1、电路断路器设计与应用全解析

电路断路器设计与应用全解析

1. 电路断路器发展背景与需求

自电能开始被利用，就需要合适的开关装置来启动和中断电流。早期开关装置设计粗糙，依赖经验知识，采用“试错法”发展。随着电力系统容量增长，需要更科学的方法来优化电路断路器设计，以提高性能和可靠性。

20世纪20年代，电流中断从经验艺术转变为应用科学，全球研究开始揭示电弧的微妙之处及其在电流中断过程中的重要性。虽然已有大量关于电流中断的文献和技术文章，但大多理论性强，缺乏针对实践工程师需求的出版物。实践工程师需要简单的参考资料，以解答常见问题，如原理来源、含义、用途、使用方法和设备选型等。

2. 电路断路器特点与设计需求

电路断路器是连接到电气系统的纯机械设备，需与系统相互作用，为电流提供通路，同时通过启动或停止电流来保护和控制电路。这要求机械和电气工程学科紧密结合，因此，理解机械和电气工程原理对断路器的设计和应用至关重要。

为了弥合理论与实践的差距，同时不忽视中断现象的物理原理，需要以简单方式描述常见应用和设计要求，并基于经验和现有实践提供解决方案，避免纯数学方法，从定性角度详细解释过程的基本原理。

3. 电路断路器相关基础概念

3.1 电弧基础

• 电气放电理论 ：包括非自持放电和自持放电。
• 电弧类型 ：有高压电弧和低压（真空）电弧。
• 交流电弧 ：介绍交流电弧的特性。
• 电流中断过程