空气开关如此常用，人们已经熟知它的工作性能。但空气开关的几个主要参数之间的关系是什么?该如何使用№它?人们未必清楚。本文↑从应用出发，来讨论空气开关的若干主要参数和使用条件。

　　空气开关，大名叫做¤微型断路器，英文名叫做MicroCircuitBreaker，因此它的符号是MCB。

　　与MCB相关的最主要国家标准有3个，分别是：

　　第一个标准是：GB14048.1《低压开关设备和控♀制设备第1部分：总则》，此标准等同于IEC60947-1;

　　第二个ㄨ标准是：GB14048.2《低压开关设备和控制ξ　设备第2部分：断路器》，此标准等同于IEC60947-2;

　　第三个标准是：GB10963.1《家用和类似场所使用的过电流保护断路器》，此标准等同于IEC60898-1。

　　由于MCB也常常被用在配电室中，因此本文的主要依据是前两个标准♀。

　　方便起见，我以手边最容易◥获取的ABB的线路保护S200技术◣样本为蓝本来展开讨论。

　　S200的技术参数表如下：

　　我们来逐条解释：

　　极数：指MCB能同时开断的线路数。

　　极，英文是Pole，因此极≡的缩写是P。

　　从表中看到，S200的MCB有1P、2P、3P、1P+NA、3P+NA和4P等不同规格。

　　值得注意∩的是：虽然2P和1P+NA看起来似乎都是2极的，但它们的应用条件完全不同。这在本文的后续内容中可以看见。

　　额定电流In：指MCB的额定运行电流或者额定不间断电流。

　　额定电流与MCB自身的运行温【升有关。所谓温升，指的是MCB的运行温度与环境平均温度的差值。温升过高，会损坏MCB的操作性能和绝缘性能》。因此，我们在选用MCB时，一定不能让它的实际运√行电流超过它的额定电流。

　　额定电压Ue：指的是MCB适用的电压等级。

　　这里所指的电压一般是相间电压，即线电压。中国国内大多数电压为交№流50赫兹380V(在变压器或者发电机的端口处空载电压为400V)。对于家⌒　装的MCB，当然是指极间的相电压了。

　　额定绝缘电压▃Ui：指的是MCB额定电压的最大值。

　　标准中把MCB的绝缘能力叫做介电能力，它是衡量MCB内部的各种绝缘件的绝缘品质、各电极之间的安全距离等重要参数的定量值。

　　最大■工作电压Ubmax和最小工作╱电压Ubmin：指能够正常工作的电压区间。对于S200系列MCB来说，它的工▽作电压范围是12Vac~253Vac。(注：ac表示交流电)。

　　下面我们先来看看什么叫做短路电流：

　　下图是我们的居家配电系统：

　　1)我们看到进线主开关是2P的，主开关后方的圆代♂表漏电保护器，它能让主开关跳闸。

　　2)电源进线端的接地系统∑　是TN-C，其中PEN线在入户时ζ　接地，然后分开为N和PE，所以我们家里的接地系统是TN-C-S。

　　3)在我们家里有许多用电设备，我们看到了一台电冰箱。其中当然安装了电动机，也即感性负□　载。

　　现在我们『家配电箱内的主母线发生了短路事故，短路电流波形如下▼图：

　　图中时间轴零点的左侧为正常运行电流，在时刻零发生了短路。

　　由于短路点的线路阻抗很小，因此短路电流剧烈增加。不过，这部分短路电流还是符合正弦〓规则的，因此把它称为短路电流的周期分量或者交流◎分量，符号位Ip;同时，电冰箱等︽用电设备的感性负载又向短路点释放储存在电感内的能量，形成了短路电流的直流分量Ig。直流分量会不断地衰减，因此它还有一个名字：非周期分量。

　　我们看到短路电】流的交流分量和直流分量在短路后一段时间内形〓成了最大值，这个最大值被称为冲击短路电流峰值Ipk。

　　值得注意的是ぷ：Ipk出现的时间是短路后10毫秒，也即0.01秒。

　　国家标准GB14048.1、GB14048.2等都规定，Ipk与短路电流周期分量Ip之比为峰值系数n。

　　由于直流分量是感性负载中的电感储存的能←量形成的，这部分能量有限，当它◥释放完毕后，短路电流中只剩下周期◣分量Ip。因此短路电流的周期分量亦被称为短路电流的稳态值。

　　大家可能要问：我们的居家配电箱内不是安装了主开关MCB吗?它应当会保护我们家的线路吧?

　　确实如此，但MCB从感知线路中出现短路█电流，到开始执行开╲断电路的操作，需要有一段时间。平均地说，最短◣也需要15毫秒的时间。

　　从图中我们看到，MCB在这15毫秒时间里，承受了冲击短路电流峰值Ipk的冲击。

　　由以〒上分析可知，MCB在开断短路电流期间，必须要具有以下几个参数：

　　第一→个参数：承受冲击短路电流峰值Ipk的能力。这个参数又叫做短路接通能力Icm。

　　MCB用Icm短路接通能力来承受冲击短路电流峰值Ipk的冲击，它是MCB参数中不可或缺的重要参数。

　　值得注意的是：Icm与Icu的比值正好等于■冲击短路电流峰值与短卐路电流稳态值的比值。这个比值在GB14048.1和GB14048.2中被称为▽峰值系数n。见下表：

　　表的左侧为短路电流，最右侧为峰值系数n。利用这个表，我们能计算出系统中的短∩路电流峰值，以及MCB的短路接通◆能力(如果参数表中未给的话)。

　　第〗二个参数：开断短路电流稳态值的↙能力。这个参数又叫做额定短路分断能力Icn。

　　第三个参数：开断极限短路电流的能力，它代表着MCB所能开断的最大短路电流，而╳且开断操作完成后，MCB也就一命归☆西。这个参数又叫做额定极限∏短路分断能力Icu。

　　注意它的操作过程：CLOSE(闭合)-OPEN(打开)，接着ξ就是损坏，也即有1个CO。

　　第四个参数：可重复性地开断短路电流★的能力。当MCB开断短路电流后，电路恢Ψ 复正常，MCB也可以正常地合闸工作，并♀可以继续开断下一次的短路电流。这个参数又叫做运行短路分断能力Ics。

　　注意它的操作过程：CLOSE(闭合)-OPEN(打开)-CLOSE(再闭合)-OPEN(再打开)，也即有两个CO。代表着可重复性的开断短路电流。

　　在S200的参数表中，我们看到了如下参数：

　　额定短路(分断)能力Icn：开断短路电流的能力。

　　额↓定极限短路分断能力Icu：也即开断最大短路电流的能力，开断后损『坏，必须更换。

　　额定运行短路分断能力Ics：也即可重复使用的开断短路电流的能力，开断后可继续使用。

　　现在我们来稍许总结一下，把这些电流参数用不等号连接起∞来，如下：

　　In<icn<ics<icu<icm< p=""></icn<ics<icu<icm<>

　　这个不等式如此重要，它是揭开MCB各个电流参数的↘一把钥匙。

　　介①电试验电压：将断路器中所有电子线路都拆除，只剩下主回路部件。当MCB处于开断状态时，我们在它的各个导电部件对安装底座的卡轨(接地体)之间、或者对导电部件与接地体之间施加试验电压。此试验电压代表着MCB绝缘体的绝缘☉能力。

　　我们看到，对于S200来说，介电试验用2000V电压测》试一分钟。有的时候，又把介电试验称为耐压试验。

　　污染等级3级。代表着这台MCB可以用在一般性工业污染条件下工作，并能确保绝缘性能。

　　MCB其实还有很◇多参数，限于篇幅，我只能介绍这几个最主要参数，并请知友们务必对这些参数的意≡义加以重点◤理解。

　　那么我们在选用家装的MCB时应当如何选择呢?

　　1)务必选用同一个品牌的开〖关电器。

　　例如全部使用施耐德的开关■电器，或者全部使用某国产品牌的开关电器，当然也可以全部选⊙用ABB的开关电器。

　　由于同一个品牌开关电器之间的配合关系很容易协调╱，我们能获得最优的工作特性。

　　这里的开关电器包括MCB，还有RCD等等。

　　2)一定要让MCB的短路分断能力满足配电网的短路计算电流要求。

　　一般地，家装配电系统的短路容量∩为6~10kA，因此我们选用的MCB一定要满足这〒项要求。

　　MCB工作的场所〗被称为符合家用或类似用途的用电场所，一般都属于电路的末端，即三级配电设备。这种电路的低压用电设备、保护电器的选择、安装和╳使用所依据的标准是IEC60898。IEC60898对应的国家标准是GB10963《家用或类似用途场所过电流保护断路器》。

　　三级配电设备的线路电压较低，同时用电终端的线路和电器设备易老化，很容易出现过载、短路等危险现象，这恰好是MCB施展拳脚的地◆方。

　　MCB的极限短路分断ζ能力比较低，在应用中可能会出现什么问题呢?看下图：

　　我们知道，电缆♀是有阻抗的，因此电缆能对短路电流进行消幅。一般来说，每经过一段较长的电缆，短路电流能减小10kA。

　　上图中，如果一级配电设备处电力变压器产生的短路电流为30kA，经过了两级电缆连接，三级配电系统的配电设备主进↘线断路器处♀还有30-20=10kA的短路电流，如果我们的MCB分断能力却只有6kA，这显然会出现问题。

　　怎么办呢?这时就要用到后备保护，以及选择『性保护。

　　我们先来点知识贮备，如下：

　　设被MCB保护的对象它的电流是Ib，而MCB的额定电流∮是In，连接到用电设备的电缆允许的持续载流量是Iz，能确保MCB可靠动作的电流是I2，于是有如下关系：

　　例如某冰箱的运←行电流是7.8A，保护它的MCB的额定电流应当大于或者等于此电流;同时，我们还要考虑冰箱▃在发生容许的略微过载时㊣的电流，所以MCB的额定【电流应当略大于冰箱的运行电流。

　　检索MCB额定电流序列，发现其中符合要求的是10A，所以我们就选用In=10A。

　　我们再考虑将电能引至冰箱的电缆，它的载流量Iz如果小于冰箱的运行」电流Ib，这条电缆岂不是一使用就损坏了?所以电缆的载流〓量一定要大于冰箱的运行电流。但MCB的任务不但要保护冰箱，同时也好保护电缆。于是最好的办法是让MCB的额定电流In小于或者等于电缆的载流量Iz。

　　这就ξ　是第一个不等式解释。

　　第二个不等式与电缆的过载←能力有关。由于电缆过载倍率与电缆规格、载流量、使用温度和敷设方式等都有关，这方面的知识量远超本短文的表达极限，故此忽略。

　　如果我们将MCB的可靠动作电流I2小于或者等于电缆载＠流量的1.45倍，这样MCB就能对电缆实ω现较为完善的保护。

　　这就是第二个不等式的解释。

　　MCB在使用时还有几个规定：

　　约定不脱扣电流I1=1.13In，约定不脱扣时间t≥1h(当In≤63A时)或者t≥2h(当In>63A时)。

　　对于末端有单相电动机的场合，MCB对于电动机的过载必须保护，见下图中MCB的过载保护电流I1;另外，MCB的短路保护还要能躲过电动机的起动电流，即下图中黄线的最☆右端的Ip和对应的MCB保护电流I3：

　　有了□　以上技术知识储备，我们就可以来瞧一瞧MCB的脱扣特性了。如下：

　　由此可见，1.13倍的In其实就是MCB留给用电设备的过载容许值。

　　我们来看MCB的四种不同脱扣特性：

　　我们看到B特√性的短路动作范围是◆3~5倍↘额定电流，C特性的短路动作范围是5~10倍额◣定电流。这两种特性适用于我们∩一般的家装环境。比较起来，C特性会更好一些。

　　D特性的短路动作范围是10~20倍额定电流，它适用于居于冲击性的用电负荷保护，例如电动机负载。

　　K特性的短路动作范围是10~15倍额定电流，过载约定不脱¤扣是1.05倍额定电流，电缆过载保护的脱扣是1.45倍额定电流。因此，它更适用于电动机的保护。