低压断路器基本结构及技术参数

低压断电器是低压电力系统中的主要电器设备之一。低压断路器可在正常负荷下接通或断开电路，当电路中发生短路故障或过载时，低压断路器可自动掉闸电路起到保护气线路和电气设备的作用，并可防止事故范围扩大。

低压电路器可用于低压配电装置中做总开关和支路开关，也可用于电动机不频繁的起动控制。
一、低压断路器的基本结构
低压电路器由脱扣器、触头系统、灭弧装置、传动机构、基架和外壳等部分组成。
1、脱扣器
脱扣器是低压断路器中用来接受信号的元件。若线路中出现不正常情况或由操作人员或继电保护装置发出信号时，脱扣器会根据信号的情况通过传递元件使触头动作掉闸切断电路。低压断路器的脱扣器一般有过流脱扣器、热脱扣器、失压脱扣器、分励脱扣器等几种。它们的结构示意图见图1。

图1 低压断路器的脱扣器

低压断路器投入运行时，操作手柄已经使主触头闭合，自由脱扣机构将主触头锁定在闭合位置，各类脱扣器进入运行状态。
（1）电磁脱扣器
电磁脱扣器与被保护电路串联。线路中通过正常电流时，电磁铁产生的电磁力小于反作用力弹簧的拉力，衔铁不能被电磁铁吸动，断路器正常运行。当线路中出现短路故障时，电流超过正常电流的若干倍，电磁铁产生的电磁力大于反作用力弹簧的作用力，衔铁被电磁铁吸动通过传动机构推动自由脱扣机构释放主触头。主触头在分闸弹簧的作用下分开切断电路起到短路保护作用。
（2）热脱扣器
热脱扣器与被保护电路串联。线路中通过正常电流时，发热元件发热使双金属片弯曲至一定程度(刚好接触到传动机构)并达到动态平衡状态，双金属片不再继续弯曲。若出现过载现象时，线路中电流增大，双金属片将继续弯曲，通过传动机构推动自由脱扣机构释放主触头，主触头在分闸弹簧的作用下分开，切断电路起到过载保护的作用。
（3）失压脱扣器
失压脱扣器并联在断路器的电源测，可起到欠压及零压保护的作用。电源电压正常时扳动操作手柄，断路器的常开辅助触头闭合，电磁铁得电，衔铁被电磁铁吸住，自由脱扣机构才能将主触头锁定在合闸位置，断路器投入运行。当电源侧停电或电源电压过低时，电磁铁所产生的电磁力不足以克服反作用力弹簧的拉力，衔铁被向上拉，通过传动机构推动自由脱扣机构使断路器掉闸，起到欠压及零压保护作用。

电源电压为额定电压的75%～105%时，失压脱扣器保证吸合，使断路器顺利合闸。当电源电压低于额定电压的40%时，失压脱扣器保证脱开使断路器掉闸分断。

一般还可用串联在失压脱扣器电磁线圈回路中的常闭按钮做分闸操作。
（4）分励脱扣器
分励脱扣器用于远距离操作低压断路器分闸控制。它的电磁线圈并联在低压断路器的电源侧。需要进行分闸操作时，按动常开按钮使分励脱扣器的电磁铁得电吸动衔铁，通过传动机构推动自由脱扣机构，使低压断路器掉闸。
在一台低压断路器上同时装有两种或两种以上脱扣器时，则称这台低压断路器装有复式脱扣器。
2、触头系统
低压断路器的主触头在正常情况下可以接通分断负荷电流，在故障情况下还必须可靠分断故障电流。主触头有单断口指式触头、双断口桥式触头、插入式触头等几种形式。主触头的动、静触头的接触处焊有银基合金触点，其接触电阻小，可以长时间通过较大的负荷电流。在容量较大的低压断路器中，还常将指式触头做成两挡或三挡，形成主触头、副触头和弧触头并联的形式。

图2 低压断路器的主触头和弧触头

两接触头的结构示意图如图2所示，分为弧触头和主触头。弧触头用耐弧金属材料制成，主触头和弧触头在断路器分、合闸时有不同的作用和操作次序。开关合闸时，弧触头承担合闸的电磨损；开关分闸时，弧触头承担电路分断时的强电弧，起保护主触头的作用；主触头承担长期通过负荷电流的任务。所以在合闸时弧触头先闭合、主触头后闭合；分闸时主触头先断开、弧触头后断开(如图2所示)。

大容量的断路器中为了更好地保护主触头又增设了副触头，即为三接触头，合闸时的动作顺序为弧触头先闭合，然后副触头闭合，最后弧触头闭合；分闸时的操作顺序为弧触头先分断，然后副县触头分断，最后主触头分断。
3、灭弧装置
低压断路器中的灭弧装置一般为栅片式灭罩，灭弧室的绝缘壁一般用钢板纸压制或用陶土烧制。
二、低压断路的保护特性
为起到良好的保护作用，低压断路器的保护特性必须与被保护线路及设备的允许过载特性相匹配。低压断路器的保护特性是由它们所装的脱扣器型式决定的。曲线Ⅰ是热脱扣器的保护特性。过电流较小时断路器保护动作所需的时间长。过电流较大是断路器保护动作所需时间短。这种保护特性称反时限保护特性，即断路器动作时间与过电流值的大小成反比。曲线Ⅱ-BDF为电磁脱扣器的保护特性，具有瞬时动作的性质，即只要过电流达到一定数值，断路器将瞬时动作。同时装有以上两种脱扣器的断路器具有曲线Ⅰ和曲线Ⅱ相交而成的保护特性(曲线ABDF)，称为两段式保护特性，即过载长延时和短路瞬时动作的特性。这样才能使保护对象工作在允许过载特性之下，防止保护对象受到不能承受的短路电流冲击而损坏。
还有些低压断路器具有有三段保护特性(曲线abc)，即过载长延时、短路短延时(曲线bcd段)、特大短路瞬时动作。这样可以充分利用电气设备的允许过载能力，尽可能地缩小故障停电的范围。
三、低压断路器的主要技术参数
1、额定电压
（1）额定工作电压
断路器的额定工作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）额定绝缘电压
断路器的额定绝缘电压是指设计断路器的电压值，电气间隙和爬电距离应参照这些值而定。除非型号产品技术文件另有规定，额定绝缘电压是断路器的最大额定工作电压。在任何情况下，最大额定工作电压不超过绝缘电压。
2、额定电流
（1）断路器壳架等级额定电流用尺寸和结构相同的框架或塑料外壳中能装入的最大脱扣器额定电流表示。
（2）断路器额定电流
断路器额定电流就是额定持续电流。也就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。
例如DZ10-100/330型低压断路器壳架额定电流为100A，脱扣器额定电流等级有15A，20A，25A，30A，40A，50A，60A，80A，100A等九种。其中最大的额定电流100A与壳架等级额定电流一致。
3、额定短路分断能力
断路器在规定条件下所能分断的最大短路电流值。
四、低压断路器型号意义
低压断路器型号的意义如图3所示。

图3 低压断路器型号的意义