斷路器是一種過流保護裝置 (OCPD)，旨在保護電氣設(shè)備和個人免受過流情況的影響。與大多數(shù)保險絲不同，斷路器可以重置，這使其成為過流保護的流行選擇。斷路器使用電磁體和/或雙金屬開關(guān)來檢測過流情況。
　　斷路器的類型和特點
　　通過將跳閘桿手柄移至完全關(guān)閉位置，然后將手柄返回至開啟位置，可以重置斷路器。在嘗試重置斷路器之前，個人必須確保過載源已清除。斷路器根據(jù)其內(nèi)部跳閘機制分為三種類型：
　　磁的
　　熱的
　　熱磁
　　無論斷路器使用哪種內(nèi)部機構(gòu)，大多數(shù)斷路器的外觀都相同，但斷路器熔斷器除外。斷路器熔斷器是一種旋入式 OCPD，具有斷路器的操作特性。
　　斷路器熔斷器的優(yōu)點是熔斷器在過載后可以復(fù)位。斷路器有多種電流強度可供選擇，但單極住宅斷路器的額定電壓通常為 110 V，雙極住宅斷路器的額定電壓通常為 220 V。
　　要接觸服務(wù)面板中的斷路器連接，必須拆下面板蓋。
　　磁的
　　磁式斷路器是一種 OCPD，通過使用微型電磁鐵來打開和關(guān)閉觸點?；舅枷肴缦滤?。

　　過流保護用交直流斷路器 圖2

　　圖 2.電磁螺線管是利用電磁力進行工作的一個示例。

　　正如您所看到的，鐵柱塞被封閉的線圈包圍，并且鐵柱塞上連接有一組觸點。當電流通過線圈時，連接到鐵芯上的觸點被拉向線圈。這樣，我們就可以打開或關(guān)閉電磁閥觸點。請注意，該圖顯示了常開和常閉觸點。

　　如圖 3 所示，可以通過增加施加的電流和每單位長度的匝數(shù)以及在線圈中插入鐵芯來增強產(chǎn)生的磁場。

　　

　　圖 3. 可以通過增加電流量、增加線圈匝數(shù)以及在線圈中插入鐵芯來增強電磁體的強度。
　　電磁斷路器中的螺線管根據(jù)斷路器的電流限制打開電路。

　　當通過線圈的電流超過斷路器的額定值時，磁吸引力變得足夠強以激活脫扣桿手柄并斷開電路。參見圖 4。

　　圖 4. 在磁斷路器中，電流通過線圈會導(dǎo)致連接到鐵芯的觸點被拉向線圈。 電磁斷路器中的螺線管根據(jù)電流水平打開和關(guān)閉觸點。
　　圖 4. 在磁斷路器中，電流通過線圈會導(dǎo)致連接到鐵芯的觸點被拉向線圈。電磁斷路器中的螺線管根據(jù)電流水平打開和關(guān)閉觸點。
　　一旦過載被消除，跳閘桿手柄就可以重置到原始位置，重新激活電路。
　　熱的
　　熱斷路器使用連接到閂鎖機構(gòu)的雙金屬片。雙金屬片由兩種不同的金屬制成，加熱時膨脹率不同。雙金屬片受熱時會彎曲并打開觸點。參見圖5。雙金屬片可能被電路電流直接加熱，也可能被電路電流增加引起的溫度升高間接加熱。

　

　　圖 5。熱斷路器使用連接到閂鎖機構(gòu)的雙金屬片，在發(fā)生短路或過載時斷開電路。

　　熱磁斷路器包括用于短路保護的磁脫扣功能和用于過載保護的熱脫扣功能。

　　熱磁斷路器也稱為反時限斷路器。正如另一個名稱反時限所示，過載越高，斷路器打開所需的時間越短。
　　當發(fā)生過載情況時，過量電流會產(chǎn)生熱量，雙金屬熱敏元件會感測到熱量。短時間后，根據(jù)斷路器的額定值和過載量，斷路器將跳閘，斷開電壓源與負載的連接。如果發(fā)生短路，電磁傳感器立即響應(yīng)故障電流并斷開電路。
　　直流斷路器
　　直流斷路器是一種 OCPD，可保護直流操作的電氣設(shè)備，并包含額外的滅弧措施。
　　對于大多數(shù)房主來說，直流斷路器是一項相對較新的技術(shù)，因為房屋中使用的大多數(shù)設(shè)備都與交流和交流斷路器配合使用。一般家用交流斷路器的額定中斷電流超過 6 kA。一些制造商生產(chǎn)雙額定交流/直流斷路器，電壓范圍為 48 VDC 至 125 VDC。直流斷路器與 24 VDC 至 48 VDC 可編程邏輯控制器 (PLC) 以及風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用一起使用。
　　盡管交流和直流斷路器在形式和功能上看起來相似，但它們的內(nèi)部操作卻截然不同。過載期間，交流和直流斷路器的內(nèi)部觸點分離以保護電路。然而，當觸點彼此拉開時，電流會跨越所產(chǎn)生的氣隙，從而形成電弧。接觸電弧是打開和關(guān)閉斷路器時發(fā)生的電弧。參見圖 7。隨著電弧繼續(xù)跨越氣隙，電流將繼續(xù)流過電路。這些電弧必須迅速熄滅。
　　交流和直流斷路器設(shè)計熄滅電弧的方式非常不同，這就是交流和直流斷路器不可互換的原因。只有標記為直流額定的斷路器才能用于直流應(yīng)用。
　　切勿在直流電路中使用交流額定斷路器。交流斷路器的設(shè)計目的不是為了解決與直流相關(guān)的電弧問題。直流斷路器包括額外的滅弧措施，可在打開和關(guān)閉時消散電弧并延長設(shè)備使用壽命。
　　直流消弧
　　直流電弧被認為是難熄滅的，因為連續(xù)的直流電源會導(dǎo)致電流持續(xù)流動，并且在比同等電壓的交流電源更寬的間隙中具有極高的穩(wěn)定性，通常以峰值和 RMS 等指標來顯示。
　　為了減少直流電路中的電弧，開關(guān)機構(gòu)必須使觸點快速分離，并有足夠的氣隙，以便在斷開時盡快熄滅電弧。當直流觸點閉合時，觸點必須盡快移動到一起，以防止在打開觸點時遇到一些相同的問題。如果斷路器是直流額定的，制造商將在斷路器上注明。
　　值得一提的是，當直流電路的端子發(fā)生短路時，電流從工作電流增加到短路電流，具體取決于短路回路的電阻和電感。
　　某些類型的斷路器具有交流/直流額定值，可用于任一類型的應(yīng)用。該信息將在制造商的標簽上注明。
　　交流電弧抑制
　　當觸點組打開時，交流電弧會自行熄滅。當交流電源的線路頻率為 60 Hz 時，其極性每秒會反轉(zhuǎn) 120 次。這種交替允許電弧的持續(xù)時間不超過半個周期。
　　交流電流每秒達到零 60 次。參見圖 8。當 AC 達到零時，沒有電流流動，因此電弧熄滅。
　　作為 OCPD 的斷路器
　　斷路器是一種具有機械機構(gòu)的過電流保護裝置，當發(fā)生短路或過載時能自動斷開電路。斷路器使用兩種工作原理來保護電路：熱原理和磁原理。
　　熱斷路器由加熱元件和機械閉鎖機構(gòu)組成。加熱元件通常是雙金屬片，電流流過時會發(fā)熱。
　　電磁斷路器使用電磁體來檢測過流情況。大多數(shù)磁斷路器都包含熱元件和磁元件。磁性組件保護電路免受高過載電流或短路電流的影響，而熱組件則保護電路免受不足以激活磁性組件的恒定過載電流的影響。
　　直流斷路器用于保護使用直流電 (DC) 運行的電氣設(shè)備，并包含額外的滅弧措施。直流斷路器是一項相對較新的技術(shù)，用于電動汽車充電站、光伏、電池存儲系統(tǒng)以及工業(yè)直流配電網(wǎng)絡(luò)。