2.1.1低压断路器的结构
1.塑料外壳式断路器结构主要包括:1).过电流脱扣器(包括过载和短路脱扣器);2).灭弧装置;
3).触头系统;4).操作机构;5).外壳;6).接线端子。
2.漏电断路器结构
漏电断路器在塑料外壳式断路器的基础上还要增加漏电保护部件,如电流互感器、电子组件板、漏电脱扣器等。
2.1.2低压断路器工作原理和性能
1.断路器作合、分电路时，依靠扳动其手柄或采用电动机操作机构使动、静触头闭合或断开。
2.在正常情况下，触头能接通和分断电流；当出现过载时，通过热继电器或双金属元件受热变形、弯曲，使锁扣脱扣，使断路器跳闸；当出现短路时，一定值的短路电流会使短路脱扣器动铁心被吸合，带动断路器分断。
３.要远距离控制断路器可采用分励脱扣器，分励脱扣器通电时，其衔铁被吸合，带动断路器分断。
４.在出现各种故障时，动、静触头分断，触头之间产生强烈的电弧。灭弧室内的铁质栅片被磁化，产生吸力，把电弧引向灭弧室，将电弧分隔成短弧，利用铁栅片对电弧的冷却，以提高电弧电阻和电弧电压，将电弧熄灭。
2.2低压断路器的作用
一般作用：保护配电线路;保护电动机和照明线路；保护人身安全;防止火灾、爆炸事故的发生;保护财产（设备）安全
具体作用主要有：
1.在正常情况下，做不频繁合、分电路或启动、停止电动机。
2.当线路或电动机发生过载、短路或欠电压等故障时，能自动切断电路，予以保护。
3.主要用于低压配电柜作主开关,起总保护作用。
4.抽屉式断路器可一机两用，同时具有隔离开关作用，维修方便。
5.限流式断路器分断时间短，分断能力高，适用于可能出现大短路电流的场合。
2.3 低压断路器的分类
使用类别：非选择型A；选择型B
凡有短路保护或者电子式的断路器都为选择型，反之都为非选择型。
用途：配电保护；电动机保护；保护照明线路；漏电保护
配电保护一般采用框架式断路器（少部分用户因为电流等级小，也采用塑壳断路器）;
电动机保护大部分采用塑壳断路器;
保护照明线路的大部分采用小电流等级的塑壳断路器或者小型断路器;
漏电保护就只能使用漏电断路器’
以上几种保护的选型不是绝对的，它们都是根据客户需求来选择断路器开关，满足客户需求才等于选型正确。
极数：单极；二极；三极；四极
每极区别与不同在于母线的数量不一样，单极为一根母线。二极两根，三极三根，四极四根。
结构形式：万能式；塑料外壳式
安装方式：固定式；抽屉式
固定式和抽屉式的都可以按照字面意思来理解。区别在于，抽屉式的便于维修，固定式的维修比较麻烦
2.3.1天正断路器公司生产万能式断路器产品包括:
1.DW15系列：DW15-630、DWX15-630、DW15-1600、DW15-2500、DW15-4000；其中DW15-630最高额定电压可达1140V。
3.DW17系列:DW17-1600、DW17-2500、DW17-3200,此外还包括1900A、2900A、3900A等增容型；
2.3.4断路器的发展史
六十年代初至七十年代中期第一代：DW10、DZ10.性能低，体积大，耗材耗能，特性单一产品基本淘汰.
七十年代中期至八十年代末第二代：DW15、DW17、DZ20、DZ20LE、DZ15、DZ15LE
性能提高，体积缩小，保护特性较完善,销售约占公司产值5/10
九十年代初至今第三代：TGW45、TGM1、TGM53、TGM1L高性能、小型化、电子化、智能化、模块化、多功能化,销售约占公司产值4/10
断路器产品发展趋势:小型化、智能化、分断高、可通信、低噪音
产品的使用范围、条件、技术参数
3.1 低压断路器选型使用范围及其特点
断路器使用空气温度为-5℃至40℃，平均值不超过35℃。安装地点在海拔不超过2000m，无爆炸危险的介质中和没有雨雪侵袭环境中。
1.DW系列万能式断路器一般都具有可维修的特点，产品容量较大，有较多结构变化，有较高的电气可靠性，与不同的脱扣系统组合可产生不同的保护特性，一般做总开关用，它广泛应用于工矿企业变配电站，作为接通和断开正常工作电流以不频繁的电路转换。
2.DZ(TGM)塑料外壳式断路器与万能式断路器比较具有结构紧凑，体积小，操作简便，具封闭型外壳使用较为安全等优点。这种断路器大多是非选择型的，广泛用于配电线路，作为小容量发电机的保护和配电用，也被用于不频繁地启动和分断电动机，以及用于各种大型建筑（如宾馆、大楼、机场、车站、码头等）的照明电路。
3.漏电断路器是为防止低压电网中发生身触电或伤害，漏电火灾等，使人或设备能够迅速切断故障电路，主要用于支路电路保护或家用或工业企业用
3.2 低压断路器主要技术参数
1.额定电压（Ue)
常用交流：220V、380V、660V、1140V
常用直流：110V、240V、440V、750V、850V、1000V
2.额定电流（In):
常用电流：30A、40A、63A、100A、160A、200A、400A、630A、1000A、1250A、1600A、3200A、4000A、5000A、6300A
3.壳架等级额定电流（Inm):代表产品外形的大小，此产品最大额定电流表示，外形宽度随极数改变，
4.频率:50Hz、60Hz
5.保护特性
1)过电流保护特性 2）欠电压保护特性 3）漏电保护特性
在输出短路或过载时对电源或负载进行的保护，即为过电流保护，简称过流保护。
对所有的电器设备而言，都有一个额定电压，但在实际中，不能完全保证在额定电压下工作，是在额定电压附近的一个范围，一般要求在±15%。为了保护电器设备和工艺质量，如果低于－15%这个电压，就是“欠压”，当工作电压下降到这个电压以下，保护动作，切断电源。相反，如果高于＋15%这个电压，就是“过压”，保护也动作切断电源。在不同场合使用的电器，这个电压要求略有不同，但保护原理是一致的。
框架电流范围630A～6300A，主要用于低压配电系统的进线、母联及其它大电流回路的关合。
塑壳断路器：框架电流范围80A～1250A，主要用于低压配电系统的进出线、电动机保护。
小型断路器：额定电流范围1A～125A，主要用于建筑物和用电设备的终端配电箱内。
3.2 低压断路器主要技术参数
1.额定电压（Ue)
常用交流：220V、380V、660V、1140V
常用直流：110V、240V、440V、750V、850V、1000V
2.额定电流（In):
常用电流：30A、40A、63A、100A、160A、200A、400A、630A、1000A、1250A、1600A、3200A、4000A、5000A、6300A
3.壳架等级额定电流（Inm):代表产品外形的大小，此产品最大额定电流表示，外形宽度随极数改变，
4.频率:50Hz、60Hz
5.保护特性
1)过电流保护特性
2）欠电压保护特性
3）漏电保护特性
在输出短路或过载时对电源或负载进行的保护，即为过电流保护，简称过流保护。
对所有的电器设备而言，都有一个额定电压，但在实际中，不能完全保证在额定电压下工作，是在额定电压附近的一个范围，一般要求在±15%。为了保护电器设备和工艺质量，如果低于－15%这个电压，就是“欠压”，当工作电压下降到这个电压以下，保护动作，切断电源。相反，如果高于＋15%这个电压，就是“过压”，保护也动作切断电源。在不同场合使用的电器，这个电压要求略有不同，但保护原理是一致的。
框架电流范围630A～6300A，主要用于低压配电系统的进线、母联及其它大电流回路的关合。
塑壳断路器：框架电流范围80A～1250A，主要用于低压配电系统的进出线、电动机保护。
小型断路器：额定电流范围1A～125A，主要用于建筑物和用电设备的终端配电箱内。
3.3 相关解释
1.额定电压:Ue(V):在规定条件下保证电器正常工作的电压值，与额定电流组合共同确定电器的用途，与相应的试验、通断能力和使用类别有关。一般指线电压。
2.额定绝缘电压:Ui(V):设计断路器时的电压值，与介电性能试验和爬电距离有关。
3.额定电流:In(A):在规定条件下保证电器正常工作的电压值，与额定电压、频率、工作制、使用类别和外壳防护等级有关部门。目前公司和行业上断路器额定电流最大能达6300A。
4.壳架等级额定电流Inm(A):代表产品外形的大小，以此产品最大额定电流表示。外形宽度可以随极数而改变。
5.额定剩余动作电流IΔn：制造厂对CBR所规定的，在该电流下CBR在规定的条件下必须动作的正弦剩余动作电流有效值
6.额定剩余不动作电流IΔno：制造厂对CBR所规定的，在该电流下CBR在规定的条件下不该动作的正弦剩余动作电流有效值
3.3 相关解释
1.额定电压:Ue(V):在规定条件下保证电器正常工作的电压值，与额定电流组合共同确定电器的用途，与相应的试验、通断能力和使用类别有关。一般指线电压。
2.额定绝缘电压:Ui(V):设计断路器时的电压值，与介电性能试验和爬电距离有关。
3.额定电流:In(A):在规定条件下保证电器正常工作的电压值，与额定电压、频率、工作制、使用类别和外壳防护等级有关部门。目前公司和行业上断路器额定电流最大能达6300A。
4.壳架等级额定电流Inm(A):代表产品外形的大小，以此产品最大额定电流表示。外形宽度可以随极数而改变。
5.额定剩余动作电流IΔn：制造厂对CBR所规定的，在该电流下CBR在规定的条件下必须动作的正弦剩余动作电流有效值
6.额定剩余不动作电流IΔno：制造厂对CBR所规定的，在该电流下CBR在规定的条件下不该动作的正弦剩余动作电流有效值。
7.额定极限短路分断能力Icu(kA):产品能够分断的最大预期电流值，试后不考虑继续承载其额定电流。公司目前最大额定极限短路分断能力能达到120kA，为TGW45-6300。
8.额定运行短路分断能力Ics(kA):产品能够分断的最大预期电流值，试后应能继续承载其额定电流。
9.额定短时耐受电流Icw(kA):在规定条件下产品能够在指定的短时间内承载而不损坏的电流值。只有具有短路短延时保护的产品才有，主要考查产品电动稳定性和热稳定性。
电动稳定性：承受短路电流的电动力不损坏或永久变形。
热稳定性：承受短路电流的高热效应不损坏。
10.寿命(次):一般为10000次以下，包括电寿命和机械寿命。电寿命/机械寿命一般为1/5，万能式有时为1/9。
电寿命：主要考查整个产品设计的牢固程度。
机械寿命：主要考查产品的电气耐磨性。
11.频率(Hz):一般为50Hz或60Hz。
产品按使用类别（P4）分类：非选择型A；选择型B
和使用类别B有关的定义：
9.额定短时耐受电流Icw(kA)（P19）:在规定条件下产品能够在指定的短时间内承载而不损坏的电流值。只有具有短路短延时保护的产品才有，主要考查产品电动稳定性和热稳定性。
电动稳定性：承受短路电流的电动力不损坏或永久变形。
热稳定性：承受短路电流的高热效应不损坏。
10.短延时(P3):指的是断路器能承受短时间(人为的设计时间)的短路电流。当短路电流持续的时间超过断路器能承受短路电流的时间，断路器将断开短路电流，切断主电路。是为线路保护的选择性而设置的。
选择性保护：几种过电流保护装置动作特性的协调配合。应选择各种保护装置各自的动作电流整定值和动作延时时间，使他们按一定的顺序先后动作，缩小多支路多级供电线路的事故范围，避免不必要的停电。
公司B型（选择型，具有短延时功能）万能式断路器：
DW17系列（只有两段：过载长延时，短路瞬时或短延时）；
TGW45，TGW7系列；
DW15电子式（逐步被TGW45，TGW7系列代替，不生产）。
第五章 断路器的选型
5.1 计算公式：
功率（P）=电流（I）×电压（U）×功率因素（cosα）×1.732
电功：W＝UIt（普适式） ｛U：电压（V），I:电流(A)，t:通电时间(s)｝
功率：P＝W/t(定义式) ｛P:功率[瓦(W)]，W:t时间内所做的功(J)，t:做功所用时间(s)｝
电容：C＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝
电流强度：I＝q/t｛I:电流强度(A），q:在时间t内通过导体横载面的电量(C），t:时间(s）｝
欧姆定律：I＝U/R ｛I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝
电阻定律：R＝ρL/S｛ρ:电阻率(Ω·m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)｝
电功与电功率：W＝UIt，P＝UI｛W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝
电路的串/并联 ：串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)
电阻关系(串同并反) R串＝R1+R2+R3 1/R并＝1/R1+1/R2+1/R3
电流关系 I总＝I1＝I2＝I3 I并＝I1+I2+I3
电压关系 U总＝U1+U2+U3 U总＝U1＝U2＝U3
功率分配 P总＝P1+P2+P3 P总＝P1+P2+P3
家庭单相负荷每千瓦按4.5安计算，BVR铜芯线载流量为：
1平方=17A，1.5平方=21A，2.5平方=28A，4平方=35A，6平方=48A，10平方=65A。条件为35度环境，单根，不穿管，如要穿管打8折。
电流=(电压×导线横截面积) / (导线电阻率×导线的长度)
如果是三相电，电流=功率x2.5。单相电为 电流=功率x4.5
例：7.5 x 2.5=18.75 那就选20A的开关。（这是电工讲的经验公式，和理论不符）
产品选型前提：
1). 熟悉公司生产的万能式断路器产品种类，型号规格。
DW15系列； DW16系列； DW17系列； TGW45系列； TGW7系列。
2).熟悉各种产品额定电流范围，额定电压范围，分短能力指标。
3)各种产品所具备的基本功能和特性。
哪些产品是智能型，哪些产品具有短延时功能，哪些产品有抽屉式等。
产品选型步骤：
一.电气装置的要求确定断路器的类型，即万能式、塑壳式及限流式。
如根据电气装置额定电流范围，额定电压范围，短路电流大小，安装方式等。
二.根据线路对保护的要求，确定断路器是否是选择型的，是否需要欠压保护，以及是否作为隔离开关使用等。
三.根据选用原则选用产品。
四.如果与脱扣器额定电流对应的断路器有两个不同的壳架电流等级，究竟应选哪一种，就要看具体的线路了。例如，当额定电流为630A时，既可以选用DW15-630/630A，也可以选用DW15-1600/630A的产品如果线路比较重要，而且发生短路故障的几率又比较大，那就宜选用DW15-1600/630A的产品，因为它的极限分断能力比DW15-630/630A大。
五.在初步确定好断路器的品种规格后，还要考虑它与上下级电器的保护特性方面的协调配合，从而从总体上满足系统对选择性保护的要求。
5.2 选用原则
断路器与上下级电器保护特性配合要求
(1)断路器的长延时则特性应低于被保护对象的允许过载特性。
(2)低压侧主开关短延时脱扣器与高压侧过电流保护继电器的配合级差为0.4—0.7s，视高压侧保护继电器的型式而定。
(3)低压侧主开关过电流脱扣器保护特性低于高压侧熔断器的熔化特性。
(4)上级断路器短延时整定电流大于或等于1.2倍下级断路器短延时或瞬时(若下级无短延时)整定电流。
(5)上级断路器的保护特性和下级断路器的保护特性不能交叉。在级联保护方式时可以交叉，但交点短路电流应为下级断路器的80％。
(6)断路器与熔断器配合时，一般熔断器作后备保护。应选择交接电流IB小于断路器的额定短路通断能力的80％，当短路电流大于IB时，应由熔断器动作。
(7)在具有短延时和瞬时动作的情况下，上级断路器瞬时整定电流小于或等于断路器的延时通断能力，大于或等于1.1倍下级断路器进线处的短路电流。
5.2 选用原则
断路器的主要参数有额定电压、额定电流、通断能力、操作寿命、保护特性等，与使用直接有关的是额定电压、额定电流、通断能力及保护特性。使用中，要求断路器在正常工作中，温升不超过规定值，在事故状态下，能可靠的起到保护作用。
在选用断路器时，首先应根据用途及使用场所及回路对保护的要求确定。一般在选择时，应注意下述几个方面。
1.额定电压：负载或电源的额定电压要等于或小于开关的额定电压。
2.额定电流：负载的额定电流等于或小于开关的额定电流，考虑到留有一定的裕度，一般选开关额定电流比实际电流大 20% — 40% 。有些用户光从温升的角度考虑。选用断路器的电流规格偏大，这将降低了保护特性的可靠性，出现负载过载，但是开关没有过载的现象，开关起不到保护作用。
3.通断能力：是指断路器在规定的电压及功率因数下所能接通分断的最大电流值，选用时，一定要使断路器的安装地点的短路电流小于断路器的通断能力。
4.保护特性：断路器的保护特性是通过过电流脱扣器来实现的，一般分为延时脱扣器和瞬时脱扣器。长延时脱扣器作为负载低倍数保护之用。瞬时脱扣器作为出现短路时保护之用。
由于配电用断路器主要用在配电线路中分配电能及保护回路、设备。所以其保护特性是以电线、电缆的允许过载特性曲性为根据的。即断路器的保护特性一定要处于被保护设备允许过载特性的下方。即在被保护对象达到损坏之前分断电路。
瞬时脱扣器一定要验证动作值，即断路器出线端短路时，短路电流要小于断路器的极限分断能力，在远端短路时，短路电流应达到瞬时脱扣器的动作值。对于这一点，有些用户往往重视不够，而认为不论发和何种短路，断路器短路保护一定会起作用。而实际上，如果短路电流未达到瞬时脱扣器的动作值，短路保护是不起作用的。特别是终羰发生的相对地通过电弧短路时，由于线路比较长，导线阻抗和电弧的阻抗比较大，使得相对地短路电流较小，而达不到瞬时脱扣器的动作值而烧坏导线、电缆的现象比较多。一般应使终端相对地的短路电流比瞬时脱扣器的动作电流大20% 。必要时，应考虑适当增粗导线截面积，减小回路阻抗来满足要求。
如用断路器直接控制电动机，应选用保护电动机的断路器，以避免电动机起动电流使断路器跳闸。 综上所述，只有正确地选用断路器的规格，才能可靠地对被保护对象进行保护。
5.3 框架式断路器的区别与使用场所：
由于低压主开关和其他配电回路开关紧靠配电变压器,故对开关的电气参数要求很高。首要的条件是在保护范围内发生对称及不对称短路时,主开关及配电回路开关应能可靠地分析,其次是主开关和配电回路开关在分断短路电流时,应能有选择性的动作,而配电支回路的塑壳断路器则是瞬动或带少许延时的,从而确保非故障回路的正常供电
断路器是具有多档次、多品种的。所谓多档次是指同类产品有高、中、低档次的区别,以满足不同行业的需要,多品种则是为了满足不同使用环境、不同使用条件的需要。从目前各行各业应用和发展的情况看,框架式断路器并不需要所有的产品都追求高性能,而是根据实际的条件,选择不同性能的产品。
一般型框架式断路器以DW16为代表。其特点是平面布置、价格、分断能力相对较低,适用于不需要选择性保护、短路电流不大的一般工业企业、普通民用建筑及广大农村配电系统作为主开关或配电回路开关。
较高型框架式断路器以DW15、DW17等系列为代表。其特点是正面手柄操作,可作为固定式或抽出式安装,价格适中,分断能力较高。适用于在需要选择性保护功能的一般工业企业和一般高层建筑(如高层住宅、高层写字楼、一般宾馆酒店及商场和商住楼的混合式高层建筑物) 内作主开关及配电回路开关。（普遍大多数用DW15系列产品的厂家一般都是个人办的私人厂家和开关厂，在选型时一般由价格定位所用产品，上档次点的开关厂在选型时都选用DW45，来买开关前都会让是设计院先把图纸设计好，然后根据图纸在来选择产品规格，
高性能型框架式断路器以DW45等系列为代表。其特点是无飞弧、小型化、附件齐全、结构模块化、采用整体框塑结构、外型美观、保护性能完善、具有高分断能力等。适用于大容量的配电系统、重点工程、高档次高智能化的高层建筑等作主开关或配电回路开关。
选用各种类型的框架式断路器作主开关或配电回路开关,固然有很多优势,但是框架式断路器也有价格高、体积大、接触防护较差等弱点,所以作为主开关,并不是惟一的选择。
5.4 主要销售产品的使用注意事项
断路器是一种比较复杂的保护电器，除正确选用外，尚需妥善的维护，才能保证断路器完成预定的工作任务。应尽量做到：
1.在断路器投入使用前应将各磁铁工作面（如失压脱扣器的磁系统吸合面）的防锈油脂抹净，以免影响磁系统的动作值；
2.操作机构在使用一段时间后（可考虑1~2年一次），在传动机构部分（小容量塑壳断路器不需要）应加润滑油；
3.每隔一段时间（例如趁定期检修时），应清除落于断路器上的灰尘，以保证断路器良好绝缘；
4.灭弧室在因短路分断后，或较长时期使用后，应清除灭弧室内壁和栅片上的金属颗粒和黑烟。如发现破损的灭弧室，决不要使用，以免造成不应有的事故。长期未使用的灭弧室（如作为配件的灭弧室），在使用前应先烘一次，以保证良好的绝缘；
5.断路器触头在长期使用过后，如触头表面发现有毛刺、金属颗粒等应当清理，以保证良好的接触。可更换的弧触头如发现磨损是原来厚度的三分之一时才要考虑更换；
6.定期检查各脱扣器的电流整定值，特别是半导体脱扣器，应定期用试验按钮检查其动作情况。漏电断路器也要用按钮经常检查是否能可靠的动作。
7.若断路器在使用中损坏，应及时检修更换。小容量断路器，特别是生活建筑用导线保护断路器，为了保证使用安全，不考虑用户修理，一旦损坏，立刻换新。只有在工矿企业，有专门电工检修的地方，才考虑检修一些损坏的断路器。
5.5万能式断路器使用中应注意的事项
