突破电气低压电器揭秘系列-微型断路器篇（1）

作者：突破电气产品总监 杜晓牧

关于公司：突破电气，成立于1995年的中关村。数字基础设施关键产品生产商，国家级高新技术企业。为广大用户提供从“电网到芯片”之间的关键数字能源产品（网络能源产品、通信站点能源产品）以及产品全生命周期服务保障 。主营业务为电能管理产品、热能管理产品、信息技术与边缘计算设施产品、智能软件管理产品以及产品全生命周期服务。为来自数据中心基础设施、智慧城市、5G、数字交通、数字制造等领域客户提供优质产品与服务。

前言

继“数据中心技术设施工程师必知必会系列”之后，突破电气产品部门全新推出“低压电器揭秘系列”。该系列将为大家讲解数据中心基础设施内常见的低压电器元器件，涵盖了产品的性能分析、常用标准解读，实践中常见的疑问、应用场景与选型等多方面的内容。让我们一起开启低压电器的揭秘之旅！

微型断路器，英文的专业名词为Miniature Circuit Breaker (MCB)是低压电器产品家族中最为常见的元器件产品。最终用户普遍接触的场景是用于住宅类终端电器的保护，所以有时又被称为家用断路器。如果从这个元器件最初的发明时间算起，断路器的产品至今已有近120年的发展历史。从当前市场上的发展趋势来看，数字化智能化正在给此产品注入全新的发展动力。本文旨在通过对微型断路器的全方位讲解，揭秘低压微型断路器的关键概念和选用要点，带大家深入了解这个产品，体验低压电器应用之美。

低压断路器的发展里程碑

1879年由伟大的发明家托马斯爱迪生提出了断路器产品的一个最初构想。

1900年，格兰维尔·伍兹在此基础上改进了设计，发明了自动断路器产品。

1904年，位于美国费城的卡特制造公司（Cutter Manufacturing Co.）量产了断路器产品。

1925年，NEC组织规定断路器产品是封闭的，且能够在外部操作。

1932年，西屋电气向市场退出了现代模制外壳空气断路器。

1973年，市场上出现了电子脱扣器产品。

微型断路器简介

微型断路器(MCB)是一种可以自动操作的电气开关，包含一个完整的外壳在一个模压绝缘材料。用于保护低压电路免受过载或短路产生的过量电流造成的损坏。即当通过它的电流(MCB)超过设定的值时，自动断开(已连接的电路)。 如有必要，它可以像普通开关一样手动开关在ON和OFF的状态进行切换。简而言之，微型断路器产品具备开关和断路器的双重属性。

微型断路器的额定电流通常最大可达125 A，没有可调节的脱扣特性，在运行中的保护方式采用的是热或者热磁的保护形式。

微型断路器是延时脱扣装置，过电流的大小控制动作时间。 这意味着，只要过载的发生存在足够长的时间以对受保护的电路造成危险，线路保护的机制就会发挥作用。因此，因此，微型断路器对开关浪涌和电机启动电流等瞬态负载不响应。当出现过电流故障时，微型断路器通常被设计为在2.5毫秒内跳闸。在温度上升或过热的情况下，断路器可能需要2秒到2分钟的时间跳闸（取决于线路中的电流水平）。

微型断路器的典型外观如图所示。微型断路器有单极、双极、三极和四极的不同结构。

图1单极、双极、三极和四极结构的APISMOON微型断路器产品

大多数情况下，微型断路器被连接为二极或三极时，这样一条线路的故障将断开整个电路，从而提供完整的电路隔离。在三相电机保护中的单相情况下，此功能将很有帮助。

有些观点认为，微型断路器是比熔断器的更好选择，因为一旦检测到过载，它不需要更换。与熔断器不同的是，微型断路器可以很容易地重置，从而提高了操作的安全性和更大的便利性，而不会产生较大的运行成本。

微型断路器的电气符号标识

在低压电气的设计图纸或电气设备的图纸上通常用如下符号代表微型断路器产品：

图2 微型断路器的符号标识

微型断路器的工作原理

微型断路器有两种操作方式。 一种是过流的热效应，另一种是过流的电磁效应。 微型断路器的热操作是通过双金属片实现的，每当连续的过流通过微型断路器时，双金属片就会受热并因弯曲而偏转。

双金属片的这种偏转释放了机械闩锁。 由于该机械闩锁连接到操作机构，因此会打开微型断路器触点。

这就是对微型断路器工作原理的简单说明。但在短路情况下，电流的突然上升会导致与 微型断路器的脱扣线圈或螺线管相关的柱塞发生机电位移。柱塞撞击脱扣杆，导致锁扣机构立即松开，从而打开断路器触点。

图3微型断路器脱扣工作原理图示（上图-正常状态;下图-过电流状态）

APISMOON曦月系列微型断路器

突破电气的APISMOON曦月系列微型断路器，包括交流微型断路器GA6-63、GA10-63系列和直流微型断路器GD10-63 系列。可广泛适用于IDC数据中心及类似环境的交直流供配电系统。