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(zāi)。

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。當(dāng)出現(xiàn)過載或短路時(shí)，通常會(huì)跳閘，切斷流向問題線路的電流，直到可以安全地解決問題為止。

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(dāng)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(dāng)斷路器閉合時(shí)，載流觸點(diǎn)（稱為電極）在彈簧的壓力下彼此閉合。

在正常運(yùn)行狀態(tài)下，可以打開或關(guān)閉斷路器，以進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。為了打開斷路器，僅需要向觸發(fā)器施加壓力即可。當(dāng)系統(tǒng)的任何部分發(fā)生故障時(shí)，斷路器的跳閘線圈就會(huì)通電，并且會(huì)觸動(dòng)通過某種機(jī)制彼此分開，從而斷開電路。

斷路器類型

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

斷路器分類的最通用方法是基于滅弧介質(zhì)。這類斷路器有以下類型：

機(jī)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，即機(jī)油斷路器和無油斷路器。

斷路器如何工作？

斷路器是現(xiàn)代世界中絕對必要的設(shè)備，并且是家庭中最重要的安全機(jī)制之一。只要建筑物中的電線有太多電流流過，這些簡單的機(jī)器就會(huì)切斷電源，直到有人可以解決問題為止。如果沒有斷路器（或替代品，有保險(xiǎn)絲），則由于簡單的布線問題和設(shè)備故障而可能引發(fā)火災(zāi)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(xiàn)斷路器和保險(xiǎn)絲如何監(jiān)視電流以及當(dāng)電流水平過高時(shí)它們?nèi)绾吻袛嚯娫础Ｎ覀儗⒖吹?，斷路器是解決潛在致命問題的極其簡單的解決方案。

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(dāng)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(dǎo)體中移動(dòng)的速率，在任何特定點(diǎn)上進(jìn)行測量。導(dǎo)體對此流動(dòng)提供一定程度的阻力，該阻力隨導(dǎo)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（通常寫為I = v / r）。這具有直觀的意義：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)電廠到你家提供電力。在您的房屋內(nèi)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）通向電廠。另一端稱為中性線，接地。因?yàn)闊峋€連接到高能量源，而中性線連接到電中性源（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)。電流被稱為交流電，因?yàn)樗鼤?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，也稱為負(fù)載。這種阻力是使設(shè)備正常工作的原因。例如，燈泡內(nèi)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。

在建筑物布線中，熱線和中性線切勿直接接觸。流經(jīng)電路的電荷始終流經(jīng)充當(dāng)電阻器的電器。這樣，電器中的電阻限制了電路中可以流過多少電荷（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，設(shè)備被設(shè)計(jì)為將電流保持在較低水平。在特定時(shí)間流經(jīng)電路的電荷過多會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的電線和建筑物的電線加熱到不安全的水平，從而可能引起火災(zāi)。

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

斷路器的工作是每當(dāng)電流跳到安全水平以上時(shí)就切斷電路。

最簡單的電路保護(hù)裝置是保險(xiǎn)絲。保險(xiǎn)絲只是一根細(xì)電線，裝在外殼中，可插入電路。當(dāng)電路閉合時(shí)，所有電荷都流過保險(xiǎn)絲-保險(xiǎn)絲所承受的電流與電路上任何其他點(diǎn)的電流相同。保險(xiǎn)絲設(shè)計(jì)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。銷毀保險(xiǎn)絲會(huì)在過大電流損壞建筑物布線之前斷開電路。

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

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

電路中的熱線連接到開關(guān)的兩端。當(dāng)開關(guān)撥到接通位置時(shí)，電流可以從底部端子通過電磁體流到活動(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(qiáng)電磁體的磁力，電流減小會(huì)降低磁性。當(dāng)電流跳到不安全的水平時(shí)，電磁體的強(qiáng)度足以拉下連接到開關(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，從而斷開電路。

單擊斷路器以釋放開關(guān)。

甲雙金屬片設(shè)計(jì)的工作原理相同的原理，不同之處在于代替激勵(lì)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關(guān)扔掉。當(dāng)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(qū)動(dòng)活塞打開開關(guān)。

更高級的斷路器使用電子組件（半導(dǎo)體設(shè)備）來監(jiān)視電流水平，而不是簡單的電氣設(shè)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(shù)房屋仍使用傳統(tǒng)的斷路器。

較新的斷路器設(shè)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(hù)人員免受電擊，而不是防止損壞建筑物的布線。GFCI不斷監(jiān)視電路中性線和熱線中的電流。當(dāng)一切正常工作時(shí)，兩條導(dǎo)線中的電流應(yīng)完全相同。熱線直接接地后（例如，如果有人不小心觸摸了熱線），電流水平會(huì)在熱線中激增，但在零線中不會(huì)激增。一旦發(fā)生這種情況，GFCI就會(huì)斷開電路，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(yīng)比常規(guī)斷路器要快得多。

房屋中的所有布線通常穿過中央斷路器面板（或保險(xiǎn)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)斷路器開關(guān)，這些開關(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(shè)備。大型電器（例如中央空調(diào)系統(tǒng)或冰箱）通常位于自己的電路上。