熔断器与断路器分类知识原理与作用（上传时间：2008-4-22 点击：37）熔断器其实就是一种短路保护器，广泛用于配电系统喝控制系统，主要进行短路保护或严重过载保护。
熔断器一种简单而有效的保护电器。
在电路中主要起短路保护作用。
熔断器主要由熔体和安装熔体的绝缘管(绝缘座)组成。
使用时，熔体串接于被保护的电路中，当电路发生短路故障时，熔体被瞬时熔断而分断电路，起到保护作用。
常用的熔断器（1）插入式熔断器如图1所示，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。
图1 插入式熔断器1-动触点 2-熔体 3-瓷插件 4-静触点 5-瓷座（2）螺旋式熔断器如图2所示。
熔体上的上端盖有一熔断指示器，一旦熔体熔断，指示器马上弹出，可透过瓷帽上的玻璃孔观察到，它常用于机床电气控制设备中。
螺旋式熔断器。
分断电流较大，可用于电压等级500V及其以下、电流等级200A以下的电路中，作短路保护。
图2 螺旋式熔断器1-底座 2-熔体 3-瓷帽（3）封闭式熔断器封闭式熔断器分有填料熔断器和无填料熔断器两种，如图3和图4所示。
有填料熔断器一般用方形瓷管，内装石英砂及熔体，分断能力强，用于电压等级500V以下、电流等级1KA以下的电路中。
无填料密闭式熔断器将熔体装入密闭式圆筒中，分断能力稍小，用于500V以下，600A以下电力网或配电设备中。
图3 无填料密闭管式熔断器1-铜圈 2-熔断管 3-管帽 4-插座 5-特殊垫圈 6-熔体 7-熔片图4 有填料封闭管式熔断器1-瓷底座 2-弹簧片 3-管体 4-绝缘手柄 5-熔体（4）快速熔断器它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。
5）自复熔断器采用金属钠作熔体，在常温下具有高电导率。
当电路发生短路故障时，短路电流产生高温使钠迅速汽化，汽态钠呈现高阻态，从而限制了短路电流。
当短路电流消失后，温度下降，金属钠恢复原来的良好导电性能。
自复熔断器只能限制短路电流，不能真正分断电路。
其优点是不必更换熔体，能重复使用。
工作时，熔断器串连在被保护的电路中。
当电路发生短路或严重过载时，熔断器中的熔断体将自动熔断，起到保护作用，最常见的就是保险丝。
另外还有断路器,俗称"空气开关",也是一种短路保护器,当过流时,它会自动跳闸,起到保护作用;熔断器、断路器都是保护电器。
但它们不是一样.断路器是总称，它分为两种——框架式断路器和塑料外壳式断路器。
框架式断路器俗称万能断路器；塑料外壳式断路器俗称空气开头。
他们具有短路和过载保护，可重复使用。
寿命一般在几千次到几万次。
熔断器是靠熔体熔化保护线路的一种电器，不可重复使用。
保护以后需要更换熔体。
熔断器与断路器的区别:他们相同点是都能实现短路保护，熔断器的原理是利用电流流经导体会使导体发热，达到导体的熔点后导体融化所以断开电路保护用电器和线路不被烧坏。
它是热量的一个累积，所以也可以实现过载保护。
一旦熔体烧毁就要更换熔体。
断路器也可以实现线路的短路和过载保护，不过原理不一样，它是通过电流底磁效应（电磁脱扣器）实现断路保护，通过电流的热效应实现过载保护（不是熔断，多不用更换器件）。
具体到实际中，当电路中的用电负荷长时间接近于所用熔断器的负荷时，熔断器会逐渐加热，直至熔断。
像上面说的，熔断器的熔断是电流和时间共同作用的结果起到对线路进行保护的作用，它是一次性的。
而断路器是电路中的电流突然加大，超过断路器的负荷时，会自动断开，它是对电路一个瞬间电流加大的保护，例如当漏电很大时，或短路时，或瞬间电流很大时的保护。
当查明原因，可以合闸继续使用。
正如上面所说，熔断器的熔断是电流和时间共同作用的结果，而断路器，只要电流一过其设定值就会跳闸，时间作用几乎可以不用考虑。
断路器是现在低压配电常用的元件。
也有一部分地方适合用熔断器，熔断器具有“反时限”保护特性，即当故障电流较小时，熔断器熔断的时间较长，当故障电流较大时，熔断器熔断的时间较短；熔断器的保护是一条曲线，对应每一个超过额定电流1.5倍的故障电流，均有一个熔断时间，因而熔断器是一个兼有若干个过流，又兼有若干个速断的保护元件。
而空气开关大多只能设定速断值，即便是进口的先进空开，也只能设定几个“点”，对这几个点设定保护定值，不能作到全曲线，即每个点的保护。
需要保护特性好的场合就不能替代。
熔断器一般灭弧能力较强，所带设备一般不需要校验动、热稳定性。
而空气开关所带设备不但应校验动、热稳定性，就是空气开关本身也应进行动、热稳定性校验。
（注：应该的事不一定能作到，家用等场合一般短路电流较小，人们大多省了此步，但这也是个别地方短路后烧空开的因素之一）可见，在短路电流较大的地方，就不能替代。
熔断器一般成本低廉，安装简便，维修检查方便，一目了然，本身不会出现什么问题。
而空开相对来说成本较高，结构相对复杂，问题若出在内部，大多情况常人不能维修，只能更换，故好多人不愿选用。
但熔断器的熔丝一旦烧断，就应更换新熔丝，不可恢复，相对增加了成本。
而空开动作后，只要故障排除，再将空开投入即可。
故空开应用起来较方便，也是有经济实力的人选用的原因就12kV环网系统中负荷开关－熔断器保护的主要作用机理和选用问题进行了分析探讨。
关键词：负荷开关；熔断器；环网柜1引言在12kV环网系统中，环线馈线与变压器馈线间隔均采用具有接通、隔离和接地功能的三工位负荷开关，变压器馈线间隔还增加限流熔断器来提供保护。
经过国外长时间的动作考验已证明，这是一种简单、可靠而又经济的配电方式[1]。
负荷开关是一种操作电器，用于分合额定负荷电流，具有结构简单、价格便宜的特点，但不能开断短路电流。
熔断器为保护电器，可开断短路电流。
两者有机结合起来，就可满足配电系统各种正常和故障下运行操作及保护的要求。
12kV环网柜中大量使用的负荷开关－熔断器组合装置，把对电器要求的操作与保护两种功能分别由两种简单、便宜的元件来实现，即用负荷开关来完成大量的负荷合分操作，而用熔断器来发挥对极少发生的短路的保护作用[1]。
这样，既省却了对复杂、昂贵的断路器的要求，又可满足实际需要。
212kV环网中的应用（1）切空变性能：环网柜的负荷各类绝大部分为配电变压器，其容量一般不大于1250kV A，极少达1600kV A，配变空载电流一般约为额定电流的2%，较大的配变空载电流较小。
切空变时，如开关的灭弧能力较强，而灭弧方式又为外能式，在开断小电流时，会出现电流过零前强制熄弧、电流截断现象，产生截流过电压，其值与截断电流水平Io和线路特征阻抗Z成正比。
若采用断路器，因其灭弧能力是按开断短路电流设计的，在开断空变小电流时，容易发生强制熄弧，产生截流过电压；而负荷开关是按切小电流设计的，切空变时不会遇到困难。
按IEC265，负荷开关应具有开断1250kV A空变的能力，对12kV电压等级，该电流不超过2A。
现环网柜负荷开关切空变能力已达16A，远超过这一要求。
实际上，在环网配电中，分合有载或无载变压器的任务由负荷开关完成，而开断短路电流则由熔断器和环网首端的断路器完成。
因此，可以认为这是充分考虑了各种电器的作用和应用场合之后的一种很好的搭配方式。
（2）配电变压器的保护：对保护配电变压器，特别是油浸变压器，采用负荷开关－熔断器组合，较采用断路器更为有效。
国际大电网会议提供的资料表明，当油变压器发生短路故障时，电弧引起的压力升高，随着压力进一步上升，会导致箱体变形、开裂。
若要使箱体不破坏，必须在20ms内切除故障，但如采用断路器，因有继保，再加上自身的动作时间和熄弧时间，全开断时间一般不会少于60ms，这就不能有效地保护变压器；而限流熔断器具有速断功能，再加上其限流作用，可在10ms之内切除故障并限制短路电流值，可以有效地保护变压器。
因此，在这种运行方式中，应采用限流熔断器作保护电器，即使负荷为干式变压器，因熔断器保护动作快，也比用断路器好。
（3）继保的配合：在大多数情况下，没有必要在环网柜中采用断路器[2]，这是因为环网配电网络首端断路器（即110kV或220kV变电站的12kV馈出线断路器）的保护设置一般为：速断0s，过流0.5s，零序0.5s。
若环网柜中采用断路器，即使整定为0s动作，由于断路器固有动作时间的分散性，也很难保证不是上级断路器首先动作。
（4）其它设备：限流熔断器可对其后所接设备，如变压器，CT，电缆等提供保护。
后备式限流熔断器的保护范围为从最小熔化电流I3（通常为熔断器额定电流的2~3倍）到最大开断电流I1之间。
限流熔断器的A－s特性一般为陡峭的反时限曲线，短路发生后，可在很短的时间内熔断，切除故障。
限流熔断器对变压器的保护作用是众所周知的，现举例说明其对CT的保护作用。
以VM6和SM6系列环网柜为例，其内CT最小热稳定电流Ith=80IN （IN为CT一次侧额定电流），动稳定电流Idyn=2.5Ith。
设欲保护的配电变压器为315kV A，10/0.4kV；选用熔断器40A，CT20/5。
可知CT的Ith=80IN=1.6kA，Idyn=2.5Ith=4kA。
考虑较大短路电流情况，短路电流达20kA（实际不会这么大，20kA已相当于110kV 或220kV变电站的12kV馈出线端口短路），但在短路电流未达20kA，查熔断器的A－s曲线，在约240A，0.01s时，熔断器切断故障，且限流熔断器还将预期20kA（有效值）的短路电流峰值限制在约3.2kA（查熔断的限流曲线）。
即使在这种情况下，CT的动热稳定电流也已足够，限流熔断器可对CT提供可靠的保护。
熔断器也可用来保护电缆。
为避免电缆破坏，原则上要求电缆的最大持续运行电流Ic 小于或等于它的载流容量Iz，同时为了让最大持续运行电流通过，熔断器必须有相等或更高的额定电流IN，而为了提供合适的保护，熔断器额定电流又不能超过电缆的载流容量，即：Ic≤IN≤Iz。
在限定时间内，电缆可承受一定的过载，即电流可大于Iz。
理想的熔断器保护应使它在电缆承受的时间以内动作。
严格讲，为消除可能的破坏，熔断器的最小熔化电流应稍小于下级电缆的载流容量。
3结语负荷开关－熔断器组合方式可以很好地应用于环网配电方式中，起到操作和可靠保护的作用，并具有结构简单、价格低廉、更换维修方便的优点。
转自工业电器网（）。
