一张图讲清楚断路器的工作原理

应网友朋友要求，聊聊我们常见的断路器——一种非常常用的短路保护电器。

图1 断路器原理图

图1所示断路器的工作原理图。首先了解其结构，再看看其工作原理。

1、结构

图1的断路器由主触头1、操作机构5、脱扣器（7、13、8、14等）、灭弧系统、附件（如弹簧6、11）等组成。断路器的主触头可以手动操作（手动分合闸），根据需要可以配有电动操作机构。

2、工作原理

从图1可以看出，断路器的主触头1与过电流脱扣器（负责短路保护）的线圈7和热脱扣器（负责过载保护）的热元件13串联，热元件为双金属片。正常情况下，主触点闭合后，脱扣机构3锁定锁键2，主触头处在合闸位置上。

当主回路发生短路故障时，过电流脱扣器7吸合衔铁9（电磁铁原理）→推动连杆机构5向上运动→使脱扣机构3与锁键2分开→导致自由脱扣→在弹簧6的动作下主触头断开→切断故障回路。

与短路故障保护不同，过载保护的机理差别较大。当电气回路过载时，热脱扣器13的热元件（双金属片）12因通过过大的电流而过度发热→迫使双金属片12向上弯曲→推动连杆机构5向上运动→脱扣机构3与锁键2分开→自由脱扣→弹簧6迫使主触头断开→切断故障回路。

图1中还示意了欠电压脱扣器8，该脱扣器的线圈电源取自主触头1上端，即电源侧。当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁10释放→在弹簧11的作用下衔铁10→推动连杆机构5向上运动→脱扣机构3与锁键2分开→自由脱扣机构动作→断开主回路。

分励脱扣器也是常用的脱扣器。按下按钮15→分励脱扣器线圈14通电→吸合衔铁9→衔铁9推动连杆机构5向上运动→脱扣机构3与锁键2分开→自由脱扣机构动作→弹簧6拉动主触头断开→主回路断电。

由此可以看出，断路器是设计非常精细、精巧的机电产品，任何一个零部件达不到要求都实现不了保护的作用。

3、说明

1）断路器的短路保护是标配，必须设置；

2）过载保护可根据需要配置，如消防回路可不设置过载保护；

3）欠压脱扣器、分励脱扣器作为附件可根据需要配置，其他附件（如剩余电流动作保护、辅助触点等）也可根据需要设置；

4）从机械结构看，机械的核心是连杆机构5，各种保护、附加大多围绕连杆机构5使其向上运动，推动自由脱扣机构动作。