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一张图讲清楚断路器的工作原理

发布日期:2018/02/12已有 1169 人浏览

     应网友朋友要求,聊聊我们常见的断路器——一种非常常用的短路保护电器。

图1  断路器原理图

        图1所示断路器的工作原理图。首先了解其结构,再看看其工作原理。

1、结构

        图1的断路器由主触头1、操作机构5、脱扣器(7、13、8、14等)、灭弧系统、附件(如弹簧6、11)等组成。 断路器的主触头可以手动操作(手动分合闸),根据需要可以配有电动操作机构。


2、工作原理

        从图1可以看出,断路器的主触头1与过电流脱扣器(负责短路保护)的线圈7和热脱扣器(负责过载保护)的热元件13串联,热元件为双金属片。正常情况下,主触点闭合后,脱扣机构3锁定锁键2,主触头处在合闸位置上。

        当主回路发生短路故障时,过电流脱扣器7吸合衔铁9(电磁铁原理)→推动连杆机构5向上运动→使脱扣机构3与锁键2分开→导致自由脱扣→在弹簧6的动作下主触头断开→切断故障回路。

        与短路故障保护不同,过载保护的机理差别较大。当电气回路过载时,热脱扣器13的热元件(双金属片)12因通过过大的电流而过度发热→迫使双金属片12向上弯曲→推动连杆机构5向上运动→脱扣机构3与锁键2分开→自由脱扣→弹簧6迫使主触头断开→切断故障回路。

        图1中还示意了欠电压脱扣器8,该脱扣器的线圈电源取自主触头1上端,即电源侧。当电路欠电压时,欠电压脱扣器的衔铁10释放→在弹簧11的作用下衔铁10→推动连杆机构5向上运动→脱扣机构3与锁键2分开→自由脱扣机构动作→断开主回路。

        分励脱扣器也是常用的脱扣器。按下按钮15→分励脱扣器线圈14通电→吸合衔铁9→衔铁9推动连杆机构5向上运动→脱扣机构3与锁键2分开→自由脱扣机构动作→弹簧6拉动主触头断开→主回路断电。

        由此可以看出,断路器是设计非常精细、精巧的机电产品,任何一个零部件达不到要求都实现不了保护的作用。


3、说明

        1)断路器的短路保护是标配,必须设置;

        2)过载保护可根据需要配置,如消防回路可不设置过载保护;

        3)欠压脱扣器、分励脱扣器作为附件可根据需要配置,其他附件(如剩余电流动作保护、辅助触点等)也可根据需要设置;

        4)从机械结构看,机械的核心是连杆机构5,各种保护、附加大多围绕连杆机构5使其向上运动,推动自由脱扣机构动作。

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