断路器

断路器是指能在规定时间内关合、承载和开断正常电路条件下的电流，并能关合、承载和开断异常电路条件下的电流的开关电器。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、保护供电线路和电动机等。当发生严重过载或短路、欠压故障时，能自动切断电路。其功能相当于保险丝开关。与过热、欠热继电器等组合。而且，开断故障电流后一般不需要更换元件。它已被广泛使用。

配电是电力的产生、输送和使用中极其重要的环节。配电系统包括变压器和各种高低压电器设备，其中低压断路器是应用广泛的电器。

工作准则：

断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器和外壳等组成。

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

有一种电子式，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，保证安全运行。高压断路器需要开断1500V电弧，电流为1500-2000A。这些电弧可以拉长至2m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冷却电弧，减少热离解。另一方面，通过吹弧加强带电粒子的复合和扩散来拉长电弧，同时将弧隙内的带电粒子吹走，使介质的介电强度迅速恢复。

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。

低压断路器具有多重保护功能（过载、短路、欠电压保护等）、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，因而得到广泛应用。结构及工作原理低压断路器由操作机构、触头、保护装置（各种脱扣器）、灭弧系统等组成。

低压断路器的主触头为手动操作或电动闭合。主触头闭合后，自由脱扣机构将主触头锁定在闭合位置。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，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，主触头断开主电路。当电路过载时，热脱扣器的热元件发热，使双金属片弯曲，推动自由脱扣机构动作。当电路欠压时，欠压脱扣器的衔铁释放。同时启动自由脱扣机构。分励脱扣器用于远程控制。正常工作时，其线圈断电。当需要距离控制时，按下启动按钮，使线圈通电。

主要特点：

断路器的特性主要包括：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）：这是装有专用过流脱扣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，并且不会超过载流部件规定的温度极限。

短路继电器脱扣电流整定值（Im）：短路脱扣继电器（瞬时或短延时）用于在发生高故障电流值时使断路器快速脱扣，其脱扣极限为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的交流分量的有效值，在计算标准值时假定直流瞬变分量（总是出现在最坏的短路情况下）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运行短路分断能力两种。