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凡亿专栏 | 低压断路器的工作原理详解(附原路图)
低压断路器的工作原理详解(附原路图)

低压断路器是常见的开关电子器件之一,也是电子工程师在电路设计中常用到的电子元件之一,但小白很少清楚它的用法,甚至由于其特点乱用在电路设计上,导致电路崩溃,所以本文将重点谈谈低压断路器的工作原理。

低压断路器是一种具有接通断开电流的开关元件,在电路中除起控制作用外,还具有一定的保护功能,如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。低压断路器的分类方式很多,若是按使用类别分,有选择型(保护装置参数可调)和非选择型(保护装置参数不可调);若是按灭弧介质分,有空气式和真空式。

如图所示,该图是低压断路器的动作原理图。

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图中:1——弹簧;2——触点;3——锁链;4——搭钩;5——轴;6——电磁脱扣器;7——杠杆;8——衔铁;9——弹簧;10——衔铁;11——欠电压脱扣器;12——双金属片;13——发热元件。

低压断路器主要是由触头和灭弧系统,各种脱扣器和自由脱扣与操作机构等部分组成。

断路器的主触头是靠操作机构(手动或电动)合闸的。在上图中2为低压断路器的三副主触点,串联在被保护的三相主电路中。当压下按钮时,主电路中三副主触点2由锁链3钩住搭钩4,克服弹簧1的拉力,保持在闭合状态。搭钩4可以绕轴5转动。

当电路正常工作时,电磁脱扣器6线圈所产生的吸力不能将它的衔铁8吸合,如果电路发生短路和产生很大的过电流时,电磁脱扣器的吸力增加,将衔铁8吸合,并撞击杠杆7,把搭钩4顶上去,切断主触点⒉.如果电路上电压下降或失去电压时,欠电压脱扣器11的吸力减小或失去吸力,衔铁10被弹簧9拉开,撞击杠杆7,把搭钩4顶开,切断触点2。

电路发生过载时,过载电流流过发热元件13使双金属片12受热弯曲,将杠杆7丁凯,切断主触点2。

可见在正常情况下,触头能接通和分断工作电流;在故障情况下,能有效并及时地切断高达数十倍额定电流的故障电流,从而保护电路及电路中的电气设备。

断路器的自由脱扣机构是一套连杆机构,当主触头闭合以后将主触头锁在合闸位置上。如果电路发生故障,自由脱扣机构就在有关脱扣器的操动下动作,使钩子脱开。于是,主触头在释放弹簧的作用下迅速分断。脱扣器有过电流脱扣器、热脱扣器、失压脱扣器与分励脱扣器。

过流与失压脱扣器的动作原理:

过电流脱扣器在正常情况下衔铁是释放的,当发生过载或短路故障时,与主电路串联的线圈就会产生强大的电磁吸力,将衔铁往下吸,使得衔铁另一端上的顶杆向上运动,顶开自由脱扣机构中的锁钩,使主触头分断。失压脱扣器的工作恰恰相反,当电路电压正常时,并励线圈产生足够的吸力将衔铁吸住,使顶杆同自由脱扣机构脱离,主触头合上。

如果电路电压严重下降,或者电压全部消失,衔铁就释放,并通过顶杆将自由脱扣机构中的锁钩脱开,使主触头分断,所以失压脱扣器在正常的情况下是持续工作的。

分励脱扣器在正常工作时,其线圈是断电的,而在需要从远方进行操作使开关分闸的时候,应使线圈通电,让铁心吸引衔铁,使自由脱扣机构脱钩,开关随即分闸。热脱扣器的构造与作与热继电器相同。


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