如何設(shè)計(jì)一套由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器、外殼等構(gòu)成的斷路器

在現(xiàn)代人的生活中，斷路器絕對是一種舉足輕重的電路裝置，而且是家用電路中最重要的安全機(jī)制之一。一旦房屋配線中的電流流量過大，這種簡單的電路裝置就會(huì)切斷電源，直至故障被排除。如果沒有斷路器(或其替代品——保險(xiǎn)絲)，家庭用電就會(huì)非常不方便，原因在于，僅僅是線路問題和設(shè)備故障就可能會(huì)造成火災(zāi)和其他事故。

斷路器工作原理：

斷路器一般由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器、外殼等構(gòu)成。

斷路器工作原理是當(dāng)短路時(shí)，大電流產(chǎn)生的磁場克服反力彈簧，脫扣器拉動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，開關(guān)瞬時(shí)跳閘。當(dāng)過載時(shí)，電流變大，發(fā)熱量加劇，雙金屬片變形到一定程度推動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短。斷路器有電子型的，使用互感器采集各相電流大小，與設(shè)定值比較，當(dāng)電流異常時(shí)微處理器發(fā)出信號(hào)，使電子脫扣器帶動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

斷路器其實(shí)就是一種開關(guān)，它和其他普通開關(guān)的不同點(diǎn)主要在：

1.適用電壓等級高

2.滅弧介質(zhì)及方式，有真空，少油，多油及六氟化硫等等

3.滅弧能力強(qiáng)，效果好

斷路器的作用是切斷和接通負(fù)荷電路，以及切斷故障電路，防止事故擴(kuò)大，保證安全運(yùn)行。而高壓斷路器要開斷1500V，電流為1500-2000A的電弧，這些電弧可拉長至2m仍然繼續(xù)燃燒不熄滅。故滅弧是高壓斷路器必須解決的問題。

吹弧熄弧的原理主要是冷卻電弧減弱熱游離，另一方面通過吹弧拉長電弧加強(qiáng)帶電粒子的復(fù)合和擴(kuò)散，同時(shí)把弧隙中的帶電粒子吹散，迅速恢復(fù)介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度。

斷路器分類

1、按其使用范圍

斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器與低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將3kV以上的稱為高壓電器。

2、按極數(shù)分

按極數(shù)分為：單極、二極、三極和四極等;

3、按滅弧介質(zhì)的不同分類

(1)油斷路器：指觸頭在變壓器油(斷路器油)中開斷，利用變壓器油(斷路器油)作為滅弧介質(zhì)的斷路器。

(2)壓縮空氣斷路器：以壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)的斷路器，弧所用的空氣壓力一般在1013～4052kPa (10～40atm)的范圍內(nèi)。

(3) SF6斷路器：以SF6氣體作為滅弧介質(zhì)，或兼作絕緣介質(zhì)的斷路器。

(4)真空斷路器：指觸頭在真空中開斷，利用真空作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)的斷路器，真空斷路器需求的真空度在10-4 Pa以上。

另外還有磁吹斷路器、固體產(chǎn)氣斷路器等類型。

4、按裝設(shè)地點(diǎn)的不同分類

(1)戶外式：是指具有防風(fēng)、雨、雪、污穢、凝露、冰及濃霜等性能，適于安裝在露天使用的高壓開關(guān)設(shè)備。

(2)戶內(nèi)式：是指不具有防風(fēng)、雨、雪、污穢、凝露、冰及濃霜等性能，適于安裝在建筑物內(nèi)使用的高壓開關(guān)設(shè)備。

5、按斷路器的總體結(jié)構(gòu)和其對地的絕緣方式不同分類

(1)絕緣子支持型(又稱絕緣子支柱式、支柱式)。這一類型斷路器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是安置觸頭和滅弧室的容器(可以是金屬筒也可以是絕緣筒)處于高電位，靠支持絕緣子對地絕緣，它可以用串聯(lián)若干個(gè)開斷元件和加高對地絕緣的方法組成更高電壓等級的斷路器。

(2)接地金屬箱型(又稱落地罐式、罐式)。其特點(diǎn)是觸頭和滅弧空裝在接地金屬箱中，導(dǎo)電回路由絕緣套管引入，對地絕緣由SF6氣體承擔(dān)。

6、按斷路器在電力系統(tǒng)中工作位置的不同分類

(1)發(fā)電機(jī)斷路器。它主要用來切斷發(fā)電機(jī)母線的短路故障。發(fā)電機(jī)斷路器主要有3種類型：少油型、壓縮空氣型和SF。型。少油型用于短路電流較小的回路，另兩種斷路器的開斷能力很強(qiáng)。

(2)輸電斷路器。工作于35kV及以上的輸電系統(tǒng)中的斷路器，這類斷路器要求能進(jìn)行自動(dòng)重合閘，而且由于系統(tǒng)穩(wěn)窟的需要應(yīng)有較短的開斷時(shí)間和自動(dòng)重合閘的無電流間隔時(shí)間(O～2s)。此外輸電斷路器還要求有切斷近區(qū)故障和空載長線的能力，如果是作為聯(lián)絡(luò)用斷路器則還需要考慮失步開斷能力。

(3)配電斷路器。工作于35kV以下的配電系統(tǒng)中，其額定電壓為6～lOkV，額定電流為200～1250A，額定開斷電流小，從保證供電的可靠性出發(fā)。這類斷路器仍有自動(dòng)重合閘要求，又因它對系統(tǒng)穩(wěn)定的影響較小，自動(dòng)重合閘的無電流間隔時(shí)間可以取得大些(0～5s)，對開斷時(shí)間的要求也可適當(dāng)放寬。

7、按SF6高壓斷路器的滅弧室結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類單壓式SF6斷路器

(1)定開距型。定開距滅弧室的構(gòu)造是兩個(gè)固定的金屬噴嘴保持不變的開距，動(dòng)觸橋與絕緣材料制成的壓氣室一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)觸橋金屬離開噴嘴時(shí)，壓氣室內(nèi)的高壓力氣體經(jīng)電弧、噴嘴向外排出。

(2)變開距型。GA1621變開距就是滅弧室內(nèi)的觸頭開距，隨壓氣室向下運(yùn)動(dòng)而逐漸加長，絕緣噴嘴通常采用聚四氟乙烯材料，

8、按照斷路器所用操作能源能量形式的不同分類操動(dòng)機(jī)構(gòu)

(1)手動(dòng)機(jī)構(gòu)：指用人力合閘的機(jī)構(gòu)。

(2)直流電磁機(jī)構(gòu)：指靠直流螺管電磁鐵合閘的機(jī)構(gòu)。

(3)彈簧機(jī)構(gòu)：指用事先由人力或電動(dòng)機(jī)儲(chǔ)能的彈簧合閘的機(jī)構(gòu)。

(4)液匪機(jī)構(gòu)：指以高壓油推動(dòng)活塞實(shí)現(xiàn)合閘與分閘的機(jī)構(gòu)。

(5)液壓彈簧機(jī)構(gòu)：指用碟簧作為貯能介質(zhì)、液壓油作為傳動(dòng)介質(zhì)。

(6)氣動(dòng)機(jī)構(gòu)：指以壓縮空氣推動(dòng)活塞使斷路器分、合閘的機(jī)構(gòu)。

(7)電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)：用電子器件控制的電動(dòng)機(jī)去直接操作斷路器操動(dòng)桿

在現(xiàn)代人的生活中，斷路器絕對是一種舉足輕重的電路裝置，而且是家用電路中最重要的安全機(jī)制之一。一旦房屋配線中的電流流量過大，這種簡單的電路裝置就會(huì)切斷電源，直至故障被排除。如果沒有斷路器(或其替代品——保險(xiǎn)絲)，家庭用電就會(huì)非常不方便，原因在于，僅僅是線路問題和設(shè)備故障就可能會(huì)造成火災(zāi)和其他事故。

斷路器工作原理：

斷路器一般由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器、外殼等構(gòu)成。

斷路器工作原理是當(dāng)短路時(shí)，大電流產(chǎn)生的磁場克服反力彈簧，脫扣器拉動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，開關(guān)瞬時(shí)跳閘。當(dāng)過載時(shí)，電流變大，發(fā)熱量加劇，雙金屬片變形到一定程度推動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短。斷路器有電子型的，使用互感器采集各相電流大小，與設(shè)定值比較，當(dāng)電流異常時(shí)微處理器發(fā)出信號(hào)，使電子脫扣器帶動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

斷路器其實(shí)就是一種開關(guān)，它和其他普通開關(guān)的不同點(diǎn)主要在：

1.適用電壓等級高

2.滅弧介質(zhì)及方式，有真空，少油，多油及六氟化硫等等

3.滅弧能力強(qiáng)，效果好

斷路器的作用是切斷和接通負(fù)荷電路，以及切斷故障電路，防止事故擴(kuò)大，保證安全運(yùn)行。而高壓斷路器要開斷1500V，電流為1500-2000A的電弧，這些電弧可拉長至2m仍然繼續(xù)燃燒不熄滅。故滅弧是高壓斷路器必須解決的問題。

吹弧熄弧的原理主要是冷卻電弧減弱熱游離，另一方面通過吹弧拉長電弧加強(qiáng)帶電粒子的復(fù)合和擴(kuò)散，同時(shí)把弧隙中的帶電粒子吹散，迅速恢復(fù)介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度。

斷路器分類

1、按其使用范圍

斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器與低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將3kV以上的稱為高壓電器。

2、按極數(shù)分

按極數(shù)分為：單極、二極、三極和四極等;

3、按滅弧介質(zhì)的不同分類

(1)油斷路器：指觸頭在變壓器油(斷路器油)中開斷，利用變壓器油(斷路器油)作為滅弧介質(zhì)的斷路器。

(2)壓縮空氣斷路器：以壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)的斷路器，弧所用的空氣壓力一般在1013～4052kPa (10～40atm)的范圍內(nèi)。

(3) SF6斷路器：以SF6氣體作為滅弧介質(zhì)，或兼作絕緣介質(zhì)的斷路器。

(4)真空斷路器：指觸頭在真空中開斷，利用真空作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)的斷路器，真空斷路器需求的真空度在10-4 Pa以上。

另外還有磁吹斷路器、固體產(chǎn)氣斷路器等類型。

4、按裝設(shè)地點(diǎn)的不同分類

(1)戶外式：是指具有防風(fēng)、雨、雪、污穢、凝露、冰及濃霜等性能，適于安裝在露天使用的高壓開關(guān)設(shè)備。

(2)戶內(nèi)式：是指不具有防風(fēng)、雨、雪、污穢、凝露、冰及濃霜等性能，適于安裝在建筑物內(nèi)使用的高壓開關(guān)設(shè)備。

5、按斷路器的總體結(jié)構(gòu)和其對地的絕緣方式不同分類

(1)絕緣子支持型(又稱絕緣子支柱式、支柱式)。這一類型斷路器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是安置觸頭和滅弧室的容器(可以是金屬筒也可以是絕緣筒)處于高電位，靠支持絕緣子對地絕緣，它可以用串聯(lián)若干個(gè)開斷元件和加高對地絕緣的方法組成更高電壓等級的斷路器。

(2)接地金屬箱型(又稱落地罐式、罐式)。其特點(diǎn)是觸頭和滅弧空裝在接地金屬箱中，導(dǎo)電回路由絕緣套管引入，對地絕緣由SF6氣體承擔(dān)。

6、按斷路器在電力系統(tǒng)中工作位置的不同分類

(1)發(fā)電機(jī)斷路器。它主要用來切斷發(fā)電機(jī)母線的短路故障。發(fā)電機(jī)斷路器主要有3種類型：少油型、壓縮空氣型和SF。型。少油型用于短路電流較小的回路，另兩種斷路器的開斷能力很強(qiáng)。

(2)輸電斷路器。工作于35kV及以上的輸電系統(tǒng)中的斷路器，這類斷路器要求能進(jìn)行自動(dòng)重合閘，而且由于系統(tǒng)穩(wěn)窟的需要應(yīng)有較短的開斷時(shí)間和自動(dòng)重合閘的無電流間隔時(shí)間(O～2s)。此外輸電斷路器還要求有切斷近區(qū)故障和空載長線的能力，如果是作為聯(lián)絡(luò)用斷路器則還需要考慮失步開斷能力。

(3)配電斷路器。工作于35kV以下的配電系統(tǒng)中，其額定電壓為6～lOkV，額定電流為200～1250A，額定開斷電流小，從保證供電的可靠性出發(fā)。這類斷路器仍有自動(dòng)重合閘要求，又因它對系統(tǒng)穩(wěn)定的影響較小，自動(dòng)重合閘的無電流間隔時(shí)間可以取得大些(0～5s)，對開斷時(shí)間的要求也可適當(dāng)放寬。

7、按SF6高壓斷路器的滅弧室結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類單壓式SF6斷路器

(1)定開距型。定開距滅弧室的構(gòu)造是兩個(gè)固定的金屬噴嘴保持不變的開距，動(dòng)觸橋與絕緣材料制成的壓氣室一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)觸橋金屬離開噴嘴時(shí)，壓氣室內(nèi)的高壓力氣體經(jīng)電弧、噴嘴向外排出。

(2)變開距型。GA1621變開距就是滅弧室內(nèi)的觸頭開距，隨壓氣室向下運(yùn)動(dòng)而逐漸加長，絕緣噴嘴通常采用聚四氟乙烯材料，

8、按照斷路器所用操作能源能量形式的不同分類操動(dòng)機(jī)構(gòu)

(1)手動(dòng)機(jī)構(gòu)：指用人力合閘的機(jī)構(gòu)。

(2)直流電磁機(jī)構(gòu)：指靠直流螺管電磁鐵合閘的機(jī)構(gòu)。

(3)彈簧機(jī)構(gòu)：指用事先由人力或電動(dòng)機(jī)儲(chǔ)能的彈簧合閘的機(jī)構(gòu)。

(4)液匪機(jī)構(gòu)：指以高壓油推動(dòng)活塞實(shí)現(xiàn)合閘與分閘的機(jī)構(gòu)。

(5)液壓彈簧機(jī)構(gòu)：指用碟簧作為貯能介質(zhì)、液壓油作為傳動(dòng)介質(zhì)。

(6)氣動(dòng)機(jī)構(gòu)：指以壓縮空氣推動(dòng)活塞使斷路器分、合閘的機(jī)構(gòu)。

(7)電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)：用電子器件控制的電動(dòng)機(jī)去直接操作斷路器操動(dòng)桿