D．竖线间的一条竖线点之间时都符合脱扣条件，且“热脱扣”和“电磁脱扣”都有可能。

  厂商之所以这样设计脱扣特性，是因为各类负载启动和正常工作时电流不同的缘故，多数负载启动电流比较大，是稳态电流的数倍甚至数十倍，持续时长也有从毫秒级到秒级。断路器通过内部双金属片的热延时来实现这种“热脱扣”特性的，从而做到了“放过启动峰流、截住稳态过流”的控制特性。

  触点闭合时，电路路径为（设方向从上到下）：1-2-3-5-6-7-8-9-11。触点断开时，触点间产生电弧电流，起始时电流路径为：1-2-3 –电弧-5-6-7-8-9-11。电弧因磁、热等作用引入灭弧室E后，电流路径为：1-2-4-E-F-10-11，电弧在灭弧室内被分割为10段，很快冷却、熄灭。电弧熄灭后，电流彻底中断。

  这个组件把“轭铁”、“双金属片”、“连接软铜片”、“接线端”及“连接导线”（图中已剪去）焊接在一起，如图所示，上、下两部分被固定在底盒的槽内，无法活动，但中间部分未被卡死，是可以稍微活动的。当调节螺钉时，双金属片可跟随上下位移，相当于调节了热触发的间距，也即调节的过流脱扣电流。中下部分连接靠“软铜片”，但轭铁是一个整体，下侧微量调节依靠的是金属形变，可观察到形变处开了一个大窗，减少了刚性。

  3) 触点杆受弹簧力紧贴槽形托片，受外力克服弹簧力时，二者产生相对转动。

  可以拆、装组件慢慢体会，但安装稍难：将部件套好串入轴销后再卡弹簧，一端先卡入触点杆，再用小一字开刀将弹簧另一端顶到主梁那边的槽形托片的卡扣上。

  弹簧作用：通过加载时的形变提供保持力，自动动作时提供回复力。断路器一共用到了5个弹簧，上图指出4个，另有一个在电磁铁芯内部。粗略地介绍如下：

  1) “主力弹簧”最粗，弹力也最大，是加载后保持力和复位时回复力的主要来源。

  2) “手柄弹簧”绕在轴销1的底轴上，加载后为“手柄”提供逆时针方向动作回复力。

  图中，横轴I/In为电流倍率，纵轴是电流维持的时间。左图为C型，右图为D型。以左图为例，左绿线左侧为不脱扣区域，右绿线右侧为脱扣区域。两线之间区域表示给定一个范围，是否脱扣要视某具体产品而定。这类断路器脱扣电流无法很精确，若需要精确值，应选择电子控制型断路器。

  图中的点1、点2、点3，在“热脱扣”曲线属于“热脱扣”和“电磁脱扣”临界处，点8位于“电磁脱扣”区域，点9属于“不脱扣”范围。下面结合这些点及线、自锁功能分析

  加入“双扣梁”后，因“双扣梁”的下端不固定，推上手柄时“上扣”还是无法卡住。采用一螺丝杆顶住双扣梁的下端，合上手柄，系统就能锁定，且触点也能闭合！

  先分析触点为何能够闭合：这里利用了杠杆原理，“上扣”为支点，轴销4处为动力点，而触点处为阻力点。动作过程中，支点位置保持不动，动力点向上位移，动触点则向上位移更多，与静触点闭合。到这里，可看出主梁为何采用“上孔下柱”的设计，原来要留出这个中空，让“上扣”施展身手。

  正泰公司的官方网站对DZ47LE-63系列的产品介绍为：DZ47LE系列剩余电流动作断路器适用于交流50Hz，标称电压单极两线V，三极、三极四线A的线路中，当人身触电或电网泄漏电流大于规定值时，剩余电流动作断路器能在极短的时间内迅速切断故障电源，保护人身及用电设备的安全，亦可作为线路的过载、短路保护之用，及在一般的情况下不频繁地通断电器装置和照明线路，非常适合于工业和商业的照明配电系统。符合规定标准：GB/T16917.1、IEC61009-1，获得CCC、EAC等认证。

  那么问题来了：图10左图中，推上手柄也能使M2反向，何以不锁定？与图11左图仔细对比，二者的差别在于触点闭合时，轴销4向上位移更大，即加载弹簧1的回复力更大，这个力通过主梁、连杆传回手柄上，实现了M2M1，即M2和M1的合成力矩是顺时针方向的。可想图10左是不满足M2M1的。这些力矩要精心计算，否则导致“锁定无力“或”不易脱扣”。

  设想取消组件中“槽形托片弹簧触点杆”的设计，仅使用一个触点杆，则从手柄到触点都是刚性部件，部只有少数的形变，也就无法为闭合触点加载弹性力了。

  “双扣梁”下端被“下扣”扣住很少，只要“锁片”稍一转动，就会脱扣，起到了“4两拨千斤”的作用。热脱扣靠的是双金属片，当电流过流时，双金属片发热弯曲，左端顶到锁片，完成脱扣。电磁脱扣靠的是电磁铁，当线圈流经超大（短路）电流时，内部动静磁块吸合，动磁块推动“顶杆”顶到“锁片”右端，完成脱扣。图15和图16分别是双金属片和电磁铁组件的细节。

  断路器“分断电路”是依靠“脱扣”动作来实现的。厂商一般都提供“脱扣特性曲线图”，用来描述产品的“电流维持的时间与脱扣”的关系，这个图是电工选择断路器的重要参考信息。瞬时脱扣器有C型和D型两种类型，表示电磁脱扣动作电流是额定工作电流的几倍， C型为 5-10倍，通常用于普通配电， D型为10-14倍，用于起动电流比较大的电器（如电机）。

  A．根据纵轴看横轴：如2倍电流的竖线秒（对数座标，估计读数）。由此获得信息为：“当通过2倍额定电流时，持续10秒以内不脱扣，超过110秒就脱扣” 。那持续50秒呢？是否脱扣，要看具体产品，曲线图给的是个范围。

  B．根据横轴看纵轴：横轴10秒线倍电流，解读为：“持续10秒，2倍电流以下不脱扣，超过4.2倍电流会脱扣”。同样，中间区域要视产品而定。

  如上图，我们通过一枚螺母卡住“上扣”，然后合上手柄，可观察到“触点闭合压力”现象。因螺母将槽形铁片左端卡得更低，其右端可以抬得更高，手柄加载到位后，触点杆片与槽形托片就克服弹簧力，张开了一个角度，此时弹簧回复力就成为触点间的闭合力了。而且，静触点对动触点也存在反作用力，通过整个机构回传到连杆上，成为手柄锁定力矩M2的一部分。

  机械部分的功能：支持手工“合通“、”分断”两种操作，遇过流、短路时自动执行“热脱扣”和“电磁脱扣”进行保护。另具备“热脱扣电流微调”操作（这个功能不常用）。

  外壳尺寸是符合工业标准的。为了统一标准、提高加工效益，小于某额定电流的断路器会使用同一种外壳、触头及接线端子。这种外壳可通过的最大额定电流就是“壳架等级电流”。本例中，型号DZ47LED 63中的63就是表示该系列的壳架等级电流为63A。

  由于机械部件较多，又互相牵制，本文采用“从少到多、逐步添加”的方法，了解部件结构及作用，及其传力及动作。

  轴销是可转动部件的转轴，共有5个，其中1、2、4、5号是独立销柱，3号轴销是成型在主梁上的“上孔下柱”。4号轴销不是固定在外壳上，而是固定在“三轴主梁”上，成为三轴中的一轴，详见下节说明。

  如图10左图，受主力弹簧回复力作用，触点杆停靠且依偎在“断态港湾”。手柄受弹簧回复力作用，也处于断态位。

  再看右图，当克服阻力推上手柄，尽管轴销4带动触点杆组件上移，但组件左侧卡扣未被卡死，组件可转动，触点仍在原位。松手后手柄掉下，说明此状态无法自锁。图中用轴销卡住了手柄才不掉下来。下一步要解决两个问题：触点不闭合、系统不能自锁。

  3) “锁片弹簧”其实是一根弹性钢丝，弹力最小，锁定状态时为“锁片”提供定位保持力。

  触点杆组件较复杂，包括“三轴主梁“、“触点杆”、“槽形托片”、“弹簧”和“轴销4”，如图9所示。主梁呈转角造型，上面有三个轴：转角处为“轴3”，两头为“轴4”和“连杆轴”。“轴3”是主梁本身的转动轴，采用“上孔下柱”造型，固定在底盘上。 “轴销4“把“触点杆”、“槽形托片”、“弹簧”串接起来装配到主梁上，从而形成一个组件。

  1) 额定电流In：定义为断路器连续承载的最大电流（在环境空气温度为30时）。断路器有1、2、3、4、5、6、10、15、16、20、25、32、40、50、60、63Ａ共16种额定电流值可选择。这些数字符合“优选数字”理论，而非随意确定。

  2) 分断能力：额定短路分断能力（Icu或Icn）是断路器能够分断而不被损害的最高（预期的）电流值。实际使用中，当无法判断故障严重程度时，发生几次“跳闸”的，应考虑按时换断路器。

  摘要：笔者拆解、研究了一款空气开关后，惊叹其设计奥妙、技术精巧，特将拆解研究过程及研究所得录成此文，分机械、电路两个方面，剖析、图解其结构功能、工作原理，并对设计思想、理论依照作了一定的分析。文中零件名称是笔者通过你自己理解命名的，不专业、不恰当之处，敬请留言指正。

  1) 触点区域包括动触杆及触头、静触杆及触头。触点通断大电流，是易损部件。

  2) 引导区域是从触点处到灭弧栅之间的空间，由上下两组导磁铁片及绝缘隔离片组成，形成一个电弧转移通道。

  3) 灭弧栅组件：由9片相互绝缘、片间距约为1.8mm的带有凹口的钢片用绝缘框组装而成，框背后开有通气孔。

  再通过图12来说明一下动作和力量的传递：1“下扣”顶住——2“上扣”锁住——4触点杆抬高——3触点闭合。4触点杆抬高——弹簧回复力增大——5主梁连杆对手柄产生更大推力——6M2大于M1——手柄锁定——系统锁定在通态。

  触点会流过大电流，闭合时需要有效接触，因此就需要给动触点提供持续的压力，这个力来自“触点杆组件”中弹簧的回复力。

  自锁原理分析：有2个力矩作用在手柄上，第1个是手柄弹簧回复力矩M1，第2个是连杆推动手柄的力矩M2。如上右图，手柄推上时经历了“复位、居中、临界、顶部”4个位置时，这2个力矩的大小和方向是在变化的。先看方向，“复位、居中”状态时，M1和M2是同向的，作用效果是让手柄复位；到“临界”时，2条力线作用，手柄还是复位。直到“顶部”状态时，M2终于反向，系统能够锁定在“通态”了。

  “空气开关”正式名称是“小型断路器”，在电路中起过载（过流）、短路保护作用，即在过载或短路时自动断开电路。当然也可当作“开关”使用，因灭弧介质为空气，所以称“空气开关”，本文仍称“断路器”。

  本文以正泰公司的DZ47LED－63剩余电流动作断路器（俗称漏电保护器）为例，进行拆解研究。该产品外形如下图所示，左半由2片小型断路器组合，负责双路过载和短路保护，右半为漏电保护模块。本文仅图解左侧的1片断路器的结构，相比其他独立型小型断路器，该断路器带有机械连锁功能。

  外壳拆为左右二半后，可见二半多数地方是对称的。根据功能，可把内部空间大致划分为“四居室”。

  状态定义：机械及电气上，都可用“接通”和“分断”描述整个断路器的两种工作状态，及两种（人工或自动）操作的动作名称。相应的，用“通态”和“断态”来描述各机械部件的位置状态。

  dz47le系列剩余电流动作断路器适用于交流50hz标称电压单极两线v三极三极四线a的线路中当人身触电或电网泄漏电流大于规定值时剩余电流动作断路器能在极短的时间内迅速切断故障电源保护人身及用电设备的安全亦可作为线路的过载短路保护之用及在一般的情况下不频繁地通断电器装置和照明线路非常适合于工业和商业的照明配电系统