1　概述

低壓斷路器(曾稱(chēng)自動(dòng)開(kāi)關(guān))是一種不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流和過(guò)負(fù)荷電流，還可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯拈_(kāi)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(guò)負(fù)荷、短路、欠壓和漏電保護(hù)等。低壓斷路器可以手動(dòng)直接操作和電動(dòng)操作，也可以遠(yuǎn)方遙控操作。

低壓斷路器的分類(lèi)方式很多，按使用類(lèi)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(wàn)能式(又稱(chēng)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(guó)產(chǎn)多為空氣式)；按操作方式分，有手動(dòng)操作、電動(dòng)操作和彈簧儲(chǔ)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(jí)饋出線(xiàn)，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(dòng)觸頭)在斷路器中用來(lái)實(shí)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(zhǎng)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?huì)嚴(yán)重磨損。

常用斷路器的觸頭型式有，對(duì)接式觸頭、橋式觸頭和插入式觸頭。對(duì)接式和橋式觸頭多為面接觸或線(xiàn)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(dòng)作順序是，斷路器閉合時(shí)，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(shí)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(lái)承擔(dān)切斷電流時(shí)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(zhǎng)期穩(wěn)定的工作。

2.2　滅弧系統(tǒng)

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

2.3　操動(dòng)機(jī)構(gòu)

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

(1)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：

按斷路器操作方式不同可分為：手動(dòng)傳動(dòng)、杠桿傳動(dòng)、電磁鐵傳動(dòng)、電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)；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(shí)現(xiàn)傳動(dòng)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(lái)實(shí)現(xiàn)。

斷路器的脫扣器型式有：欠壓脫扣器、過(guò)電流脫扣器、分勵(lì)脫扣器等。過(guò)電流脫扣器還可分為過(guò)載脫扣器和短路脫扣器。

欠壓脫扣器用來(lái)監(jiān)視工作電壓的波動(dòng)，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(shí)，斷路器可立即分?jǐn)?，在電源電壓低?/span>35%額定電壓時(shí)，能防止斷路器閉合。帶延時(shí)動(dòng)作的欠壓脫扣器，可防止因負(fù)荷陡升引起的電壓波動(dòng)，而造成斷路器不適當(dāng)?shù)胤謹(jǐn)?。延時(shí)時(shí)間可為1s、3s和5s。

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

過(guò)電流脫扣器用于防止過(guò)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(lái)防止斷路器因短路故障分?jǐn)嗪螅收衔磁懦霸俸祥l。在短路條件下，斷路器分?jǐn)啵i定機(jī)構(gòu)動(dòng)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(dòng)作，無(wú)法接通電路。

2.5　其它

斷路器除上述四類(lèi)裝置外，還具有輔助接點(diǎn)，一般有常開(kāi)接點(diǎn)和常閉接點(diǎn)。輔助接點(diǎn)供信號(hào)裝置和智能式控制裝置使用。還有框架(萬(wàn)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(wàn)能式斷路器(標(biāo)準(zhǔn)型式為DW)

萬(wàn)能式斷路器容量較大，可裝設(shè)多種脫扣器，輔助接點(diǎn)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(shí)限動(dòng)作特性的電動(dòng)機(jī)保護(hù)。它通過(guò)輔助接點(diǎn)可實(shí)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(xiàn)總開(kāi)關(guān)、母線(xiàn)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)或大容量饋線(xiàn)開(kāi)關(guān)和大型電動(dòng)機(jī)控制開(kāi)關(guān)。

我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的萬(wàn)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(guó)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(mén)子公司的3WE系列等，以及目前國(guó)內(nèi)各生產(chǎn)廠以各自產(chǎn)品命名高新技術(shù)開(kāi)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(gè)塑料外殼中，沒(méi)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(dòng)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(dòng)操作，亦可由電動(dòng)機(jī)操作。電動(dòng)機(jī)操作可實(shí)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(xiàn)控制和保護(hù)、小型配電變壓器的低壓側(cè)出線(xiàn)總開(kāi)關(guān)，動(dòng)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(kāi)關(guān)。

我國(guó)自行開(kāi)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(mén)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(dòng)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(guó)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(shí)接通能力；④額定短時(shí)耐受電流。

萬(wàn)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(jí)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(zhǎng)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(diǎn)特性參數(shù)。萬(wàn)能式斷路器一般具有常開(kāi)接點(diǎn)、常閉接點(diǎn)各3對(duì)，供信號(hào)裝置及控制回路用；塑殼式斷路器一般不具備輔助接點(diǎn)。

(5)其它：

斷路器特性參數(shù)除上述各項(xiàng)外，還包括：脫扣器型式及特性、使用類(lèi)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(shí)，可選用塑殼斷路器；額定電流較大，短路電流亦較大時(shí)，應(yīng)選用萬(wàn)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(xiàn)路末端單相對(duì)地短路電流/斷路器瞬時(shí)(或短路時(shí))脫扣器整定電流≥1.25；

(6)斷路器欠電壓脫扣器額定電壓=線(xiàn)路額定電壓。

5　智能化低壓斷路器

微處理機(jī)和計(jì)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(kāi)關(guān)電器通過(guò)中央控制系統(tǒng)，進(jìn)入計(jì)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(shí)可設(shè)置成I2t特性，以便與后一級(jí)保護(hù)更好匹配，并可實(shí)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(hào)中的高次諧波，避免高次諧波造成的誤動(dòng)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(cè)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(guò)允許值，或觸頭磨損量超過(guò)限定值時(shí)能發(fā)出警報(bào)。

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

智能化斷路器通過(guò)與控制計(jì)算機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)還可自動(dòng)記錄斷路器運(yùn)行情況和實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、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(lái)，我國(guó)的斷路器生產(chǎn)廠也已開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了各種類(lèi)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(guó)一定會(huì)有更大的發(fā)展。

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