此要求,但NH保险丝不满足。因此,仅在提供另一个可由非专业人士操作的切断装置(例如采用Neozed负荷隔离开关形式的电表备份)时,NH保险丝才会作为新建装置中的计量保险丝使用。
可重接保险丝载体
在英国,旧装置中的用户终端配有保险丝座,可安装封闭式保险丝链路或半开放式可重接保险丝。
在这种由Wylex等公司生产的系统中,用户可以更换保险丝元件中的保险丝线。松散的保险丝线可在超市、加油站和五金店购买。可重接保险丝载体在英国标准BS 3036中指定,可安装额定电流为5 A、15 A、20 A 或 30 A的保险丝线。
根据BS 7671,此类保险丝的额定电流不得超过电路连续额定电流的0.725倍。断路器可用作这些保险丝的替代品。
此系统的潜在危害包括非专业人员操作电气系统、蓄意或意外导致电路保险丝过大、以及使用不合适的导电“保险丝材料”(如硬币、钉子、发夹、线头或回形针)。所用保险丝材料的类型无法在不拆除保险丝的情况下确定。此外,可重接保险丝的分断能力远低于填充沙子的保险丝,这可能导致邻近装置产生电弧故障。
断路器
概述
断路器与保险丝链路或断路器一样,在发生过载或短路时可以自动断开电路。对于德国,新建装置适用以下规则(根据技术连接要求及DIN 18015-1):
- 在住宅电路配电板中,照明和插座电路仅可使用可由非专业人士操作的断路器。保险丝链路仅允许用于固定设备(如热水器)或作为子配电板的主要保护。
- 选择性断路器(SLS)用于电表前区域的保护。在此应用区域中,仅在提供另一个“用于客户系统的非专业切断选项”(例如表后Neozed隔离开关)时,才允许使用NH保险丝。
在住宅或办公空间,通常使用B特性断路器。C特性用于保护具有高浪涌电流消费者的线路和设备,因为B特性可能会在启动时导致误跳闸。在使用断路器保护带有电子设备(电子镇流器、开关电源)的电路时,必须特别注意其高浪涌电流。
符合Renard系列的以下额定电流断路器有B特性可选:6、10、13、16、20、25、32、35、40、50和63安培。根据制造商的不同,也可能提供其他值。C、D、K和Z型断路器提供更多类型,值甚至低于1 A。在德国住宅空间中,单个电路通常使用B-16断路器(16 A)进行保护。
自1950年代以来,H特性一直用于家庭电路,以便在高阻抗网络或短路期间发生接地故障时实现可靠的快速跳闸。然而,在当前的电力网络条件下,灵敏的短路跳闸可能会被意外触发,从而影响带有开关电源的设备(如计算机、电视)或电机(如真空吸尘器)。在这种情况下,建议将H型断路器更换为B型断路器。H10断路器通常可以用B13断路器替换,因为它们具有相同的过载特性。
跳闸特性
断路器不仅按额定电流和设计分类,还按其跳闸特性分类。目前标准化的特性类型有B、C、D、E、K和Z,在表中突出显示。过电流跳闸的两个值表示不跳闸电流(小测试电流)和跳闸电流(大测试电流)。最大跳闸时间适用于跳闸电流。一些制造商为过电流和短路保护的跳闸电流规定了更窄的容差。
| 特性 | 用途和备注 | 跳闸电流(额定电流的倍数) | ||
|---|---|---|---|---|
| 过载触发(热式) | 短路触发(磁式) | |||
| 交流 (50 Hz) | 直流 | |||
| A | 西门子(非标准化);半导体保护;高电源阻抗;类似于 Z | 1.13-1.45 [30°C, 1小时] (高于63 A: 2小时) | 2 - 3 | x 1.5 |
| B | 用于标准线路保护 | 3 - 5 | ||
| C | 用于更高的浪涌电流(机器、灯组),在意大利很常见 | 5 - 10 | ||
| D | 用于高电感或电容负载:变压器、电磁、电容器、开关电源 | 10 - 20 | ||
| E | "Exact(精确)",SMB - 选择性主断路器 | 1.05-1.2 [30°C, 2小时] | 5 - 6.25 | |
| Z | 半导体保护;高网络阻抗 | 符合 EN 60947-2 (VDE 0660-101) 的断路器 1.05-1.2 [20°C, 2小时] 1.05-1.3 [30°C, 1小时] | 2 - 3 | x 1.5 |
| R | 默勒;"rapid(快速)",已废弃;等同于 Z | |||
| K | "Power"(德语 Kraft(动力)), 用于高浪涌电流,灵敏过载触发 | 8 - 14 | ||
| S | 默勒(非标准化);“控制变压器”(德语 ''Steuertransformatoren'’);类似于 D | 13 - 17 | ||
| H | "Household(家用)",约1977年前;高电源阻抗;类似于 A 或 Z;家用替代型号:B | 1.5-2.1 (最高4 A) 1.5-1.9 (6-10 A) 1.4-1.75 (12-25 A) 1.3-1.6 (高于25 A) [25°C, 1小时] | 2 -3 | 3 - 5 |
| L | "Line Protection(线路保护)" (最初为 "Light(灯光)''), 1990年前;替代型号:B;仍作为旋入式改造断路器标准化 | 约 3.5 - 5 | 最大 8 | |
| U | "Universal(通用)" 约1993年前(例如 ABB、默勒、Schrack);常见于奥地利,前身:HG;替代型号:C | 5.5 - 12 | ||
| U | 第二种变体(罕见,例如AEG):过载释放类似于 G | 1.05 - 1.35 [1小时] | 6 - 10 | x 1.5 |
| G | 设备保护(国际 “General”),已废弃;替代型号:C | |||
| V | "Consumer"(德语 Verbraucher(消费者)), 约1990年前(例如 CMC、Weber、ABB);常见于瑞士,已废弃;替代型号:C | 1.5-1.9 (10 A) 1.4-1.75 (16-25 A) 1.3-1.6 (32 A) | 7 - 12 | |
开关容量
断路器必须能够切断高短路电流。开关容量,称为额定短路分断能力 Icn,规范分类如下:
| 开关容量 (230/400VAC 50Hz) | 备注 |
|---|---|
| 3.000 A | 德国和奥地利不允许使用。 |
| 4.500 A | 在意大利用于单相消费者。 |
| 6.000 A | 德国(根据TAB)和奥地利的最小值。 常见于住宅、办公楼和小型企业。 |
| 10.000 A | 用于工业设施。 |
| 15.000 A | 用于工业和特殊情况。 |
| 25.000 A | 高性能MCB和选择性断路器。 |
此外,对短路电流限制有要求。在德国,根据技术连接条件,对于最高32 A的断路器,仅能量限制等级3(选择性等级3,“高要求”)有效,该等级根据VDE 0641具有最高的短路电流限制。
发生短路时,电流(预期短路电流)非常高,仅由网络阻抗(内阻)决定。断路器由于其设计,将短路电流限制在较低值。高能量限制确保了与上游保险丝链路的高选择性,并保护系统免受电磁效应的影响。
功能性
设计
断路器具有塑料外壳。旧版本是圆柱形的,用于替代之前常见的爱迪生螺纹螺旋式保险丝,或用细金属条旋入。现代断路器具有矩形外壳,可以紧密安装在安装轨(DIN导轨)上。
单极断路器目前通常为一个模块(1 TE)宽。一个模块的宽度为18 mm。根据DIN 43880:1988-12标准,设备的安装宽度应在17.5至18.0 mm之间。两极版本的宽度为2 TE、1.5 TE或1 TE。三极和四极断路器相应更宽。也有每极宽度为1.5 TE的断路器。它们通常设计用于80 A至125 A的额定电流和/或具有非常高的分断能力。选择性断路器为1.5 TE宽,旧类型为2 TE。它们安装在中心距为40 mm的母线上。或者,选择性断路器也安装在常规DIN导轨上,但它们不适用于常规的小型配电板。
如果断路器也需要切换中性线,则必须使用特殊的断路器,因为中性线的触点必须迟滞开启且超前关闭。这确保了相线绝不会在没有中性线的情况下切换。
结构
- 用于手动开启/关闭操作的开关手柄。还包含开关状态的可视化指示。
- 用于在故障条件下释放断路器的脱扣机构。
- 用于接通或断开电气连接的开关触点。
- 用于电气连接的终端接口。
- 用于热过载保护的双金属带。
- 由制造商用于设置热脱扣行为的校准螺钉(特性曲线的一部分)。
- 用于高电流(通常是短路电流)的电磁脱扣线圈。
- 用于在中断短路电流期间熄灭电弧的灭弧室。电弧从开启的开关触点 (3) 移动到灭弧室区域,通过分割和冷却将其熄灭。
关闭机制
关闭机制可以通过四种方式触发:
- 过载关闭
- 如果流经断路器的预定标称电流值在较长时间内显著超过,则会发生关闭。关闭的时间取决于过电流的强度;对于大过电流,时间比微小的标称电流偏差要短。双金属带用于通过电流流经时加热产生的弯曲来触发关闭机制(热关闭)。
- 短路导致的电磁关闭
- 如果系统中发生短路,则由于电流驱动的电磁,会在几毫秒内发生关闭。
- 手动关闭
- 电路可以在断路器处手动关闭以进行维护或临时关闭。为此,前面板上有一个拨动开关或释放按钮。
- 通过附加模块关闭
- 对于大多数知名制造商的断路器,有可附加的辅助开关、欠压和过流脱扣装置、剩余电流装置(RCD)、电弧故障检测装置(AFDD)和电机驱动器(自动重合闸),可用于操作断路器。根据断路器的不同,附加模块安装在断路器的右侧或左侧,或在配电板中进行相应的接线。
无受限脱扣
断路器的一个重要特性是无受限的脱扣机制。它确保在短路的情况下,即使操作手柄被操纵或保持在“开启”位置,也会立即脱扣。
复位
过载跳闸后,必须先冷却双金属带,然后才能进行复位。重启所需的手动复位会提醒用户存在潜在问题,并防止自动复位(故障安全)。这可以防止过载设备不受控制地重启或缺陷设备/装置不受控制地重新通电。
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