低压断路器的结构和工作原理详解

一、低压断路器的结构

低压断路器的结构由触头系统、灭弧装置、操动机构、保护装置（脱扣器）等组成，如图10-9所示。

图10-9　低压断路器的结构

1—主触头；2—自由脱扣机构的锁扣；3—过电流脱扣器；4—分励脱扣器；5—热脱扣器；6—欠电压脱扣器；7—按钮

（1）触头系统。其包括主触头和辅助触头。主触头用于分、合主电路，有单断口指式触头、双断口桥式触头、插入式触头等几种形式，通常是由两对并联触头，即工作触头和灭弧触头所组成，工作触头主要是通过工作电流，灭弧触头是在接通和断开电路时保护工作触头不被电弧烧伤。辅助触头用于控制电路，用来反映断路器的位置或构成电路的联锁。

（2）灭弧装置。作用是吸引开断大电流时产生的电弧，使长弧被分割成短弧，通过灭弧栅片的冷却，使弧柱温度降低，最终熄灭电弧。其结构因断路器的种类而异：框架式低压断路器常用金属栅片式灭弧室，由石棉水泥夹板、灭弧栅片及灭焰栅片所组成；塑壳式低压断路器所用的灭弧装置由红钢纸板嵌上栅片组成；快速低压断路器的灭弧装置还装有磁吹线圈。

（3）操动机构。其包括传动机构和自由脱扣机构。作用是用手动或电动来操作触头的合、分，在出现过载、短路时可以自由脱扣。当断路器合闸时，传动机构把合闸命令传递到自由脱扣机构，使触头闭合。

（4）保护装置。断路器的保护装置是各种脱扣器。(www.xing528.com)

1）电磁脱扣器用于短路保护，是利用电磁吸力作用，使自由脱扣器机构上的触点断开。

2）热脱扣器主要用于过负荷保护，一般为双金属片机构，当电流超过额定值时热元件发热使双金属片变形而导致断路器分闸。

3）失压或欠电压脱扣器用于低压保护，当电源电压低于某一规定数值或电路失压时失压或欠电压脱扣器使低压断路器分断。

4）半导体式脱扣器可作过载长延时、短路短延时、特大短路瞬时动作保护用，它由电流变换器、电压变换器、电源变压器和半导体插件组成。

5）分励脱扣器用于远距离控制低压断路器分闸，对电路不起保护作用。

二、低压断路器的工作原理

低压断路器接通或分断电路，是通过扳动其手柄（或通过外部转动手柄）或采用电动机操动机构使动、静触头闭合或断开。正常情况下，触头能接通和分断额定电流。当主触点闭合后，自由脱扣器将主触头锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，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，使自由脱扣机构动作，锁扣脱钩，主触头断开主电路。当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片向上弯曲，推动自由脱扣机构动作使锁扣脱钩，断路器分闸。当电路欠电压（低于额定电压的70%）时，欠电压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器则作为远距离控制用：在正常工作时，其线圈是断电的；在需要距离控制时，按下起动按钮，使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构动作，使主触头断开。

断路器分、合闸时，触头之间产生的强烈电弧使灭弧罩内的铁质栅片被磁化，产生吸力把电弧吸向灭弧罩，利用灭弧栅片冷却电弧，并将电弧分割成短弧，提高电弧电阻和电弧电压，最终将电弧熄灭。