低压断路器的工作原理与选型

收录于话题什么是低压断路器？低压断路器（曾称自动开关）是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。低压断路器的分类方式很多，按使用类别分，有选择型（保护装置参数可调）和非选择型（保护装置参数不可调），按灭弧介质分，有空气式和真空式（目前国产多为空气式）。

什么是低压断路器？

低压断路器（曾称自动开关）是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。

低压断路器的分类方式很多，按使用类别分，有选择型（保护装置参数可调）和非选择型（保护装置参数不可调），按灭弧介质分，有空气式和真空式（目前国产多为空气式）。

低压断路器容量范围很大，最小为4A，而最大可达5000A。低压断路器广泛应用于低压配电系统各级馈出线，各种机械设备的电源控制和用电终端的控制和保护。

（1）低压断路器特性及技术参数

我国低压电器标准规定低压断路器应有下列特性参数：

1）型式：

断路器型式包括相数、极数、额定频率、灭弧介质、闭合方式和分断方式。

2）主电路额定值：

主电路额定值有：

①额定工作电压；②额定电流；③额定短时接通能力；④额定短时耐受电流。

万能式断路器的额定电流还分主电路的额定电流和框架等级的额定电流。

3）额定工作制：

断路器的额定工作制可分为8h工作制和长期工作制两种。

4）辅助电路参数：

断路器辅助电路参数主要为辅助接点特性参数。万能式断路器一般具有常开接点、常闭接点各3对，供信号装置及控制回路用；塑壳式断路器一般不具备辅助接点。

断路器特性参数除上述各项外，还包括：脱扣器型式及特性、使用类别等。

（2）低压断路器工作原理

低压断路器进入家庭比起闸刀开关有很大优越性：一是它能够分断较大的电流，有灭弧装置，这正适合家庭电路负荷增大的情况。另外，它的热稳定性、寿命也比闸刀开关要好。二是它在故障发生时，能自动切断电路。断路器内部装有两个脱扣器，一个是双金属片热脱扣器，用作过载延时保护；另一个是电磁脱扣器，用来做短路瞬时保护。

在家庭电路中，用了断路器之后不再装熔断器，遇有故障时脱扣器自动脱扣（俗称跳闸），以切断电路。当故障排除之后，只需重新合闸而不需更换零部件即可重新使用。

断路器有三个基本组成部分： 触头和灭弧系统、脱扣器、传动和操作机构，其工作原理可用附图示意图来说明。附图中所示的触头闭合，锁扣将此合闸状态用搭勾锁定使其稳定。

发生过载时，过载脱扣器动作，小倍数过载电流经过一定长的时间使双金属片弯曲到一定程度，这时其一端的螺钉（可调）向上推动连杆使之脱扣造成失稳，触头得以分离，从而实现过载延时保护。

发生短路时，短路脱扣器动作，大倍数短路电流通过电磁铁产生的磁力迅速吸引衔铁使之向下运动，安装在另一端的螺钉（可调）向上推动连杆，使之脱扣造成失稳，触头迅速分离，从而实现瞬时短路保护。

（3）正确选择低压断路器的五大步骤

1）由线路的计算电流来决定断路器的额定电流。

2）断路器的短路整定电流应躲过线路的正常工作启动电流。

3）按线路的最大短路电流来校验低压断路器的分断能力。

4 ）按照线路的最小短路电流来校验断路器动作的灵敏性，即线路最小短路电流应不小于断路器短路整定电流的1.3倍。

5）按照线路上的短路冲击电流（即短路全电流最大瞬时值）来校验断路器的额定短路接通能力（最大电流预期峰值），即后者应大于前者。

（4）低压断路器的接线方式

断路器的接线方式有板前、板后、插入式、抽屉式，用户如无特殊要求，均按板前供货，板前接线是常见的接线方式。

1）板后接线方式：

板后接线最大特点是可以在更换或维修断路器，不必重新接线，只须将前级电源断开。由于该结构特殊，产品出厂时已按设计要求配置了专用安装板和安装螺钉及接线螺钉，需要特别注意的是由于大容量断路器接触的可靠性将直接影响断路器的正常使用，因此安装时必须引起重视，严格按制造厂要求进行安装。

2）插入式接线：

在成套装置的安装板上，先安装一个断路器的安装座，安装座上6个插头，断路器的连接板上有6个插座。安装座的面上有连接板或安装座后有螺栓，安装座预先接上电源线和负载线。使用时，将断路器直接插进安装座。

如果断路器坏了，只要拔出坏的，换上一只好的即可。它的更换时间比板前，板后接线要短，且方便。由于插、拔需要一定的人力。因此目前我国的插入式产品，其壳架电流限制在最大为400A。

从而节省了维修和更换时间。插入式断路器在安装时应检查断路器的插头是否压紧，并应将断路器安全紧固，以减少接触电阻，提高可靠性。

3）抽屉式接线：

断路器的进出抽屉是由摇杆顺时针或逆时针转动的，在主回路和二次回路中均采用了插入式结构，省略了固定式所必须的隔离器，做到一机二用，提高了使用的经济性，同时给操作与维护带来了很大的方便，增加了安全性、可靠性。特别是抽屉座的主回路触刀座，可与NT型熔断路器触刀座通用，这样在应急状态下可直接插入熔断器供电。

（5）总结

由于分励脱扣器、欠电压脱扣器，电动操作机构和闭锁电磁铁具有不同的电压等级和交流、直流不同的电源，用户在订货时加以说明，同时用户在选用时不可能用单一的附件，如需两台断路器电气联锁（当一台合闸时，另一台必须分闸）则可选用辅助触头和分励脱扣器或电动操作机构，在进行板前和板后接线时一定要把螺钉紧固，以免烧坏断路器。

低压断路器安装及使用注意事项：

1）低压断路器应按规定垂直安装，其上、下连接导线要使用规定截面的导线（或母线），切不可太小了。

2）低压断路器的脱扣器整定电流及其它特征性参数和选择参数，一经调好后便不允许随意更动。使用较长时间后要检查其弹簧是否生锈卡住，防止影响正确动作。

3）检修后要在不带电的情况下合、分数次，检验动作准确可靠后再投入运行。