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如何保護電氣控制系統
作者:豐韜自動化閱讀:0
電氣控制系統必須在安全可靠的前提下來滿足生產工藝要求。為此,在電氣控制系統的設計與運行中,

必須充分考慮系統發生各種故障和不正常情況的可能性,在控制系統中設置相應保護裝置。保護環節是

所有電氣控制系統不可缺少的組成部分。對于低壓電動機常用的保護環節如下所示:
短路保護
當電器或線路發生絕緣遭到損壞、負載短路、接線錯誤等情況時會發生短路現象。短路時產生的瞬時

故障電流可達到額定電流的十幾倍到幾十倍,使電氣設備或配電線路因過電流而損壞,甚至會因電弧而

引起火災。短路保護要求具有瞬時特性,即要求在很短時間內切斷電源。短路保護常用的方法有熔斷器

保護和低壓斷路器保護。 [5] 
過電流保護
過電流保護是區別于短路保護的一種電流型保護。所謂過電流是指電動機或電器元件超過其額定電流的

運行狀態,一般比短路電流小,不超過6倍額定電流。在過電流情況下,電器元件并不是立即損壞,只要

達到大允許溫升之前電流值能恢復正常,還是允許的。但過大的沖擊負載,使電動機流過過大的沖擊

電流,以致損壞電動機。同時,過大的電動機電磁轉矩也會使機械轉動部件受到損壞,因此要瞬時切斷

電源。電動機在運行中產生過電流的可能性要比發生短路要大,特別是在頻繁起動和正反轉、重復短時

工作電動機中更是如此。 [5] 
過電流保護常用過電流繼電器與接觸器配合實現,即將過電流繼電器線圈串接在被保護電路中,過電流

繼電器常閉觸頭串接在接觸器線圈電路中。當電路電流達到其整定值時,過電流繼電器動作;其常閉觸

頭斷開,接觸器線圈斷電釋放,接觸器主觸頭斷開來切斷電動機電源。這種過電流保護環節常用于直流

電動機和三相繞線轉子異步電動機的控制電路中。若過電流繼電器動作電源為1.2倍電動機起動電流,則

其亦可實現電路的短路保護作用。 [5] 
過載保護
過載保護是過電流保護中的一種。過載是指電動機的運行電流大于其額定電流,但在1.5倍額定電流以內

。引起電動機過載的原因很多,如負載的突然增加、缺相運行或電源電壓降低等。若電動機長期過載運

行,其繞組的溫升將超過允許值而使絕緣老化、損壞。過載保護裝置要求具有反時限特性,且不會受電

動機短時過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時動作,所以通常用熱繼電器作過載保護。當有6倍以上額

定電流通過熱繼電器時,需經5s后才動作,這樣在熱繼電器未動作前,可能先燒壞熱繼電器的發熱元件

,所以在使用熱繼電器作過載保護時,還必須裝有熔斷器或低壓斷路器的短路保護裝置。由于過載保護

特性與過電流保護不同,故不能用過電流保護方法來進行過載保護。 [5] 
還可選用帶斷相保護的熱繼電器來實現過載保護。 [5] 
失電壓保護
電動機應在一定的額定電壓下才能正常工作,電壓過高、過低或者工作過程中非人為因素的突然斷電,

都可能造成生產機械損壞或人身事故。因此在電氣控制電路中,應根據要求設置失電壓保護、過電壓保

護和欠電壓保護。 [5] 
如果電動機因為電源電壓消失而停轉,一旦電源電壓恢復,有可能自行啟動,造成人身事故或機械設備

損壞。為防止電壓恢復時電動機自行啟動或電器元件自行投入工作而設置的保護,稱為失電壓保護。采

用接觸器和按鈕控制的啟動、停止裝置,具有失電壓保護作用。這是因為當電源電壓消失時,接觸器

會自動釋放而切斷電動機電源;當電源電壓恢復時,由于接觸器自鎖觸頭已斷開,不會自行啟動。如

果不是采用按鈕而是用不能自動復位的手動開關、行程開關來控制接觸器,必須采用專門的零電壓繼電

器進行失電壓保護。工作過程中一旦失電壓,零電壓繼電器釋放,其自鎖電路斷開;電源電壓恢復時,

不會自行啟動。 [5] 
欠電壓保護
電動機運轉時,電源電壓的降低引起電磁轉矩下降,在負載轉矩不變的情況下,轉速下降,電動機電流

增大。此外,由于電壓的降低引起控制電器釋放,造成電路工作不正常。因此,當電源電壓降低到

60%~80%額定電壓時,需要將電動機電源切除而停止工作,這種保護稱欠電壓保護。 [5] 
除上述采用接觸器及按鈕控制方式,利用接觸器本身的欠電壓保護作用外,還可采用欠電壓保護,欠電

壓繼電器的吸合電壓通常整定為(0.8~0.85)  ,釋放電壓通常整定為(0.5~0.7)  ,。將電壓繼電器

線圈跨接在電源上,其常開觸頭串接在接觸器線圈電路中,當電源電壓低于釋放值時,電壓繼電器動作

使接觸器線圈釋放,其主觸頭斷開電動機電源,實現欠電壓保護。 [5] 
過電壓保護
電磁鐵、電磁吸盤等大電感負載及直流電磁機構、直流繼電器等,在電流通斷時會產生較高的感應電動

勢,使電磁線圈絕緣擊穿而損壞。因此,必須采用過電壓保護措施。通常過電壓保護是在線圈兩端并聯

一個電阻、電阻與電容串接或二極管與電阻串聯,形成一個放電回路,實現電壓的保護。 [5] 
弱磁保護
直流電動機磁場的過度減少會引起電動機超速,需設置弱磁保護。這種保護是通過在電動機勵磁線圈回

路中串入欠電流繼電器來實現的。在電動機運行時,若勵磁電流過小,欠電流繼電器釋放,其觸頭斷開

電動機電樞回路線路接觸器線圈電路,接觸器線圈斷電釋放,接觸器主觸頭斷開電動機電樞回路,電動

機斷開電源,達到保護電動機的目的。 [5] 
其他保護
除上述保護外,還有超速保護、行程保護、油壓(水壓)保護等,這些都是在控制電路中串接上一個受

這些參量控制的常開觸頭或常閉觸頭來實現對控制電路的控制。這些裝置有離心開關、測速發電機、行

程開關、壓力繼電器等。
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