小型断路器脱扣原因分析

小型断路器脱扣原因分析
现代人的生活中，断路器是一种举足轻重的电路装置，而且是商用、家用电路中最重要的安全装置之一。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。改革开放以来，我国家用电器行业发展迅速，产量和种类不断增加，极大地满足和丰富了广大消费者需求。其中断路器已经广泛应用于低压配电系统各级馈出线，各种机械设备的电源控制和用电终端的控制和保护在身边处处可见。随着各行业的发展需求，断路器在被使用过程中，由于用户不了解技术参数等，导致使用过程中用电电器不应有的停电或用电设备不必要的切断的情况时有发生，降低了供电可靠性，造成了一定的经济损失。下图是C45结构的断路器结构图，目前市场上还是占据了很大市场，而C65结构和L7结构目前在市场上也正逐步流行起来。

1.工作原理

小型断路器作为一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。虽然断路器种类多，但基本结构和工作原理基本相同。双金属片作为断路器在有过载电流时，断开触头的推动力是非常重要的。当电路中发生过载电流时，双金属片发热变形到一定程度时，就会推动牵引杆，引起操作机构的传动，触头断开。当发生短路瞬间电流时，电流达到额定电流的几十倍，这时断路器电磁脱扣器将迅速动作，推动牵引杆，引起操作机构的传动，触头断开。在生活中见到的小型断路器脱扣，基本都是靠双金属片发热弯曲促使断路器脱扣的。
2.故障原因分析
小型断路器在商用、家用正常使用过程中，由于同时使用功率过大的电器设备，导致断路器的负载端线路实际工作电流大于所选用的断路器额定电流，且在连续使用多个小时，产生的负载电流将是额定电流的数倍，就会使断路器脱扣。在国家标准GB10963.1—2005中规定了断路器的时间－动作特性，如表所示。这些特性能在低压供电线路中发生过载或短路等故障时，在供电线路中起保护作用的断路器就会动作，使电路切断以保护供电线路、电源设备不因过载或短路等故障烧毁。从表中可以看到：当实际线路中负载端的电流达到一定值时，会在规定时间范围内使断路器脱扣，这就有效地保护了供电线路。

除了负载端的电流带来的影响外，温升的高低也是衡量断路器性能的一项重要指标。在电器工作于交流线路时，由于交变电磁场的作用，还会在铁磁体内产生涡流和磁滞损耗，并在绝缘体内产生介质损耗。所有这些损耗几乎全部转变为热能，一部分散失到周围介质中，一部分加热电器，使其温度升高。若小型断路器接线端导线没有接紧而长期使用过程中，由于接线端接触面积减小，而产生的接触电阻将增大，其所能承受的电流将变小，使断路器接线端子温度升高过快。当温度超过一定的范围后，其机械强度和绝缘强度会明显下降。导致使用寿命降低，影响电器正常工作。而在现实中，也会存在选用质量差的导线，或者是安装不到位等原因，导致温度上升使得断路器跳闸。以铜为例，连续发热时铜的软化温度约为100~200℃，短时发热时铜的软化温度增加到300℃左右。电器中裸导体的极限允许温度应小于材料的软化点。

为了保证电器工作的可靠性及使用寿命，在GB 10963.1-2005标准中规定小型断路器在周围空气温度不超过40 ℃，且24 h内平均温度不超过35 ℃时，连接外部导线的接线端子允许温升值为60 K。当温升超过允许温升一定值时，断路器将会推动其双金属片弯曲，使产品脱扣，从而影响正常工作。所以，温升也是作为考核断路器可靠性、安全性的一项重要指标。
3.选型
通过以上分析，当安装断路器时，可根据以下条件选用 ：额定电流大于等于负载中的实际工作电流 ；额定电压要大于等于电源和负载的额定电压 ；分断能力要大于等于线路的最大预期短路电流 ；与额定电流相应铜导线的截面积。选好断路器的这三个方面以及采用匹配的导线截面积，将会在商用、家用使用过程中，减少断路器间接性脱扣。提高在使用中的有效性、安全性和可靠性