低压断路器功能作用及工作原理

1、低压断路器的概念

低压断路器又称自动空气开关或自动空气断路器，简称断路器。它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。

低压断路器由触头、灭弧装置、操作机构和保护装置等组成。

2.1　触头系统

触头（静触头和动触头）在断路器中用来实现电路接通或分断。

触头的基本要求为：

（1）能安全可靠地接通和分断极限短路电流及以下的电路电流；

（2）长期工作制的工作电流；

（3）在规定的电寿命次数内，接通和分断后不会严重磨损。

常用断路器的触头型式有，对接式触头、桥式触头和插入式触头。对接式和桥式触头多为面接触或线接触，在触头上都焊有银基合金镶块。大型断路器每相除主触头外，还有副触头和弧触头。

断路器触头的动作顺序是，断路器闭合时，弧触头先闭合，然后是副触头闭合，最后才是主触头闭合；断路器分断时却相反，主触头承载负荷电流，副触头的作用是保护主触头，弧触头是用来承担切断电流时的电弧烧灼，电弧只在弧触头上形成，从而保证了主触头不被电弧烧蚀，长期稳定的工作。

2.2　灭弧系统

灭弧系统用来熄灭触头间在断开电路时产生的电弧。灭弧系统包括两个部分：一为强力弹簧机构，使断路器触头快速分开；一为在触头上方设有灭弧室。

2.3　操动机构

断路器操动机构包括传动机构和脱扣机构两大部分。

（1）传动机构：

按断路器操作方式不同可分为：手动传动、杠杆传动、电磁铁传动、电动机传动；按闭合方式可分为：贮能闭合和非贮能闭合。

（2）自由脱扣机构：

自由脱扣机构的功能是实现传动机构和触头系统之间的联系。

2.4　保护装置

断路器的保护装置由各种脱扣器来实现。

断路器的脱扣器型式有：欠压脱扣器、过电流脱扣器、分励脱扣器等。过电流脱扣器还可分为过载脱扣器和短路脱扣器。

欠压脱扣器用来监视工作电压的波动，当电网电压降低至70%～35%额定电压或电网发生故障时，断路器可立即分断，在电源电压低于35%额定电压时，能防止断路器闭合。带延时动作的欠压脱扣器，可防止因负荷陡升引起的电压波动，而造成断路器不适当地分断。延时时间可为1s、3s和5s。

分励脱扣器用于远距离遥控或热继电器动作分断断路器。

过电流脱扣器用于防止过载和负载侧短路。

一般断路器还具有短路锁定功能，用来防止断路器因短路故障分断后，故障未排除前再合闸。在短路条件下，断路器分断，锁定机构动作，使断路器机构保持在分断位置，锁定机构未复位前，断路器合闸机构不能动作，无法接通电路。

低压断路器（曾称自动开关，空气开关）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。如：

1）用于低压配电电路非频繁通断控制；

2）在电路发生短路、过载或欠电压等故障时，自动分断电路。

结构：低压断路器由操作机构、触点、保护装置（各种脱扣器）、灭弧系统等组成。可实现短路、过载、失压保护。

1-主触头；2-自由脱扣器；3-过电流脱扣器；4-分励脱扣器；

5-热脱扣器；6-失压脱扣器；7-按钮三、图形及文字符号

1)额定电压：是指与能断能力及使用类别相关的电压值。对多相电路是指相间的电压值。

2)额定电流：是脱扣器能长期通过的电流。对带可调式脱扣器的断路器是可长期通过的最大电流。

3)通断能力：是指断路器在规定的电压、频率以及规定的线路参数（交流电路为功率因数，直流电路为时间常数）下，所能接通和分断的短路电流值。

4)分断时间：是指断路器切断故障电流所需的时间。

1)万能式断路器（或称为框架式断路器）：作配电网络的保护开关，用在额定电流比较大或有选择性保护要求时。

2)塑料外壳式断路器：除作配电网络的保护开关外，还可用作电动机、照明电路及电热器的控制开关，用在短路电流不太大的场合。

3)模块化小型断路器：用于半导体整流元件和整流装置的保护。

4)智能化断路器：用于短路电流相当大的电路中。