小型化斷路器采用低壓斷路器機構(gòu)，好處有以下幾點：
1. 機構(gòu)小巧，重量輕；
2. 價格低廉，加上電機單元價格在500元左右，由于低壓斷路器數(shù)量巨大，操作機構(gòu)已形成規(guī)?；a(chǎn)，中壓斷路器采用低壓機構(gòu)可以進一步平攤成本；
3. 低壓機構(gòu)的欠壓，過流線圈齊全，可以安裝多組線圈，還有網(wǎng)絡(luò)閉鎖線圈;
4. 鑰匙鎖、按鈕掛鎖等附件齊全，應(yīng)用方便；
5. 低壓機構(gòu)和脫扣保護單元配合，實時監(jiān)測過流過壓信號，自動脫扣。
采用低壓機構(gòu)優(yōu)點明顯，缺點是低壓機構(gòu)的輸出功小，不能滿足真空滅弧室合閘所需的能量。因此低壓機構(gòu)、保護單元集成到中壓斷路器上，需要解決以下問題：
（1）低壓機構(gòu)輸出功小，低壓機構(gòu)的主軸在斷路器上部；
（2）彈簧由于壓縮距離小，為保證彈簧做功滿足合閘能量要求，彈簧力量很大，造成主軸受力大，脫扣力大，也就是說分閘所需要的力大，一般線圈電磁力無法推動半袖分閘；
機械傳動設(shè)計
低壓斷路器由于采用滅弧柵滅弧，操作機構(gòu)所需能量小，ACB的合閘能量一般為90焦耳，以DW45操作機構(gòu)為例，采用三根彈簧，雖然三根彈簧直徑分別為3、5、6mm，但由于做功壓縮距離只有25mm，因此計算下來彈簧能量為90焦耳。
根據(jù)斷路器對操動機構(gòu)合閘功能的要求，其輸出力特性應(yīng)符合下列條件：
（1）起始輸出力應(yīng)大于系統(tǒng)的起始阻力(兩者等效到同一構(gòu)件上的等效力)，否則，運動系統(tǒng)不能動作；
（2）輸出功必須大于斷路器所需的合閘功，否則，合閘不能到位；
（3）具有合適的輸出力特性，以獲得較好的合閘速度特性；
初始條件
（1）采用低壓框架斷路器GACB操作機構(gòu)，低壓斷路器機構(gòu)主軸位于斷路器中上部；
（2）作用在主軸上的最大允許扭矩限制為 70 Nm。過大的扭矩會導(dǎo)致低能量脫扣線圈或分閘線圈脫扣力無法脫扣斷路器。因此，操作機構(gòu)和分閘彈簧所需的最大扭矩不超過 70Nm；
（3）低壓框架斷路器的GACB操作機構(gòu)的儲能由兩根壓縮彈簧組成，總能量165.5焦耳，可以滿足中壓斷路器合閘能量的要求；
（4）真空滅弧室觸頭壓力3100N；
（1）斷路器開距+超行程=8+3=11mm;
超行程指當真空滅弧室的動觸頭由分閘位置運動到動靜觸頭接觸后，斷路器的觸頭彈簧被壓縮的位移。開距和超行程之和即為行程。
超行程的作用：（a）保證觸頭在一定程度的磨損后仍保持一定的接觸壓力；（b）在觸頭閉合時提供緩沖，減少彈跳；（c）分閘時，提供一定的初始速度。
設(shè)計計算
（1）觸頭壓力計算
觸頭彈簧采用22片碟簧組合設(shè)計，安裝在絕緣拉桿內(nèi)部。
單個碟簧自由高度：2.45mm
22片自由高度：2.45×22=53.9mm
根據(jù)碟簧的變形壓力曲線得知：壓縮0.41mm時力為3100N;
22片共壓縮量 0.41×22=9.02mm
超程3mm后，要滿足3100N的觸頭壓力要求，
初始壓縮量為 9.02-3=6.02mm，對應(yīng)的壓縮力為2169N,
因此得出，對于新的滅弧室，觸頭壓力:
平均值= 3400 N (4 mm 超程)
最大值= 3730 N (5 mm 超程)
最小值 = 3100 N (3 mm 超程)
滅弧室觸頭3mm磨損后，觸頭壓力:
平均值= 2450 N (4 mm 超程)
最大值=2771 N (5 mm 超程)
最小值= 2169 N (3 mm 超程)
（2）分合閘所需能量計算
克服壓縮觸頭彈簧操作機構(gòu)所需能量計算如下，壓縮觸頭彈簧能量由2部分組成。真空斷路器合閘能量計算見圖5。
真空斷路器合閘能量
合閘所需能量計算：
區(qū)域1=1/2×(11.02-6.02) ×(3730-2169)/1000=3.9焦耳
區(qū)域2=2169×（11.02-6.02）/1000=10.85焦耳
單相總能量=3.9+10.85=14.75焦耳
3相總能量=14.75×3=44.25焦耳
分閘所需能量計算
觸頭彈簧分閘時的能量釋放及做功，見圖6。
真空斷路器觸頭彈簧做功
區(qū)域1 = 1/2×(12-11) ×(3400-3100) /1000= 0.15 焦耳
區(qū)域2 = 3100×(12-11)/1000= 3.1 焦耳
總能量 = 0.15+3.1 = 3.25 焦耳
分閘彈簧能量
假定每相運動部件的等效質(zhì)量15kg，初始分閘速度1.1m/s，
因此要保證分閘速度所需要能量計算如下：
Pr=1/2×15×1.12=9.08焦耳
所需能量去除觸頭彈簧分閘釋放的能量即為分閘彈簧還需提供的能量
Pon= 6.05-3.25 = 2.8 Nm
三相一共還需要的能量2.8×3 = 8.4焦耳
以此為基礎(chǔ)計算、設(shè)計分閘彈簧直徑尺寸等參數(shù)。
來源：會說電氣
