過流保護和過負荷保護的區(qū)別

過流保護和過負荷保護是電器或電氣設(shè)備中常見的安全保護機制，它們的作用和觸發(fā)條件有所不同。

過流保護是一種針對電路中電流異常增加的保護機制。當電路中的電流超過了額定值或設(shè)計范圍時，過流保護會啟動，并采取相應(yīng)措施以防止電路損壞、故障或火災等風險。這種保護機制通常通過使用熔斷器、保險絲、電子斷路器和繼電器等裝置來實現(xiàn)。過流保護可以有效地阻止電流過高造成的危險情況。

過負荷保護則是針對電氣設(shè)備在長時間工作或短時間內(nèi)超負荷運行的情況進行保護。它主要監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)，判斷設(shè)備是否處于過負荷狀態(tài)，并在達到一定標準時觸發(fā)保護動作。過負荷保護可以防止設(shè)備因連續(xù)工作時間過長、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、性能下降或火災等危險。

過流保護主要關(guān)注電路中的電流異常，而過負荷保護主要關(guān)注設(shè)備在運行過程中的負荷情況。它們都是為了確保電器和電氣設(shè)備的安全運行而設(shè)計的不可或缺的保護機制。

過流保護電路原理

過電流保護裝置通過在電流達到會導致導體溫度過度升高或危險升高的值時斷開裝置來保護電路。大多數(shù)過流保護裝置對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載異常增加，或絕緣水平下降的情況下，電流會突然增大，電壓會突然下降。過流保護是根據(jù)線路選擇性的要求來設(shè)定電流繼電器的動作電流。

當線路中的故障電流達到電流繼電器的動作值時，電流繼電器根據(jù)保護裝置的選擇性要求動作，選擇性地切斷故障線路，并通過其觸點啟動時間繼電器。

經(jīng)過預定延時后，時間繼電器觸點閉合，斷路器脫扣線圈接通，斷路器脫扣，故障線路切斷，同時信號繼電器動作，信號板落下，燈光或聲音信號開啟。

當出現(xiàn)負載短路、過載或控制電路故障等意外情況時，會導致穩(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。如果沒有過流保護裝置，一個大功率的開關(guān)晶體管可能會損壞。

因此，過流保護常用于開關(guān)穩(wěn)壓器。最經(jīng)濟方便的方法是使用保險絲。由于晶體管的熱容量小，普通保險絲一般不能提供保護。通常使用快速熔斷器。這種方法的優(yōu)點是保護容易，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。這種過流保護措施的缺點是頻繁更換保險絲的不便。

一種逆變器過流保護電路

線性穩(wěn)壓器中常用的限流保護和電流切斷保護可應(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，而必須將過流保護的輸出轉(zhuǎn)換成脈沖指令來控制調(diào)制器來保護開關(guān)晶體管。

為了實現(xiàn)過流保護，一般需要在電路中串聯(lián)一個采樣電阻，會影響電源的效率，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，過流保護通常轉(zhuǎn)換為過壓和欠壓保護。

相關(guān)電路的原點設(shè)有保護裝置，如下圖所示：

過流保護電路

過流保護電路

在比電路布線的 I2t 特性給出的時間更短的時間內(nèi)切斷電流，但允許最大負載電流 IB 無限期地流動。

絕緣導體在承載短路電流時的特性，在短路開始后長達 5 秒的時間段內(nèi)，可大致由以下公式確定：

I2t = k2 S2

這表明產(chǎn)生的允許熱量與導體的平方橫截面積成正比。

這里：

t = 短路電流持續(xù)時間（秒）

S = 絕緣導體的橫截面積 （mm2）

I = 短路電流 （A rms）

k = 絕緣導體常數(shù)（k 值在下圖中給出）

對于給定的絕緣導體，最大允許電流因環(huán)境而異。例如，對于高環(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“標稱”電流水平；例如，50 A 標稱斷路器可以調(diào)節(jié)為具有保護范圍，即類似于 30 A 斷路器的常規(guī)過電流脫扣水平。

編輯：黃飛