知识｜低压断路器
2016-07-29
低压断路器（low-voltage circuit breaker）在交流电压1200V、 真流电
压1500V及以下配电线路中能自动接通、承载和分断电路电流的开关电器，又称
自动空气开关、自动开关、自动断路器。电路运行条件分为正常和非正常（如过
载、短路、欠电压等）两种情况。一般用途的低压断路器可用于交流电路及直流
电路中，有些断路器专为交流或直流电路而设计，因此它只能适用于一种电路。
低压断路器的主要技术参数有额定电压、额定电流、脱扣器动作特性、分断能力、
短时耐受电流、限流能力、操作性能（机械寿命和电寿命）、允通能力等。
低压断路器由触头系统、灭弧系统、过电流脱扣器、操动机构、框架或外壳
及附件等组成。
触头系统用于通断电路，并在接通位置时承载电流。有的低压断路接通位置
时承载主电路电流，前者仅用于在接通位置时承载主电路电流，后者用于通断电
路是产生并承受电弧。
灭弧系统用于熄灭触头电弧，该电弧在触头通断电流时产生的。
过电流流脱扣器与断路器机械传动机构相连，用以释放锁扣件使断路器分断。
操作机构包括断路器动作的机械操作与传动机构及防止合闸机构。防止合闸
机构用于防止在联锁机构不允许合闸情况下误合闸。
框架或外壳把以上各部分组合在一起，通常为金属框架或塑料外壳。
附件作为断路器功能的派生补充，为断路器增加了控制手段和保护功能。内
部附件包括负责触头、报警触头、分励脱扣器、欠电压脱扣器等；外部附件包括
电动操动机构、释能电磁铁、转动操作手柄、加长手柄、手柄闭锁装置等。图1所示为一个三极低压断路器原理示意图。断路器的主触头。串联于三相
电路并处于接通状态，传动杆由锁扣传动杆由锁扣传动杆由锁扣钩住，分断弹簧
受到拉伸。当电路电流超过一定时过电流脱扣器的衔铁吸合，顶杆向上运动将锁
扣顶开，分断弹簧使触头分断。当电路电压降低至一定值时，失电压脱扣器的衔
铁释放，将锁扣向上顶开，使触头分断。分励脱扣器由控制电源供电，可以根据
操作人员的令或其他信号使线圈通电，其铁芯向上运动并驱动断路器触头分断。
低压断路器的分断能力较高，主要是其操动机构为典型的五连杆机构，其分
合闸过程是一个瞬间的动作过程，包含高速的碰撞。低压断路器分闸时，操动机
构处于图2(a)所示的位置，合闸时，作用到手柄11上的操作力通过弹簧7传递
到连杆机构的4点，并带动机构快速运动，低压断路器快速合闸，达到图2(b)
所示的位置。在短路电流产生而脱扣器未动作之前，如果电动斥力足够克服触头预压力和触头重力，动触头可被斥开一定的角度，当短路电流引起锁扣12转动
时，在分断弹簧7作用下，跳扣13绕轴6逆时针转动，5点成为活点，同时连
杆3一4、4一5脱离死区，变成五连杆机构，触头快速分断，低压断路器脱扣。
由于五连杆机构有两个自由度，低压断路器在脱扣状态下，触头处于打开位置，
如图2（c）所示，此时断路器无法闭合。
图2 低压断路器处于分闸、合闸、脱扣状态时的操动机构示意图
(a）分闸状态；(b）合闸状态：(c）吸扣状态
1、2、6一转轴；3—4一下连杆；4一5一上连杆；
7一弹簧；8—弹赞与手柄连接点；9一触头：
10一锁扣与跳扣连接点；11一手柄；12—锁扣；13一跳扣
低压断路器分类方法有多种：
①按用途可分为配电线路用、电动机用、照明线路用和漏电保护（剩余电流动作）
用断路器等。
②按在短路情况下的使川类别可分为A类和B类。A类断路器在短路情况下无选
择性保护所需要的人为短延时，因而无短时耐受电流要求；B类断路器在短路情
况下，可实现选择性保护，有人为短延时，因此有短时耐受电流要求。
③按极数可分为单极、二极、二极、四极断路器。单极断路器用于交流单相线路，
二极断路器用于单相或两相线路，三极断路器用于三相线路，四极断路器用于三
相四线制线路；而用于直流电路的仅有单极和二极断路器。④按结构形式可分为万能式（框架式）断路器、塑料外壳式断路器、小划断路器。
万能式断路器和塑料外壳式断路器主要用于低压配电线路过载、短路或欠电压保
护．也可用于不
频繁接通和分断电路，而小型断路器主要用于终端配电系统导线和家用电器过载
与短路保护。
⑤按电流性质可分为交流、直流和交直流断路器。一般的低压断路器可在交流电
路及直流电路中工作。在大功率直流电路中需使用直流快速断路器，这种断路器
的动作时间极短．灵敏度高．限流能力强，能较好地保护硅整流装置。
⑥按有无限流作用分为限流式和非限流式。限流式断路器带有电动斥力快速脱扣
机构，分断时间短．电路发生短路时，短路电流还没有上升到址大值，断路器触
头已分断，它对短路电流有限流作用，大大减轻了短路电流对电气设备产生的破
坏作用。非限流式断路器无法限制短路电流的增长，承受短路电流时间长，因此
分断能力低。另外，低压断路器还可以按传动方式、脱扣器种类等分类。
低压断路器将向大容量、高性能和智能化方向发展。限流技术和灭弧技术使
低压断路器的短路分断能力不断提高。缩短选择性保护时间，可以降低电气设备
动稳定和热稳定要求，实现全范围选择性保护，从根本上避免低压配电系统越级
跳闸和故障级断路器正常分断后上级断路器同时分闸的问题。微处理器的应用使
低压断路器具有智能保护与控制功能。现场总线技术的应用使低压断路器成为网
络电器，实现双向通信与远程监控功能。