微型电路断路器Micro Circuit Breake（MCB），简称微型断路器，即我们日常中所说的空气开关或空开，一般是指额定电压为230V/400V、额定电流不超过63A的断路器，如下图。微型断路器用于低压配电系统的末端，即三级配电箱进出线回路。用电端的线路、电器设备易老化，很容易出现过载、短路、漏电危险，所以必须设置具有相应保护功能的断路器。
一、微型断路器的应用范围
1、微型断路器最大分段能力可达125A，但超过63A的电路一般在更高级配电箱，影响范围大，需要选择塑壳断路器MCCB，以为系统提供更好的保护能力。
2、在消防、潜污泵等特殊配电系统，虽然末端用电电流不大于63A，但由于需要提供分励脱扣、报警触头、不切断过载负荷等功能，仍需要选择塑壳断路器。
二、微型断路器的主要内部结构
麻雀虽小，五脏俱全。小小的一个微型断路器也涉及到脱扣系统、触头系统和灭弧系统，如下图。
1、脱扣系统：
1）电磁脱扣系统（主要应对于短路保护，在瞬时大电流时触发动作）：主要是短路保护电磁脱扣器，在末端出现短路时，电磁脱扣器磁力增大推动执行机构动作，从而断开电路。这就是磁脱扣，反应动作快，几乎是瞬时动作，能够更有效地切断电路，保护末端安全。
2）热脱扣系统：主要用于过载保护，由于采用双金属片是两种不同膨胀系数的金属制作的。双层金属片流过电流发热时，由于受热伸展的长度不一样，双金属片就发生变形弯曲，弯曲的双金属片推动一个连杆，连杆推动分闸机构，使得断路器跳闸。可以通过采用不同的双金属片组合，从而形成不同的脱口特性。
3）除了以上脱扣系统之外，还有复式脱扣即热磁脱扣（用于过载保护和短路保护），一般我们常见的微型短路器均为此类型、分励脱扣（用于消防系统，实现选距离控制脱扣）、电子脱扣（常见于智能断路器，为现代智能电气系统发展的产物）。
2、触头系统：
就是动触头组和静触头组的接触系统，在微型断路器中几乎都是单触点转动式指形触头，优点是价格便宜、易于加工，由于在触头闭合过程中存在滚动和滑动摩擦，能清除触头表面的氧化物，可以保证接触电阻的稳定性。同时触头接触压力大，动稳定性高，触头参数容易调节。缺点是仅一个断口，触头开距大，导致电器体积较大，同时触头闭合冲击能量大（大家在家开合断路器的时候应该能感受到），并且有软连接，不利于提高机械寿命。
3．灭弧系统：
机械式断路器设备是用触头来开断电路电流的，在大气中开断电路时，只要电压超过12—20V，被开断的电流超过0.25—1A，在触头间隙（也称弧隙）中通常产生一团温度极高、发出强光且能够导电的近似圆柱形的气体，这就是电弧。一直到电弧熄灭，触头间隙成为绝缘介质后，电流才被开断。发生在断路器设备中的电弧简称为断路器电弧。电弧是断路器电路空气被击穿的一种现象，如果不能及时熄灭电弧，就不能及时断开电路，会造成末端设备、断路器电器烧毁等后果。空气断路器就是设置灭弧栅，灭弧栅安装着若干绝缘板的金属板，在绝缘板的作用下，金属板被分割成若干小块。电火花会朝着灭弧栅的方向行进，但是由于绝缘板的存在，火花被分解成若干小块，导板之间的距离增加，电火花无法长时间维持，从而被熄灭，进而断开电路。
三、微型短路器的选型
1、额定电压选型：
微型断路器按电压不同，可以分为220V（单相）和380V（三相）。
2、脱扣特性选型：
包括B型（一般为3～5倍额定电流，可以用于照明系统，目前已较少使用）、C型（一般5～10倍额定电流，目前民用建筑除动力设备外基本都用此类型）、D型（10～50倍额定电流，用于冲击性负荷，由于动力设备启动电流大，故此类型主要用于水泵、大型空调、风机等动力设备）。
3、断路器极数选型：
按断路器能够控制的线路的数量，可分为：
1P，仅断火线，不控制零线的通断；
1P+N，零线仅用于通路，不具备保护功能，火线切断时联动切断零线；
2P，独立配置零线和火线的过载和短路保护功能；
3P，切断三相线路的火线，不控制零线的通断，通常用于三相平衡线路；
3P+N，零线仅用于通路，不具备保护功能，切断三相线路火线时联动切断零线，与1P+N不同，3P+N断路器通常是带漏电功能的；
4P等，具备三相线路火线和零线独立的过载和短路保护功能。
这个在末端断路器的选型时需要注意。如下图，从上到下（从左到右）依次是1P、1P+N、2P、3P、3P+N（带漏保）、4P断路器。
1）按不同电压选
对于220V（单相）电压，可选择：1P、1P+N、2P断路器；对于380V（三相）电压，可选择3P、3P+N、4P断路器。
2）按不同电气接地系统选
①电气系统按照接地系统不同，可以分为IT、TT、TN-C、TN-S、TN-C-S系统，其接线方式分别示意如下图。不同的接地系统，在选择断路器极数时也是有区别的。
②对于TN-C系统，我们可以看到PE线和N线合并，由于不能断开PE线，故只能选择1P或3P断路器。在TN-C-S系统中，在TN-C端要求同TN-C系统，在TN-S端同TN-S系统。
③在我国除极少数行业应用IT系统，由于只接出三根火线，不存在零线，故只能设置3P断路器，由于在民用电气领域几乎不见其身影，在此不做讨论。
④对于TT系统，一般会在建筑进线总配电箱设置零线重复接地，一般零线对地电压基本为0或接近于0，但为保证安装，一般在配电箱总断路器设置4P，其余出线回路不需要同时切断零线。
⑤TN-S系统，选择3P断路器即可，由于N线和PE线均接自变电所，零线对地电压可以保证为0，不需要单独切断零线。
3）按不同负荷类型选
①对于照明线路，由于正常人员是不接触配线线路，一般不存在漏电触电风险，可以采用1P断路器，但上级总断路器，必须采用2P/4P断路器。
②对于插座回路可以采用1P+N或2P断路器，因为插座回路需要经常人员操作且末端用电设备不确定，需要同时切断零、火线。
③对于三相负荷，一般出线回路选择3P断路器，但上级断路器需选择4P。
④对于回路数较多的配电箱，对于断路器极数的控制，不仅涉及到具体断路器的成本还影响配电箱的型号。
一般对于末端微型断路器1P或者1N所占用的导轨位我们定义为1位，总位数相加一般在40位以内的可以采用单排配电箱，超过40位一般就需要采用双层配电箱，同时配电箱的钢板厚度也会有影响。按照常见3室2厅户型分析，其断路器配置如下表
需选择40位单层配电箱，尺寸约为：440x230mm。若所有出线回路不单设漏保，仅总开关设置漏保，则总位数可减少为28位，可选择32位配电箱，尺寸约为370x230mm。若采用中央空调，则回路数减少，配电箱进而可进一步减小。
如下图为常见单排和双排PZ30配电箱。
四、关于漏电保护器
1、定义
漏电保护器是检测电路中泄露电流的装置，当检测到漏电电流超过设定值时，即切断电路，故漏电保护器不独立使用，而是和断路器配合使用。电源由断路器接入，从漏电保护器接出，如下图为1P+N和2P带漏保的断路器及进出线示意图。
2、漏电保护器的规格
1）动作电流
按照国家分级标准，漏电保护器规格从6mA到20000mA共15个等级。民用建筑领域常用规格有30mA、100mA、300mA、500mA，体现了在不同场合对于漏电电流的容忍程度。在民用建筑的电气设计中，30mA为室内配电箱最常用的规格，在总配电箱或室外配电箱的设计中100mA到500mA也经常用到，因为室外配电箱的工作环境更恶劣，漏电是更常见的情况，若漏电动作电流选的过小，将会造成系统频繁的跳闸，干扰正常的生产和生活。若总配电箱也选择30mA也是不合适的，因为下面各级配电箱的漏电到总配电箱的时候很容易就超过30mA，也会造成总配电箱的频繁跳闸。一般总配电箱选贼300500mA，二级配电箱选择100300mA，末端配电箱选择30mA。
2）动作时间
用于防护直接接触的漏电保护器，其动作时间是根据实际漏电电流进行分级规定的：≤额定动作电流，动作时间应≤0.1s；≤2x额定动作电流，动作时间应≤0.05s；大于2x额定动作电流，动作时间应≤0.04s。对于末端配电箱中动作电流为30mA的断路器，其漏电保护器即要满足以上要求。对于干线配电箱（总配电箱、二级配电箱），其漏电保护器主要用于防护间接接触事故，故其动作时间要大于0.1s，否则很容易出现上端断电，但末端回路并未断电的情况，造成大范围断电，影响正常电气系统运转。干线配电箱漏电保护器断电时间一般为0.25s，并且各级之间应人为设置级差，这正如同上下级断路器额定动作电流需要设置级差是一个道理，电气设计要尽量将事故造成的影响防护在最小的范围内。若经常某家漏电了，变电所内的断路器跳闸了，造成整个小区断电，这样的电气系统设计是失败的。
3、应用
漏电保护器可以很好的保证电气和人生安全，但并不能盲目应用，所有的断路器均带漏电保护器不仅是一种浪费反而可能造成严重的电气事故。
1）照明回路除带有淋浴、浴盆的房间需设置漏电保护器外，其余照明回路均不需设置漏电保护器。
2）插座回路一般均需设置漏电保护器，但是对于分体空调插座，立柜式空调的插座必须设置，当壁挂式空调高于2.5米，一般人不可能同时接出空调外壳和地面，其插座可以不设置。中央空调的内外机回路均可不设置。
3）消防配电回路不能设置漏电保护，因为着火时很容易造成系统漏电（喷淋、消火栓灭火或其他因素导致消防设备漏电），此时主要目的是灭火，切断设备漏电已经不是主要问题了。
五、总结
虽然单个断路器价格不高，但由于末端断路器数量众多，不同的断路器型号的选择，对于整体工程造价还是具有一定的影响的。一般应该做到够用就好，不能为了追求安全，盲目地提高项目配置，控制成本也是设计的工作之一，毕竟不能盈利的公司是不能长久的，脱开成本谈技术就是耍流氓（就如同脱离剂量谈药效），无数实验室可以成功的技术，在现实生活中却无法应用。
转自公众号：建筑机电设计智库库
