断路器的工作原理及选型要点

1断路器的作用及工作原理

断路器是一种用于安全保障的电器产品，微型断路器又称MCB。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机实行保护，当线路发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。

在低压配电系统中，断路器用来代替过去常用的保险丝和刀开关。断路器具有自动脱扣功能，带有消磁灭弧装置，在很多配电箱中，低压断路器已经取代了熔断器，因为熔断器是一次性的，一旦熔断器熔丝烧断就得重新更换熔丝，增加了维护成本。而断路器的保护是采用跳闸形式，在排除故障以后只需要通过合闸动作就能恢复正常供电，在维护和恢复上比熔断器方便许多。

断路器的工作原理是利用双金属片向上的热膨胀和弯曲触发杠杆，使断路器跳闸，实现过载保护。过载保护有一定的时差。当线路发生短路和严重过载状况时，电流通过感应线圈产生强烈的磁场，推动杠杆迅速跳闸。

如果欠压后电能跟不上，电压就会降低的很厉害，根据P=UI公式可知，U变小，I会变大，U越小线路上电流I会越大。根据焦耳定律，电流上升越厉害，线路上器件发热量就越多，器件温度会越来越高，可能导致起火等事故。因此，线路有必要设置一个临界电压，在线路电压下降到这个临界电压时，通过保护设备或者类似功能的器件，将线路切断，从而保障整个回路上的器件设备不会烧坏，这个就叫欠压保护。在断路器中，当网络电压降低到某一规定值时，失压脱扣器的电磁铁的吸力变小，因此杠杆转动作用于脱扣机构，使得断路器断开，保护线路。

2断路器和空气开关的区别

空气开关属于断路器产品中的一种。通常来说空气开关指的就是微型断路器。小型电动机、办公或者家用的电路，他们的总电源开关都是空气开关。

断路器一般指的是安装在三相四线总电路的总开关。控制的区域比较大,往往控制的都是一个楼层或者一个单元，甚至是更大的区域。

断路器一般至少是三匹，主要安装在主电源主电路上。

3断路器上的参数

Ue：额定工作电压，也就是线路的工作电压。大部分低压断路器的Ue额定工作电压是三种：220V、380V、690V。高的额定工作电压可以使用到低的额定工作电压。比如断路器Ue额定工作为690V，那么这台断路器可以运用到220V和380V中。而Ue额定工作为380V的断路器不可以使用到690V的线路中。

Uimp：表示额定耐受冲击电压为8kV，也就是断路器能保证安全而不被损坏的短时最高电压。

f：代表额定频率为50Hz。

CAT： 使用类别有A、B之分。A类断路器一般作为分配电柜的进线，或终端断路器，有短路故障时要求速断，没有承载短路电流的要求。B类主要用作低压进线总开关，有短路短延时保护。

Icu：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、分断的极限短路电流。ICU=15KA，当电路中发生15KA故障电流时，断路器可以安全的切断电路，而不会发生触头粘接、爆炸等状况，当线路发生这么大的短路电流断路器动作后，应该更换新的。

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，还可以继续承载其额定电流的分断能力。简单的说，超过其运行分断能力，经复位后还可以继续使用。断路器的分断能力越大越好，但是分断能力越高，价格越贵。通常50KA就满足很多低压线路使用，特殊场合则可以考虑更大分断能力，如100KA的分断能力。分断能力有35KA、50KA、60KA、80KA等多种规格，国内的小型断路器其极限短路能力一般在4-6KA之间。

Ii：额定瞬时短路电流整定值。ln是断路器额定电流。li=10ln指的是断路器在短路时，当短路电流达到断路器额定电流10倍时，断路器就可以跳开。断路器额定电流值的10倍数值就是短路保护的整定值。

+40℃ 代表以上的参数是在此温度工作时的技术参数。

NXB-63：NXB是产品系列号，63是断路器的壳架电流。

C63：C代表跳闸电流，跳闸特性为C曲线。当线路中的电流大于该值时，断路器将自动跳闸，从而起到保护电路的作用。C63代表的是这个断路器脱扣曲线为C型、额定电流为63A。

400V~50HZ：指断路器额定电压是交流400V，频率为50HZ。

6000A :是这款断路器的极限分断电流为6000A。

4断路器的选型及接线

在照明回路中为了减少工程造价，通常选用1P的断路器。比如用1P断路器来控制照明回路的火线。

                           1P断路器

1P断路器只可以通断火线，安全性能较低。换句话说，无论1P断路器是断开还是闭合，该断路器所在回路内的零线始终是接通的。只能够对火线进行保护，对于零线上发生的过载和短路故障则无能为力。断开1P断路器后，由于没有断开零线，依旧存在用电危险。

1P+N断路器可以接通和断开火线、不能够断开零线。有些型号可以同时断开火线和零线，但都只有火线具有过载及短路保护，零线没有过载和短路保护。

                           1P+N断路器

从1P+N断路器上的电气符号可以看出，1-2端子之间画了一个“×”和“-”，而N端子之间仅有一个“-”，说明N端子仅具有断开功能，没有过载及短路保护。1P+N只保护火线，通断零线。1P+N断路器，虽然同时接入了零火线，但只能对火线进行保护，其零线只有通断的作用。1P+N断路器如果N极接成了火线，发生接地故障时，由于N极没有短路及过载保护，它是不会跳闸的。

2P断路器接线头有二个，一个接相线一个接零线。常用于需要同时断开两根线的场合。比如单相220V插座、单相380V焊机等。2P断路器可以同时保护零火线，安全性最高。

                           2P断路器

从2P断路器上面的符号可以看出，1-2和3-4端子之间都画了一个“×”和“-”，说明相线和零线都具有过载及短路保护。

3P断路器常用于需要同时断开三根相线的场合。因为地线不需要经过开关，所以3P断路器主要用于三相用电设备。比如三相电机、三相焊机、三相烤炉等。

                          3P断路器

3P断路器一般用于380V的电器。零线能不能断开取决于零线是不是保护线功能。如果零线具有保护线，就不允许断开，三相线路只能采用3P断路器，单相线路只能采用1P+N断路器。如果零线不具有保护线功能，那么三相线路就允许采用4p断路器，单相线路允许采用2p断路器。

3P+N断路器是带零线端子的三极开关，而且零线始终不开断，闭合开关过程只是开关三根相线。

                   3P+N带漏电保护断路器

4P断路器接线头有四个，三个接相线，一个接零线,这种开关适用于控制三相四线制线路。

                       4P断路器

4P断路器常用于需要同时断开四根线的场合，主要用于低压配电线路。比如楼层总开关、车间总开关、三相五线用电设备总开关等。如果零线不具有保护线功能，那么三相线路就允许采用4p断路器，单相线路允许采用2p断路器。4P断路器和3P+N断路器相比，4P安全系数更可靠。

DZ47系列小型断路器主要分为ABCD四个型号。由于它们的脱扣器类型不同，所以使用的场合也不一样。

A型：脱扣电流范围 2In－3In ，适用于半导体保护。

B型：脱扣电流范围 3In－5In ，适用于一般住宅线路。

C型：脱扣电流范围 5In－10In ，适用于大电流电器设备、照明灯。

D型：脱扣电流范围 10In-20In ，适用于产生脉冲电流设备。比如电动机、变压器、电容器等。

断路器的A、B、C、D型如果选择错了，不仅不能起到保护作用，还可能会造成重大问题。这是目前设计和使用中最混乱的问题，应引起重视。

要控制一条线的通断就选1P断路器，比如控制电灯回路的火线。

要控制两条线的通断就选2P断路器，比如控制插座零火线等。

要控制三条线的通断就选3P断路器，比如控制电机三相火线等。

要控制四条线路通断就选4P断路器，比如低压配电盘总开关等。

如果需要漏电保护功能，就选漏电断路器。

380v的电力负载按照1kw约2.0A计算，比如5.5kw的三相电机大概11A的电流。

220V的阻性负载按照1kw约4.5A计算，比如10kw的单相设备大概45A的电流。

 断路器额定电压≥线路额定电压

断路器额定电流≥线路计算负荷电流

断路器脱扣器额定电流≥线路计算负荷电流

断路器极限通断能力≥线路中最大短路电流 

为了确保安全性和可靠性，电气组件的额定工作电流通常应大于所需最大负载电流的2倍。另外，在设计和选择电气元件时，有必要考虑将来电气负载增加的可能性，为将来的需求留出空间。

由于每个公司生产的断路器产品型号都不尽相同，一般说几极几A的就可以了。

5断路器跳闸的原因分析

断路器跳闸通常有四个原因：过载保护，电路短路，泄漏和欠压。可以将插座上的用电器逐一拔下， 每拔下来一个就合闸一次，如果不再跳闸，证明该用电器内部有漏电或接地。

如果所有用电设备均已取下，断路器依然跳闸，则证明该漏电断路器下属回路内有漏电。