
圖中,我們把MCB中用于短路保護的部件叫做磁脫扣器,把MCB中用于過載保護的部件叫做熱脫扣器。
磁脫扣器的核心就是線圈和它的鐵芯。當(dāng)線圈中流過短路電流時,電磁線圈產(chǎn)生的磁場和磁通作用在鐵芯端面的銜鐵上,使得MCB執(zhí)行脫扣跳閘。
至于熱脫扣器,它的核心是雙金屬片。我們設(shè)想雙金屬片的一面是鐵片,另一面是銅片。鐵片和銅片的熱膨脹系數(shù)不一樣,導(dǎo)電性越好,熱膨脹系數(shù)就越高。于是當(dāng)電流流過雙金屬片發(fā)熱體后,雙金屬片發(fā)熱彎曲。等延續(xù)了一段時間后,雙金屬片彎曲的力度和程度足夠時,它推動空氣開關(guān)執(zhí)行脫扣跳閘。
空氣開關(guān)其實是低壓熱磁式斷路器中的一種。我們看下圖,此圖是熱磁式斷路器的結(jié)構(gòu)模式圖:

我們設(shè)斷路器的額定電流是I,斷路器的動作時間t與電流I之間的關(guān)系是:t=f×(K/I)或者t=f×(K/I2), 我們把這個公式中的關(guān)系叫做反時限關(guān)系。我們看到,電流越大,斷路器的動作時間就越短。
我們看下圖:

圖中有4種不同的MCB脫扣特性,即B特性、C特性、D特性和K特性。我們以B特性為例來討論。
我們看到,當(dāng)短路電流小于3倍額定電流In時(3In),空氣開關(guān)的短路保護不動作;當(dāng)短路電流大于3In后,空氣開關(guān)動作。
我們看下圖:

此圖就是上圖中提到的B特性曲線圖,注意過載保護的電流值從1.13In開始。
我們再來看漏電保護器的工作原理。漏電保護器的符號是RCD。我們看下圖:

圖中,我們看到了零序電流互感器的鐵芯,其中穿過了一條相線L和一條中性線N。由于相線電流IL和中性線電流IN的N中大小相等方向相反,即IL+IN=0,所以在正常狀態(tài)下,零序電流互感器鐵芯中不會出現(xiàn)磁通,RCD當(dāng)然不會動作。
當(dāng)發(fā)生漏電時,漏電流Id從地線PE中流出,此時的電流關(guān)系為: IL+Id+IN=(IL+IN)+Id=Id,RCD的鐵芯中出現(xiàn)磁通,它的副邊繞組會產(chǎn)生動作電壓,并驅(qū)動RCD中的操控機構(gòu)動作。操控機構(gòu)的動作推動了與RCD相接的前接MCB,執(zhí)行線路開斷操作。
由此可見,RCD不能獨立,必須與MCB共同組成系統(tǒng),執(zhí)行漏電保護操作。上圖的右圖中,如果用電設(shè)備的外殼未接地,則RCD不會執(zhí)行漏電保護。
對于帶零線的接地系統(tǒng)TN-C,它只有火線和零線,沒有地線。當(dāng)用電設(shè)備發(fā)生漏電時,RCD的零序電流互感器不會產(chǎn)生磁通,因而不會動作。所以,RCD不適用于TN-C接地系統(tǒng)。
不過,當(dāng)人體觸及火線時,由于觸電產(chǎn)生的電流經(jīng)由大地返回電源,使得RCD的零序電流互感器中流過了等效漏電流Id,漏電保護器RCD就會動作。從這個觀點看,RCD還是可以用于TN-C接地系統(tǒng)的。當(dāng)然,在TN-C-S和TN-S接地系統(tǒng)中,RCD的保護在先,防范了人體觸電事故。在TN-C接地系統(tǒng)中,則人體觸電在先,RCD的保護在后。可見,對于TN-C接地系統(tǒng),最好自己構(gòu)建一條地線,構(gòu)成TN-C接地系統(tǒng)下的TT系統(tǒng),確保用電安全。
一般地,對于人身安全防護,漏電動作電流是30毫安;對于防止電氣火災(zāi),漏電動作電流大于100毫安;對于兼有人身安全防護和消防防護,漏電動作電流在30到100毫安之間。
我們看下圖:

給出了RCD的動作電流范圍,從30毫安一直到500毫安,這些不同規(guī)格的RCD可以用于不同的漏電保護情況。
最后,典型的居家配電箱內(nèi)斷路器和漏電保護器是可以安裝在一起的,基本每個家庭都是這樣。
推薦閱讀
空氣開關(guān)過熱保護、過流保護和欠壓保護介紹
為何雙極斷路器的相線端子和N線端子不能互換