斷路器是家庭中必不可少的安全功能，可避免電氣傷害和火災。

斷路器做什么？

斷路器會(huì )檢測并阻止其軌跡中的多余電流通過(guò)。當出現過(guò)載或短路時(shí)，通常會(huì )跳閘，切斷流向問(wèn)題線(xiàn)路的電流，直到可以安全地解決問(wèn)題為止。

斷路器的工作原理

斷路器主要由固定觸點(diǎn)和活動(dòng)觸點(diǎn)組成。當電路閉合時(shí)，這些觸點(diǎn)相互接觸并在正常條件下傳遞電流。當斷路器閉合時(shí)，載流觸點(diǎn)（稱(chēng)為電極）在彈簧的壓力下彼此閉合。

在正常運行狀態(tài)下，可以打開(kāi)或關(guān)閉斷路器，以進(jìn)行系統維護。為了打開(kāi)斷路器，僅需要向觸發(fā)器施加壓力即可。當系統的任何部分發(fā)生故障時(shí)，斷路器的跳閘線(xiàn)圈就會(huì )通電，并且會(huì )觸動(dòng)通過(guò)某種機制彼此分開(kāi)，從而斷開(kāi)電路。

斷路器類(lèi)型

斷路器主要根據額定電壓分類(lèi)。額定電壓低于1000V的斷路器稱(chēng)為低壓斷路器，高于1000V的斷路器稱(chēng)為高壓斷路器。

斷路器分類(lèi)的最通用方法是基于滅弧介質(zhì)。這類(lèi)斷路器有以下類(lèi)型：

機油斷路器

散裝油斷路器

最小油斷路器

空氣斷路器

六氟化硫斷路器

真空斷路器

空氣斷路器

所有高壓斷路器可分為兩大類(lèi)，即機油斷路器和無(wú)油斷路器。

斷路器如何工作？

斷路器是現代世界中絕對必要的設備，并且是家庭中最重要的安全機制之一。只要建筑物中的電線(xiàn)有太多電流流過(guò)，這些簡(jiǎn)單的機器就會(huì )切斷電源，直到有人可以解決問(wèn)題為止。如果沒(méi)有斷路器（或替代品，有保險絲），則由于簡(jiǎn)單的布線(xiàn)問(wèn)題和設備故障而可能引發(fā)火災和其他混亂情況，因此，家庭用電將是不切實(shí)際的。

在本文中，我們將發(fā)現斷路器和保險絲如何監視電流以及當電流水平過(guò)高時(shí)它們如何切斷電源。我們將看到，斷路器是解決潛在致命問(wèn)題的極其簡(jiǎn)單的解決方案。

要了解斷路器，有助于了解家用電的工作原理。

電力由三個(gè)主要屬性定義：

電壓

當前

抵抗性

電壓是使電荷移動(dòng)的“壓力”。電流是電荷的“流”，即電荷在導體中移動(dòng)的速率，在任何特定點(diǎn)上進(jìn)行測量。導體對此流動(dòng)提供一定程度的阻力，該阻力隨導體的成分和尺寸而變化。

電壓，電流和電阻都是相互關(guān)聯(lián)的-您不能改變一個(gè)就改變一個(gè)。電流等于電壓除以電阻（通常寫(xiě)為I = v / r）。這具有直觀(guān)的意義：如果增加對電荷起作用的壓力或減小電阻，則將流動(dòng)更多的電荷。如果降低壓力或增加阻力，則電荷流較少。

該配電電網(wǎng)從發(fā)電廠(chǎng)到你家提供電力。在您的房屋內部，電荷在一個(gè)大電路中移動(dòng)，該電路由許多較小的電路組成。電路的一端（熱線(xiàn)）通向電廠(chǎng)。另一端稱(chēng)為中性線(xiàn)，接地。因為熱線(xiàn)連接到高能量源，而中性線(xiàn)連接到電中性源（大地），所以電路兩端都有電壓-只要電路閉合，電荷就會(huì )移動(dòng)。電流被稱(chēng)為交流電，因為它會(huì )迅速改變方向。

配電網(wǎng)以恒定的電壓（在美國為120和240伏）供電，但是房屋中的電阻（因此電流）會(huì )變化。所有不同的燈泡和電器都提供一定量的電阻，也稱(chēng)為負載。這種阻力是使設備正常工作的原因。例如，燈泡內部的燈絲非常耐流動(dòng)電荷。電荷必須努力工作才能移動(dòng)，這會(huì )加熱燈絲，使其發(fā)光。

在建筑物布線(xiàn)中，熱線(xiàn)和中性線(xiàn)切勿直接接觸。流經(jīng)電路的電荷始終流經(jīng)充當電阻器的電器。這樣，電器中的電阻限制了電路中可以流過(guò)多少電荷（在恒定電壓和恒定電阻的情況下，電流也必須恒定）。為了安全起見(jiàn)，設備被設計為將電流保持在較低水平。在特定時(shí)間流經(jīng)電路的電荷過(guò)多會(huì )導致設備的電線(xiàn)和建筑物的電線(xiàn)加熱到不安全的水平，從而可能引起火災。

這樣可以使電氣系統大部分時(shí)間保持平穩運行。但是有時(shí)，某些物體會(huì )將熱線(xiàn)直接連接到中性線(xiàn)，或者將其他物體引向地面。例如，風(fēng)扇電機可能會(huì )過(guò)熱和融化，將熱線(xiàn)和中性線(xiàn)融合在一起。否則可能有人將釘子釘入墻壁，意外地刺穿了一根電源線(xiàn)。當熱電線(xiàn)直接接地時(shí)，電路中的電阻很小，因此電壓會(huì )通過(guò)電線(xiàn)推動(dòng)大量電荷。如果這種情況持續下去，電線(xiàn)可能會(huì )過(guò)熱并著(zhù)火。

斷路器的工作是每當電流跳到安全水平以上時(shí)就切斷電路。

最簡(jiǎn)單的電路保護裝置是保險絲。保險絲只是一根細電線(xiàn)，裝在外殼中，可插入電路。當電路閉合時(shí)，所有電荷都流過(guò)保險絲-保險絲所承受的電流與電路上任何其他點(diǎn)的電流相同。保險絲設計為在加熱到一定水平以上時(shí)會(huì )解體 -如果電流爬得太高，則會(huì )燒毀電線(xiàn)。銷(xiāo)毀保險絲會(huì )在過(guò)大電流損壞建筑物布線(xiàn)之前斷開(kāi)電路。

保險絲的問(wèn)題是它們只能工作一次。每次燒斷保險絲時(shí)，都必須更換新的保險絲。斷路器的作用與保險絲相同-一旦電流上升到不安全水平，斷路器就會(huì )斷開(kāi)電路-但您可以反復使用它。

基本斷路器由一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)組成，該開(kāi)關(guān)連接到雙金屬條或電磁體。

電路中的熱線(xiàn)連接到開(kāi)關(guān)的兩端。當開(kāi)關(guān)撥到接通位置時(shí)，電流可以從底部端子通過(guò)電磁體流到活動(dòng)觸點(diǎn)，再流到固定觸點(diǎn)，再流到上部端子。

電流增加會(huì )增強電磁體的磁力，電流減小會(huì )降低磁性。當電流跳到不安全的水平時(shí)，電磁體的強度足以拉下連接到開(kāi)關(guān)連桿的金屬杠桿。整個(gè)聯(lián)動(dòng)裝置移動(dòng)，使活動(dòng)觸點(diǎn)從固定觸點(diǎn)傾斜，從而斷開(kāi)電路。

單擊斷路器以釋放開(kāi)關(guān)。

甲雙金屬片設計的工作原理相同的原理，不同之處在于代替激勵電磁體，該高電流彎曲的薄帶以移動(dòng)聯(lián)動(dòng)。某些斷路器使用炸藥將開(kāi)關(guān)扔掉。當電流上升到一定水平以上時(shí)，它會(huì )點(diǎn)燃爆炸性材料，從而驅動(dòng)活塞打開(kāi)開(kāi)關(guān)。

更高級的斷路器使用電子組件（半導體設備）來(lái)監視電流水平，而不是簡(jiǎn)單的電氣設備。這些元素要精確得多，它們可以更快地關(guān)閉電路，但它們也要昂貴得多。因此，大多數房屋仍使用傳統的斷路器。

較新的斷路器設備之一是接地故障斷路器或GFCI。這些先進(jìn)的斷路器旨在保護人員免受電擊，而不是防止損壞建筑物的布線(xiàn)。GFCI不斷監視電路中性線(xiàn)和熱線(xiàn)中的電流。當一切正常工作時(shí)，兩條導線(xiàn)中的電流應完全相同。熱線(xiàn)直接接地后（例如，如果有人不小心觸摸了熱線(xiàn)），電流水平會(huì )在熱線(xiàn)中激增，但在零線(xiàn)中不會(huì )激增。一旦發(fā)生這種情況，GFCI就會(huì )斷開(kāi)電路，以防止觸電。由于它不必等待電流上升到不安全的水平，因此GFCI的反應比常規斷路器要快得多。

房屋中的所有布線(xiàn)通常穿過(guò)中央斷路器面板（或保險絲盒面板），通常在地下室或壁櫥中。典型的中央面板包括大約十二個(gè)斷路器開(kāi)關(guān)，這些開(kāi)關(guān)通向房屋中的各種電路。一個(gè)電路可能包含客廳中的所有插座，而另一個(gè)電路可能包含樓下所有的照明設備。大型電器（例如中央空調系統或冰箱）通常位于自己的電路上。