Littelfuse技术解读 液压电磁式断路器

本章从产品结构、工作原理、特性以及优缺点等介绍液压电磁式断路器，作为断路器品类中的冷门产品，由于其不受温度影响的过流特性以及低倍过载的高精度保护特性，可以作为高可靠性应用需求的过流保护方案。

液压电磁式断路器（Hydraulic magnetic circuit breaker简称HM breaker），集成了过载与故障断路保护功能于单一结构件，替代了传统空开的热与电磁机械结构分离的过载与断路保护功能，非常适用于轨道交通、船舶、数据中心以及半导体设备的过流保护。

液压电磁式断路器剖面图

过流传感器：线圈、延时管、支架以及衔铁

操作机构：操作手柄、脱口装置、接触臂

电弧室：招弧角、电弧滚环、铁栅堆、固定终端

基本工作原理

液压电磁式断路器没有双金属片作为低倍过载触发，而是利用环绕着圆柱体的线圈串联于主回路当中，其中圆柱体包含铁芯、弹簧以及液油，磁场强度与流过线圈的电流成正比。

当流过线圈的电流小于额定电流，中心铁芯往内挤压弹簧，气隙减少，磁场强度增加，此时弹簧弹力大于磁动力，衔铁未能吸合动作。

当回路电流超过触发电流时（通常为1.25倍额定电流），此时磁动力大于弹簧弹力，把铁芯挤压进管子顶部，此时气隙减小导致磁阻降至最低，中心磁场强度增加，衔铁因此被吸合下来，带动联动机构动作，主回路断开。

当主回路当中出现短路或者高倍过载时，此时延时管铁芯由于硅油以及弹簧的存在导致其运动较缓，而此时线圈瞬间产生的磁动力已经足够大，可以把衔铁吸合，主回路断开。

延时管结构

· 延时管内部充满了硅油用来控制铁芯运动速度

· 不同的硅油粘度产生不同的时间延迟曲线

液压电磁式断路技术

液压电磁式断路触发电流与环境温度曲线可以看出其最大优点，即温度稳定性，在-40°C至85°C无需进行温度降额，而热磁式断路器则对温度比较敏感。

优势：

额定电流下极小功率损耗

性能不受环境温度影响

工作温度：-40°C~85°C

低倍过载高精度保护

可重置

最大6极连杆操作

辅助功能以及特殊电路

容易实现电流叠加

缺点：

对安装位置比较敏感

价格略贵

安装位置

从图中可以看出因为延时管是利用力的平衡原理来实现动作，因此延时管的垂直方向会受重力影响而需要相应降额使用，水平方向无需调整。

热磁式断路器过流时间特性

热磁式断路器由于采用双金属片的形变来实现低倍过载的保护，因此其对于环境温度比较敏感，与之对应的低倍过载就没办法实现高精度的保护。

液压电磁式断路器过载时间特性

液压电磁式断路器由于不受环境温度影响，因此其可以实现在1.25倍低倍过载的高精度与快速保护，同时响应时间根据实际需求可以通过改变硅油粘度来调节。

液压电磁式产品概览

M系列