低压万能式断路器工作原理图
低压断路器工作原理
低压断路器工作原理低压断路器是一种用于保护电路免受过载和短路等故障的电气设备。
它主要由断路器本体、电磁励磁系统、电动机驱动系统和辅助触头等部分组成。
本文将详细介绍低压断路器的工作原理。
1. 断路器本体断路器本体是低压断路器的主要组成部分，它通常由断路器壳体、触头、弹簧机构和灭弧室等部分组成。
断路器壳体用于固定断路器的各个部件，同时起到绝缘和防护作用。
触头是断路器的关键部件，它通过闭合和断开电路来实现对电流的控制。
弹簧机构用于提供闭合力和断开力，确保触头的可靠动作。
灭弧室则用于消除断开电路时产生的电弧，以保护断路器和电路。
2. 电磁励磁系统低压断路器的电磁励磁系统由线圈、铁芯和励磁电源等组成。
当电路发生过载或短路时，电流会通过断路器的线圈，产生磁场。
磁场的强弱取决于电流的大小，当电流超过设定值时，磁场将足够强大，使得铁芯产生磁饱和，进而引起电磁力的作用，将触头迅速打开，切断电路。
3. 电动机驱动系统低压断路器的电动机驱动系统由电动机、传动机构和控制电路等组成。
当电路发生过载或短路时，电动机会被启动，通过传动机构将力传递给触头，使其迅速断开电路。
控制电路用于监测电流和判断故障类型，从而控制电动机的启停和触头的动作。
4. 辅助触头辅助触头是低压断路器的附属部件，它通常用于连接和断开电路中的辅助设备，如信号灯、指示灯等。
辅助触头的动作与主触头相互独立，它通过控制电路和电磁励磁系统来实现。
低压断路器的工作原理可以总结如下：当电路发生过载或短路时，电流超过设定值，电磁励磁系统产生足够的磁场，使得触头迅速断开电路，切断电流。
同时，电动机驱动系统也可以通过控制电路的监测和判断，实现对触头的迅速断开。
辅助触头则用于连接和断开电路中的辅助设备。
总结起来，低压断路器是一种用于保护电路免受过载和短路等故障的电气设备。
它通过断路器本体、电磁励磁系统、电动机驱动系统和辅助触头等部分的协同工作，实现对电流的控制和切断。
在电路发生故障时，低压断路器能够迅速切断电路，保护电气设备和人身安全。
低压断路器工作原理
低压断路器工作原理
低压断路器是一种用于保护电力系统和电气设备的重要电气元件，其工作原理如下。
1. 电路保护功能：低压断路器主要用于保护电路免受过载和短路等故障的损害。
当电路中的电流超过额定值时，断路器会自动跳闸，切断电路，防止过载引起的电气设备损坏。
同时，当电路中出现短路时，断路器能够迅速切断电路，防止短路电流造成过大的电弧、火灾等危险。
2. 熔断器保护机制：低压断路器的保护机制通常通过热熔断器实现。
熔断器是一个由金属丝制成的安全电器元件，其断裂温度比电路中电线的额定温度稍高，当电流过载时，电线的温度上升，当温度超过熔断器的断裂温度时，熔断器会断裂，切断电路。
这样可以有效保护电气设备免受过电流的损害。
3. 磁性触发机构：低压断路器还具备短路保护功能。
当电路中出现短路时，产生的电流会瞬间增加，磁场作用于触发机构，使得触发机构触发，迅速切断电路。
磁性触发机构能够实现更快速、精确的短路保护。
4. 隔离与连接功能：低压断路器除了保护功能外，还具备隔离和连接电气设备的功能。
在进行检修和维护时，可以通过低压断路器进行电气设备的隔离，确保操作人员的安全。
同时，也可以通过低压断路器将不同的电气设备连接在一起，实现电路的连接。
综上所述，低压断路器通过电路保护功能、熔断器保护机制、磁性触发机构和隔离与连接功能来保护电力系统和电气设备的安全运行，确保电路免受过载、短路等故障的损害。
低压断路器主令电器资料课件
用干燥的布擦拭主令电器表面，去除灰尘和污垢。
日常维护与保养
• 检查接线：定期检查接线是否松动，如有需要紧固接线。
日常维护与保养
润滑操作机构
定期为主令电器的操作机 构添加润滑油，确保动作 灵活。
更换磨损零件
如发现主令电器的零件磨 损严重，应及时更换，防 止故障发生。
保持环境清洁
保持主令电器所在的环境 清洁，防止灰尘和污垢积 累。
通过在住宅小区的电气系统中应用低 压断路器主令电器，可以大大提高用 电的安全性和可靠性，降低电路故障 率，提升住户的生活品质。
实际应用案例三：某大型商场的电源控制回路
案例概述
某大型商场的电源控制回路采用了低压断路器主令电器，以确保电源的安全和稳定。
应用分析
在商场的电源控制回路中，低压断路器主令电器起到了关键的作用。它能够实时监测和控制电源的通断，防止过载、 短路等故障对设备造成损坏。同时，它还可以实现远程控制和监测，为商场的运营和管理提供了更加便捷和智能的方 式。
分类与用途
分类
根据结构和工作原理，低压断路器主 令电器可分为塑壳式和万能式两类。
用途
用于控制低压电路的通断，实现电路 的保护和隔离，广泛应用于建筑、工 业、家用电器等领域。
CHAPTER 02
低压断路器主令电器的选型与应用
选型原则
额定电流与电压
选择合适的额定电流和电压，以确保电器能够承 受正常工作负载，并保证安全性能。
1 2 3
动作原理
继电器是通过感应电流的变化来工作的，而低压 断路器主令电器是通过机械机构来工作的。
触点容量
继电器的触点容量通常较小，适用于较小的负载 ，而低压断路器主令电器的触点容量较大，适用 于较大的负载。
工厂常用低压电器
2.1 低压断路器
2.1.6常用典型低压断路器
万能式低压断路器又称为框架式断路器，国产主要有DW15 、DW16和DWX15及DW45等系列，还有引进国外技术 生产的ME、AH、3WE等系列产品。DW15系列适用于交 流50 Hz，额定工作电压至1 140 V，额定电流至4 000 A的低压电路中，用来配电、保护低压电网及电源设备的过 载、欠电压和短路，还可以用来保护电动机，还可在正常条 件下做不频繁的启动控制，DW15系列的结构示意图如图25所示。
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2.1 低压断路器
2.1.4脱扣器的种类及作用 低压断路器配置的脱扣器有多种形式，有的配置单一的脱扣
器，更多的是配置两种或两种以上的脱扣器，当配置两种及 两种以上的脱扣器的称为复式脱扣器。根据脱扣器的工作原 理不同，常见的脱扣器分为以下几种： （1）过流脱扣器。过流脱扣器均与被保护电路串联，在正 常情况下，其感测元件的电流虽不为0，但不足以使自由脱 扣机构动作，当其工作电流超过整定值时，其感测元件才会 动作，使断路器延时或瞬时分断主电路。根据其原理又分为 瞬时动作的电磁式过流脱扣器、过载长延时反时限动作的双 金属片热脱扣器、过载长延时反时限动作短路瞬时动作的液 压脱扣器、过载长延时短路短延时及特大短路瞬时动作的半 导体脱扣器。
工厂常用低压电器
2.1 低压断路器
2.1.1低压断路器的用途、特点、种类
1.断路器的用途 低压断路器俗称自动空气开关，是低压配电网中主要开关电
器之一，它不仅可以接通和分断正常负载电流、电动机工作 电流和过载电流，而且能接通和分断短路电流。主要在不频 繁操作的低压电路中作为电源开关使用，并对线路和电气设 备及电动机等起保护作用，当它们发生过载、严重过流、短 路、断相、漏电等故障时，能自动切除故障线路及故障设备 。
低压断路器的整定
低压断路器的常见故障及处理方法
故障现象 可能原因 处理方法
欠压脱扣器无电压或线圈损坏 不能合闸
储能弹簧变形 反作用弹簧力过大
检查施加电压或更换线圈
更换储能弹簧 重新调整
操作机构不能复位再扣
热脱扣器双金属片损坏 电流达到整定值， 电磁脱扣器的衔铁与铁心距离 断路器不动作 太大或电磁线圈损坏 主触头熔焊 启动电动机时断 路器立即分断 断路器闭合后一 定时间自行分断 电磁脱扣器瞬时整定值过小
低压断路器
2 ）当配电线路不考虑电动机的起动电流 时，按下式计算整定值 I szd KI jf 式中 I jf ——配电线路的尖峰电流，A； K ——可靠系数，一般取1.35。 3）当配电线路考虑电动机的起动电流时， 按下式计算整定值 I szd KI SMz （4） 式中 ——正常工作电流和可能出现的自起 I SMz 动电机 的起动电流的总和，A。
低压断路器
断路器的保护定值 （1）长延时脱扣器的电流整定值，动 作时间可以不小于10s；长延时脱扣器只 能作过载保护。 （2）短延时脱扣器的电流整定值，动 作时间约为0.1～0.4s；短延时脱扣器可 以作短路保护，也可以作过载保护。 （3）瞬时脱扣器的电流整定值，其动 作时间约为0.02s。瞬时脱扣器一般用作 短路保护。
自动空气断路器(自动开关)
可实现短路、过载、失压保护。 锁钩
释放弹簧
过流 脱扣器
欠压 脱扣器
主触点 手动闭合
动画
连杆装置
衔铁释放
自动空气断路器原理图
断路器的保护及选择要点
• 额定电流在600A以下，且短路电流不大时，可选用塑壳 断路器；额定电流较大，短路电流亦较大时，应选用万能 式断路器。 一般选用原则为： (1)断路器额定电流≥负载工作电流； (2)断路器额定电压≥电源和负载的额定电压； (3)断路器脱扣器额定电流≥负载工作电流； (4)断路器极限通断能力≥电路最大短路电流； (5)线路末端单相对地短路电流/断路器瞬时(或短路时)脱扣 器整定电流≥1.25； • (6)断路器欠电压脱扣器额定电压=线路额定电压。
低压断路器工作原理
利合、分电路,并且有在电路或设备发生过载、短路等事故时，自动切断故障的功能，而附件作为断路器功能的派生补充，为断路器增加了控制手段和扩大保护功能，使断路器的使用范围更广、保护功能更齐全、操作和安装方式更多。
目前断路器附件已成为断路器不可分割的一个重要部分.但附件并不是越齐全越好，这就要根据具体的控制线路和保护线路来合理地应用附件，避免造成不必要的浪费，同时要分清电压等级,交流或直流，辅助触头的对数等，如应用不当,不但不起保护作用，而且还会造成很大的经济损失。
下面对断路器的附件功能和应用进行分析，使用户在应用断路器附件时有所帮助。
二、内部附件1．辅助触头;与断路器主电路分、合机构机械上连动的触头，主要用于断路器分、合状态的显示,接在断路器的控制电路中通过断路器的分合，对其相关电器实施控制或联锁，例如向信号灯、继电器等输出信号。
万能式断路器有六对触头(三常开、三常闭），DW45有八对触头（四常开、四常闭）。
塑壳断路器壳架等级额定电流100A为单断点转换触头，225A及以上为桥式触头结构，约定发热电流为3A；壳架等级额定电流400A及以上可装两常开、两常闭，约定发热电流为6A。
操作性能次数与断路器的操作性能总次数相同。
2．报警触头:用于断路器事故的报警触头,且此触头只有当断路器脱扣分断后才动作,主要用于断路器的负载出现过载短路或欠电压等故障时而自由脱扣，报警触头从原来的常开位置转换成闭合位置，接通辅助线路中的指示灯或电铃、蜂鸣器等，显示或提醒断路器的故障脱扣状态。
由于断路器发生因负载故障而自由脱扣的机率不太多,因而报警触头的寿命是断路器寿命的1/10.报警触头的工作电流一般不会超过1A。
3．分励脱扣器：是一种用电压源激励的脱扣器,它的电压可与主电路电压无关。
分励脱扣器是一种远距离操纵分闸的附件.当电源电压等于额定控制电源电压的70％—110％之间的任一电压时，就能可靠分断断路器。
分励脱扣器是短时工作制,线圈通电时间一般不能超过1S,否则线会被烧毁.塑壳断路器为防止线圈烧毁,在分励脱扣线圈串联一个微动开关,当分励脱扣器通过衔铁吸合,微动开关从常闭状态转换成常开,由于分励脱扣器电源的控制线路被切断,即使人为地按住按钮，分励线圈始终不再通电就避免了线圈烧损情况的产生。
DW15万能式断路器
DW15万能式断路器DW15万能断路器结构特征1、DW15-200、400、630万能式断路器该断路器为立体布置形式，触头系统、快速电磁铁、左右侧面板均安装在一块绝缘板上。
上部装有灭弧系统，操作机构可装在正前方或右侧面。
有“分”、“合”指示及手动断开按钮。
其左上方装有分励脱扣器，背部装有与脱扣半轴相连的欠电压脱扣器。
速饱和电流互感器或电流电压变换器套在下母线上。
欠电压延时装置、热继电器或半导体脱扣器均可分别装在下方。
2、DW15-1000、1600、2500、4000万能式断路器DW15万能式断路器为立体式布置形式、触头系统，操作机构均安装在铁制框架上。
上部有灭弧系统，右面装有操作机构。
“通”、“断”指示及手动“合”“分”按钮。
左侧面装有分励脱扣器、欠电压脱扣器。
速饱和电流互感器或电流电压变换器套在下母线上。
欠电压延时装置、热继电器或半导体脱扣器均可分别装在一方。
3、DW15C低压抽屉式断路器DW15万能式断路器由断路器本体(经改装的DW15)和抽屉座组成。
断路器本体上装有隔离触刀、二次回路动触头，接地触头支承导轨等。
抽屉座由左右侧板、铝支架、隔离触座、二次回路静触头、滑架等组成。
正下方由操作手柄、螺杆等组成推拉操作机构。
DW15万能断路器特性1、DW15万能式断路器的额定绝缘电压等于相应的额定工作电压值。
2、DW15万能式断路器的基本参数DW15C-200、400、630~DW15-200、400、630相同断路器壳架等级额定电流Inm(A)6301000160025004000约定发热电流Ith(A)200400630100016002500极数3333333断路器额定电流In(A) 热一电磁型100 160 200315 400315 400 630630 800 100016001600 2000 25002500 3000 4000电子型100 200200 400315 400 630630 800 100016001600 2000 25002500 3000 4000额定短路分断能力(kA) AC 380V20303040406080AC 660V2525额定短时耐受电流(kA) 812.612.6303060与额定短时耐受电流有关时间(s)0.20.20.20.50.50.50.5断路器机械寿命(次)1000010000100005000500050004000电寿命(1in,1Ue)(次)100010001000500500500500AC380V保护电动机电寿命Ac~3(次) 200020002000操作频率(次/h)60606020202010飞弧距离(mm)280280280350350400操作力臂(mm)909090250250250250操作力(N)200200200350350350350注：断路器额定短路分断能力均为上进线。
dw15-630断路器说明书
DW 15-630断路器说明书（大概内容）DW15－低压万能式空气断路器具有安全性和智能性，可防止人工合闸产生电弧，并具有对电源设备的过载、欠压和短路保护功能。
DW15－630型断路器的额定电流为630A，额定电压为交流380V，50Hz。
它在配电网络中多用于三相电的接通与断开。
工作原理DW15－630断路器工作原理如附图所示。
按下SB1，380V交流电从接线端子{41}经过{43}和辅助触头，通过继电器的线圈(2－10)。
回到{42}，对继电器加电。
继电器得电工作，触点9、11吸合，继电器自保。
此后，380V交流电从接线端子{41}经过继电器触点11－9－7－6－3－1，通过电动机M，回到{42}，对电动机加电。
电动机得电工作，释能弹簧拉紧，储能指示显示为“储能”状态。
按下SB2，380V交流电从接线端子{42}，通过释能线圈，经过辅助触头、接线端子{44}、SB2、{49}，回到{41}，对释能线圈瞬间加电，释能弹簧释放，辅助触头闭合，继电器复位，主触点闭合。
按下SB3，380V交流电从接线端子{41}，经过{47}、{46}、SB3、{45}和辅助触头，通过分励线圈，再经过{48}，回到{42}，对分励线圈加电。
分励线圈吸合，拉开分励弹簧，带动分励触点断开，主触点断开，辅助触点断开。
万能断路器各器件恢复初始状态，为下一次工作做好准备。
在开始工作时，欠压线圈就已被加电而闭合，并监视电压的状态。
当低于330V 时，欠压线圈断开，带动分励触点断开，主触点不吸合。
故障维修万能式空气断路器在使用过程中有时会发生主触点不闭合或在闭合期间又自行断开的故障，给生产造成严重后果。
经过检查，发现故障原因如下：(1)由于释能线圈经常通过大电流，造成漆包线老化，匝间短路，线圈过热，引起工作不稳定。
(2)由于长期使用，造成分励弹簧变形，拉力减小，无法使分励触点回复原位，引起万能断路器的下一次无法吸合。
(3)由于继电器长期处于高电压之下，造成触点表面氧化，接触电阻变大，触点无法正常接通工作。
低中高压断路器简介_OK
真空电弧
• 扩散型：小电流(几千安)下的真空电弧 • 集聚型：一万安以上大电流的真空电弧 • 电弧电流<100A时->阴极斑点->发射电子和产生
金属蒸气->电子与金属蒸气的原于碰撞会游离出 新的电子和正离子->向阳极运动过程中还会向径 向密度低的地区扩散->呈现出一个圆锥状的微弱 发光区域 • 阴极斑点的数量与电弧电流的大小、阴极材料的 熔点和热传导系数有关。材料的熔点越低，热传 导系数越小，每一斑点通导的电流也越小。
电接触理论课程
低中高压断路器简介
2021/8/28
吴洁月 3110160014
1
提纲
• 绪论 • 低压断路器
（原理、类型、结构、发展趋势）
• 高压断路器
（类型、机构、SF6断路器、发展趋势）
• 中压断路器
（真空断路器、中压开关柜、发展趋势）
• 总结
2
电压等级划分
• 低压：1200V及以下（交流） 1500V及以下（直流）
4
断路器分类
断路器分类
按适用电路
按使用电压
按用途
交流 直流
低压 高压
发电机 输电 配电 励磁 漏电保护 其他专用
按性能
按分断时间
按极数
一次 限流 频繁操作
快速
中速
慢速
单极 二极 三极
按安装方式
按外壳结构
落地式 挂壁式 手车式 抽屉式
接地箱壳 带电箱壳 塑料外壳 框架式
按安装场所
按灭弧介质
油
户内 户外
➢ 无色、无味、无毒、不会燃烧、化学性能稳定 ➢ 具有优良的灭弧性能，相当于空气的100倍：热化
学性能好、电负性强、电弧时间常数小。 ➢ 具有优良的绝缘性能，空气的3倍。 ➢ 分解物有剧毒，必须严格控制水分含量；采用吸
常用低压电器元件详解
1 低压断路器的功能
低压断路器是将控制电器和保护电器 的功能合为一体的电器;其图形及文字符号 如图26所示 在正常条件下;它常作为不频繁 接通和断开的电路以及控制电动机的启动 和停止 它常用做总电源开关或部分电路的 电源开关
图25 低压断路器
图26 低压断路器的图形及文字符号
2 低压断路器的结构和工作原理
通常家用漏电断路器的漏电电流小于 30mA;漏电分断时间小于0 1s
22 接触器
2 2 1 接触器的功能
接触器Contactor是指仅有一个起始位 置;能接通 承载或分断正常条件包括过载运 行条件下电流的非手动机械开关电器 接触 器不能切断短路电流;它可以频繁地接通或 分断交 直流电路;并可实现远距离控制
低压刀开关的作用是不频繁地手动接 通和分断容量较小的交 直流低压电路;或者 起隔离作用 刀开关如图21所示;其图形及文 字符号如图22所示
图21 刀开关
图22 刀开关的图形及文字符号
2 刀开关的分类
刀开关结构简单;由手柄 刀片 触头 底 板等组成
刀开关的主要类型有大电流刀开关 负 荷开关和熔断器式刀开关
③ 组合开关本身不带过载保护和短路 保护;所以如果需要这类保护;应该另设其 他保护电器
④ 由于组合开关的通断能力低;当其 用于电动机的可逆运行时;必须在电动机完 全停止转动后才允许反向接通即只能作为 预选开关使用
例22 某机床上有1台3kW的三相异步 电动机额定电压为380V;启停不频繁;请选 用合适的组合开关控制此机床的电动机的 启停
解 控制一台启停不频繁的三相异步电 动机是可以使用组合开关的;而且是三极组 合开关 查表21;可选用HZ1010/3组合开关
2 1 3 低压断路器
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低压万能式空气断路器
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DW15-1000低压万能式空气断路器具有安全性和智能性，可防止人工合闸产生电弧，
并具有对电源设备的过载、欠压和短路保护功能。DW15-1000型断路器的额定电流为
1000A，额定电压为交流380V，50Hz。它在配电网络中多用于三相电的接通与断开。
工作原理
DW15-1000断路器工作原理如附图所示。按下SB1，380V交流电从接线端子{41}
经过{43}和辅助触头，通过继电器的线圈(2-10)。回到{42}，对继电器加电。继电器得
电工作，触点9、11吸合，继电器自保。此后，380V交流电从接线端子{41}经过继电器
触点11-9-7-6-3-1，通过电动机M，回到{42}，对电动机加电。电动机得电工作，释能
弹簧拉紧，储能指示显示为“储能”状态。
按下SB2，380V交流电从接线端子{42}，通过释能线圈，经过辅助触头、接线端子
{44}、SB2、{49}，回到{41}，对释能线圈瞬间加电，释能弹簧释放，辅助触头闭合，
继电器复位，主触点闭合。
按下SB3，380V交流电从接线端子{41}，经过{47}、{46}、SB3、{45}和辅助
触头，通过分励线圈，再经过{48}，回到{42}，对分励线圈加电。分励线圈吸合，拉开分
励弹簧，带动分励触点断开，主触点断开，辅助触点断开。万能断路器各器件恢复初始状态，
为下一次工作做好准备。
在开始工作时，欠压线圈就已被加电而闭合，并监视电压的状态。当低于330V时，欠
压线圈断开，带动分励触点断开，主触点不吸合。
故障维修
万能式空气断路器在使用过程中有时会发生主触点不闭合或在闭合期间又自行断开的
故障，给生产造成严重后果。经过检查，发现故障原因如下：(1)由于释能线圈经常通过大
电流，造成漆包线老化，匝间短路，线圈过热，引起工作不稳定。(2)由于长期使用，造成
分励弹簧变形，拉力减小，无法使分励触点回复原位，引起万能断路器的下一次无法吸合。
(3)由于继电器长期处于高电压之下，造成触点表面氧化，接触电阻变大，触点无法正常接
通工作。(4)由于电机中的定子、转子错位，互相摩擦，产生大量热量，引起电机转速不稳，
甚至停转，造成万能断路器不能正常工作。
为了解决释能线圈过早老化的问题，笔者做了如下改进：将原来的0.31mm的漆包
线换成0.29mm的，匝数不变，仍为2130匝，线圈阻值由81Ω提高到86Ω，通过的
电流由4.7A下降到4.4A，但试运行一段时间，发现线圈还烫手;又将漆包线换成
0.19mm的，匝数不变，仍为2130匝，线圈阻值提高到132Ω，通过的电流下降到2.9A，
但电磁铁不吸合;换成0.25mm的，匝数不变，仍为2130匝，线圈阻值提高到100Ω，
通过的电流下降到3.8A，线圈不烫手，而且又满足使电磁铁吸合的要求。经过一段时间的
使用，未发生任何异常现象。
分励弹簧变形后，用压力测试仪测试其拉力为100克。笔者经过多次实验，测得220
克的拉力刚好满足既可使分励线圈正常吸合又可使分励触点复位的要求。用拉力为220克
的新分励弹簧替换以后，万能断路器就工作正常。
继电器触点氧化后，可拆下继电器外罩，用砂纸将每个触点打亮。重新安装完毕后，万
能断路器工作呈稳定状态。
出了故障，就得拆下电机，打开电机盖进行检查，结果发现转子轴承倾斜，转子与定子
产生摩擦。将轴承移正，固定好后合上机盖，试运行，一切正常。