塑料外壳式断路器的结构与工作原理

断路器又称为自动空气开关，它既能对电路进行不频繁的通断控制，又能在电路出现过载、短路和欠电压（电压过低）时自动掉闸（即自动切断电路），因此它既是一个开关电器，又是一个保护电器。

1.外形与符号

断路器种类较多，图1-34a所示为一些常用的塑料外壳式断路器，断路器的电路符号如图1-34b所示，从左至右依次为单极（1P）、两极（2P）和三极（3P）断路器。在断路器上标有额定电压、额定电流和工作频率等内容。

图1-34 断路器的外形与符号

2.结构与工作原理

断路器的典型结构如图1-35所示。该断路器是一个三相断路器，内部主要由主触头、反力弹簧、搭钩、杠杆、电磁脱扣器、热脱扣器和欠电压脱扣器等组成。该断路器可以实现过电流、过热和欠电压保护功能。

图1-35 断路器的典型结构

（1）过电流保护

三相交流电源经断路器的3对主触头和3条电路为负载提供三相交流电，其中一条电路中串接了电磁脱扣器线圈和发热元件。当负载有严重短路时，流过电路的电流很大，流过电磁脱扣器线圈的电流也很大，线圈产生很强的磁场并通过铁心吸引衔铁，衔铁动作，带动杠杆上移，两个搭钩脱离，依靠反力弹簧的作用，3个主触头的动、静触头断开，从而切断电源以保护短路的负载。

（2）过热保护

即使负载没有短路，但若长时间超负荷运行，负载也容易损坏。虽然在这种情况下电流也比正常时大，但还不足以使电磁脱扣器动作，而断路器的热保护装置可以解决这个问题。若负载长时间超负荷运行，则流过发热元件的电流长时间偏大，发热元件温度升高，它加热附近的双金属片（热脱扣器），其中上面的金属片热膨胀小，双金属片受热后向上弯曲，推动杠杆上移，使两个搭钩脱离，3个主触头的动、静触头断开，从而切断电源。

（3）欠电压保护

如果电源电压过低，则断路器也能切断电源与负载的连接，进行保护。断路器的欠电压脱扣器线圈与两条电源线连接，当三相交流电源的电压很低时，两条电源线之间的电压也很低，流过欠电压脱扣器线圈的电流小，线圈产生的磁场弱，不足以吸引住衔铁，在拉力弹簧的拉力作用下，衔铁上移，并推动杠杆上移，两个搭钩脱离，3对主触头的动、静触头断开，从而断开电源与负载的连接。

3.型号含义与种类

（1）型号含义

断路器种类很多，其型号含义说明如下：

（2）种类及特点

根据结构形式来分，断路器主要有塑料外壳式和框架式（万能式）两种。图1-36所示为几种常见的断路器。

1）塑料外壳式断路器又称为装置式断路器，它采用封闭式结构，除按钮或手柄外，其余的部件均安装在塑料外壳内。这种断路器的电流容量较小、分断能力弱，但分断速度快。它主要用在照明配电和电动机控制电路中，起保护作用。

图1-36 几种常见的断路器(https://www.xing528.com)

常见的塑料外壳式断路器型号有DZ5系列和DZ10系列。其中DZ5系列为小电流断路器，额定电流范围一般为10～50A；DZ10系列为大电流断路器，额定电流等级有100A、250A、600A 3种。

2）框架式断路器又称为万能式熔断器，它一般都有一个钢制的框架，所有的部件都安装在这个框架内。这种断路器电流容量大、分断能力强、热稳定性好。它主要用在380V的低压配电系统中作过电流、欠电压和过热保护。常见的框架式断路器有DW10系列和DW15系列，其额定电流等级有200A、400A、600A、1000A、1500A、2500A和4000A。

此外，还有一种限流式断路器，当电路出现短路故障时，能在短路电流还未达到预期的电流峰值前，迅速将电路断开。这种断路器由于具有分断速度快的特点，因此常用在分断能力要求高的场合，常见的限流式断路器有DWX系列和DZX系列等。

4.面板标注参数的识读

（1）主要参数

断路器的主要参数有：

1）额定工作电压U_e是指在规定条件下断路器长期使用能承受的最高电压，一般指线电压。

2）额定绝缘电压U_i是指在规定条件下断路器绝缘材料能承受的最高电压，该电压一般比额定工作电压高。

3）额定频率是指断路器适用的交流电源频率。

4）额定电流I_n是指在规定条件下断路器长期使用而不会脱扣跳闸的最大电流。流过断路器的电流超过额定电流时，断路器会脱扣跳闸，电流越大，跳闸时间越短，比如有的断路器电流为1.13I_n时1h内不会跳闸，当电流达到1.45I_n时1h内会跳闸，当电流达到10I_n时会瞬间（小于0.1s）跳闸。

5）瞬间脱扣整定电流是指会引起断路器瞬间（＜0.1s）脱扣跳闸的动作电流。

6）额定温度是指断路器长时间使用允许的最高环境温度。

7）短路分断能力可分为极限短路分断能力（I_cu）和运行短路分断能力（I_cs），分别是指在极限条件下和运行时断路器触头能断开（触头不会产生熔焊、粘连等）所允许通过的最大电流。

（2）面板标注参数的识读

断路器面板上上一般会标注重要的参数，在选用时要会识读这些参数的含义。断路器面板标注参数的识读如图1-37所示。

图1-37 断路器的参数识读

5.断路器的检测

断路器检测通常使用万用表的电阻档，检测过程如图1-38所示，具体分为以下两步。

1）将断路器上的开关拨至“OFF（断开）”位置，然后将红、黑表笔分别接断路器一路触头的两个接线端子，正常电阻应为无穷大（数字万用表显示超出量程符号“1”或“OL”），如图1-38a所示。接着再用同样的方法测量其他路触头的接线端子间的电阻，正常电阻均应为无穷大，若某路触头的电阻为0或时大时小，则表明断路器的该路触头短路或接触不良。

2）将断路器上的开关拨至“ON（闭合）”位置，然后将红、黑表笔分别接断路器一路触头的两个接线端子，正常电阻应接近0Ω，如图1-38b所示，接着再用同样的方法测量其他路触头的接线端子间的电阻，正常电阻均应接近0Ω，若某路触头的电阻为无穷大或时大时小，则表明断路器的该路触头开路或接触不良。

图1-38 断路器的检测