低压成套开关设备中常用的主回路元器件

AC1000V及以下或直流额定电压在1500V及以下的电路中使用的电器。

本章的内容是对低压成套开关设备中常用的主回路电气元器件的工作原理、主要技术参数进行阐述。

断路器：断路器是一种能够接通、承载和分断正常运行电路中的电流，也能在非正常运行的电路中（过载、短路）按规定的条件接通、承载一定时间和分断电流的开关电器。

过去也叫自动开关，空气开关或空气断路器（空开）

字母符号：QF

图形符号：

断路器的额定电压：一般额定电压是指相间电压，即线电压。我国国内大多数电压为交流380V，频率50Hz（在变压器或者发电机的低压侧端口处空载电压为400V），矿用负载额定电压为660V，频率50Hz（变压器或发电机低压侧的端口处）

断路器的额定电流In，是指脱扣器能长期通过的电流，在规定条件下保证断路器正常工作的电流，也就是脱扣器额定电流。

额定频率：在我国内地，配电网的额定频率为50Hz。

断路器温升：断路器通过壳架等级电流中的最大额定电流，且通过一段时间后，它的各个部件温度升高的规定值。这里所指的各个部件包括一次接线端子、操作手柄、欠电压线圈、分励脱扣器线圈等。

壳架电流Inm是指基本尺寸相同的框架和塑料外壳中能装的最大脱扣器的额定电流。壳架电流其实就是选择了断路器的尺寸大小,是为了安装后更换的方便。壳架电流是由断路器壳架外型决定的，用断路器额定电流中的最大值来表示。

例如：ABB的Emax系列框架断路器，E1B1600 R800 PR121/P-LI WHR 3P，它的壳架电流是1600A，额定电流是800A；

T5N 400 TMA R320 FF 3P塑壳断路器，它的壳架电流是400A，额定电流是320A；

额定绝缘电压：是一个与电气间隙和爬电距离有关的电压值。有些断路器没有明确规定额定绝缘电压，应将额定工作电压中最大值视作额定绝缘电压，在任何情况下，最大额定工作电压不超过额定绝缘电压。

断路器分断能力是断路器开关的一种特殊功能，目前有36KA、50KA、85KA、100KA等规格，断路器的分断能力是指该断路器安全切断故障电流的能力，与其额定电流无必然联系。一般分为极限分断能力Icu和运行分断能力Ics。

额度极限短路分断能力：也称Icu，表示断路器可以安全切断电路的最大电流，例如断路器Icu=50KA，那么当线路中发生50KA的故障电流，断路器可以安全切断电路，而不发生触头熔接、爆炸等异常状况。注意做过极限分断实验的断路器不允许再用，必须更换，对断路器来说也是破坏性试验。

额定运行短路分断能力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，Ics是Icu的一个百分数。

额定短时耐受电流Icw也叫热稳定电流是指断路器在规定的试验条件下短时间承受的电流值。对于交流，此电流值是预期短路电流的周期分量有效值，与额定短时耐受电流有关的时间至少为0.05s。

欠压脱扣器和分励脱扣器

通常把欠电压脱扣器用于监视电压、闭锁电路和遥控脱口。当电路操作电压Uc

降低到0.35-0.7Uc时断路器分断。如果操作电压取自电网，那么电网电压消失或下降时将断路器瞬时分断。欠电压脱扣器可以带延时功能，延时时间从0.1-1S。

分励脱扣器可用作断路器的遥控分断或就地手动按钮分断。

报警触头：在断路器发生故障时动作，如：过电流，短路，过载，内部发生故障时触点动作，把故障信号反馈出去。

辅助触头：在断路器动作时动作，把断路器的分合闸状态反馈出去，类似接触器的辅助触头。

低压电网中的断路器，从结构上分为框架断路器，（简称ACB断路器）、塑壳断路器（简称MCCB断路器）、微型断路器（简称MCB断路器）。

MCCB塑壳断路器

塑壳断路器一般由触头系统、灭弧系统、接线端子、操作机构、脱扣器、外壳等构成

塑壳断路器内部原理

普通塑壳断路器

漏电塑壳断路器

漏电工作原理： 当被保护电路中有漏电或人身触电时，只要剩余电流达到整定动作电流值，零序互感器的二次绕组的输出信号就触发可控硅导通，并通过漏电脱扣器使剩余电流动作断路器动作。从而切断电源起到漏电和触电保护作用。

塑壳断路器的脱扣器类型：

电磁脱扣器

只提供磁保护，也就是短路保护（瞬时），其实际上是一个磁回力，当电流足够大时产生的磁场力克服反力弹簧吸合衔铁打击牵引杆从而带动机构动作切断电路。 电磁脱扣器的缺点是只能提供短路保护，其优点就是成本低，寿命长，受环境影响小。

热磁脱扣器（复式脱扣）

提供磁保护和热保护，热保护也就是过载保护，磁保护也就是短路保护（瞬时）。 热保护：电流经过脱扣器时热元件发热（直热式电流直接过双金属片），双金属片受热变形， 当变形至一定程度时，打击牵引杆从而带动机构动作切断电路。 一般来说，电路中都用热磁脱扣器来提供短路和过载保护，只有一些特殊场合用电磁脱扣器 提供短路保护，而由其它元件（如热继电器）来提供过载保护。 例如变压器就是采用电磁脱扣器提供短路保护（瞬时），用热继电器来提供过载保护。 热磁脱扣器的缺点是只能提供二段保护（过载，短路瞬时）；动作值误差比较大，可以少量 调节；受环境影响较大。其优点就是成本低，性能稳定，可靠性相对较高，不受电压波动影 响，寿命长。

电子脱扣器

电子脱扣器是用电子元件构成的电路，检测主电路电流，放大、推动的配漏电保护器。当线路有漏电或人身触电时通过零序电流互感器的电流的矢量和不等于零，互感器二次线圈的二侧产生电压，并经集成电路放大，当达到整定值时，通过漏电脱扣器在 0.1 秒内切断电源，从而起到触电和漏电保护作用。

电子脱扣器的优点是其可以提供三段甚至四段保护；灵敏度高，动作值比较精确，而且可以调节；加装通讯模块后还可以与上位机连接，进行远程控制；基本不受环境温度影响。其它缺点就是成本过高，而且国货可靠性不高。

例如：NM1-400SP/33402-315A，其中NM1表示塑壳断路器是MN1系列，400表示塑壳断路器的壳架电流是400A，S表示塑壳断路器的极限短路分断能力，P表示电操操作，33402中第一个三表示开关级数是3P，第二个3表示脱扣器类型是热电磁脱扣器，4表示分励脱扣器+辅助触头，2表示为电动机保护型，315A表示断路器的额定电流是315A。