为什么低压断路器的进出线方向不能反接？

低压断路器的进出线方向不能接反，是因为断路器动触头侧、静触头侧的操作机构介电性能不同，断路器动、静出头上的电弧弧根移动方式不同导致的。如果采用下部进线，则断路器可能需要采取降容措施，也即实际运行电流会小于额定电流，除非断路器对N线也有与相线一样的保护功能，而且整定值也一致，否则相线不建议与N线对调。我们先看看低压断路器的上部进线和下部进线的示意图：


图1和图2 虚线框内的区域就是断路器本体。注意看断路器，我们发现它是四极的。在QF的虚线框内，有三条相线有半圆的短路保护图符和半矩形的过载保护图符，表明这台断路器具有过载保护和短路保护功能。图1和图2中，N线所在的极里，没有任何保护，断路器在这里充其量只不过具有隔离开关功能而已，所以这台断路器的接线属于3P+N的型式。
请注意两件事：
①进线方向建议从上往下，也即采取上部进线方式。如果采用下部进线，则断路器可能需要采取降容措施，也即实际运行电流会小于额定电流。
②除非断路器对N线也有与相线一样的保护功能，而且整定值也一致，否则相线不建议与N线对调。
以下我们来看看为何低压断路器进线方向最好是从上往下，而不是从下往上?
这个问题关系到两个原因：①断路器动触头侧和静触头侧的操作机构介电性能不同我们来看图3。图3是微型断路器的实物图。它的上侧是进线端，下侧是出线端。我们从图中可以看出，出线端的机械复杂程度超过进线端。

图3 ABB的S200低压微型断路器MCB的实物图
进线侧是断路器的静触头，而出线侧是断路器的动触头。静触头的结构相对简单，散热条件好一些，因此静触头侧的介电性能也即绝缘性能优于动触头侧。
断路器绝缘材料的介电性能与温升有关。电流越大，电器的温升就越高，介电性能相对会降低。所以，当断路器反向进线时需要适当地降容，降容后的运行电流一般为额定电流的75%。例如断路器的额定电流是100A，反向进线后其运行电流为75A。对于品质较好的断路器，则无需降容。这在断路器的说明书或者样本材料中会有说明。
②断路器动、静触头上的电弧弧根移动方式不同对于低压电器的触头来说，一旦产生了电弧后，电弧贴近电极的部分叫做弧根。电弧在弧根处急剧收缩，并且在电极表面上形成的圆形的明亮光点，此亮点叫做弧根斑点。www.diangon.com版权所有对于阴极弧根来说，阴极斑点是电子的发射处，它的电流密度很大，可达104A/cm2。因此电极材料迅速汽化，形成金属蒸汽进人弧隙，因而在阴极表面形成凹坑；对于阳极弧根来说，它是电子进入阳极的入口，面积比阴极斑点要大，电流密度较小，温度较高，电极材料也达到沸点。当断路器跳闸瞬间，这时的电路是有极性的，既可能是阳极，也可能是阴极，具体极性由开断瞬间来决定。我们来看图4和图5。




在图4和图5所示开关电器的触头中，上部是静触头，下部是动触头。图4静触头为负极或者阴极，图5表示静触头为正极或者阳极。我们来看其中的电弧运动。图4-1和图5-1：动、静触头刚刚开断，触头间出现电弧；图4-2和图5-2：随着触头间隙加大，电弧也被拉长，其中部在电场力的作用下向灭弧室方向弯曲；图4-3和图5-3：图4-3中电弧弧根已经离开触头，向灭弧室方向运动；图5-3中我们看到，电弧的阳极区已经离开触头，而阴极区却滞留在动触头上；图5-4经过一段时间后，滞留在动触头(阴极)上的电弧阴极区才离开触头，并向灭弧室方向运动。
什么原因呢？由前所述，当断路器的触头打开时，电弧出现，同时极间的电阻不断增大。电弧在两极上形成电弧斑点。由于电弧的烧灼使得部分触头材料熔融气化，形成金属性电弧。金属性电弧是靠金属蒸汽的离子来支撑的，我们把它称为金属相电弧。金属相电弧的特点是：金属相电弧的直径较大，电弧基本上不运动；当电弧随着触头开距加大而拉长后，在外磁场的作用下，周围气体进人电弧，使得电弧中心的温度升高，电流向中心集中，电弧变细，电弧由金属相电弧变为气相电弧。这时，电弧才具有运动的可能性。我们知道，低压电器是有灭弧罩的，电弧要进入灭弧罩，必定会遇见各种拐角和台阶。这些拐角和台阶对于电弧的运动会产生什么影响呢?
一位很出名的学者，叫做R.Michal。他研究了电弧弧根运动的机理，得出的结论是：①阳极电弧弧根具有跳跃通过阻挡物的能力。也就是说，阳极电弧遇见台阶和间隙能一跃而过。②阴极电弧弧根的运动必须是连续的，它只能沿着阻挡物的表面运动。当电弧在遇见台阶时，阴极电弧弧根要从台阶下方沿着立面攀升到台阶上方再继续前进，而阳极电弧弧根则直接越过，于是电弧必然会出现倾斜和停滞。对于具体的断路器来说，如果采取下部进线，则电弧弧根运动的迟滞现象就更加明显和突出。也就是说如果断路器的进线方向为上进线，对应的触头是静触头，则当触头打开时，不管阴极在静触头还是动触头，电弧都能相对顺利地进入灭弧室。同时，介电性能也更好；反过来，断路器的进线方向为下进线，对应的触头是动触头，则电弧进人灭弧室的时间会比前者要迟滞，介电性能会略差。
如此说来，断路器的上进线和下进线优劣程度，很大程度上与断路器的制造技术相关。对于国产断路器，最好不要采取下进线。如果一定要下进线，则必须降容。对于进口或者合资生产的断路器，例如施耐德、西门子和ABB的断路器，则上下进线的容量是一致的，无需降容。

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