過流保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)的區(qū)別

過流保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)是電器或電氣設(shè)備中常見的安全保護(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)電路中的電流超過了額定值或設(shè)計(jì)范圍時(shí)，過流保護(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)制通常通過使用熔斷器、保險(xiǎn)絲、電子斷路器和繼電器等裝置來實(shí)現(xiàn)。過流保護(hù)可以有效地阻止電流過高造成的危險(xiǎn)情況。

過負(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。過負(fù)荷保護(hù)可以防止設(shè)備因連續(xù)工作時(shí)間過長(zhǎng)、受損或其他原因?qū)е碌倪^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)。

過流保護(hù)主要關(guān)注電路中的電流異常，而過負(fù)荷保護(hù)主要關(guān)注設(shè)備在運(yùn)行過程中的負(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。

過流保護(hù)電路原理

過電流保護(hù)裝置通過在電流達(dá)到會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體溫度過度升高或危險(xiǎn)升高的值時(shí)斷開裝置來保護(hù)電路。大多數(shù)過流保護(hù)裝置對(duì)短路或接地故障電流值以及過載情況都有響應(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。過流保護(hù)是根據(jù)線路選擇性的要求來設(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，并通過其觸點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)間繼電器。

經(jīng)過預(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)開啟。

當(dāng)出現(xiàn)負(fù)載短路、過載或控制電路故障等意外情況時(shí)，會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)壓管中的開關(guān)晶體管有過大的電流流過，從而增加管子的功耗并發(fā)熱。如果沒有過流保護(hù)裝置，一個(gè)大功率的開關(guān)晶體管可能會(huì)損壞。

因此，過流保護(hù)常用于開關(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)具體開關(guān)晶體管的安全工作區(qū)域的要求來選擇熔斷器規(guī)格。這種過流保護(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)用于開關(guān)穩(wěn)壓器。但是根據(jù)開關(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關(guān)晶體管，而必須將過流保護(hù)的輸出轉(zhuǎn)換成脈沖指令來控制調(diào)制器來保護(hù)開關(guān)晶體管。

為了實(shí)現(xiàn)過流保護(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關(guān)穩(wěn)壓器。在大功率開關(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，過流保護(hù)通常轉(zhuǎn)換為過壓和欠壓保護(hù)。

相關(guān)電路的原點(diǎn)設(shè)有保護(hù)裝置，如下圖所示：

過流保護(hù)電路

過流保護(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（見下圖）。θ 表示“溫度”。

過流保護(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)過電流脫扣水平。

編輯：黃飛