断路器的基本原理
当插线板发生短路，短路电流流过故障插线板，流过电缆导线，当然也流过开关电器，并引起电气火灾。紧急时刻，我们当然期望某路开关电器(断路器)执行保护跳闸。经过一段短暂的时间后，某路总开关断路器执行跳闸?；?。

但断路器执行完保护后，我们能把它合上继续为我们供电吗？这里面有什么学问？

断路器中流过正常的运行电流时，随着时间的推移，断路器中的?；げ饪刈爸锰讲獾降姆⑷攘坎淮螅丛焦⑷攘棵畔尴拗浦?，断路器当然不会执行跳闸操作；当断路器中流过非正常的较大电流时，断路器中的?；げ饪刈爸锰讲獾降姆⑷攘拷洗?，越过了发热量门限值，断路器执行跳闸操作。

这里的门限，指的是断路器的?；ふㄖ怠?/span>

我们把断路器中流过的非正常大电流叫做过电流。过电流包括过载电流和短路电流。也就是说，过电流越大，断路器动作的时间就越短，它执行线路?；ぞ驮娇?。这种特性有一个专有名词，叫做断路器的反时限?；ぬ匦?。

现在，我们来一点数学知识，看看什么叫做反时限特性。

我们来看Y=K/X和Y=K/X²这两个幂函数，这里令K=1，得到如下图像：



我们马上就能想到：如果让纵坐标Y为断路器的动作时间t，而横坐标X为断路器额定电流的倍率nIe(n是倍率，Ie是断路器的额定电流)，我们就能够让断路器按电流越大动作时间越快的?；し绞嚼粗葱邢呗繁；げ僮?。

事实上，断路器的?；げ僮骶褪前凑飧鲈蚶唇械?。对应的曲线叫做断路器的反时限?；ぬ匦郧?。

这就是断路器的线路?；ぬ匦郧?。我们看到过载?；ぬ匦詔=f(I)与Y=f(1/X) 如此类似，其实它们就是同一类函数关系。



下图是ABB的某型断路器的热磁式脱扣曲线：


图中红色的是热态曲线，蓝色的是冷态曲线。

有几个地方需要解释：
第一：关于断路器特性曲线的冷态曲线和热态曲线
冷态曲线指的是断路器刚刚送电，断路器内部的温度与环境温度是一致的，此时的曲线在曲线簇的右侧；热态曲线指的是断路器送电后已经进入了稳定状态，此时的曲线在曲线簇的中间或者左侧。

热态曲线和冷态曲线在横坐标中的范围，其实就是断路器短路?；さ姆段?。例如B特性是4到7倍额定电流，C特性是7到15倍额定电流。


为何如此？我将在后面结合断路器内部结构来解释。

第二：关于断路器特性曲线的B特性与C特性
B特性用于照明配电控制，C特性则用于普通配电的配电控制。

第三：关于断路器的过载?；で吆投搪繁；で?/span>
当线路发生过载时，也许是因为电压浪涌使得电流暂时性变大，等电压浪涌过去，电流就会恢复正常；也许是因为负载瞬时变重，使得电流加大，但负载恢复后，电流也会恢复。如此一来，断路器的?；ぞ托枰幸欢ㄊ奔涞难映佟?/span>



我们看过载保护曲线。例如B特性冷态曲线的横坐标为2倍额定电流即2Ie位置，此时的纵坐标值为6秒，表示断路器将在5秒后执行过载保护跳闸。这里的6秒就是?；な毖?注意：时延指的是?；げ僮骰沟亩魇奔溲映?特性。

当线路发生短路时，这属于紧急状态，断路器必须马上跳闸。

我们看B特性冷态曲线横坐标为4Ie的位置，它的动作时间为0.02s，而5Ie的位置动作时间是0.01s。

我们看到，在4Ie和5Ie之间曲线还有一点反时限特性，但在5Ie之后就完全没有反时限特性了。

我们把5Ie之后的特性曲线叫做定时限?；ぬ匦郧撸卸搪繁；さ氖奔涠际?.01s；把4Ie到5Ie的这一段叫做短路短延时?；ぬ匦郧摺?/span>
短路短延时保护特性的目的与过载?；ぬ匦岳嗨?，期望短路是一个短暂的临时现象，如果短路在0.01秒时间内消失，则断路器就不做开断操作。
总结一下我们学到的知识：
1、断路器内部的?；げ饪刈爸媚苁迪止缌鞯南呗繁；?；
2、断路器的过载保护具有反时限?；ぬ匦?；
3、断路器的短路?；し治蕉?，其一具有反时限的短路短延时?；ぬ匦?，其二具有定时限保护特性。
 

文章摘自张白帆老师的书稿《你所不知道的电气知识-电气世界漫游》