断路器工作原理分类详解

  导读：在现代社会，无论哪个行业不能离开电。而电的使用有不可避免的会造成一些安全风险隐患。为了能够更好的保证我们在日常生活中的用电安全，便有了

  断路器(circuit breaker)其实就是一个开关，但该开关的状态并不是人为控制的，而是由电路控制。在正常工作情况下，开关处于闭合状态，而当电路发生严重的过载或者短路及欠电压等故障时，该开关自动断开，起到保护设备及线路作用。其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合，目前已经获得广泛的应用。

  断路器在判断故障后会进行如下图所示动作，以实现对电源线路及电动机等的保护。

  断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等构成，可分为万能式断路器和塑料外壳式断路器两大类，目前我国万能式断路器主要生产有DWI5、DWI6、DWI7(ME)、DW45等系列，塑料外壳式断路器主要生产有DZ20、CMI、TM30等系列。

  断路器按其使用范围还可分为高压断路器和低压断路器，但高低压界线比较模糊，一般将电压超过3kV的称为高压断路器。而在我们日常生活中被普遍的使用的为低压断路器。

  低压断路器也称为自动空气开关，可用来控制不频繁启动的电动机，是低压配电网中一种重要的保护电器。低压断路器的主触点是依靠手动操作或电动合闸的。在主触点闭合后，自由脱扣机构便将主触点锁在合闸的位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，而欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使得自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。当电路发生过载时，热脱扣器的热元件发热使得双金属片发生变形，当其变形到某些特定的程度时便推动自由脱扣机构动作，断开开关。当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，也会使得自由脱扣机构动作，断开开关。

  高压断路器相对于低压断路器而言，由于要断开的电弧在拉长后仍可燃烧不熄灭，因此灭弧是其要完成的核心工作。灭弧主要是在冷却电弧减弱游离的同时，通过吹弧拉长电弧，加强带电粒子的复合和扩散运动，并把弧隙中的带电粒子吹散，从而能够迅速恢复介质的绝缘强度，起到保护作用。

  最简单的电路保护设施是保险丝，也就是将一根很细的导线加上保护套后接入电路。而这种保险丝在温度达到某一水平后即可熔断，造成开路。断路器也是一种电路保护设施，但能反复使用，不像保险丝一样，只能发挥一次作用。基本型断路器的工作原理如下：

  电流能磁化电磁体，电磁体产生的磁力随电流的增强而增强，当电流增大到危险水平时，电磁体产生的磁力也相应增大，拉动与开关联动装置相连的金属杆，使开关断开，从而中断电流，保护电路。双金属条也是利用类似的原理来实现对电路的保护的，在高电流下，金属条发生变形，变形到某些特定的程度时便会启动联动装置来断开开关。有的断路器还依靠填充易爆物来实现对开关的控制，当电流大于某一点时，便会点燃易爆材料，断开开关。

  增强型断路器摒弃了简单的电气设备，使用半导体设备来监测电流水平。例如接地故障断路器(GFCI)，它不仅能避免房屋的配线受损，还能保护人们免遭点击。GFCI会不断地监测电路中零线和火线上的电流，当两者相同时，处于正常工作状态，而若两者电流不同(如有人不慎触碰火线造成的火线上电流急剧增大，而零线上电流不变)，则会立即切断电路，防止事故发生。由于GFCI无需等到电流上升到危险水平就能采取行动，故其反应速度比传统断路器快得多。