這貼文會幫助您：
- 熟悉一般的斷路器。
- 確定不同類型斷路器的優缺點。
- 在指定斷路器時，識別並避免一些常見錯誤。
斷路器 — 斷路器是一種自動操作的電氣開關，目的是防止電路產生因過載或短路造成的損壞。 斷路器最基本的功能是檢測故障情況，並「立即」中斷電流。 與保險絲（使用過一次就必須更換）不同，斷路器在重置之後可以繼續正常工作。
- 斷路器跳脫後能快速簡單地重置，也能修復電路故障。 而如果保險絲燒壞，可能沒有現成的保險絲替換。
- 斷路器可以幫助操作員避免誤操作。 在保險絲應用中，插入不合適的保險絲，可能會導致過早燒壞電路或因故障而損壞電路。
- 一開始斷路器的價格看似較高，但根據故障的次數及應用的設備數量隨著時間的推移增加，斷路器卻有助節省大量成本。
- 一些斷路器可以執行電路保護以外的功能，如開關和指示。 例如有些斷路器既可以用作電源開關，也可以用作電路保護器，而熔斷電路則始終需要單獨的電源開關。
更多資訊，請參考： 電路保護裝置的區別
斷路器的類型
- 熱敏式
- 磁動式
- 液壓式延遲磁動
- 熱磁式
熱敏式斷路器
- 熱敏式斷路器結合了熱響應雙金屬條或圓片。
- 由於零件必須加熱後才會跳脫，因此會有可預測的延遲。
- 這類斷路器具有相對緩慢的特性曲線，可區分安全的臨時突波和長時間的過載。
- 熱敏式斷路器適用於機械或車輛，在啟動馬達、變壓器和螺線管時會伴隨較大電流。
熱敏式斷路器工作原理
在接通狀態下，電流將流過雙金屬板。 如果電流值過高，會使雙金屬發熱並彎曲，進而斷開觸點，並中斷電流流動。
當觸點斷開時，絕緣體會滑入觸點之間的位置以保持觸點處於斷開狀態（因此在冷卻時不會自動重設），並使其持續保持該狀態，直到手動重置斷路器。
透過觀察其工作原理，我們不難發現，環境溫度會減少或增加額定跳脫電流，但要根據具體的應用來判斷該特點的優劣。
磁動式斷路器
- 磁動式斷路器透過螺線管工作。 它利用電磁來移動內部電樞，從而斷開觸點。
- 磁動式斷路器在達到閾值電流後立即跳脫。
- 此類斷路器適用於印刷電路板應用和控制應用中的脈衝斷開。
更多資訊，請參考： 螺線管的應用概述
液壓式延遲磁動
- 磁動式斷路器常與液壓延遲結合，以承受電流突波。
- 液壓延遲斷路器最好安裝在水平位置，以防止重力影響螺線管的移動；否則可能需要降低額定值。
磁動式斷路器工作原理
- 流經線圈的電流使得活塞/磁芯向上或向下移動。 當超過額定電流時，磁芯就會超過某一點。 當磁芯位於「極片」附近的一定距離內時，電磁力就足以移動電樞，從而斷開觸點。
- 液壓延遲磁動斷路器採用了完全相同的設計，但有一個關鍵差異。 在簡單的磁動式斷路器中，磁芯會暴露在空氣中，以減少磁芯運動的阻力。
- 液壓延遲零件的磁芯周圍會包裹某種液體。 液體的黏度越大，延遲時間就越長。
熱磁式 斷路器
- 熱磁式斷路器結合了熱敏和磁動式斷路器的優點：1. 延遲功能可避免正常突波電流造成的干擾跳脫；2. 借助高電流脈衝實現快速響應。
- 高值電流導致螺線管快速觸發釋放機制，而熱機制則響應長時間的低值過載。
- 此類斷路器具有兩步驟跳脫配置的特點，為昂貴的電氣系統提供快速短路保護，同時將系統運作中斷的風險降到最低。
熱磁式斷路器工作原理
- 熱磁斷路器結合了兩種不同的技術。
- 在等於或低於額定電流的情況下工作，雙金屬元件將不會移動。 且鐵芯拉入的距離不足以使斷路器跳脫（圖 A）。
- 然而，與熱斷路器一樣，環境溫度大幅升高和 / 或電流輕微增加可能會使斷路器跳脫（圖 B）。
- 此外，與電磁斷路器一樣，如果電流快速增加到足夠大，斷路器也會立即跳脫（圖 C）。
在需要瞬間跳脫功能且環境溫度過高會對產品產生負面影響的情況下，熱磁式斷路器即可憑藉上述特性成為你的不二之選。
跳脫配置
以下基本截圖展示了各類斷路器的跳閘方式。
價格
在大多數情況下，熱敏式斷路器的成本無疑是最低的。 其後的便是磁動式斷路器。 價格最高的是液壓延遲磁動式斷路器和熱磁式斷路器。 然而，像密封、觸點負載、材料組成、實體尺寸等規格都會影響價格。
選擇斷路器時的常見錯誤
選了錯誤的斷路器類型
- 設計工程師最常犯的一個錯誤是為應用選了錯誤的斷路器類型。 設計人員需要了解跳脫配置和斷路器的運作環境。
為避免因湧入電流或瞬態電流引起的錯誤跳脫而選了過高額定值斷路器
- 工程師習慣使用高額定值的保險絲來防止錯誤跳脫。 然而，卻沒有必要使用高額定值的斷路器。
- 與保險絲額定值不同，斷路器額定值表示斷路器在環境室溫下所能保持的最大電流。 因此，10A 斷路器會保持 10A 的電流而不會造成干擾跳脫。 事實上，具有慢跳脫配置的典型 4A 斷路器能承受臨時的10A突波電流而不會造成跳脫。
- 通常情況下，錯誤跳脫是由與某些電氣元件（主要是馬達、變壓器、螺線管和大電容）相關的突波引起的。 在這種情況下，設計者需要指定具有延遲功能的斷路器。
在設計上未考慮空間問題
- 在非溫度補償熱敏式斷路器之間需要保持建議的最小間距，這一點非常重要。
- 斷路器之間通常只需 1mm 的間距。 如果沒有這種微小的熱間距，斷路器就會升溫並增加雙金屬跳脫機制的敏感度。
- 如果斷路器必須相互接觸，製造商的建議是將電流降至正常額定電流的 80%（製造商規格書應該會列出了具體的降值資料）。
降低額定值容易出現的失誤
- 根據經驗，斷路器的額定負載應為 100%。 然而，一些應用需要斷路器在高溫或低溫下連續工作。
- 在這些情況下，請根據製造商的指示而作出降額。 例如，當需要10A保護的應用在 50℃ 條件下工作時就要求使用 12A 額定電流的熱敏式斷路器。
不必要地降低額定值
- 熱敏式斷路器的性能對環境溫度的波動很敏感。 在寒冷的環境中，它會在電流較高時跳脫，而在炎熱的環境中會在電流較低時跳脫。
- 工程師常見的錯誤是，認為在環境溫度升高時有必要對熱敏式斷路器降額。
- 實際上，熱敏式斷路器會追蹤系統的性能需求，從而假設它暴露在相同的熱源中。 例如，馬達繞組在 90℃ 時比在 20℃ 時需要更多的過熱保護。 冷馬達需要更多的突波電流才能啟動，因此在寒冷條件下，較長的延遲是有利的。
在高振動環境下使用錯誤的斷路器類型
- 通常，磁動式斷路器的觸發器是鉸鏈接的金屬電樞，會因電磁線圈的移動而閉合。 正由於這種設計，磁動式斷路器（和液壓磁動式斷路器）特別容易受到振動的影響。
- 與之相反，典型的熱敏式斷路器由熱致動器和機械閂鎖組成。 因此，熱敏式斷路器具有很強的抗衝擊和振動能力。 如果對某種應用而言，磁動式斷路器是最適用的，則可使用推拉式致動器來提高其抗振性。 這種類型的致動器帶有閂鎖設計。