断路器尺寸计算器

填入相数、功率、电压与功率因数,先用 I = P ÷ (V × PF)(三相再除以 √3)算出负载电流,连续负载再乘 125%,然后在 23 档标准规格里向上取一档,得出该回路的最小断路器额定电流;数据在浏览器本地计算,不上传。

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计算公式:单相 I = P ÷ (V × PF);三相 I = P ÷ (√3 × V × PF);连续负载再 × 1.25;√3 = 1.732051

本页的核心结论:断路器额定电流是上限,连续负载必须先放大到 125%,再向上取到最近的档位——示例如 2400 W / 120 V 的负载电流是 20 A,连续后是 25 A,正好落在标准档 25 A;若取消连续负载仍只有 20 A,直接选 20 A 会在长期运行中跳闸。注意向上取不是四舍五入:31.25 A 要选 35 A 而不是 30 A。

使用方法

  1. 先选「相数」。家用插座、照明、即热式热水器这类单相回路选单相;接三根相线的电机、压缩机选三相。示例用单相。
  2. 「功率 P」填设备额定功率,单位瓦。纯阻性负载填铭牌瓦数;带电机或开关电源的按铭牌输入功率填,示例填 2400。
  3. 「电压 V」填回路工作电压,单位伏特。家用单相中国 220 V、北美 120 V;三相填线电压,常见 380 V 或 400 V。示例填 120。
  4. 「功率因数 PF」填 0.1 到 1 之间的数,纯电阻填 1,示例填 1;查不到就按 0.8 估。
  5. 「连续负载」默认勾选。连续运行三小时以上的回路要按 125% 留裕量;短时工作的台锯、电钻可取消勾选。
  6. 点「计算断路器规格」,结果区给出负载电流、连续电流与最小标准规格;下方对照表按功率列出十二行,任一项改动都会立即重算,「导出 CSV」下载带 BOM 的文件。

这个断路器尺寸计算器能解决什么问题

装修布线、给设备加开关、更换配电箱里的空开时,最先要回答的问题是「这一路配多大的断路器」。答案是负载电流,但很多人止步于用功率除以电压,忽略了连续负载的 125% 系数和档位只能向上取的规则,结果要么选出偏小的断路器频繁跳闸,要么为了保险选得过大,导线烧了它还不动作。本页把相数、功率因数、连续负载三件事都摆到台面上,一次算到标准档位。

第二个用途是反查:已知要装多少安的空开,反推它能带多大负载;或已知导线载流量,看它最多配到哪一档。断路器保护导线、导线承载负载、负载由功率决定,本页把这条链路用对照表串起来。

计算原理与变量说明

本页把相数、功率、电压、功率因数四个条件先算成一个负载电流,再乘以连续负载系数,最后到标准档位表里向上取一档得到断路器规格,全程用双精度浮点计算,只在显示时才舍入:

为什么连续负载要先乘 125%:断路器脱扣器有固有动作公差,导线与端子长期通电也会升温,标准要求持续运行三小时以上的回路取负载电流的 125%,否则断路器会在额定值附近长时间发热并误跳闸。示例 2400 W 在 120 V 上是 20 A,直接选 20 A 夜间会反复跳闸,乘 1.25 得 25 A 才留出不会误动的余量。

为什么选型只能向上取、不能四舍五入:断路器的额定电流是这条回路的上限,不是期望工作点。工作电流 31.25 A 时选 30 A,等于让电器长期在额定值以上运行,脱扣器迟早动作;正确做法是取 35 A。同理 15.63 A 要取 20 A 而不是 15 A,4.81 A 取 15 A。四舍五入只在「取最接近值」的直觉下成立,放到保护电器上一定是错的——多出来的那一点电流正是导线发热的起点。

为什么断路器保护的是导线而不是设备:断路器整定值必须不大于所保护导线的载流量,设备故障电流是顺着导线流回来的,导线过热才是火灾的直接来源。示例里 2400 W 回路至少配 2.5 mm²(约 20 A)以上的铜线,而 25 A 的断路器要配到能承受 25 A 的线径;若把 25 A 的断路器装在只能过 20 A 的细线上,线烧了它还不跳。所以选型顺序永远是「先定负载电流,再定导线,最后让断路器落在两者之间」。

为什么三相公式里是 √3 而不是 3:三相功率是三个相功率之和,每相用相电压乘相电流,三个相加后写成 √3 × 线电压 × 线电流;把 √3 写成 3,会把电流算小到原来的约 58%(1 ÷ 1.732051 ≈ 0.577),示例 24.0563 A 会被误算成 13.89 A,选出的断路器偏小一大截。现场最常见的事故来源,正是把线电压当成相电压,或把 3 当成 √3。

为什么还要看降容系数:断路器的额定电流是在 30°C 基准下的值。配电箱内温度常年高于室温,多根导线并排敷设时散热更差,载流量要打折扣。36°C 约乘 0.88,意味着标称 25 A 的断路器实际只剩约 22 A 能力;同一管内 7~9 条回路乘 0.70,标称 20 A 只剩约 14 A。降容方向与连续负载系数相反,一个放大、一个缩小,两件事都要做,不能互相抵消。

完整示例(数值仅作演示)

示例条件:按本页自己的算法逐步复算,数值仅作演示,不代表任何具体工程结论。

示例数值均为演示,实际选型还应叠加线径、敷设方式与当地电气规范。

功率与标准规格对照表

工具区里的动态对照表固定当前的相数、电压与功率因数,按功率列出十二行,默认展开六行;示例在单相 120 V、PF 1.0 下,第一行 600 W 就是 5.00 A、连续 6.25 A、向上选到 15 A。

下表固定单相 120 V、功率因数 1.0,只改变功率;连续那一列是把负载电流乘 1.25 后,再向上取到 23 档标准规格的结果。

功率 W负载电流 A连续电流 A标准规格 A
6005.006.2515
9007.509.3815
120010.0012.5015
144012.0015.0015
150012.5015.6320
180015.0018.7520
240020.0025.0025
300025.0031.2535
360030.0037.5040
480040.0050.0050
600050.0062.5070
720060.0075.0080

下表固定三相 400 V、功率因数 0.9,只改变功率;同样功率在三相下电流明显小于单相,这正是工业设备大量采用三相的算术原因。

功率 W负载电流 A连续电流 A标准规格 A
30004.816.0115
50008.0210.0215
750012.0315.0420
1100017.6422.0525
1500024.0630.0735
1850029.6737.0940
2200035.2844.1045
3000048.1160.1470
3700059.3474.1780
4500072.1790.21100
5500088.21110.26125
75000120.28150.35175

下表为铜导线在 60°C 档下的载流量与匹配的断路器档位,用于核对「断路器不高于导线载流量」这条硬约束;选型时先按它定线径,再回头看断路器是否落在允许范围。

线规载流量 A匹配标准断路器 A
14 AWG1515
12 AWG2020
10 AWG3030
8 AWG4040
6 AWG5560
4 AWG7070
3 AWG8590
2 AWG95100
1 AWG110110
1/0 AWG125125
2/0 AWG145150
3/0 AWG165175

结果边界、舍入与适用说明

常见问题

为什么连续负载要按 125% 算,20 A 的负载为什么配 25 A?

连续负载指持续运行三小时以上的回路,断路器在额定电流附近长时间通电会因脱扣器公差与发热而误动作,规范要求把工作电流放大到 125% 再选型。示例 2400 W / 120 V 是 20 A,乘 1.25 得 25 A,正好选 25 A 档;直接选 20 A 会在长期使用中跳闸。

31.25 A 为什么选 35 A,而不是四舍五入到 30 A?

断路器额定电流是允许通过的上限,必须大于工作电流才有保护余地,所以只能向上取。31.25 A 的下一档是 35 A,选 30 A 等于让电器长期超过额定值运行。同理 15.63 A 取 20 A、4.81 A 取 15 A,都不能取更小的档。

断路器保护的是设备还是导线?

保护的是导线。故障电流沿导线回流并让导线过热,火灾的直接来源是导线而不是设备绝缘,所以断路器整定值不能大于导线载流量。示例 25 A 的断路器要配到能过 25 A 以上的线径;若导线只能过 20 A,应改配 20 A 的断路器或换更粗的线。

三相为什么要用 1.732051 而不是 3?

三相功率是三个相功率之和,写成线电压与线电流后面就带一个 √3 因子,√3 = 1.732051。把 √3 当成 3 会把电流算成原来的约 58%,示例基准 B 的 24.0563 A 会缩到约 13.89 A,选出的断路器明显偏小,是现场最常见的误算。

环境温度高或者多根线并在一起,要改选大一号吗?

要往小的方向修正,即降低可用载流量。36°C 约乘 0.88、40°C 约乘 0.82;同一管内 4~6 条回路乘 0.80、7~9 条乘 0.70。修正的是载流量而不是把断路器直接换大,先算降容后的实际能力,再决定导线与档位。

单相 220 V 的 2400 W 该配多少安的空开?

负载电流 = 2400 ÷ (220 × 1) ≈ 10.91 A;按连续负载乘 1.25 得约 13.64 A,向上取到标准档为 15 A。若该设备每天连续运行不足三小时,可取消连续负载,10.91 A 向上仍取 15 A,结果档位相同。

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