产品资讯汇聚，低压电器中热继电器，熔断器，断路器分别有什么区别，它们各自的作用是什么？

这个问题我有兴趣，我来探讨一番。

1.断路器、熔断器和热继电器的工作原理

断路器的用途是合分电路，并且实现电路的过载保护和短路保护，顾名思义就是切断过载电流和短路电流。

关于断路器的保护特性和主要技术参数，可见我的这篇帖子：

熔断器的用途是执行短路保护并切断短路电流，一般不用作过载保护。

关于熔断器的保护特性，可见我的这篇帖子：

关于热继电器，它的内部有双金属片，能执行过载保护和缺相保护。

我们看下图，此图是我上低压电器课时的PPT摘录：

有了这些基础知识，我们就可以来讨论断路器、熔断器和热继电器的运用知识了。

2.断路器、熔断器和热继电器的综合运用知识

通过上述解释，我们已经知道断路器具有过载保护和短路保护能力，熔断器仅具有短路保护能力，而热继电器具有过载保护能力。

值得注意的是：热继电器自身不能开断电路，必须通过交流接触器来执行。

（1）关于主动元件和被动元件

基本概念之一：能够主动地切断短路电流的开关电器叫做主动元件，在一定时间内被动地承受短路电流冲击的元件叫做被动元件。

断路器和熔断器是主动元件，热继电器是被动元件，交流接触器当然也是被动元件。

事实上，隔离开关、电流互感器、隔离变压器等等都是被动元件，配电系统的导线、电缆和母线也是被动元件。

（2）当发生短路时，断路器和熔断器切断短路电流的时间不同，熔断器要快得多

我们看短路电流波形，如下：

当发生短路时，断路器开断故障线路需要一定的时间，一般在20毫秒到100毫秒之间，我们可以从断路器安秒特性的短路瞬时I参数最小动作门限看出来。我们从图5看到，短路电流的峰值（冲击短路电流峰值Ipk）出现在短路后10毫秒，故采用断路器执行短路保护的线路中，主动元件和被动元件都必须承受冲击短路电流峰值Ipk的冲击。

开关电器抵御最大短路电流冲击的能力参数叫做短路接通能力Icm。不管是断路器还是隔离开关都具有这个参数。

短路电流的稳态值叫做Ik，它其实就是图5中的短路电流周期分量（又叫做短路电流交流分量）Ip。Ipk与Ip之比叫做峰值系数n，在国家标准GB14048.1-2012《低压开关设备和控制设备 第1部分：总则》和GB14048.2-2008《低压开关设备和控制设备 第2部分：断路器》中对峰值系数有明确的定义：

图6中可见峰值系数n与短路电流（试验电流）的关系。

对于断路器而言，它的Icm>Ipk，它的极限短路分断能力Icu>Ik，故知：Icm=nIcu。这就是断路器的有关短路保护的参数之间的关系。

断路器的短路接通能力Icm表征了触头的特性。当触头流过大电流后，动、静触头之间会产生霍姆斥力，它会把触头斥开，接着又返回。由于触头真正开断要20毫秒以后，故触头因为霍姆斥力斥开后会产生电弧烧蚀作用，严重时造成断路器触头熔焊，继而影响到断路器的开断。所以，我们又把Icm叫做动稳定性。

注意1：这里所指的断路器短路保护参数不是用来保护线路的，而是保护断路器自己，也即断路器对短路电流冲击的承载能力。

当发生短路时，熔断器的熔断保护时间短于5毫秒，远快于断路器。因此，熔断器具有限制短路电流的能力。在熔断器的应用参数中，我们用截断电流Ic（或者遮断电流）来表示它的截断能力。我们看下图：

图7的横坐标是预期短路电流，纵坐标是截断电流。图7中的100A额定电流熔断器，当发生50kA的短路时，它的截断电流是12kA，且在短于5毫秒的时间内完成。

注意2：截断电流以及限流能力是熔断器区别于断路器的最大不同。

注意3：正因为有了截断电流，所以熔断器开断短路电流的能力高于普通的配电型断路器。

注意4：断路器也有专门的限流型产品。对于限流型断路器，断路器承受短路电流热冲击能力（热稳定性）的参数Icw失效。

由此可见，熔断器与断路器，在运用条件上是不同的。

当预期短路电流的值较大且超过断路器的极限短路分断能力Icu时，我们常常在断路器的前方串接熔断器，构成后备保护。当发生较大的短路电流冲击时，熔断器在5毫秒以内先熔断，以保护后接的断路器。

（3）对于电动机主回路，它的三元件（断路器、交流接触器、热继电器）线路保护关系

我们看下图：

在图8的左侧，我们看到了电动机主回路元器件，分别是断路器QF、交流接触器KM和热继电器KH。

注意5：图8左图主回路断路器QF的符号下方有三个圆弧，它们表示三相的磁脱扣器。由于没有热脱扣器，故图8所示的断路器叫做单磁断路器，专用于保护电动机。

当电动机起动时，电动机的起动冲击电流Ip可达10到14倍额定电流，起动电流可达4到8.4倍额定电流（一般按6倍额定电流计算）。因此，断路器的短路瞬时保护I参数门限一般取值为12倍电动机的额定电流Imn。又因为断路器瞬时保护I参数最大可调范围是10倍额定电流，我们把12除以10，得到1.2倍，可知断路器的额定电流取值为电动机额定电流的1.15到1.25倍。

注意6：因为断路器的过载保护与热继电器的过载保护重叠，故用于电动机回路的断路器可去除掉过载保护的热脱扣器，只剩下短路保护的磁脱扣器。我们把这种断路器叫做单磁断路器，它专用于电动机回路。

对于热继电器，它的额定电流也按电动机额定电流的1.15倍选取。

下图是预期短路电流为36kA电动机采取直接起动方式时，ABB的电动机主回路三元件的选配表：

图9中，断路器型号中的MF表示单磁断路器的磁脱扣器电流动作门限值不可调，MA表示可调。

图9中，我们看到了热继电器过载保护最大值以及它的可调范围。

那么热继电器在国家标准中是否有对应的过载保护动作倍率？当然有，见GB14048.4：

对于一般的电动机，热继电器采用10脱扣级别，我们看到电机的起动时间不超过10秒。对于重载起动的电动机，其起动时间长，为了避免与过载电流相混淆，热继电器采用30脱扣级别，我们看到起动时间不超过30秒。

由图10看到，热继电器的动作特性与断路器和熔断器完全不同。

（4）电动机保护中断路器与交流接触器之间的关系

我们已经知道，断路器是主动元件，交流接触器是被动元件。当断路器切断短路电流时需要一定的时间，而这段时间内接触器的触头有可能发生熔焊。

国家标准GB14048.4《低压开关设备和控制设备 第4部分：接触器，……》中规定，如果短路过后接触器触头发生了熔焊，则断路器与接触器之间的配合关系叫做类型1(TYPE1)；如果短路过后接触器的触头未发生熔焊，或者用简单工具（螺丝刀）轻触后就能脱离，则断路器与接触器之间的配合关系叫做类型2(TYPE2）。在选用接触器时，一定要按类型2来选取。

图9中的接触器与断路器之间的关系满足类型2的要求。

关于断路器与接触器之间的配合关系，可参阅我的书《低压电器技术精讲》第2.8.4节（接触器与短路保护低压电器间的协调配合型式试验）。

（5）在电动机回路中使用熔断器

我们看下图：

图11中，熔断器安装在熔断器开关QS的动触头上，见下图：

图12是ABB的熔断器开关，它的本质就是隔离开关，熔断器安装在动触刀上。同时，我们可以从窗口看到熔断器是否熔断（红色弹芯是否弹出）。

注意7：熔断器开关是具有短时耐受电流Icw这个参数的，它就是隔离开关的热稳定性。

电动机回路安装了熔断器后，它具有限流能力，可以运用在较高的预期短路电流的场合中。当发生短路时，由于熔断器的限流能力，它对于电动机和线路的保护会更好。

然而，低压的熔断器开关是不能自动开断的，因此某相熔断器熔断后，电动机会发生缺相运行。此时，热继电器的缺相保护就会起作用了。

注意8：使用熔断器开关或者熔断器保护的电动机回路中，热继电器必须配套缺相保护。

关于断路器、熔断器和热继电器的内容十分丰富，限于篇幅只能讲这么多了。如果知友们有兴趣，可以去看我的书《低压电器技术精讲》，扫描此书的书签可以观看长达14个小时的各章节有声PPT讲解。

本帖的内容仅供题主参考。