电路保护器是保护电路免受系统故障（如高温、高电流或短路）损坏的组件。总体而言，保护器主要有三种类型：熔断器、热式断路器和磁式断路器。熔断器是应对高电流容量的一种经济型解决方案，但其精度不高、受温度影响较大，且在完成保护动作后即损坏。热式断路器可用作主开关，并可在跳闸后复位，但它们属于感热器件，会受到环境温度变化的影响。

液压磁式电路保护器 具有液压磁式电流感应机制，仅在受保护电路中的电流发生变化时才会动作。这些保护器配有液压延时装置，使其能够承受浪涌电流。它们将电源开关功能与精确、可靠的电路保护相结合，并具备反时限延时和防误合闸（trip-free）功能。

由于其温度稳定性，磁式电路保护器不受温度变化的影响。与热式电路保护器不同，它们的跳闸电流不会随温度大幅变化而改变。因此，这些保护器可在 -40°C 至 +100°C 之间的任何环境温度下工作。

液压磁式电路保护器的另一个优点是其主要安全特性：防误合闸（trip-free）动作。该防误合闸延时机构能够感知故障，并在过载情况下阻止电路闭合，即使手动闭合触点也是如此。这可防止操作人员因将手柄保持在“ON”位置而损坏受保护电路。

液压磁式电路保护器 是通信、导航和航空仪表、雷达及电源等应用的理想解决方案。在现场条件可能影响电路保护器正常工作的情况下，都应使用这类电路保护器，例如可能阻止热保护跳闸的低温环境、可能在无过载情况下使热保护跳闸的高温环境，以及可能吸收热量并影响其工作的潮湿环境。

液压磁式电路保护器的配置

液压磁式电路保护器可设计为以下几种配置：串联跳闸、继电跳闸、远程指示和电压跳闸。不同组合的原理图和示意图可在该电路保护器的 数据手册中找到。

串联跳闸是液压磁式保护器中最常用的配置。在这种配置中，感应线圈和触点与受保护负载串联（图 1）。手柄位置可方便地指示电路状态。除提供常规过流保护外，它同时还可用作电源断路装置。

图 1. 串联跳闸电路保护器配置。

并联跳闸（分励脱扣）配置设计用于通过一个组件控制两个独立负载。该配置为关键负载提供过载保护。当负载电流过大并达到跳闸点时，保护器将跳闸并同时切断两路负载的电源。两路负载的总电流额定值不得超过保护器的最大触点额定值。

图 2. 并联跳闸电路保护器配置。

继电跳闸配置使过载感应线圈可置于与跳闸触点电气隔离的电路中。该线圈可由监测压力、流量、温度、速度等参数的传感器驱动。跳闸由电压或电流触发，触发后必须立即移除该电压或电流。

图 3. 继电跳闸电路保护器配置。

远程指示功能包括电气隔离的触点。这些触点提供 SPDT 开关动作（单刀双掷——一个输入端子和两个输出端子），可用于指示“通电”和“断电”状态，或用于驱动指示灯、报警器或定时装置。

电压跳闸（也称为紧急跳闸）配置可通过来自一个或多个来源的较低功率输入来断开主电源触点。这种配置对于自动化系统中日益精密的电路和更高密度的封装而言变得愈发重要。该解决方案可提供串联、并联或继电配置。

图 4. 电压跳闸电路保护器配置。

液压磁式电路保护器的重要参数

液压磁式断路器的主要特性包括浪涌脉冲耐受能力、延时时间（取决于电流峰值幅度）、额定值、短路容量以及多极组合方式。

脉冲耐受能力定义为：不会使电路保护器跳闸的、持续时间为 8 毫秒的半正弦波峰值电流单脉冲。制造商通常会按照表格提供带惯性延时功能与不带该功能时，在各个 50/60Hz 延时下的浪涌脉冲耐受能力对比。此外，规格书还提供了标准瞬时、短延时和长延时的延时曲线。

电路保护器的额定值代表其在标称工作状态下电流、电压和频率的规定数值。例如，Sensata AP 保护器的电流额定值范围为 50mA 至 20A，最大电压为 50Vdc 或 240Vac，频率为 60Hz 或 400Hz。

短路容量是指电路保护器所能切断的容量。它表示当所有导体直接连接至故障点时可能出现的最大均方根（RMS）电流。例如，Sensata AP 辅助保护器在 32Vdc、120Vac、240Vac、60Hz 或 400Hz 条件下的短路容量为 1000 安培。MIL-PRF-39019 型号则为：50Vdc 下 500A，120Vac 下 500A，240Vac、60Hz 或 400Hz 下 300A。

保护器可设计为单极或多极单元。某些特定型号仅提供单极单元，这主要是由于 UL/CSA 法规对爬电距离和电气间隙有specific规定。其他液压磁式电路保护器类型则提供单极、双极和三极串联跳闸单元，带或不带辅助触点。此类保护器的一个合适代表是 Sensata-Airpax AP-MIL。

所有极之间共用的跳闸联动机构是多极电路保护器的一项重要安全特性，可确保任一极发生过载时，所有相邻极均会跳闸。多极电路保护器提供多种变型，从带一个串联断路器和简单 ON/OFF 开关的简单双极单元，到带一个串联、一个并联和一个继电配置以及辅助指示电路触点的更复杂三极单元不等。

双极保护器由两个基本单元组合在一个密封外壳内构成，可为双电路提供保护。双极保护器的一个常见应用是切断电源线的其中一侧或两侧。

当需要同时保护三个电路时，可使用三极保护器。一个操作拨动手柄可闭合所有电路，任一电路发生过载时所有极均会跳闸。该产品提供多种变型。一些典型组合包括：三个串联极；两个串联加一个并联；两个串联加一个继电；或三个串联加一组辅助触点。

市场上提供 QPL 认证的液压磁式断路器

电路保护器必须完全满足相应应用的所有要求。有独立实验室和法规对电路保护器能否在给定应用和环境条件下安全运行进行认证。例如，Sensata 的 AP/UP 液压磁式电路保护器系列通过了两项核心认证，使其能够用于特种应用：合格产品清单（QPL）和 FM 认证（美国工厂互保研究公司认证）。QPL 是用于军事应用的军用认证。

Sensata-Airpax AP-MIL 保护器是市场上唯一获得 QPL 认证的液压磁式断路器。这些保护器按照 MIL-PRF-39019 标准生产，并采用密封外壳。防水面板的密封性由 O 型圈衬套密封件和位于衬套/手柄组件内的硅橡胶密封套提供保证。根据 MIL-STD-202，方法 101，测试条件 B进行的盐雾测试结果表明，未出现腐蚀、电气或机械损坏的迹象。它可在恶劣环境中工作，不受灰尘和水的影响。该断路器同样不受现场条件（如灰尘或雨水）的影响，因而能够始终保持随时可用的战备状态。

FM 认证/ATEX 认证是一项测试和认证服务，用于验证产品是否符合严格的损失预防质量、技术完整性和性能标准，以适用于商业和工业设施。该认证意味着此类电路保护器可在 1 类 2 区（Class 1/Div 2）区域内工作，该类区域包括在异常条件下可能出现可燃气体易燃浓度的场所。

该 Sensata-Airpax UP 电路保护器是一款独特的液压磁式电路保护器，具备 FM/ATEX 认证，可同时切断交流和直流电流。如果没有此项认证，替代方案将是：A）建造昂贵的密封防护结构，从而增加成本和复杂性；或 B）将断路器及相关电子设备安置在异地。该保护器的一个典型应用是海上石油钻井平台。在这类应用中，方案 B 并不可行。此认证对于石化行业应用而言极为重要。

如何选择合适的电路保护器

电路保护器需要完全适配其应用场景及受保护电路的具体特性。客户需要了解如何为其应用选择合适的电路保护器。一些制造商（如 Sensata）会按照不同标准对其产品进行分类，以帮助客户为其应用选择合适的电路保护器。

在选择合适的电路保护器时，需要考虑以下参数：

1. 受保护电路的具体特性（根据应用确定保护器类型）
2. 极数
3. 内部配置
4. 频率（Hz）及延时
5. 额定电流值
6. 认证证书

产品名称中包含了有关该电路保护器的所有必要信息：

1. AP——全密封磁式电路保护器（例如用于军事应用）
2. 12——双极单元
3. 1——串联内部配置
4. 51——直流短延时
5. 203——20 安培
6. FM——FM 认证

下图展示了一个 AP 液压磁式保护器的示例：AP12 -1-51-203-FM。

产品名称的含义。（图片由 Sensata Technologies 提供。）

如需了解更多关于液压磁式电路保护器或 Sensata AP/UP 系列的信息，请访问 Masterelectronics.com。

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