乐清市瑞程电气有限公司 
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断路器其实就是一个开关，但该开关的状态并不是人为控制的，而是由电路控制。在正常工作情况下，开关处于闭合状态，而当电路发生严重的过载或者短路及欠电压等故障时，该开关自动断开，起到保护设备及线路作用。其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合，目前已经获得广泛的应用。下面来为大家介绍一下断路器原理、分类、作用与功能、常见技术问题解答、正确选择方法。

断路器原理
一、基本型
电流能磁化电磁体，电磁体产生的磁力随电流的增强而增强，当电流增大到危险水平时，电磁体产生的磁力也相应增大，拉动与开关联动装置相连的金属杆，使开关断开，从而中断电流，保护电路。双金属条也是利用类似的原理来实现对电路的保护的，在高电流下，金属条发生变形，变形到一定程度时便会启动联动装置来断开开关。有的断路器还依靠填充易爆物来实现对开关的控制，当电流超过某一点时，便会点燃易爆材料，断开开关。
二、增强型
增强型断路器摒弃了简单的电气设备，使用半导体设备来监测电流水平。例如接地故障断路器(GFCI)，它不仅能避免房屋的配线受损，还能保护人们免遭点击。GFCI会不断地监测电路中零线和火线上的电流，当两者相同时，处于正常工作状态，而若两者电流不同(如有人不慎触碰火线造成的火线上电流急剧增大，而零线上电流不变)，则会立即切断电路，防止事故发生。由于GFCI无需等到电流上升到危险水平就能采取行动，故其反应速度比传统断路器快得多。

断路器分类
1、按操作方式分有：电动操作、储能操作和手动操作；
2、按结构分有：万能式和塑壳式；
3、按使用类别分有：选择型和非选择型；
4、按灭弧介质分有：油浸式、真空式和空气式；
5、按动作速度分有：快速型和普通型；
6、按极数分有：单级、二级、三级和四级等；
7、按安装方式分有：插入式、固定式和抽屉式等。

断路器的作用与功能
高压断路器是电力系统中最重要的设备之一，用来在正常情况下接通和断开电路、在故障情况下能迅速开断故障电流的开关设备。包括：
1、切断或闭合高压线路的空载电流；
2、切断或闭合高压线路的负荷电流；
3、切断或闭合高压线路的故障电流。

断路器常见技术问题解答
1、负荷开关和隔离刀闸的主要功能区别是什么？
①二者都是一种隔离器；
②负荷开关带有灭弧装置，可以带负荷分断回路的正常电流，在规定时间内能承载一定的短路电流Icw；
③隔离刀闸没有灭弧装置，只起电源隔离作用。
2、如何理解断路器的极限短路分断能力、运行短路分断能力和短时耐受电流？
① 极限短路分断能力（Icu），是指在一定的试验参数（电压、短路电流、功率因数）条件下，经一定的试验程序，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，不再继续承载其额定电流的分断能力。它的试验程序为 O—t—CO，“O”为分断，“t”为间歇时间，一般为3min，“CO”表示接通后立即分断。
② 运行短路分断能力（Ics），是指在一定的试验参数（电压、短路电流和功率因数）条件下，经一定的试验程序，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，还要继续承载其额定电流的分断能力，它的试验程序为 O—t—CO— t—CO，“O”为分断，“t”为间歇时间，一般为3min，“CO”表示接通后立即分断。
③短时耐受电流（Icw），是指在一定的电压、短路电流、功率因数下，耐受0.05、0.1、0.25、0.5或1s而断路器不允许脱扣的能力，Icw是在短延时脱扣时，对断路器的电动稳定性和热稳定性的考核指标，它是针对B类断路器的。
④ 在选择断路器时依据的一个重要原则是断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流，这个断路器的短路分断能力通常是
指它的极限短路分断能力。
3、对于Icu和Ics 的正确认识：是不是Ics=100%Icu就是最好？
①具有三段保护的框架断路器偏重于它的运行短路电流分断能力值，而大量使用在分支回路的塑壳断路器要确保其具有足够大的极限短路电流分断能力值。对此的正确理解是：主干线切除故障电流后，主干线的停电会影响一大片用户， 所以发生短路故障时要求其能够承受至少连续两次分、合闸，而且要求主干线的断路器能够承载一段时间的短路电流耐受能力。
②这样的要求是为了确保大范围停电的局面所产生的后果能够被控制在最小的程度。而在支路上，分断短路电流后，即使停电，其影响也不大，不一定要求其连续分、合闸。因此在这种情况下，Ics并不一定是衡量其保护能力的标准。所以两种位置的断路器对Ics占Icu的百分比的要求是不一样的。一般情况下，框架式断路器最小允许Ics=50% Icu，而塑壳式断路器最小允许Ics=25% Icu。综上所述，断路器应用的设计人员选择断路器时以断路器的运行短路分断能力作为判断某种断路器是否合格的认识是一种误解。
4、什么是额定短路接通能力？
① 根据国标GB14048.2中短路特性中规定：额定短路接通能力是由具体产品标准或制造厂规定的，在规定的电压、额定频率
以及一定的功率因素（或时间常数）下断路器能够接通的电流值，用最大预期电流峰值表示。
② 对于交流断路器的额定短路接通能力，应不小于下表所列额定短路分断能力和系数N的乘积。
③对于直流，假定稳态短路电流是常数，断路器的额定短路接通能力应不小于额定短路分断能力。
④ 额定短路接通能力就是断路器在相应于电源电压为额定工作电压的105％时能够接通的电流。
⑤额定短路分断能力（Icn）应采用Icu ，Ics 表示。
5、断路器的额定绝缘电压是如何规定的？
电器的额定绝缘电压与介电性能试验电压、爬电距离等有关，在任何情况下额定工作电压的最大值不应超过额定绝缘电压值。GB14048.1－93中，若电器没有明确规定额定绝缘电压，则规定工作电压的最大值可认为是其额定绝缘电压。
6、什么是断路器的分断时间？
① 分断时间＝燃弧时间＋断开时间。
②断开时间：从断开操作开始瞬间到所有极的弧触头都分开瞬间为止的时间间隔。
③燃弧时间：从第一个电弧产生的瞬间起到所有极电弧最终熄灭的瞬间止的时间间隔。
④ 分断时间：从机械开关电器的断开瞬间开始时起，到燃弧时间结束瞬间止的时间间隔。
7、电动机保护中有1类配合，2类配合的概念，是如何定义的？
根据 IEC/EN60947-4-1规定：
①缺乏配合：操作者需要承担很大风险，同时也可能对设备造成损伤。
②1类配合：操作者无风险，这是最常用的标准解决方案，短路情况下，允许起动设备损毁，但不允许电控柜以外的设备受损。发生故障重新起动前，需要修复电机起动设备。
③2类配合：短路情况下，操作者无风险，不允许电控柜以外的设备受损，允许接触器触点在轻易分开的情况下轻微的熔焊。
④ 全面配合：高性能解决方案。短路情况下，操作者和设备无风险，起动器触点本身也不允许有熔焊。无需特殊防范，立即重新启动。
8、当断路器和接触器、热继电器配合时，三者额定电流的大小关系如何？
Ie1（热继电器）＜Ie2（断路器）＜Ie3（接触器）
9、什么是限流断路器，类型有哪些？
所谓限流断路器，是指其分断时间短到足以使电流尚未达到预期峰值前即被分断的断路器。这种断路器大致可分为以下四种类型：
① 由限流熔断器和通用型断路器组合而成的限流断路器；
② 由自复式熔断器和通用型断路器组合而成的限流断路器；
③由金属限流线（一种电阻温度系数值很大的铁基合金线）和通用型断路器组合而成的限流断路器；
④电动斥力式限流断路器，这种断路器利用短路电流通过触头回路时所产生的巨大电动斥力，在预期短路电流达到峰值前就断开电路。目前，使用最多的是电动斥力式限流断路器。
10、限流特性的意义是什么？如何选择？
限流特性的本质在于快速分断在未达到预期最大短路电流前分断电路，从而限制预期热应力。这个功能对于给定电缆热应力限制选择保护具有重要意义。通过查找开关产品的限流曲线以及电缆最大允许热应力表，选择开关限制的热应力小于电缆最大允许的热应力。
11、什么叫做过载？什么叫做低电压或电压过低？
①所谓过载，就是实际负荷电流大于线路或设备的额定电流。过载会造成线路和设备的温度过高、绝缘加速老化、使用寿命缩短。如果长时间过载，会造成设备损坏，甚至引起火灾和等重大事故。
②所谓低电压或电压过低，就是线路电压低于设备额定电压。电气设备长时间低电压运行，不仅使供电线路的电能损失增加，照明灯光暗淡或不能点燃，电机的出力和效率降低或不能起动而且也会引起过电流而造成电机过热甚至烧毁。
12、低压断路器的作用是什么，如何确定断路器的额定电压和额定电流？
①低压断路器主要用于线路的过载、短路、逆电流、失压、欠压及漏电保护，也可用于不频繁起动的电动机的保护及操作或转换电路。
②额定电压的确定：按线路的额定电压选择，即断路器的额定电压Unzd大于等于线路额定电压Unx。
③额定电流的确定：按线路计算电流选择，即断路器的额定电流Inzd大于等于线路计算电流Ijs。
13、为什么要用四极开关？什么情况下不需要四极开关？
(1)必须选用四极开关：
①为维修安全起见：TT接地系统中，即使用户侧做了总等电位联结，但因为此时的总等电位联结不包括中性线，线路故障（譬如：某相线接地）在电源侧接地极上产生的电位会传导至用户侧，从而导致在使用三极开关时电气维修的电击事故。此时，需用四极开关将中性线和相线全部隔离；
②为防杂散电流及正常使用RCD功能：中性线有并联通路的情况下，为防杂散电流及使双电源转换开关上的RCD能正常工作，也必须采用四极开关；
③当IT系统引出中性线时，为维修安全起见：IT系统一般不引出中性线，原本不存在采用四极开关的问题。如果引出中性线，当发生一相接地故障时，中性线对地电压将为相电压220v，电击危险甚大，需为电气维修安全安装四极开关。
(2)不需要四极开关的情况：
①TN-C-S和TN-S系统内不需为电气维修而装设四极开关；
②附设于建筑物内或单独设置的多变压器或单变压器变电所内，如果做有等电位联结，则不论TN-C-S、TN-S、TT系统均不需为电气维修而装设四极开关。
14、什么是接地故障保护和漏电保护？
①相线和电气设备或装置外露可导电部分、电气装置外可导电部分、大地之间的短路，称为接地故障，为防止这种故障造成的危害而采用的保护叫做接地故障保护；
② 漏电保护专指为防止小电流（mA）接地故障造成人身触电、火灾等危害而加装的保护。
15、分支馈线有单相负荷时，总进线漏电模块可否选用3P？
当馈线有单相负荷时不能用3P漏电模块，应选用4P漏电模块。否则单相负荷一旦投入使用，中性线会流过很大的单相负荷电流，漏电模块中电流矢量和等于N线中流过的电流，总进线漏电模块会即刻误动作。
16、漏电断路器常见的误动或拒动原因有哪些？如何处理？
（1）选型不正确
①由于漏电动作电流选用太小引起误动作。在选用漏电动作电流时，应大于线路中正常泄漏电流的2-4倍。电子设备的正常泄漏电流较大，例如台式电脑的泄漏电流为3-4毫安，则30毫安的漏电断路器回路所接电脑台数不宜超过5台；
②在三相线路中，在三极漏电模块后面的电路中联接有单相负荷必定引起误动作，此时应选用4P漏电模块。
（2）接线不正确
①剩余电流断路器后面的N线不能重复接地，否则由于N线的工作电流经过接地分流而引起剩余电流断路器误动作；
②安装剩余电流断路器的电路中用电设备的接地保护PE线不能通过剩余电流断路器的互感器，否则当用电设备外壳发生故障漏电时，漏电电流也通过电流互感器，因而互感器就检测不到剩余电流，剩余电流断路器将拒动；
③当只使用3P或4P开关中的两极或三极时，必须连接取电的两极；
④漏电保护器的接线松动，引起放电火花，使漏电保护器误动作。
（3）负载类型
① 电路中的雷电感应过电压和操作过电压频率很高，线路对地容抗很小，瞬时对地泄漏电流很大，往往造成剩余电流断路器误动作；
② 水银灯、荧光灯和它们的镇流器是分开安装的，且距离较长，对地电容大，当数量较多时，容易误动作；
③电机起动，白炽灯通电瞬间等容易引起误动作；
④工作零线（N线）的绝缘电阻过低也会引起RCD误动作。
17、漏电保护动作值 300mA的意义是什么？应用在多大面积的空间下？
作为防火保护的漏电保护器的整定电流应小于引起火灾的最小点燃电流。在住宅总进线设漏电保护器是为了防止接地故障引起的电气火灾。当发热功率为60~100W，如释放在较小面积的可燃物上，就会立即引发火灾。折合成电流值为272.7~454.5mA(I=P／U=60／0.22=272.7mA)。因此，住宅总进线处设置的漏电保护器的额定漏电动作电流Iz≤300~500mA。住宅总进线漏电保护器的整定电流可按下列要求选择：
①当住宅部分建筑面积小于1500 m 2 (单相配电)或4500 m 2 (三相配电)时，漏电断路器的额定漏电动作电流为300mA；
②当住宅部分建筑面积在1500~2000 m 2 (单相配电)或4500~6000 m 2(三相配电)时，漏电断路器的额定漏电动作电流为500mA；
③当住宅部分建筑面积超过6000 m 2 时，应多路配电并分别设置漏电断路器或在总配电柜的出线问路上分别装几组漏电断路器。
18、零序电流互感器与普通电流互感器相比有何特点？
①零序电流互感器与普通电流互感器都是按照电磁感应原理工作的，但它们的工作状态有别。
②普通电流互感器的一次线圈只与被保护线路的一相相连，并且一次线圈内的电流就是该相的负载电流，二次电流则是一次电流的相应值。
③而零序电流互感器则不然，它的一次线圈就是被保护线路的三相（如有单相则三相加零线），在正常状态下，由于三相电流矢量和为零，铁芯中不会产生磁通，故二次线圈内也不会有感应电流。当被保护回路发生单相接地故障时，三相电流的矢量和不再为零，它等于每相零序电流的三倍，此时，互感器的铁芯中便产生感应磁通，二次线圈内将有感应电流，从而启动继电器使保护装置动作。

断路器的正确选择方法
1、由线路的计算电流来决定断路器的额定电流；
2、按线路的最大短路电流来校验低压断路器的分断能力；
3、按照线路的最小短路电流来校验断路器动作的灵敏性，即线路最小短路电流应不小于断路器短路整定电流的1.3倍；
4、断路器的短路整定电流应躲过线路的正常工作启动电流；
5、按照线路上的短路冲击电流（即短路全电流最大瞬时值）来校验断路器的额定短路接通能力（最大电流预期峰值），即后者应大于前者。