1.4　低壓斷路器

1.4.1　低壓斷路器概述

（1）斷路器的用途

斷路器曾稱自動開關，是指能接通、承載以及分斷正常電路條件下的電流，也能在規定的非正常電路條件（例如短路）下接通、承載一定時間和分斷電流的一種機械開關電器。按規定條件，斷路器對配電電路、電動機或其他用電設備實行通斷操作并起保護作用，即當電路內出現過載、短路或欠電壓等情況時能自動分斷電路。

斷路器動作值可調整、兼具過載和保護兩種功能、安裝方便、分斷能力強，特別是在分斷故障電流后一般不需要更換零部件，因此應用非常廣泛。

（2）斷路器的分類

斷路器的類型很多，常用的分類方法見表1-2。

（3）斷路器的基本結構與工作原理

斷路器的種類雖然很多，但它的基本結構基本相同。斷路器的結構主要有觸點系統、滅弧裝置、各種脫扣器和操作機構等部分。

斷路器的種類很多，結構比較復雜，但其工作原理基本相同，其工作原理如圖1-14所示。斷路器的三個觸點串聯在三相主電路中，電磁脫扣器的線圈及熱脫扣器的熱元件也與主電路串聯，欠電壓脫扣器的線圈與主電路并聯。

當斷路器閉合后，三個主觸點由鎖鍵鉤住鉤子，克服彈簧的拉力，保持閉合狀態。而當電磁脫扣器吸合或熱脫扣器的雙金屬片受熱彎曲或欠電壓脫扣器釋放時，就可將杠桿頂起，使鉤子和鎖鍵脫開，于是主觸點分斷電路。

當電路正常工作時，電磁脫扣器的線圈產生的電磁力不能將銜鐵吸合，而當電路發生短路，出現很大過電流時，線圈產生的電磁力增大，足以將銜鐵吸合，使主觸點斷開，切斷主電路；若電路發生過載，但又達不到電磁脫扣器動作的電流時，而流過熱脫扣器的發熱元件的過載電流，會使雙金屬片受熱彎曲，頂起杠桿，導致觸點分開來斷開電路，起到過載保護作用；若電源電壓下降較多或失去電壓時，欠電壓脫扣器的電磁力減小，使銜鐵釋放，同樣導致觸點斷開而切斷電路，從而起到欠電壓或失電壓保護作用。

低壓斷路器的圖形符號和文字符號如圖1-15所示。

1.4.2　萬能式斷路器

（1）基本結構

萬能式斷路器曾稱為框架式斷路器，這種斷路器一般都有一個鋼制的框架（小容量的也可由塑料底板加金屬支架構成），所有零部件均安裝在這個框架內，主要零部件都是裸露的，導電部分需先進行絕緣，再安裝在底座上，而且部件大多可以拆卸，便于裝配和調整。DW型萬能式斷路器的結構如圖1-16所示。

（2）特點與用途

這種斷路器容量較大，其額定電流一般為630～5000A，可裝設多種脫扣器，輔助觸點的數量很多，不同的脫扣器組合可以具有不同的保護特性。因此，這種斷路器可設計成選擇型或非選擇型配電電器，也可進行具有反時限動作特性的電動機保護，另外它還可通過輔助觸點實現遠距離遙控和智能化控制。一般情況下，容量較小（600A以下）的萬能式斷路器多用于線路和電源設備的過載、欠電壓和短路的保護；容量較大（1000A以上）的萬能式斷路器多用于變壓器出線總開關、大容量饋線開關及大型電動機控制。

1.4.3　塑料外殼式斷路器

（1）基本結構

塑料外殼式斷路器曾稱為裝置式斷路器，這種斷路器的所有零部件都安裝在一個塑料外殼中，沒有裸露的帶電部分，使用比較安全。DZ型塑料外殼式斷路器的結構如圖1-17所示，其主要由絕緣外殼、觸點系統、操作機構和脫扣器等四部分組成。

（2）特點與用途

塑料外殼式斷路器多為非選擇型，而且容量較小，一般在600A以下，新型的塑料外殼式斷路器也可制成選擇型，而且容量不斷增大，有的容量已達3000A以上。小容量的斷路器（50A以下）一般采用非儲能閉合、手動操作；大容量斷路器的操作機構多采用儲能閉合，而且還可進行遠距離遙控。塑料外殼式斷路器可以裝設多種附件以適應各種不同控制和保護的需要，具有較高的短路分斷能力、動穩定性和比較完備的選擇性保護功能。它與萬能式斷路器相比，具有結構緊湊、體積小、操作簡便、安全可靠等特點，缺點是通斷能力比萬能式斷路器低，保護和操作方式較少。這種斷路器廣泛用于配電線路中，作為主電路和小容量發電機的保護和配電開關，也可用作小型配電變壓器低壓側出線總開關以及對各種大型建筑（如賓館、大樓、機場、車站等）和住宅的照明電路進行控制和保護，還可用作各種生產設備的電源開關。

DZ系列塑料外殼式斷路器主要在電力系統中作配電及保護電動機之用，也可作為線路的不頻繁轉換及電動機的不頻繁啟動用。

1.4.4　斷路器的選擇

（1）類型的選擇

應根據電路的額定電流、保護要求和斷路器的結構特點來選擇斷路器的類型。例如：

①對于額定電流600A以下，短路電流不大的場合，一般選用塑料外殼式斷路器。

②若額定電流比較大，則應選用萬能式斷路器；若短路電流相當大，則應選用限流式斷路器。

③在有漏電保護要求時，還應選用漏電保護式斷路器。

④斷路器的類型應符合安裝條件、保護功能及操作方式的要求。

⑤一般情況下，保護變壓器及配電線路可選用萬能式斷路器，保護電動機可選塑料外殼式斷路器。

⑥校核斷路器的接線方向，如果斷路器技術文件或端子上表明只能上進線，則安裝時不可采用下進線，母線開關一定要選用可下進線的斷路器。

（2）電氣參數的確定

斷路器的結構選定后，接著需選擇斷路器的電氣參數。電氣參數的確定除選擇斷路器的額定電壓、額定電流和通斷能力外，一個重要的問題就是怎樣選擇斷路器過電流脫扣器的整定電流和保護特性以及配合等，以便達到比較理想的協調動作。選用的一般原則（指選用任何斷路器都必須遵守的原則）為：

①斷路器的額定工作電壓≥線路額定電壓。

②斷路器的額定電流≥線路計算負載電流。

③斷路器的額定短路通斷能力≥線路中可能出現的最大短路電流（一般按有效值計算）。

④斷路器熱脫扣器的額定電流≥電路工作電流。

⑤根據實際需要，確定電磁脫扣器的額定電流和瞬時動作整定電流。

a.電磁脫扣器的額定電流只要等于或稍大于電路工作電流即可。

b.電磁脫扣器的瞬時動作整定電流為：作為單臺電動機的短路保護時，電磁脫扣器的整定電流為電動機啟動電流的1.35倍（DW系列斷路器）或1.7倍（DZ系列斷路器）；作為多臺電動機的短路保護時，電磁脫扣器的整定電流為1.3倍最大一臺電動機的啟動電流再加上其余電動機的工作電流。

⑥斷路器欠電壓脫扣器額定電壓=線路額定電壓。

并非所有斷路器都需要帶欠電壓脫扣器，是否需要應根據使用要求而定。在某些供電質量較差的系統，選用帶欠電壓保護的斷路器，反而會因電壓波動而經常造成不希望的斷電。在這種場合，若必須帶欠電壓脫扣器，則應考慮有適當的延時。

⑦斷路器分勵脫扣器的額定電壓=控制電源電壓。

⑧電動傳動機構的額定工作電壓=控制電源電壓。

需要注意的是，選用時除一般選用原則外，還應考慮斷路器的用途。配電用斷路器和電動機保護用斷路器以及照明、生活用導線保護斷路器，應根據使用特點予以選用。