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斷路器工作原理分類詳解

來源:深圳市京都玉崎電子有限公司   2025年03月24日 12:00  

一、斷路器工作原理- -簡介

斷路器(circuit breaker)其實就是一個開關,但該開關的狀態并不是人為控制的,而是由電路控制。在正常工作情況下,開關處于閉合狀態,而當電路發生嚴重的過載或者短路及欠電壓等故障時,該開關自動斷開,起到保護設備及線路作用。其功能相當于熔斷器式開關與過欠熱繼電器等的組合,目前已經獲得廣泛的應用。

斷路器在判斷故障后會進行如下圖所示動作,以實現對電源線路及電動機等的保護。


二、斷路器工作原理- -分類

斷路器一般由觸頭系統、滅弧系統、操作機構、脫扣器、外殼等構成,可分為萬能式斷路器和塑料外殼式斷路器兩大類,目前我國  wan能式斷路器主要生產有DWI5、DWI6、DWI7(ME)、DW45等系列,塑料外殼式斷路器主要生產有DZ20、CMI、TM30等系列。

斷路器按其使用范圍還可分為高壓斷路器和低壓斷路器,但高低壓界線比較模糊,一般將電壓超過3kV的稱為高壓斷路器。而在我們日常生活中被廣泛使用的為低壓斷路器。


三、斷路器工作原理- -低壓斷路器

低壓斷路器也稱為自動空氣開關,可用來控制不頻繁啟動的電動機,是低壓配電網中一種重要的保護電器。低壓斷路器的主觸點是依靠手動操作或電動合閘的。在主觸點閉合后,自由脫扣機構便將主觸點鎖在合閘的位置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯,而欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯。當電路發生短路或嚴重過載時,過電流脫扣器的銜鐵吸合,使得自由脫扣機構動作,主觸點斷開主電路。當電路發生過載時,熱脫扣器的熱元件發熱使得雙金屬片發生變形,當其變形到一定程度時便推動自由脫扣機構動作,斷開開關。當電路欠電壓時,欠電壓脫扣器的銜鐵釋放,也會使得自由脫扣機構動作,斷開開關。


四、斷路器工作原理- -高壓斷路器

高壓斷路器相對于低壓斷路器而言,由于要斷開的電弧在拉長后仍可燃燒不熄滅,因此滅弧是其要完成的核心工作。滅弧主要是在冷卻電弧減弱游離的同時,通過吹弧拉長電弧,加強帶電粒子的復合和擴散運動,并把弧隙中的帶電粒子吹散,從而可以迅速恢復介質的絕緣強度,起到保護作用。


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斷路器工作原理- -基本型

簡單的電路保護裝置是保險絲,也就是將一根很細的導線加上保護套后接入電路。而這種保險絲在溫度達到某一水平后即可熔斷,造成開路。斷路器也是一種電路保護裝置,但可以反復使用,不像保險絲一樣,只能發揮一次作用。基本型斷路器的工作原理如下:

電流能磁化電磁體,電磁體產生的磁力隨電流的增強而增強,當電流增大到危險水平時,電磁體產生的磁力也相應增大,拉動與開關聯動裝置相連的金屬桿,使開關斷開,從而中斷電流,保護電路。雙金屬條也是利用類似的原理來實現對電路的保護的,在高電流下,金屬條發生變形,變形到一定程度時便會啟動聯動裝置來斷開開關。有的斷路器還依靠填充易爆物來實現對開關的控制,當電流超過某一點時,便會點燃易爆材料,斷開開關。

斷路器工作原理- -增強型

增強型斷路器摒棄了簡單的電氣設備,使用半導體設備來監測電流水平。例如接地故障斷路器(GFCI),它不僅能避免房屋的配線受損,還能保護人們免遭點擊。GFCI會不斷地監測電路中零線和火線上的電流,當兩者相同時,處于正常工作狀態,而若兩者電流不同(如有人不慎觸碰火線造成的火線上電流急劇增大,而零線上電流不變),則會立即切斷電路,防止事故發生。由于GFCI無需等到電流上升到危險水平就能采取行動,故其反應速度比傳統斷路器快得多。


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