怎样选择合适的直流微型断路器

时间:2020-03-27

什么是微型断路器(MCB)?

微型断路器是一种接通、承载和分断用开关电器,简称微断或MCB。MCB的主要作用是开关电路,并且可以在电路电流超过限制电流时开断电路。通常情况下,MCB可以用隔离开关串联匹配的熔断器来代替,唯一的区别是当熔断器熔断后,需要替换熔芯;而当微断过载开断后,只需要将开关推上复原即可。

图 1 微型断路器内部结构

微型断路器的工作原理

通常,在正常工作条件下,MCB用作用于打开或闭合电路的开关(手动开关)。

在短路或过载情况下,设备会自动跳闸。这就会开断负载电路中的电流并有安全的环境纠正问题。当操作旋钮自动跳至OFF位置时,可以看到跳闸的视觉指示。

自动操作/跳闸MCB可以通过两种方式获得:磁脱扣和热脱扣。

在过载期间,流过双金属片的电流会导致双金属片的温度升高。双金属内温度升高所伴随的热量然后在双金属中引起弯曲,这是由于金属的膨胀所致。偏转释放了跳闸闩锁,使触点分离。

图 2 苏州普兆交流微断

在短路或严重过载的情况下,会更多地用电磁跳闸。在正常工作条件下,弹头由轻弹簧固定在适当的位置。这是因为线圈产生的磁场强度不足以吸引闩锁。当电路中出现问题时,电流流过电路,线圈产生的磁场强度足以拉动将插片固定在适当位置的弹簧,从而移动插片并激活跳闸机构。

大多数MCB结合使用了热脱扣机制和电磁脱扣机制。在两种操作中,当触点开始分离时都会形成电弧。然后通过电弧流道,将电弧强制进入电弧分离器。灭弧板也称为灭弧室。其中,电弧形成为一系列电弧,并且此时,电弧能量被灭弧室吸收并冷却。由此,灭弧室熄灭了电弧。

微型短路器分类

微型断路器主要分为交流微断(AC MCB)和直流微断(DC MCB)。如果仅通过物理参数看MCB,则AC MCB和DC MCB之间的差异仅仅是AC MCB将端子标记为LOAD和LINE端子,而DC MCB的端子上将带有正号(+)或负号(-)。而实际上,与AC MCB相比,DC MCB断开直流电流更加困难。 AC MCB在交流电流过零点的帮助下熄灭,而DC MCB在机械中断或冷却的帮助下熄灭。与AC MCB相比,DC MCB的打开速度更快。两种微断分别又分为有极性(Polarity/Polarized)和无极性(Non-polarity/Non-polarized)两种。

有极性交流微断(Polarity AC MCB)

如果制造商在MCB上标明(Input/输入/Line)标记,则必须将电源放置在“ Input/输入/Line”端子上,将负载放置在“ Load/负载”端子上,MCB才能正常运行。如果连接错误,则当需要时,MCB很可能不会为电路提供预期的保护。

无极性交流微断(Non-polarity AC MCB)

对于无极性交流微断,制造商不在接线端子上做特殊说明,用户可以在任何一侧接电源,在另一侧接负载。

有极性直流微断(Polarity DC MCB)

图 3 直流微型断路器

有极性的直流微断带有标记“ +”和“-”。如果有极性直流微型断路器的连接或接线不正确,则可能会出现问题,并且在过载或短路的情况下,MCB将无法切断电流并熄灭电弧,这可能会导致断路器烧坏了。

有极性直流微型断路器利用小型磁体将电弧从触点拉出,进入灭弧室。如果流过该单元的电流方向相反,则磁体将引导电弧离开灭弧室并进入MCB机构,从而损坏设备。

无极性直流微断(Non-polarity DC MCB)

无极性直流微断没有“ +”和“-”符号标记。这些MCB可以安全地用作负载隔离器,并在出现故障电流时保护电路,无论电路中电流的流向如何。特别是对有储能电池的电路中,电流经常需要根据需要换向,无极性直流微断可以有效地提供保护。

MCB的主要参数

MCB除了常规的额定电压和额定电流外,有三个主要特征:额定过载电流,额定短路电流,脱扣特性曲线。

额定过载电流

当电路中负载太多时,会导致实际电流超过电缆能承受的电流,此时需要MCB切断电源,防止电路中串联的元器件及端子等过热甚至着火。

额定短路电流

电路中某处发生故障时会导致电路短路,此时的电流将达到平时的成百上千倍。MCB需要在极短的时间内断开电源,以免造成电器损坏或着火等事故。因此,要求MCB在额定短路电流之下仍有开断故障电流的能力,并且保证在规定时限内完成动作。

脱扣特征曲线

图 4 MCB脱扣特征曲线

B型MCB

这种类型的MCB当电路电流达到额定电流的三到五倍时立即跳闸。这种MCB通常用于开关浪涌非常小的小型电感性或电阻性负载。因此它们适用于住宅和轻型商业用途

C型MCB

这种类型的MCB当电路电流达到额定电流的五到十倍时立即跳闸。这些MCB通常用于开关浪涌较高的高电感负载,例如在荧光灯和小型电动机中。在浪涌电流下,MCB不允许动作,所以要选择短路电流值更高的C型MCB。因此,它们适用于工业和高电感商业设施。

D型MCB

这种类型的MCB当电路电流达到额定电流的十到二十倍时立即跳闸。它们通常用于非常高的电感负载,在这些负载中,高浪涌电流非常频繁。它们适用于特定和特殊的工业和商业应用。这些设备应用的一些常见示例包括X射线机,UPS系统,大型绕线电动机和工业焊接设备。

其他类型脱扣特征曲线例如A型,K型,Z型等不在此阐述。

以上就是在选择微型断路器时需要了解的内容。