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当前位置:电子发烧友网 > 图书频道 > 电气 > 《电机及控制技术》 > 第5章 常用低压电器

第3节 熔断器

熔断器是一种主要用作短路保护的电器。由于它具有结构简单、价格便宜、使用维护方便等优点,因此得到广泛应用。

一、结构和工作原理  

(一)结构

熔断器一般由熔断体和底座组成。熔断体主要包括熔体、填料(有的没有填料)、熔管、触刀、盖板、熔断指示器等部件。熔断器结构图如图5—10所示。

图5—10   有填料密闭管式熔断器

熔体是熔断器的主要组成部分,常用做成丝状、片状或栅状。熔体的材料通常有两种,一种是由铅、铅锡合金或锌等低熔点材料制成,多用于小电流电路;另一种是由银、铜等较高熔点的金属制成,多用于大电流电路。熔管是熔体的保护外壳,用耐热绝缘材料制成,在熔体熔断时兼有灭弧作用。熔座是熔断器的底座,作用是固定熔管和外接引线。

(二)工作原理

熔断器使用时利用金属导体作为熔体串联在被保护的电路中,当电路发生过载或短路故障时,通过熔断器的电流超过某一规定值时,以其自身产生的热量使熔体熔断,从而自动分断电路,起到保护作用。

熔断器对过载反应是很不灵敏的,当电气设备发生轻度过载时,熔断器将持续很长时间才熔断,有时甚至不熔断。因此,除在照明电路中外,熔断器一般不宜用作过载保护,主要用作短路保护。

二、常用的低压熔断器

熔断器按结构形式分为半封闭插入式、无填料封闭管式、有填料封闭管式和自复式四类。

(一)RClA系列插入式熔断器(瓷插式熔断器)

1.型号

2.结构

RClA插入式熔断器是将熔丝固定用螺丝固定在瓷盖上,然后插入底座,它由瓷座、瓷盖、动触点、静触点及熔丝五部分组成,其结构如图5—11所示。

图5—11   RC1A 系列插入式熔断器

3.用途

RC1A系列插入式熔断器一般用在交流50HZ、额定电压380V及以下,额定电流200A及以下的低压线路末端或分支电路中,作为电气设备的短路保护及一定程度的过载保护。

(二)RLl系列螺旋式熔断器

图5—12   RLl系列螺旋式熔断器

a)外形;b)结构

1.结构

RLl系列螺旋式熔断器属于有填料封闭管式,其外形和结构如图5—12所示。它主要由瓷帽、熔断管、瓷套、上接线座、下接线座及瓷座等部分组成。

当熔断器的熔体熔断的同时,金属丝也熔断,弹簧释放,把指示件顶出,以显示熔断器已经动作。透过瓷帽上的玻璃可以看见。熔体熔断后,只要旋开瓷帽,取出已熔断的熔体,装上与此相同规格的熔体,再旋入瓷座内即可正常使用,操作安全方便。

2.用途

RLl系列螺旋式熔断器广泛应用于控制箱、配电屏、机床设备及振动较大的场合,在交流额定电压500V、额定电流200A及以下的电路中,作为短路保护器件。

(三)RMl0系列无填料封闭管式熔断器

1.型号

2.结构

RMl0系列无填料封闭管式熔断器主要由纤维管、变截面的锌熔片、夹头及夹座等部分组成。RMl0型熔断器的外形与结构如图5—13所示。这种结构的熔断器具有以下两个特点:一是采用变截面锌片作熔体,将熔片冲制成宽窄不一的变截面是为了改善熔断器的保护性能;二是采用纤维管作熔管,当熔片熔断时,纤维管内壁在电弧热量的作用下产生高压气体,压迫电弧,加强离子的复合,从而改善了灭弧的特性,使电弧熄灭。

图5—13   RMl0系列无填料封闭管式熔断器

a)外形;b)结构

3.用途

RMl0系列无填料封闭管式熔断器适用于交流50Hz、额定电压380V或直流额定电压440V及以下电压等级的动力网络和成套配电设备中,作为导线、电缆及较大容量电气设备的短路和连续过载保护。

(四)RT0系列有填料封闭管式熔断器

1.型号

2.结构

RT10系列有填料封闭管式熔断器主要由瓷熔管、栅状铜熔体和触点底座等部分组成,其外形与结构如图5—14所示。

图5—14   RT0系列有填料封闭管式熔断器

a)熔体;b)熔管;c)熔断器;d)绝缘操作手柄

RT0型熔断器的熔体是栅状紫铜片,中间用锡桥连接,即在栅状紫铜熔体中部弯曲处焊有锡层。具有引燃栅,由于它的等电位作用可使熔体在短路电流通过时形成多根并联电弧,熔体上还有若干变截面小孔,可使熔体在短路电流通过时在截面较小的地方先熔断,形成多段短弧。在熔体周围填满了石英砂,由于冷却和狭沟的作用使电弧中的离子强烈复合,迅速灭弧。这种熔断器的灭弧能力很强,具有限流的作用,即在短路电流还未达到最大值时就能完全熄灭电弧。又由于在工作熔体(铜熔丝)上焊有小锡球,锡的熔点(232℃)远比铜的熔点(1083℃)低,因此在过负荷电流通过时,锡球受热首先溶化,铜锡分子互相渗透而形成熔点较低的铜锡合金,使铜熔丝也能在较低的温度下熔断,这称为“冶金效应”。由于这种特性,使熔断器在过负荷电流或较小的短路电流时动作,提高了保护的灵敏度。该系列熔断器配有熔断指示装置,熔体熔断后,显示出醒目的红色熔断信号。当熔体熔断后,可使用配备的专用绝缘手柄在带电的情况下更换熔管,装取方便,安全可靠。

3.用途

RT0系列有填料封闭管式熔断器是一种大分断能力的熔断器,广泛用于短路电流较大的电力输配电系统中,作为电缆、导线和电气设备的短路保护及导线、电缆的过载保护。

(五)快速熔断器

快速熔断器又叫半导体器件保护用熔断器,主要用于硅元件变流装置内部的短路保护。由于硅元件的过载能力差,因此要求短路保护元件应具有快速动作的特征。快速熔断器能满足这种要求,且结构简单,使用方便,动作灵敏可靠,因而得到了广泛应用。快速熔断器的典型结构如图5—15所示。

图5—15   快速熔断器的典型结构图

(六)自复式熔断器

常用熔断器的熔体一旦熔断,必须更换新的熔体,这就给使用带来不便,而且延缓了供电时间。近年来,出现重复使用一定次数的自复式熔断器。

自复式熔断器是一种限流电器,其本身不具备分断能力,但是和断路器串联使用时,可以提高断路器的分断能力,可以多次使用。其结构如图5—16所示

图5—16    自复式熔断器结构图

自复式熔断器的熔体是应用非线性电阻元件(如金属钠等)制成,在常温下是固体,电阻值较小,构成电流通路。在短路电流产生的高温下,熔体气化,阻值剧增,即瞬间呈现高阻状态,从而能将故障电流限制在较小的数值范围内。

各种熔断器在电路图中的符号都如图5—17所示。

图5—17  熔断器的符号