断路器是一种开关，当电流对所保护的电路变得危险时，它会自动断开，并且可以像可复位装置一样重置，而不是像保险丝那样更换。在工业低压安装中，您会遇到三大类：小型断路器（MCB）、塑壳断路器（MCCB），以及用于最大电流的绝缘外壳断路器和空气断路器（ICCB / ACB）。本实用指南将解释它们之间的区别、脱扣单元的作用、哪些额定值很重要，以及在订购替换品之前如何阅读断路器标签。
断路器如何保护电路
每个断路器必须完成三件事：在不产生过热的情况下承载正常负载电流、检测异常电流，并足够快地打开触点，以安全地切断该电流。它涵盖两种故障：
- 过载：电流略高于额定值并持续时间过长，例如输送带卡住或一个电路上的负载过多。断路器会在延迟后脱扣，延迟时间随过载程度的增大而缩短。
- 短路：由导体之间或对地故障引起的极高电流。断路器必须几乎瞬间脱扣，并熄灭触点间的电弧。
决定何时脱扣的断路器部分是脱扣单元（或释放机构）。实际切断电流的部分是带有电弧灭弧室的触点系统。断路器在不被损坏的情况下切断故障的能力是其断开容量（IEC）或中断额定值（UL/CSA）。
三大家类一览
| 类别 | 典型电流范围 | 安装方式 | 脱扣单元 | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|
| MCB（小型） | 从几安培到约 100-125 A | DIN 导轨或插装式配电板 | 固定式热磁脱扣，B、C、D 型... | 控制电路、照明、插座、小型电机、配电板负载 |
| MCCB（塑壳） | 从约 15 A 到几千安培，按框架大小 | 板装、螺栓固定或插装，有时可抽拉 | 热磁式（固定或可调节）或电子式 | 馈线、机器主电源、电机电路、配电盘 |
| ICCB / ACB（绝缘外壳 / 空气） | 大框架，通常为几百到几千安培 | 固定式或抽拉式，用于开关柜和配电柜 | 电子式，完全可调节，通常带有计量和通信功能 | 用电入口、主配电柜、大型馈线、发电机断路器 |
范围是典型值，因制造商和系列而异；请查看制造商的数据。
小型断路器（MCB）
MCB 是小型模块化断路器，在 DIN 导轨上通常每极宽 18 mm。它们的脱扣特性是固定的：额定电流和曲线字母（B、C、D，以及某些产品上的 K 或 Z）在出厂时已设定。曲线定义了磁脱扣阈值，即额定电流的倍数，因此在预计有中等浪涌电流的地方使用 C 型曲线断路器，而在对浪涌电流敏感的变压器或电机上使用 D 型曲线断路器。详情请参阅 小型断路器脱扣曲线 B、C 和 D 详解。
在北美，请检查 DIN 导轨设备是支路断路器还是补充保护器：请参阅 支路断路器（UL 489）与补充保护器（UL 1077）。
塑壳断路器（MCCB）
MCCB 的机构和触点封闭在模制绝缘外壳中。它基于框架（外壳和触点系统）构建，有多种尺寸，每个框架都支持一定范围的电流额定值。许多 MCCB 提供可调节设置和附件，如旁路脱扣器、欠压释放器、辅助和报警触点、电机驱动器以及用于门安装的旋转手柄。
绝缘外壳和空气断路器（ICCB / ACB）
在范围的顶端，断路器设计为可维护，通常是安装在开关柜中的抽拉式单元。在 IEC 规范中，这些是符合 IEC 60947-2 标准的空气断路器。在北美，绝缘外壳断路器与 MCCB 一样按照 UL 489 进行评估，而低压电力断路器则遵循 UL 1066 和 ANSI/IEEE C37 系列。这些大型断路器通常具有储能弹簧机构、电子脱扣单元和短时耐受额定值，允许下游断路器先行清除故障。
三大家类断路器一览（典型范围）。
脱扣单元：热磁式与电子式
热磁式
双金属片随负载电流加热并弯曲，直到释放锁扣：这就是过载（热）元件，具有反时延。当电流超过高阈值时，线圈或磁轭会立即拉动锁扣：这就是短路（磁）元件。在 MCB 上两者都是固定的；在 MCCB 上，热设置有时磁设置可以在前面进行调节。
电子式
电流互感器测量电流，小型处理器将其与可编程设置进行比较。通常的保护功能以字母命名：
- L（长延时）：过载保护，设置为 Ir，并带有时间带。
- S（短延时）：延迟短路保护，设置为 Isd，并带有延迟，用于选择性保护。
- I（瞬时）：无延迟短路保护，设置为 Ii。
- G（接地故障）：接地故障电流保护，设置为 Ig。
描述为“LSI”或“LSIG”的脱扣单元具有这些功能。电子单元提供更精确的设置，对环境温度的敏感度较低，并且在许多型号上还提供电流计量和脱扣历史记录。
热磁式与电子式（LSI）脱扣特性的示意图。
您需要了解的额定值
| 符号 | 含义 | 常见位置 |
|---|---|---|
| In | 额定电流：断路器在参考条件下连续承载的电流 | 所有断路器 |
| Ir | 可调节断路器上的长延时（过载）设置，通常为 In 的一部分 | MCCB、ACB |
| Icn | IEC 60898-1 下家用型 MCB 的额定短路容量 | MCB |
| Icu | IEC 60947-2 下的额定极限短路切断容量：断路器可切断的最大故障，之后可能需要更换 | MCB、MCCB、ACB |
| Ics | 额定服务短路切断容量：断路器可切断故障后仍能保持在役的容量，以 Icu 的百分比表示 | MCB、MCCB、ACB |
| Icw | 额定短时耐受电流：断路器可在规定时间内承载故障电流而不脱扣，用于选择性保护 | ACB 和一些大型 MCCB |
| Ue、Ui、Uimp | 额定运行电压、绝缘电压和耐冲击电压 | IEC 额定断路器 |
| 中断额定值（V 下的 kA） | UL/CSA 短路中断额定值，给出每个标记电压 | 北美断路器 |
有两个点经常被忽略。首先，切断容量取决于电压：同一断路器在 480 V 下的 kA 额定值通常低于 240 V。其次，中断额定值必须至少等于断路器安装点处的预计短路电流。如果您不确定该电流是多少，请咨询负责安装短路研究的人员。
框架尺寸与额定值
框架尺寸（或框架额定值）是框架可承载的最大电流额定值。例如，一个 250 A 框架可能提供从该值的一部分到 250 A 的脱扣额定值。在 UL 目录中，框架通常是目录号内部的一个字母或系列代码；在 IEC 目录中，它可能显示为额定不间断电流（Iu）或框架标识。当您替换断路器时，框架关系到物理适配（安装、接线端、手柄、附件），而额定值关系到保护。仅匹配其中之一是不够的。
如何阅读断路器标签
- 制造商和完整目录号。 这是其他一切的关键。完整复制它，包括后缀：它们通常编码了脱扣单元、接线端、电压或批准。
- 极数（1、2、3 或 4）以及中性线是否受保护。
- 额定电流 In，或脱扣单元额定值及其调节范围。
- 曲线字母（MCB 上的 B、C、D...）。
- 电压额定值：交流和/或直流、最大电压、频率。
- 短路额定值：IEC 的 Icn 或 Icu/Ics，UL/CSA 的每个电压下的 kA。
- 标准和标志：IEC 60898-1、IEC 60947-2、UL 489、UL 1077、CSA C22.2 No. 5 等。
- 接线端：线径范围、铜或铝、紧固扭矩、相线和负载线标记。
- 参考温度用于热校准，这会影响高温机柜中的实际脱扣点。
电气设备的工作必须由具备资质的人员按照适用的电气规范和制造商的说明进行。
关键要点
- MCB 是用于控制和配电电路的小型固定设置断路器；MCCB 涵盖馈线和机器主电源，并提供可调节选项；ICCB/ACB 单元保护最大的电路。
- 热磁脱扣单元简单且固定或半可调节；电子脱扣单元提供 L、S、I 和 G 设置。
- 检查 In、曲线或设置、电压以及安装电压下的短路额定值。
- 框架尺寸和电流额定值是两回事。
- 始终按照标签上显示的完整目录号订购。
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