主保护是距离保护(接地距离、相间距离),如果线路很短,定值难以整定,一般会考虑采用光纤电流差动保护作为线路的主保护,后备保护一般为零序过流保护。
保护线路原则:
1.铜铝线不能作为高压跌落式熔断器的内熔丝。高压跌落式熔断器的内熔丝一般用铜和银等材料制成,因为铜和银的电阻率很小,导电性能强,所以导线可以做细些,这样有利于灭弧,但它们的熔点很高,可使熔断器的熔管过热,易于损坏。所以用银和铜质做的熔丝,均采用人为的方法使熔丝的熔点降低,即在熔丝上焊上小锡珠或铅珠。当熔丝加热到锡(232℃)或铅(327℃)的熔点时,小球珠先熔化,使熔丝中断,中断点所形成的电弧使熔丝朝两边熔化,从而保护线路或电气设备不受过大电流的发热而损坏。
2.10kV电压互感器一次侧熔丝熔断后。不能用普通熔丝代替。l0kV电压互感器常采用RN2或RN4型熔断器做保护。其熔丝的额定电流是0.5A,1min内的熔断电流为o.6-1.8A.这两种熔断器的熔管均用石英砂填充,因而具有较好的灭弧性能和较大的断流容量(不小于1000MVA)。由于它的熔丝是采用镍铬丝制成,总电阻约为90Ω,因而具有限制短路电流的作用。若用普通熔丝代替,当电压互感器因故障或其他原因使熔丝熔断时,既不能限制短路电流,又不能熄灭电弧,很可能会烧毁设备,甚至酿成系统停电事故。所以当电压互:感器的熔丝熔断后,应当换用原规格的熔丝而不能用普通熔丝代替。
电路保护的重要性
(1)随着电子产品发展的需求,IC的功能(集成度)也越来越强,其“身价”自然越来越高贵,因而需要加强保护。
(2)为了降低功耗、减少发热、延长使用寿命,半导体元件和IC的工作电压越来越低,据SIA(美国半导体行业协会)统计,目前工作电压在1.5V左右,到2004年将降到1.2V以下,因而其抗过电流/过电压的能力需要适应新的保护要求。
(3)移动式电子产品越来越多,如手持机、PDA、笔记本电脑、摄录机、数码相机、光盘机等,这些电子产品都需要电池组件作为,在电池组件和电池充电器中都必须配备保护元件。
(4)在现代豪华型汽车中,装备的电子设备越来越多,而且工作条件比一般的电子产品更恶劣,如汽车行驶状况和环境瞬息万变、汽车起动时会产生很大的瞬间峰值电压等。因此,在为这些电子设备配套的电源适配器中,一般都需要同时安装过电流和过电压保护元件。
(5)众多电力/电子产品都需要防止雷击以及电源线与电话线的交扰,以保证正常通信和用户人身安全。所以,随着电力/电子产品的发展,过电流/过电压保护元件的需求呈上升趋势。
(6)据统计,在电子产品出现的故障中,有75%是由于过电流/过电压造成的。IBM曾分析过计算机电源的故障原因,其中88.5%是由于过电流/过电压造成的。随着人们对电子产品质量的苛求,制造厂家为了提高市场竞争力,就必须大量采用电路保护元件。
常用的电路保护元件
一、防雷器件
1、陶瓷气体放电管:
防雷器件中应用最广泛的是陶瓷气体放电管,之所以说陶瓷气体放电管是应用最广泛的防雷器件,是因为无论是直流电源的防雷还是各种信号的防雷,陶瓷气体放电管都能起到很好的防护作用。其最大的特点是通流量大,级间电容小,绝缘电阻高,击穿电压可选范围大。
2、半导体放电管:
半导体放电管是一种过压保护器件,是利用晶闸管原理制成的,依靠PN结的击穿电流触发器件导通放电,可以流过很大的浪涌电流或脉冲电流。其击穿电压的范围,构成了过压保护的范围。固体放电管使用时可直接跨接在被保护电路两端。具有精确导通、快速响应(响应时间ns级)、浪涌吸收能力较强、双向对称、可靠性高等特点。
3、玻璃放电管:
玻璃放电管(强效放电管、防雷管)是20世纪末新推出的防雷器件,它兼有陶瓷气体放电管和半导体过压保护器的优点:绝缘电阻高(≥10^8Ω)、极间电容小(≤0.8pF)、放电电流较大(最大达3kA)、双向对称性、反应速度快(不存在冲击击穿的滞后现象)、性能稳定可靠、导通后电压较低,此外还有直流击穿电压高(最高达5000V)、体积小、寿命长等优点。其缺点是直流击穿电压分散性较大(±20%)。
1.短路保护 电气控制线路中的电器或配线绝缘遭到损坏、负载短路、接线错误时,都将产生短路故障。短路时产生的瞬时故障电流是额定电流的十几至几十倍。电气设备或配电线路因短路电流产生的强大电动力可能损坏、产生电弧,甚至引起火灾。 短路保护要求在短路故障产生后的极短时间内切断电源,常用方法是在线路中串接熔断器或低压断路器。低压断路器动作电流整定为电动机起动电流的1.2倍。
2. 过电流保护 过电流是指电动机或电器元件超过其额定电流的运行状态,过电流一般比短路电流小,在6倍额定电流以内。电气线路中发生过电流的可能性大于短路,特别是在电动机频繁起动和频繁正反转时。在过电流情况下,若能在达到最大允许温升之前电流值恢复正常,电器元件仍能正常工作,但是过电流造成的冲击电流会损坏电动机,所产生的瞬时电磁大转矩会损坏机械传动部件,因此要及时切断电源。 过电流保护常用过电流继电器实现。将过电流继电器线圈串接在被保护线路中,当电流达到其整定值,过电流继电器动作,其常闭触头串接在接触器线圈所在的支路中,使接触器线圈断电,再通过主电路中接触器的主触头断开,使电动机电源及时切断。
3. 过载保护 过载是指电动机运行电流超过其额定电流但小于1.5倍额定电流的运行状态,此运行状态在过电流运行状态范围内。若电动机长期过载运行,其绕组温升将超过允许值而绝缘老化或损坏。过载保护要求不受电动机短时过载冲击电流或短路电流的影响而瞬时动作,通常采用热继电器作过载保护元件。 当6倍以上额定电流通过热继电器时,需经5s后才动作,可能在热继电器动作前,热继电器的加热元件已烧坏,所以在使用热继电器作过载保护时,必须同时装有熔断器或低压断路器等短路保护装置。 1)失压保护 电动机正常运转时如因为电源电压突然消失,电动机将停转。一旦电源电压恢复正常,有可能自行起动,从而造成机械设备损坏,甚至造成人身事故。失压保护是为防止电压恢复时电动机自行起动或电器元件自行投入工作而设置的保护环节。 采用接触器和按钮控制的起动、停止控制线路就具有失压保护作用。因为当电源电压突然消失时,接触器线圈就会断电而自动释放,从而切断电动机电源。当电源电压恢复时,由于接触器自锁触头已断开,所以不会自行起动。 但在采用不能自动复位的手动开关、行程开关控制接触器的线路中,就需采用专门的零电压继电器,一旦断电,零电压继电器释放,其自锁电路断开,电源恢复时,就不会自行起动。 2)欠电压保护 当电源电压降至60%~80%额定电压时,将电动机电源切断而停止工作的环节称为欠电压保护环节。除了采用接触器有按钮控制方式本身的欠电压保护作用外,还可采用欠电压继电器进行欠电压保护。 将欠电压继电器的吸合电压整定为0.8~0.85UN、释放电压整定为0.5~0.7 UN。欠电压继电器跨接在电源上,其常开触头串接在接触器线圈电路中,当电源电压低于释放值时,欠电压继电器动作使接触器释放,接触器主触头断开电动机电源实现欠电压保护。 3)过电压保护 电磁铁、电磁吸盘等大电感负载及直流电磁机构、直流继电器等,在通断时会产生较高感应电动势造成电磁线圈击穿而损坏。过电压保护通常是在电磁线圈两端并联一个电阻、电阻串电容或二极管串电阻,以形成一个放电回路,实现过电压保护。
4. 漏电保护器(漏电保护开关)是一种电气安全装置。将漏电保护器安装在低压电路中,当发生漏电和触电时,且达到保护器所限定的动作电流值时,就立即在限定的时间内动作自动断开电源进行保护;漏电保护器主要保护作用是在一定条件下,对可能致命的触电事故进行保护。
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