1　概述

低壓斷路器(曾稱自動開關(guān))是一種不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流和過負(fù)荷電流，還可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯拈_關(guān)電器。低壓斷路器在電路中除起控制作用外，還具有一定的保護(hù)功能，如過負(fù)荷、短路、欠壓和漏電保護(hù)等。低壓斷路器可以手動直接操作和電動操作，也可以遠(yuǎn)方遙控操作。

低壓斷路器的分類方式很多，按使用類別分，有選擇型(保護(hù)裝置參數(shù)可調(diào))和非選擇型(保護(hù)裝置參數(shù)不可調(diào))；按結(jié)構(gòu)型式分，有萬能式(又稱框架式)和塑殼式斷路器；按滅弧介質(zhì)分，有空氣式和真空式(目前國產(chǎn)多為空氣式)；按操作方式分，有手動操作、電動操作和彈簧儲能機(jī)械操作；按極數(shù)分，可分為單極、二極、三極和四極式；按安裝方式分，有固定式、插入式、抽屜式和嵌入式等。低壓斷路器容量范圍很大，最小為4A，而最大可達(dá)5000A。

低壓斷路器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)各級饋出線，各種機(jī)械設(shè)備的電源控制和用電終端的控制和保護(hù)。

2　低壓斷路器的結(jié)構(gòu)

低壓斷路器由觸頭、滅弧裝置、操作機(jī)構(gòu)和保護(hù)裝置等組成。

2.1　觸頭系統(tǒng)

觸頭(靜觸頭和動觸頭)在斷路器中用來實現(xiàn)電路接通或分?jǐn)唷?/span>

觸頭的基本要求為：

(1)能安全可靠地接通和分?jǐn)鄻O限短路電流及以下的電路電流；

(2)長期工作制的工作電流；

(3)在規(guī)定的電壽命次數(shù)內(nèi)，接通和分?jǐn)嗪蟛粫?yán)重磨損。

常用斷路器的觸頭型式有，對接式觸頭、橋式觸頭和插入式觸頭。對接式和橋式觸頭多為面接觸或線接觸，在觸頭上都焊有銀基合金鑲塊。大型斷路器每相除主觸頭外，還有副觸頭和弧觸頭。

斷路器觸頭的動作順序是，斷路器閉合時，弧觸頭先閉合，然后是副觸頭閉合，最后才是主觸頭閉合；斷路器分?jǐn)鄷r卻相反，主觸頭承載負(fù)荷電流，副觸頭的作用是保護(hù)主觸頭，弧觸頭是用來承擔(dān)切斷電流時的電弧燒灼，電弧只在弧觸頭上形成，從而保證了主觸頭不被電弧燒蝕，長期穩(wěn)定的工作。

2.2　滅弧系統(tǒng)

滅弧系統(tǒng)用來熄滅觸頭間在斷開電路時產(chǎn)生的電弧。滅弧系統(tǒng)包括兩個部分：一為強(qiáng)力彈簧機(jī)構(gòu)，使斷路器觸頭快速分開；一為在觸頭上方設(shè)有滅弧室。

2.3　操動機(jī)構(gòu)

斷路器操動機(jī)構(gòu)包括傳動機(jī)構(gòu)和脫扣機(jī)構(gòu)兩大部分。

(1)傳動機(jī)構(gòu)：

按斷路器操作方式不同可分為：手動傳動、杠桿傳動、電磁鐵傳動、電動機(jī)傳動；按閉合方式可分為：貯能閉合和非貯能閉合。

(2)自由脫扣機(jī)構(gòu)：

自由脫扣機(jī)構(gòu)的功能是實現(xiàn)傳動機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)之間的聯(lián)系。

2.4　保護(hù)裝置

斷路器的保護(hù)裝置由各種脫扣器來實現(xiàn)。

斷路器的脫扣器型式有：欠壓脫扣器、過電流脫扣器、分勵脫扣器等。過電流脫扣器還可分為過載脫扣器和短路脫扣器。

欠壓脫扣器用來監(jiān)視工作電壓的波動，當(dāng)電網(wǎng)電壓降低至70%～35%額定電壓或電網(wǎng)發(fā)生故障時，斷路器可立即分?jǐn)?，在電源電壓低?/span>35%額定電壓時，能防止斷路器閉合。帶延時動作的欠壓脫扣器，可防止因負(fù)荷陡升引起的電壓波動，而造成斷路器不適當(dāng)?shù)胤謹(jǐn)?。延時時間可為1s、3s和5s。

分勵脫扣器用于遠(yuǎn)距離遙控或熱繼電器動作分?jǐn)鄶嗦菲鳌?/span>

過電流脫扣器用于防止過載和負(fù)載側(cè)短路。

一般斷路器還具有短路鎖定功能，用來防止斷路器因短路故障分?jǐn)嗪?，故障未排除前再合閘。在短路條件下，斷路器分?jǐn)?，鎖定機(jī)構(gòu)動作，使斷路器機(jī)構(gòu)保持在分?jǐn)辔恢?，鎖定機(jī)構(gòu)未復(fù)位前，斷路器合閘機(jī)構(gòu)不能動作，無法接通電路。

2.5　其它

斷路器除上述四類裝置外，還具有輔助接點，一般有常開接點和常閉接點。輔助接點供信號裝置和智能式控制裝置使用。還有框架(萬能式斷路器)和塑料底座和外殼(塑殼式斷路器)。

3　常用低壓斷路器

3.1　萬能式斷路器(標(biāo)準(zhǔn)型式為DW)

萬能式斷路器容量較大，可裝設(shè)多種脫扣器，輔助接點的數(shù)量也多，不同的脫扣器組合可形成不同的保護(hù)特性，故可作為選擇性或非選擇性或具有反時限動作特性的電動機(jī)保護(hù)。它通過輔助接點可實現(xiàn)遠(yuǎn)方遙控和智能化控制。其額定電流為630～5000A。一般用于變壓器400V側(cè)出線總開關(guān)、母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)或大容量饋線開關(guān)和大型電動機(jī)控制開關(guān)。

我國自行開發(fā)的萬能式斷路器系列有DW15、DW16、CW系列；引進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)品有德國AEG公司的ME系列(DW17)，日本寺崎公司的AH系列(DW914)，日本三菱公司的AE系列(DW19)，西門子公司的3WE系列等，以及目前國內(nèi)各生產(chǎn)廠以各自產(chǎn)品命名高新技術(shù)開關(guān)。

3.2　塑殼式斷路器(標(biāo)準(zhǔn)型式為DZ)

塑殼式斷路器的主要特征是，所有部件都安裝在一個塑料外殼中，沒有裸露的帶電部分，提高了使用的安全性。新型的塑殼斷路器也可制成選擇型。小容量的斷路器(50A以下)采用非貯能式閉合，手動操作；大容量斷路器的操作機(jī)構(gòu)采用貯能式閉合，可以手動操作，亦可由電動機(jī)操作。電動機(jī)操作可實現(xiàn)遠(yuǎn)方遙控操作。額定電流一般為6A～630A，有單極、二極、三極和四極。目前已有額定電流為800A～3000A的大型塑殼式斷路器。

塑殼斷路器一般用于配電饋線控制和保護(hù)、小型配電變壓器的低壓側(cè)出線總開關(guān)，動力配電終端控制和保護(hù)，及住宅配電終端控制和保護(hù)，也可用于各種生產(chǎn)機(jī)械的電源開關(guān)。

我國自行開發(fā)的塑殼式斷路器系列有：DZ20系列、DZ25系列、DZ15系列，引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的有日本寺崎公司的TO、TG和TH-5系列、西門子公司的3VE系列、日本三菱公司的M系列、ABB公司的M611(DZ106)和SO60系列，施耐德公司的C45N(DZ47)系列等，以及生產(chǎn)廠以各自產(chǎn)品命名的高新技術(shù)塑殼斷路器。

其派生產(chǎn)品有DZX系列限流斷路器，帶剩余電流保護(hù)功能(漏電保護(hù)功能)的剩余電流動作保護(hù)斷路器，缺相保護(hù)斷路器等。

4　低壓斷路器的主要技術(shù)特性參數(shù)和選用

4.1　特性及技術(shù)參數(shù)

我國低壓電器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定低壓斷路器應(yīng)有下列特性參數(shù)：

(1)型式：

斷路器型式包括相數(shù)、極數(shù)、額定頻率、滅弧介質(zhì)、閉合方式和分?jǐn)喾绞健?/span>

(2)主電路額定值：

主電路額定值有：

①額定工作電壓；②額定電流；③額定短時接通能力；④額定短時耐受電流。

萬能式斷路器的額定電流還分主電路的額定電流和框架等級的額定電流。

(3)額定工作制：

斷路器的額定工作制可分為8h工作制和長期工作制兩種。

(4)輔助電路參數(shù)：

斷路器輔助電路參數(shù)主要為輔助接點特性參數(shù)。萬能式斷路器一般具有常開接點、常閉接點各3對，供信號裝置及控制回路用；塑殼式斷路器一般不具備輔助接點。

(5)其它：

斷路器特性參數(shù)除上述各項外，還包括：脫扣器型式及特性、使用類別等。

4.2　斷路器的選用

額定電流在600A以下，且短路電流不大時，可選用塑殼斷路器；額定電流較大，短路電流亦較大時，應(yīng)選用萬能式斷路器。

一般選用原則為：

(1)斷路器額定電流≥負(fù)載工作電流；

(2)斷路器額定電壓≥電源和負(fù)載的額定電壓；

(3)斷路器脫扣器額定電流≥負(fù)載工作電流；

(4)斷路器極限通斷能力≥電路最大短路電流；

(5)線路末端單相對地短路電流/斷路器瞬時(或短路時)脫扣器整定電流≥1.25；

(6)斷路器欠電壓脫扣器額定電壓=線路額定電壓。

5　智能化低壓斷路器

微處理機(jī)和計算機(jī)技術(shù)引入低壓電器，一方面使低壓電器具有智能化功能，另一方面使低壓開關(guān)電器通過中央控制系統(tǒng)，進(jìn)入計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

微處理器引入低壓斷路器，使斷路器的保護(hù)功能大大增強(qiáng)，它的三段保護(hù)特性中的短延時可設(shè)置成I2t特性，以便與后一級保護(hù)更好匹配，并可實現(xiàn)接地故障保護(hù)。

帶微處理器的智能化脫扣器的保護(hù)特性可方便地調(diào)節(jié)，還可設(shè)置預(yù)警特性。智能化斷路器可反映負(fù)載電流的有效值，消除輸入信號中的高次諧波，避免高次諧波造成的誤動作。

采用微處理器還能提高斷路器的自身診斷和監(jiān)視功能，可監(jiān)視檢測電壓、電流和保護(hù)特性，并可用液晶顯示。當(dāng)斷路器內(nèi)部溫升超過允許值，或觸頭磨損量超過限定值時能發(fā)出警報。

智能化斷路器能保護(hù)各種起動條件的電動機(jī)，并具有很高的動作準(zhǔn)確性，整定調(diào)節(jié)范圍寬，可以保護(hù)電動機(jī)的過載、斷相、三相不平衡、接地等故障。

智能化斷路器通過與控制計算機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)還可自動記錄斷路器運行情況和實現(xiàn)遙測、遙控和遙信。

智能化斷路器是傳統(tǒng)低壓斷路器改造、提高、發(fā)展的方向。近年來，我國的斷路器生產(chǎn)廠也已開發(fā)生產(chǎn)了各種類型的智能化控制的低壓斷路器，相信今后智能化斷路器在我國一定會有更大的發(fā)展。

來源：網(wǎng)絡(luò)