2.2.2 低压熔断器的主要技术参数
低压熔断器的主要技术参数有时间-电流特性、限流能力和分断能力,是产品说明书中标注的主要参数。时间-电流特性反映过载保护性能;分断能力反映短路保护性能;限流能力反映限制高倍短路电流的能力。最小熔化电流决定时间-电流特性,燃弧时间和限流作用决定分断能力。低压熔断器的主要技术参数如下:
1)熔断器的额定电压,是指熔断器部件(熔断器支持件、熔断体)的额定电压的最低值,一般等于或大于电气设备的额定电压,否则在熔断器熔断时将会出现持续飞弧和被电压击穿而危害电路的现象。熔断器的额定绝缘电压是熔断器支持件的绝缘电压等级,熔体的额定电压是熔断器允许的工作电压等级。
2)熔断器的额定电流,是指熔断器能长期通过的电流,实质上就是熔断体的额定电流,熔断体的额定电流取决于其最小熔化电流,它决定于熔断器各部分长期工作时的容许温升。熔断体的额定电流以A表示,应从下列数值中选用: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。
3)熔断器支持件的额定电流,熔断器支持件的额定电流(以A表示)应从熔断体的额定电流系列中选取。对于“gG”和“aM”熔断器,熔断器支持件的额定电流以配用熔断体的最大额定电流表示。
通常,一个额定电流等级的熔断体可以配用不同额定电流等级的熔体,但熔体的额定电流不得超过与之配合的熔断体的额定电流。
4)熔断体的额定分断能力,熔断器在故障条件下能可靠分断的最大短路电流,是熔断器的主要技术指标之一。从发生短路故障开始到短路电流达到其最大值为止,这段时间的长短,取决于电路的参数,如果熔断器的熔断时间小于这段时间,则电路中的短路电流在它还未来得及达到其最大值之前就已被切断,这时,就称熔断器起了限流作用。换言之,限流作用是在短路电流达到峰值之前动作。限流作用越强,其分断能力就越大。限流作用可以显著地降低对保护对象的电动稳定性和热稳定性的要求。
5)熔断器的使用类别与分断范围,熔断器的使用类别与分断范围用字母表示,见表2-3。
表2-3 低压熔断器的使用类别与分断范围(本表根据GB/T 13539.5—2013摘编)
在表2-3中,第一个字母表示分断范围。“g”熔断体表示全范围分断能力熔断体;“a”熔断体表示部分范围分断能力熔断体。第二个字母表示使用类别,以此规定时间-电流特性、约定分断时间、约定电流和门限。例如,“gG”表示一般用途的全范围分断能力的熔断体。如果特性能承受电动机的起动电流,也常用来保护电动机电路,“gM”表示保护电动机电路的全范围分断能力的熔断体,“aM”表示保护电动机电路的部分范围分断能力的熔断体。“gR、gS”表示保护半导体和导线的全范围分断能力的熔断体;“gU”表示用于一般导线保护的全范围分断能力的熔断体;“aR”表示保护半导体的部分范围分断能力的熔断体。
“gM”熔断体用两个电流值来说明其特性。第一个值In表示熔断体和熔断器支持件的额定电流;第二个值Ich表示门限所规定的熔断体的时间-电流特性。这两个额定值由表明用途的一个字母加以分隔。例如InM Ich表示用以保护电动机电路,并且具有G特性的熔断器。第一个值In表示整个熔断器的最大连续工作电流;第二个值Ich表示熔断体的G特性。
“aM”熔断体用一个电流值In和时间-电流特性来说明其特性。
6)时间-电流特性极限,是以周围空气温度t+20℃为基础。时间-电流特性、时间-电流带与熔断体的结构有关。对于给定的熔断体,它们取决于周围空气温度以及冷却条件。
7)熔断体的截断电流与截断电流特性,在熔断器动作过程中可以达到的最高瞬态电流值称为熔断器的截断电流,由此限制电流达到最大值。截断电流特性由制造商用截断电流曲线给出,如图2-9所示。
例如,某电路额定工作电压为380V、50Hz,短路电流Ik=5kA,预期峰值截断电流Ip=10kA,选用额定电流为16A的RT20系列熔断器,由图2-9可以查出这时的截断电流峰值约为2kA。
在交流情况下,截断电流是非对称程度下所能达到的最大值;在直流情况下,截断电流是在规定的时间常数下所达到的最大值。分断能力是在规定电压下,能分断短路电流大小的能力,对交流,即指交流分量有效值。
8)I2t特性,是预期电流函数的I2t曲线,是熔断体允许通过的I2t(焦耳积分)值,用以衡量在故障时间内产生的热能。通常,熔断器的保护性能在熔断时间小于0.1s时是以I2t特性表征电流选择性,在熔断时间大于0.1s时则用弧前电流-时间特性表征电流选择性。I2t特性用于熔断器与断路器间的选择性配合保护。
图2-9 典型的制造商用截断电流特性曲线