微型断路器（Miniature Circuit Breaker，简称 MCB）是现代电气系统中不可或缺的保护元件，能够为线路提供过载、短路及线路故障的可靠防护。
对于电气工程师、光伏系统设计人员以及工业用户而言，深入了解 MCB 的工作原理，是保障系统安全与提升运行效率的关键。
本文将从 工作原理、内部结构 以及 核心保护机制 三个方面，带你全面认识微型断路器。
什么是微型断路器？
微型断路器（MCB）是一种采用模制绝缘外壳封装的电磁保护装置，旨在为电路提供可靠的过载与短路保护。它的核心功能是对电路进行自动或手动切换：当通过 MCB 的电流超过设定额定值时，装置会迅速自动切断所连接的电路；在正常情况下，它也可像普通开关一样进行人工合闸或分闸操作。
MCB 属于延时脱扣型保护器件，其动作时间与过电流幅度成正比。这意味着，只有当过载持续足够长时间且可能对电路造成威胁时，MCB 才会动作，从而避免因瞬时冲击电流（如电机启动电流或开关浪涌）引起的误跳闸。通常情况下，MCB 在发生短路时的响应时间可低至 2.5 毫秒以内，而在持续 2 秒至 2 分钟的过载情况下会根据电流水平进行延时脱扣。
根据应用需求，MCB 可提供单极、双极、三极及四极等不同极数的版本，并具有多种额定分断能力。实际应用中，双极与三极 MCB 更为常见，可确保当某一相出现故障时，整个回路同时切断，实现全面的电气隔离，这对于单相与三相电机的保护尤为重要。
在额定电压方面，MCB 适用于 220V 直流系统以及 240V/415V 交流系统（单相与三相），并具备不同的短路分断能力。一般单相产品的额定电流可达 100A，一些型号还支持调节脱扣电流容量，而另一些则为固定额定值，适配特定负载与短路等级。
MCB 不仅仅是保护器件，它还能同时兼具多种功能，包括：
本地控制开关
电气隔离开关
短路与过载保护
针对特定回路或设备的防护措施、
相比传统熔断器，MCB 更安全、可重复使用，不需要频繁更换。
MCB 的内部结构
微型断路器（MCB）的外壳由高强度模制绝缘材料制成，具备优良的机械强度与绝缘性能，可在长期运行中有效防护内部精密部件。其开关系统由固定触点与可动触点组成，并通过导电部件与输出端子连接。根据断路器的额定电流等级，这些导电部件通常采用高导电性的电解铜或耐磨损的银合金制造，以确保低接触电阻与长使用寿命。
当触点在过载或短路条件下分离时，会产生高温电弧。现代MCB均经过优化设计，以有效控制电弧的形成与熄灭过程。电弧会被引入由多片金属分流板组成的电弧分流室中，这些分流板在绝缘支架中固定，并通过分裂、冷却和延长电弧路径，将其能量迅速释放与消散。此外，MCB内部设有电弧引导槽，可将电弧稳定地导向分流板区域，确保安全切断。
MCB的核心动作机构由磁脱扣装置与热脱扣装置组成：
磁脱扣装置（短路保护）
磁脱扣系统采用复合磁路结构，内部包含一枚置于硅油缓冲腔中的弹簧加载衔铁，以及与载流线圈相连的固定极铁芯。当短路或严重过载发生时，线圈（螺线管）会在极短时间内产生强磁场，吸引衔铁迅速释放跳闸机构，从而实现毫秒级切断，无论衔铁在缓冲器中的初始位置如何。热脱扣装置（过载保护）
热脱扣装置的核心是一条由两种热膨胀系数不同的金属（通常为黄铜与钢）铆接或焊接而成的双金属片。双金属片上缠绕加热线圈，当电流持续超过额定值时，发热会使双金属片产生可控的弯曲形变，推动跳闸机构动作。热脱扣装置设计时会设置特定的时间延迟，以避免对瞬时冲击电流（如电机启动）产生误动作，而在持续过载时则可靠切断电路。
通过这套“热+磁”双重保护机制，MCB既能在极短时间内应对短路冲击，也能在长时间过载情况下提供延时保护，从而保障电路与设备的安全运行。
MCB 的工作原理
微型断路器由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。
其主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放。也使自由脱扣机构动作。
1. 正常运行
当电流在额定范围内时，MCB 内部触点保持闭合，电流顺利通过，双金属片与电磁线圈均处于静止状态。
2. 过载保护
当线路长期承受超额电流时，双金属片因发热而逐渐弯曲；
弯曲动作推动脱扣机构，分离触点；
电路被切断，避免因过热引发火灾或设备损坏。
典型脱扣时间：约 2–3 秒，视过载程度而定。
3. 短路保护
短路时，电流瞬间飙升至额定值的 5–10 倍；
电磁线圈产生强大的磁力，推动铁芯和脱扣杆；
触点几乎在毫秒级时间内断开，防止灾难性故障。
4. 灭弧过程
触点分离时会产生高温电弧；
电弧被引入灭弧室，分裂成多段并迅速冷却；
最终在极短时间内完全熄灭，防止触点烧蚀或引发事故。
MCB 的主要特点与优势
响应迅速：过载与短路均能快速切断
可重复使用：无需像熔断器那样频繁更换
状态直观：开关位置清晰可见
选择性保护：只切断故障回路，不影响其他线路
体积紧凑：标准化模块，方便 DIN 导轨安装
常见脱扣特性曲线
MCB 按脱扣曲线类型可分为以下几类：
MCB 的典型应用
- MCB 的主要功能是保护电器或设备免受短路和过载情况的影响。
- 它安装在家庭、商店、办公室等处。
- 它可以保护家庭免受电路过载的影响。
- MCB 取代了通常的可重新接线保险丝。
- 它可以被电弧故障或 GND 故障机制利用，因为它包括一个系统，一旦从线路到 GND 发生故障，该系统就可以简单地打开触点。
- 它比保险丝贵。
- 它可以与电弧故障或接地故障机制一起使用。
- MCB 在小型和大型工业中用作有效的保护装置
- MCB 在所有房屋照明系统的有效电力分配中发挥着重要作用。
- 它可以保护房屋免受超载。
MCB 与熔断器对比
总结
微型断路器是一种高效、可靠的线路保护装置，能够在出现异常电流时自动切断电源。无论是设计家用光伏系统，还是维护工业配电网络，掌握 MCB 的工作原理都能显著提升系统的安全性与稳定性。
理解 热脱扣与磁脱扣的区别、脱扣曲线特性 以及 内部结构，有助于选择最合适的产品并合理应用。
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