断路器

断路器是指能在正常电路条件下关合、承载和开断电流，并能在规定时间内关合、承载和开断异常电路条件下的电流的开关设备。断路器按使用范围分为高压断路器和低压断路器。

断路器可用于分配电能、不频繁启动异步电动机、保护供电线路及电动机。当发生严重的过载或短路、欠电压故障时，能自动切断电路。其作用相当于熔断器开关。可与过热、欠热继电器等组合使用。而且，分断故障电流后一般无须更换元件。得到了广泛的应用。

配电是电能产生、输送和使用过程中极其重要的环节，配电系统包括变压器及各种高低压电器设备，而低压断路器是应用十分广泛的电器。

工作原理：

断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等组成。

当发生短路时，大电流（一般为10～12倍）产生的磁场克服反作用力弹簧，脱扣器拉动操作机构动作，开关瞬间跳闸。当过载时，电流变大，发热量增大，双金属片发生一定程度的变形，促使机构动作（电流越大，动作时间越短）。

还有电子式的，利用互感器采集各相电流，并与设定值进行比较，当电流异常时，微处理器发出信号，使电子脱扣器驱动操作机构动作。

断路器的作用是切断和接通负载电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保障安全运行。高压断路器需要分断1500V、电流1500-2000A的电弧。这些电弧可以延伸至2米，并持续燃烧而不熄灭。因此，灭弧是高压断路器必须解决的问题。

吹弧和灭弧的原理主要是一方面冷却电弧，减少热解离。另一方面通过吹弧来拉长电弧，加强带电粒子的复合和扩散，同时将弧隙中的带电粒子吹走，使介质的介电强度很快恢复。

低压断路器又称自动空气开关，可用于接通和分断负载电路，也可用于控制不频繁启动的电动机。其功能相当于刀开关、过流继电器、失压继电器、热继电器、漏电保护器等电器的部分或全部功能的总和。是低压配电网中重要的保护电器。

低压断路器具有保护功能多样（过载、短路、欠电压保护等）、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全可靠等优点，得到广泛的应用。结构与工作原理低压断路器由操作机构、触头、保护装置（各类脱扣器）、灭弧系统等组成。

低压断路器的主触点可手动操作或电动闭合。主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁定在闭合位置。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件串联在主电路中，欠电压脱扣器的线圈与电源并联。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，热脱扣器的热元件会发热并使双金属片弯曲，推动自由脱扣机构动作。当电路欠压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，同时也动作自由脱扣机构。分励脱扣器用于远距离控制，正常运行时，其线圈处于断电状态。需要远距离控制时，按启动按钮使线圈通电。

主要特点：

断路器的特性主要有：额定电压Ue；额定电流In；过载保护（Ir或Irth）和短路保护（Im）脱扣电流的整定范围；额定短路开断电流（工业断路器Icu；家用断路器Icn）等。

额定工作电压 (Ue)：这是断路器在正常（不间断）条件下工作的电压。

额定电流（In）：这是装有专用过电流跳闸继电器的断路器在制造商规定的环境温度下可以无限承受的最大电流值，并且不会超过电流承载组件所规定的温度极限。

短路继电器跳闸电流整定值（Im）：短路跳闸继电器（瞬时或短延时）用于在发生高故障电流值时快速跳闸断路器，其跳闸极限为Im。

额定短路分断能力（Icu 或 Icn）：断路器的额定短路分断电流是断路器在不损坏的情况下能够分断的最高（预期）电流值。标准中提供的电流值是故障电流交流分量的有效值，在计算标准值时，直流瞬态分量（在最坏情况下总是会发生）假定为零。工业断路器额定值（Icu）和家用断路器额定值（Icn）通常以 kA rms 为单位。

短路分断能力（Ics）：断路器的额定分断能力分为额定极限短路分断能力和额定操作短路分断能力两种。