断路器的作用及工作原理，断路器的基本工作原理1

很多朋友对断路器的作用及工作原理，断路器的基本工作原理1不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

断路器的基本原理之一：插线板短路时，短路电流流过故障插线板，流过电缆导体，当然也流过开关柜，引起电气火灾。在紧急情况下，我们当然期望某个开关(断路器)执行保护性跳闸。短时间后，主开关断路器执行跳闸保护。但是断路器执行保护后，能不能合上继续给我们供电？这里面有什么学问？

当断路器中流过正常操作电流时，随着时间的推移，断路器中的保护测控装置检测到的发热量并不大，断路器肯定不会进行跳闸操作，直到超过发热量的阈值限值；当断路器中流过异常大的电流时，断路器中的保护测控装置检测到的发热量大，超过发热量阈值，断路器进行跳闸操作。这里的阈值是指断路器的保护整定值。

我们称流经断路器的异常大的电流为过电流。过电流包括过载电流和短路电流。换句话说，过电流越大，断路器的动作时间越短，它执行线路保护的速度越快。这个特性有一个专有名词，叫做断路器的反时限保护特性。现在，我们来学一点数学，看看什么是反时限特性。我们来看两个幂函数，Y=K/X和Y=K/X ^ 2。这里设K=1，得到如下图像：

我们可以马上想到，如果纵坐标y是断路器的动作时间t，横坐标x是断路器额定电流的比率nIe(n为比率，Ie为断路器的额定电流)，我们可以使断路器在电流越大动作时间越快的保护模式下进行线路保护操作。实际上，断路器的保护操作就是根据这个原理进行的。相应的曲线称为断路器的反时限保护特性曲线。

这是断路器的电路保护特性曲线。我们看到过载保护特性t=f(I)和Y=f(1/X)如此相似，其实是同一种函数关系。下图为ABB某断路器的热磁脱扣曲线：图中红色曲线为热曲线，蓝色曲线为冷曲线。有几点需要说明：一、断路器特性曲线的冷曲线和热曲线。

冷曲线是指断路器刚刚通电，断路器内部温度与环境温度一致。此时曲线在曲线簇的右侧；热曲线是指断路器在送电后已经进入稳定状态，此时的曲线在曲线簇的中间或左侧。横坐标上的热曲线和冷曲线的范围，其实就是断路器短路保护的范围。比如B特性是额定电流的4到7倍，C特性是额定电流的7到15倍。

为何如此？后面我会结合断路器的内部结构来解释。其次，断路器特性曲线的B特性和C特性用于照明配电控制，C特性用于一般配电控制。第三，断路器的过载保护曲线和短路保护曲线。

线路过载时，可能是因为电压浪涌，电流暂时增大，等电压浪涌过去，电流又恢复正常；也许是因为负载突然变重，使得电流增大，但负载恢复后，电流也会恢复。这样，断路器的保护需要一定的延时。

我们看看过载保护曲线。比如B特性的冷态曲线横坐标为2倍额定电流，即2Ie的位置，此时纵坐标值为6秒，表示断路器在5秒后进行过载保护跳闸。这里6秒为保护延时(注：延时是指保护操作机构的动作延时)。当线路短路时，属于紧急情况，断路器必须立即跳闸。

我们来看一下B特性冷曲线横坐标为4Ie的位置，其动作时间为0.02s，而5Ie的动作时间为0.01s.我们可以看到4Ie和5Ie之间的曲线有一点反时间特性，但是5Ie之后就完全没有反时间特性了。我们把5Ie之后的特性曲线称为定时限保护的特性曲线，所有短路保护的时间为0.01s；从4Ie到5Ie的部分称为短路短延时保护特性曲线。

短路和短延时保护的目的类似于过载保护。预计短路是暂时现象。如果短路在0.01秒内消失，断路器将不会断开。总结一下我们所学到的：1。断路器内部的保护测控装置可以实现过电流的线路保护；2.断路器的过载保护具有反时限保护的特点；3.断路器的短路保护分为两段，一段具有反时限的短路短延时保护特性，另一段具有定时限保护特性。

* *断路器的基本原理2**接下来，我们来说说断路器的结构。图1:图1是热磁断路器的结构图。图右侧的说明文字告诉我们，断路器有三个部分，分别是触头和灭弧系统、操作机构、脱扣器和控制单元。现在，我来解释一下图1的要点：第一个概念：接触系统。我们来看图2:可以看出，图2是图1的接触系统。

从图2中，我们看到A相、B相和C相的主触点，它们已经闭合。请注意，所有三组触点都是单触点系统。需要注意的是，断路器的触点分为两组：主回路系统和辅助回路系统。所谓主电路是指控制电能传输的电路，其特点是电流大。根据断路器的规格型号，主回路的电流在10A-6300 a之间。见图中黄色部分；

所谓辅助回路是指进行控制和信号传输的回路，其特点是电流小，一般在5A以下。参见图2的左侧。因此，辅助回路不装灭弧装置，主回路必须装灭弧装置。辅助电路的触点一般称为触点，和普通继电器一样。第二个概念：触点的Hom斥力和接触压力我们来看图3:

图3左侧是动静态接触系统，我们可以看到其中的电流线。注意，由于触点的结构，触点的接触点实际上是一个点，所以电流线会向中间倾斜。在图3的中间是由静触头右侧的电流线I1X产生的磁场线的分布。我们用右手螺旋法则，很容易判断它的左边磁力线是出纸的，右边是进纸的。因此，动触头的电流线I1s完全在进入纸面的磁力线范围内。

图3右图是动触头电流线I1s的电动力学分析图。我们从左手定则判断，它受到的电动势是F，F的方向垂直于电流线I1s，指向左上角。我们把F分解成水平分量Fx和向上分量Fy。因为水平分量被触头左侧对称分布的电流线产生的右水平分量抵消，所以哪个方向都没有作用力。然而，向上的电动势被叠加，形成对移动触点的向上排斥力Fh。Fh斥力也叫荷马斥力。

同样，静触头受到向下的Hom排斥。

因此，当电流流过触点时，Homer force试图排斥动触点和静触点的组合。注意，触点的接触电阻与接触压力有关：接触压力越大，接触电阻越小。因此，断路器必须对动、静触头施加足够的接触压力，以实现稳定可靠的电接触。

我们再来看图3:图3:通过操作手柄，或者电动合闸机构和合闸电磁铁，使原本处于断开状态的动、静触头组合闭合，闭合后用一组弹簧对触头施加压力，保证触头有足够的接触压力。第三个概念：发布的目的和类型。让我们看看图4:

在图4中，我们看到连杆机构向左移动并驱动触点闭合。保持触点闭合的是一个叫做“扣”的机构，见右上方的连杆机构。连杆机构迫使触点保持接触，并在触点上施加接触压力。要解锁这个“扣”，需要使下脱扣杆向右移动，然后解锁联动机构的“锁”，这样触点就可以打开和解锁了。

有四种脱扣器可以使跳闸杆向上移动，即热脱扣器、磁脱扣器、欠压脱扣器和并联脱扣器。这四种基本跳闸装置在不同的断路器中有不同的配置。有些断路器可能取消了欠压脱扣器或并联脱扣器，但一般都有热脱扣器和磁脱扣器，这也是这些断路器被称为热磁断路器的原因。(1)热释放其实是基于双金属的原理。

所谓双金属，一面由铜等一种金属制成，另一面由铁等另一种金属制成。金属都有一个特性，就是哪种金属导电性好，哪种金属热膨胀系数高。因此，对于一边是铜，一边是铁的双金属，它会向铁侧弯曲，推动跳闸杆向上移动，执行跳闸操作。

双金属缠绕有电热丝，电热丝的电流从主电路分流。主电路电流越大，电热丝发热量越大，双金属变形越大。调整双金属推块与脱扣杆之间的距离，可以调整热脱扣器的动作值。热脱扣器通常用于断路器的过载保护。(2)磁脱扣磁脱扣利用电磁作用推动脱扣杆运动。图6是某种类型的模制外壳断路器的热释放和磁释放的组合；

由于改造后的断路器电流不大(额定电流为250A)，采用工作电流直接流过双金属的方法来测量过载电流，磁脱扣器的弹片也与热脱扣器的电流丝装配在一起，使弹片受电磁力作用，再通过驱动顶杆调节螺丝使操作机构进行脱扣操作。磁力脱扣器用于断路器的短路保护。(3)欠压跳闸我们来看下图：

在图7中，欠压释放位于左下角。注意欠压脱扣器的线圈电压：我们看到一根导线从B相引出，穿过常闭欠压脱扣按钮和断路器的常闭辅助触点，连接到欠压脱扣器的线圈上。线圈的另一端连接到a相。因此，欠压脱扣器的线圈电压为380V

欠压脱扣器的线圈平时一定要充电。当系统失压或按下欠压脱扣按钮时，线圈失压，撞针在弹簧的拉力下弹出，使脱扣杆上移，从而引起断路器脱扣和跳闸保护。

以上知识分享希望能够帮助到大家！