過(guò)流保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)的區(qū)別
過(guò)流保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)是電器或電氣設(shè)備中常見(jiàn)的安全保護(hù)機(jī)制,它們的作用和觸發(fā)條件有所不同。
過(guò)流保護(hù)是一種針對(duì)電路中電流異常增加的保護(hù)機(jī)制。當(dāng)電路中的電流超過(guò)了額定值或設(shè)計(jì)范圍時(shí),過(guò)流保護(hù)會(huì)啟動(dòng),并采取相應(yīng)措施以防止電路損壞、故障或火災(zāi)等風(fēng)險(xiǎn)。這種保護(hù)機(jī)制通常通過(guò)使用熔斷器、保險(xiǎn)絲、電子斷路器和繼電器等裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。過(guò)流保護(hù)可以有效地阻止電流過(guò)高造成的危險(xiǎn)情況。
過(guò)負(fù)荷保護(hù)則是針對(duì)電氣設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間工作或短時(shí)間內(nèi)超負(fù)荷運(yùn)行的情況進(jìn)行保護(hù)。它主要監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),判斷設(shè)備是否處于過(guò)負(fù)荷狀態(tài),并在達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作。過(guò)負(fù)荷保護(hù)可以防止設(shè)備因連續(xù)工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、受損或其他原因?qū)е碌倪^(guò)度熱量積累,從而避免設(shè)備損壞、性能下降或火災(zāi)等危險(xiǎn)。
過(guò)流保護(hù)主要關(guān)注電路中的電流異常,而過(guò)負(fù)荷保護(hù)主要關(guān)注設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的負(fù)荷情況。它們都是為了確保電器和電氣設(shè)備的安全運(yùn)行而設(shè)計(jì)的不可或缺的保護(hù)機(jī)制。
過(guò)流保護(hù)電路原理
過(guò)電流保護(hù)裝置通過(guò)在電流達(dá)到會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體溫度過(guò)度升高或危險(xiǎn)升高的值時(shí)斷開(kāi)裝置來(lái)保護(hù)電路。大多數(shù)過(guò)流保護(hù)裝置對(duì)短路或接地故障電流值以及過(guò)載情況都有響應(yīng)。
在電網(wǎng)發(fā)生相間短路故障或負(fù)載異常增加,或絕緣水平下降的情況下,電流會(huì)突然增大,電壓會(huì)突然下降。過(guò)流保護(hù)是根據(jù)線路選擇性的要求來(lái)設(shè)定電流繼電器的動(dòng)作電流。
當(dāng)線路中的故障電流達(dá)到電流繼電器的動(dòng)作值時(shí),電流繼電器根據(jù)保護(hù)裝置的選擇性要求動(dòng)作,選擇性地切斷故障線路,并通過(guò)其觸點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)間繼電器。
經(jīng)過(guò)預(yù)定延時(shí)后,時(shí)間繼電器觸點(diǎn)閉合,斷路器脫扣線圈接通,斷路器脫扣,故障線路切斷,同時(shí)信號(hào)繼電器動(dòng)作,信號(hào)板落下,燈光或聲音信號(hào)開(kāi)啟。
當(dāng)出現(xiàn)負(fù)載短路、過(guò)載或控制電路故障等意外情況時(shí),會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)壓管中的開(kāi)關(guān)晶體管有過(guò)大的電流流過(guò),從而增加管子的功耗并發(fā)熱。如果沒(méi)有過(guò)流保護(hù)裝置,一個(gè)大功率的開(kāi)關(guān)晶體管可能會(huì)損壞。
因此,過(guò)流保護(hù)常用于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。最經(jīng)濟(jì)方便的方法是使用保險(xiǎn)絲。由于晶體管的熱容量小,普通保險(xiǎn)絲一般不能提供保護(hù)。通常使用快速熔斷器。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是保護(hù)容易,但需要根據(jù)具體開(kāi)關(guān)晶體管的安全工作區(qū)域的要求來(lái)選擇熔斷器規(guī)格。這種過(guò)流保護(hù)措施的缺點(diǎn)是頻繁更換保險(xiǎn)絲的不便。
一種逆變器過(guò)流保護(hù)電路
線性穩(wěn)壓器中常用的限流保護(hù)和電流切斷保護(hù)可應(yīng)用于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。但是根據(jù)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的特性,這種保護(hù)電路的輸出不能直接控制開(kāi)關(guān)晶體管,而必須將過(guò)流保護(hù)的輸出轉(zhuǎn)換成脈沖指令來(lái)控制調(diào)制器來(lái)保護(hù)開(kāi)關(guān)晶體管。
為了實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù),一般需要在電路中串聯(lián)一個(gè)采樣電阻,會(huì)影響電源的效率,所以多用于小功率開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。在大功率開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源中,考慮到功耗,應(yīng)盡量避免使用采樣電阻。因此,過(guò)流保護(hù)通常轉(zhuǎn)換為過(guò)壓和欠壓保護(hù)。
相關(guān)電路的原點(diǎn)設(shè)有保護(hù)裝置,如下圖所示:
過(guò)流保護(hù)電路
過(guò)流保護(hù)電路
在比電路布線的 I2t 特性給出的時(shí)間更短的時(shí)間內(nèi)切斷電流,但允許最大負(fù)載電流 IB 無(wú)限期地流動(dòng)。
絕緣導(dǎo)體在承載短路電流時(shí)的特性,在短路開(kāi)始后長(zhǎng)達(dá) 5 秒的時(shí)間段內(nèi),可大致由以下公式確定:
I2t = k2 S2
這表明產(chǎn)生的允許熱量與導(dǎo)體的平方橫截面積成正比。
這里:
t = 短路電流持續(xù)時(shí)間(秒)
S = 絕緣導(dǎo)體的橫截面積 (mm2)
I = 短路電流 (A rms)
k = 絕緣導(dǎo)體常數(shù)(k 值在下圖中給出)
對(duì)于給定的絕緣導(dǎo)體,最大允許電流因環(huán)境而異。例如,對(duì)于高環(huán)境溫度(θa1 》 θa2),Iz1 小于 Iz2(見(jiàn)下圖)。θ 表示“溫度”。
過(guò)流保護(hù)電路
ISC = 三相短路電流
ISCB = 額定 3 相,斷路器的短路開(kāi)斷電流。
Ir(或 Irth)[1] = 調(diào)節(jié)的“標(biāo)稱”電流水平;例如,50 A 標(biāo)稱斷路器可以調(diào)節(jié)為具有保護(hù)范圍,即類似于 30 A 斷路器的常規(guī)過(guò)電流脫扣水平。
編輯:黃飛
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