2022年断路器工作原理 .pdf

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1、断路器工作原理断路器工作原理由厦门日华机电成套有限公司专业总结，在于对断路器知识的普及，从通俗易懂的角度出发， 向大家介绍断路器的工作原理，我司专业制造断路器辅助配件，欢迎来图来样定做。 在现代人的生活中，断路器绝对是一种举足轻重的电路装置，而且是家用电路中最重要的安全机制之一。一旦房屋配线中的电流流量过大，这种简单的电路装置就会切 断电源， 直至故障被排除。如果没 有断路器 （或其替 代 品保险丝） ，家 庭用电 就会非常不方便，原 因在于， 仅仅 是线路 问题和设备故障就可能会造成 火灾和其他事故。在本文 中，我们会 介绍断路器 和保险丝如何监控电流，以及 它们 在电流 水平 过高时如何切

2、 断电源 。我们不难 发现， 对于 可能 造成人 员伤亡 的事故 来说 ，使用断路器 不失为 一种最简单的解决方案 。电学基础知识欲了解 断路器， 不妨先了解 一下家用电路的工作原理。电气属性主 要由 三个参 量来 界定：电压电流电阻电压 是推动 电荷移动 的“压力”。电流是电 荷之“流”即 电荷流过 导体 的速率 ，可在 任一定 点测 量。导体 对电流 具有一定 程度的 阻碍 作用， 称为 电阻，阻值 的大 小由导体 的材料 和尺寸所 决定。电压 、 电流 和电阻这三 者是相互关联 的 改变 其中一 个另两 个也会发生 改变 。电流 等于电压除以 电阻（一般记 作 I=v/r ） 。我 们可

3、以直 观地想到 ：如果 增大驱动电荷的电 压或 是降低 电阻，电流 就会 增大。 如果 降低 电压或 增大电 阻，电流 就会 减小 。所有这 些又 是如何 来到您 家中的 呢？配电 网把 电流从发电 厂输送到您 的家中。 在家用电路 内，电荷会 在大电路中流动，大电路 又由很多小 电路 组成。电路的一 端是火线，与发电 厂相连 。另一端称 为零 线，与地面相连 。由于火 线与高电位相连 ，而 零线则连往零 电位（地面 ） ，电路 两端 就产生了 电压 只要电路闭合 ，电 荷就会 流 动。这样的电流 称为交变 电流， 因为它能 迅速地改变 方向。配电 网以恒定的电 压输电（在美国 是 120 或

4、 240 伏 ） ，但每 个家庭的电 阻却 是不同的（因 而电流 也不尽相同 ） 。尽管灯泡 及其他 电器种 类各异 ，但它们 都带 有某个数值 的电 阻，也称 为负载 。正因为 有了电 阻的存在，电器 才 能工作。 例如，灯泡里面 的灯丝对电流有 很强 的阻碍作用。电 荷为了 克服 电阻，就会 发 热并 使灯丝的温 度升高，导致灯泡 发光。在家用电路中， 火线和 零线绝 不能直 接 相连 。电路中的电 荷总是要流 经电器， 而电器 起到 了电阻 的作用。这样，电器对电流的 阻碍 作用 就 限定 了电路中电 荷的流量（电压和 电 阻恒 定时，电流 也是恒定的 ） 。设计家用电器 时，应考虑 如

5、何 将电流 维持 在比较 低的 水平 ，以确保用电名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 安全。 如果 某一时刻电路中的电流过大，就会导 致家用电器 和房屋配线的 温度升高，如达 到危险水平 ，就有可能导 致火灾 。这样 可以 确保电力 系统 在绝大 多数 时间里，都能平 稳地运行 。但有些时候，出于 某 种原 因，火线 可能会 与零 线（或其他 接地导体）直 接相连 。例如，一 部电风扇 的电 动机可能会因 温 度过高

6、 而熔化 ，并将火 线与零 线熔在一 起。再者，也许有人 会往墙里钉钉子 ，不巧的是， 他 钉中了 一根电线。 当火 线直接接 地时，电路中 形成了一个 最小阻 抗，因而在电 压的推动下 ，会有大量的电流流过导线。 如果 这一过 程持续 下去， 导线就会因 温度过 高而起火。断路器的 职责 是在电流 高于安全 水平时切 断电路。 在下 面的章节 中，您会了解 断路器是 如何做到 这一 点的。基本型最简单的电路 保护 装置是 保险丝 。保险丝 只是一 根很细 的导线，加上 一个保 护套之 后接入 电路。电路 闭合 后，所有电流 必须 流经保险丝保险丝处 的电流 与同 一电路 上其他 各点的电流相

7、同 。设计这种 保险丝 ，是为了 让它在 温度达到某 一水平时能 够熔 断。烧毁 保险丝可以 造成开 路，从而 防止 过量电流 破坏 房屋配线。保险丝 的问题 是，它 只能发挥一次作用。 每当保险丝被 烧断后，就必须换 一个新的。断路器能起 到与 保险丝 相同 的作用， 却可以 反复 使用。只要电流 达到危险水平 ，它就能 立刻 造成开路 。基本 型断路器 仅由一 个与双金 属条 或电磁体相连 的 开关构成。 下图是一 个 典型 的电 磁体设 计图。电路中的 火线与开 关两端相连 。当开 关 置于 接通状态 时，电流从 底部终 端 流出， 依次 流经 电磁体 、移动 接触 器 、静态接触 器，

8、最 终从顶部终 端 流出。电流 能磁化 电磁体（ 请查阅 电磁体工作原理一 文， 了解 具体原因） 。电 磁体 产生的 磁力随 电流的 增强 而增强 ，如果 电流 降低 ，磁力 也会减弱。当电流 跃升到 危险水平时 ，电磁体会 产 生足够 大的 磁力，以拉动 一根与开关联 动 装置 相连 的金属 杆。这会使移动 接触 器倾斜并离开静态接触 器， 继而切 断电路。电流 也 就中断 了。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - -

9、 双金 属条设计依 据 的是 相同 的原理， 区别 在于这 里无需给 电磁体能 量，而是 让金 属条在高 电流下 自行弯曲，继而启 动联动装置。 还有 些断路器 靠填充 易爆物 来移置开 关。当电流 超过 某一水平时 ，就会点 燃易爆材料 ，继 而驱动活塞打 开开 关。增强型更先 进的断路器 摒弃 了简单的电 气设备 ， 转而使用电 子器件（ 半导体设备） 来监测 电流 水平 。这些 元件的 精度要 高得多，而且 能更 为迅速地切断电路， 但价格 也要贵得 多。因此，多数 家庭仍 使用传统电气 断路器。接地故障断路器 （GFCI ）是一种 新型 断路器。这种断路器，不仅能 预防房屋配线 损毁，

10、而 其能保 护人免遭 电击 。GFCI 会不 断监测 电路中 零线和火 线上 的电流。一 切正 常时 ，两条线 上的电流 应当 完全相同 。一旦 火线直接接 地（例如有人 不慎触碰火线 ） ，火线 上的电流 会突然猛增 ，而 零线则不会 。GFCI 在检测到这种 情况 后会立即切 断电路， 以防止触 电伤亡事故 。由于GFCI 无需 等到 电流 上升到 危险水平就能 采取行 动， 因 而其反应 速度要 比传统断路器 快得多 。房屋 内的所有线路 都应汇聚 到中央断路器 仪表板 （或保险 盒仪表板 ） ，仪表板 通常位于地 下室，或 在一 个壁橱 内。典型 的中 央仪表板 大约有十二 个断路 开关，它们 连 接着家庭电路中 不同的 支路。应当 有一 条 支路能将客厅 所 有的电 源插座汇集 起来，还应有一 条支路专门 负责 一楼的 照明 工作。大 型的家用电器一 般都 使用专用电路，例如中央空调 系统 或电冰箱 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -