空气开关如此常用，人们已经熟知它的工作性能。但空气开关的几个主要参数之间的关系是什么？该如何使用它？人们未必清楚。本文从应用出发，来讨论空气开关的若干主要参数和使用条件。
空气开关，大名叫做微型断路器，英文名叫做MicroCircuitBreaker，因此它的符号是MCB。
与MCB相关的最主要国家标准有3个，分别是：
第一个标准是：GB14048.1《低压开关设备和控制设备第1部分：总则》，此标准等同于IEC60947-1；
第二个标准是：GB14048.2《低压开关设备和控制设备第2部分：断路器》，此标准等同于IEC60947-2；
第三个标准是：GB10963.1《家用和类似场所使用的过电流保护断路器》，此标准等同于IEC60898-1。
由于MCB也常常被用在配电室中，因此本文的主要依据是前两个标准。
方便起见，我以手边最容易获取的ABB的线路保护S200技术样本为蓝本来展开讨论。
S200的技术参数表如下：
我们来逐条解释：
极数：指MCB能同时开断的线路数。
极，英文是Pole，因此极的缩写是P。
从表中看到，S200的MCB有1P、2P、3P、1P+NA、3P+NA和4P等不同规格。
值得注意的是：虽然2P和1P+NA看起来似乎都是2极的，但它们的应用条件完全不同。这在本文的后续内容中可以看见。
额定电流In：指MCB的额定运行电流或者额定不间断电流。
额定电流与MCB自身的运行温升有关。所谓温升，指的是MCB的运行温度与环境平均温度的差值。温升过高，会损坏MCB的操作性能和绝缘性能。因此，我们在选用MCB时，一定不能让它的实际运行电流超过它的额定电流。
额定电压Ue：指的是MCB适用的电压等级。
这里所指的电压一般是相间电压，即线电压。中国国内大多数电压为交流50赫兹380V（在变压器或者发电机的端口处空载电压为400V）。对于家装的MCB，当然是指极间的相电压了。
额定绝缘电压Ui：指的是MCB额定电压的最大值。
标准中把MCB的绝缘能力叫做介电能力，它是衡量MCB内部的各种绝缘件的绝缘品质、各电极之间的安全距离等重要参数的定量值。
最大工作电压Ubmax和最小工作电压Ubmin：指能够正常工作的电压区间。对于S200系列MCB来说，它的工作电压范围是12Vac~253Vac。（注：ac表示交流电）。
下面我们先来看看什么叫做短路电流：
下图是我们的居家配电系统：
1）我们看到进线主开关是2P的，主开关后方的圆代表漏电保护器，它能让主开关跳闸。
2）电源进线端的接地系统是TN-C，其中PEN线在入户时接地，然后分开为N和PE，所以我们家里的接地系统是TN-C-S。
3）在我们家里有许多用电设备，我们看到了一台电冰箱。其中当然安装了电动机，也即感性负载。
现在我们家配电箱内的主母线发生了短路事故，短路电流波形如下图：
图中时间轴零点的左侧为正常运行电流，在时刻零发生了短路。
由于短路点的线路阻抗很小，因此短路电流剧烈增加。不过，这部分短路电流还是符合正弦规则的，因此把它称为短路电流的周期分量或者交流分量，符号位Ip；同时，电冰箱等用电设备的感性负载又向短路点释放储存在电感内的能量，形成了短路电流的直流分量Ig。直流分量会不断地衰减，因此它还有一个名字：非周期分量。
我们看到短路电流的交流分量和直流分量在短路后一段时间内形成了最大值，这个最大值被称为冲击短路电流峰值Ipk。
值得注意的是：Ipk出现的时间是短路后10毫秒，也即0.01秒。
国家标准GB14048.1、GB14048.2等都规定，Ipk与短路电流周期分量Ip之比为峰值系数n。
由于直流分量是感性负载中的电感储存的能量形成的，这部分能量有限，当它释放完毕后，短路电流中只剩下周期分量Ip。因此短路电流的周期分量亦被称为短路电流的稳态值。
大家可能要问：我们的居家配电箱内不是安装了主开关MCB吗？它应当会保护我们家的线路吧？
确实如此，但MCB从感知线路中出现短路电流，到开始执行开断电路的操作，需要有一段时间。平均地说，最短也需要15毫秒的时间。
从图中我们看到，MCB在这15毫秒时间里，承受了冲击短路电流峰值Ipk的冲击。
由以上分析可知，MCB在开断短路电流期间，必须要具有以下几个参数：
第一个参数：承受冲击短路电流峰值Ipk的能力。这个参数又叫做短路接通能力Icm。
MCB用Icm短路接通能力来承受冲击短路电流峰值Ipk的冲击，它是MCB参数中不可或缺的重要参数。
值得注意的是：Icm与Icu的比值正好等于冲击短路电流峰值与短路电流稳态值的比值。这个比值在GB14048.1和GB14048.2中被称为峰值系数n。见下表：
表的左侧为短路电流，最右侧为峰值系数n。利用这个表，我们能计算出系统中的短路电流峰值，以及MCB的短路接通能力（如果参数表中未给的话）。
第二个参数：开断短路电流稳态值的能力。这个参数又叫做额定短路分断能力Icn。
第三个参数：开断极限短路电流的能力，它代表着MCB所能开断的最大短路电流，而且开断操作完成后，MCB也就一命归西。这个参数又叫做额定极限短路分断能力Icu。
注意它的操作过程：CLOSE（闭合）-OPEN（打开），接着就是损坏，也即有1个CO。
第四个参数：可重复性地开断短路电流的能力。当MCB开断短路电流后，电路恢复正常，MCB也可以正常地合闸工作，并可以继续开断下一次的短路电流。这个参数又叫做运行短路分断能力Ics。
注意它的操作过程：CLOSE（闭合）-OPEN（打开）-CLOSE（再闭合）-OPEN（再打开），也即有两个CO。代表着可重复性的开断短路电流。
在S200的参数表中，我们看到了如下参数：
额定短路（分断）能力Icn：开断短路电流的能力。
额定极限短路分断能力Icu：也即开断最大短路电流的能力，开断后损坏，必须更换。
额定运行短路分断能力Ics：也即可重复使用的开断短路电流的能力，开断后可继续使用。
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现在我们来稍许总结一下，把这些电流参数用不等号连接起来，如下：
In 这个不等式如此重要，它是揭开MCB各个电流参数的一把钥匙。 =============== 介电试验电压：将断路器中所有电子线路都拆除，只剩下主回路部件。当MCB处于开断状态时，我们在它的各个导电部件对安装底座的卡轨（接地体）之间、或者对导电部件与接地体之间施加试验电压。此试验电压代表着MCB绝缘体的绝缘能力。 我们看到，对于S200来说，介电试验用2000V电压测试一分钟。有的时候，又把介电试验称为耐压试验。 污染等级3级。代表着这台MCB可以用在一般性工业污染条件下工作，并能确保绝缘性能。 MCB其实还有很多参数，限于篇幅，我只能介绍这几个最主要参数，并请知友们务必对这些参数的意义加以重点理解。 ================================= 那么我们在选用家装的MCB时应当如何选择呢？ 1）务必选用同一个品牌的开关电器。 例如全部使用施耐德的开关电器，或者全部使用某国产品牌的开关电器，当然也可以全部选用ABB的开关电器。 由于同一个品牌开关电器之间的配合关系很容易协调，我们能获得最优的工作特性。 这里的开关电器包括MCB，还有RCD等等。 2）一定要让MCB的短路分断能力满足配电网的短路计算电流要求。 一般地，家装配电系统的短路容量为6~10kA，因此我们选用的MCB一定要满足这项要求。 MCB工作的场所被称为符合家用或类似用途的用电场所，一般都属于电路的末端，即三级配电设备。这种电路的低压用电设备、保护电器的选择、安装和使用所依据的标准是IEC60898。IEC60898对应的国家标准是GB10963《家用或类似用途场所过电流保护断路器》。 三级配电设备的线路电压较低，同时用电终端的线路和电器设备易老化，很容易出现过载、短路等危险现象，这恰好是MCB施展拳脚的地方。 MCB的极限短路分断能力比较低，在应用中可能会出现什么问题呢？看下图： 我们知道，电缆是有阻抗的，因此电缆能对短路电流进行消幅。一般来说，每经过一段较长的电缆，短路电流能减小10kA。 上图中，如果一级配电设备处电力变压器产生的短路电流为30kA，经过了两级电缆连接，三级配电系统的配电设备主进线断路器处还有30-20=10kA的短路电流，如果我们的MCB分断能力却只有6kA，这显然会出现问题。 怎么办呢？这时就要用到后备保护，以及选择性保护。 我们先来点知识贮备，如下： 设被MCB保护的对象它的电流是Ib，而MCB的额定电流是In，连接到用电设备的电缆允许的持续载流量是Iz，能确保MCB可靠动作的电流是I2，于是有如下关系： 例如某冰箱的运行电流是7.8A，保护它的MCB的额定电流应当大于或者等于此电流；同时，我们还要考虑冰箱在发生容许的略微过载时的电流，所以MCB的额定电流应当略大于冰箱的运行电流。 检索MCB额定电流序列，发现其中符合要求的是10A，所以我们就选用In=10A。 我们再考虑将电能引至冰箱的电缆，它的载流量Iz如果小于冰箱的运行电流Ib，这条电缆岂不是一使用就损坏了？所以电缆的载流量一定要大于冰箱的运行电流。但MCB的任务不但要保护冰箱，同时也好保护电缆。于是最好的办法是让MCB的额定电流In小于或者等于电缆的载流量Iz。 这就是第一个不等式解释。 第二个不等式与电缆的过载能力有关。由于电缆过载倍率与电缆规格、载流量、使用温度和敷设方式等都有关，这方面的知识量远超本短文的表达极限，故此忽略。 如果我们将MCB的可靠动作电流I2小于或者等于电缆载流量的1.45倍，这样MCB就能对电缆实现较为完善的保护。 这就是第二个不等式的解释。 MCB在使用时还有几个规定： 约定不脱扣电流I1=1.13In，约定不脱扣时间t≥1h（当In≤63A时）或者t≥2h（当In>63A时）。 对于末端有单相电动机的场合，MCB对于电动机的过载必须保护，见下图中MCB的过载保护电流I1；另外，MCB的短路保护还要能躲过电动机的起动电流，即下图中黄线的最右端的Ip和对应的MCB保护电流I3： 有了以上技术知识储备，我们就可以来瞧一瞧MCB的脱扣特性了。如下： 由此可见，1.13倍的In其实就是MCB留给用电设备的过载容许值。 我们来看MCB的四种不同脱扣特性： 我们看到B特性的短路动作范围是3~5倍额定电流，C特性的短路动作范围是5~10倍额定电流。这两种特性适用于我们一般的家装环境。比较起来，C特性会更好一些。 D特性的短路动作范围是10~20倍额定电流，它适用于居于冲击性的用电负荷保护，例如电动机负载。 K特性的短路动作范围是10~15倍额定电流，过载约定不脱扣是1.05倍额定电流，电缆过载保护的脱扣是1.45倍额定电流。因此，它更适用于电动机的保护。 延伸阅读： 低压电气和低压电器技术之3——浅谈低压空气开关中的“空气”和灭弧原理
