电气安全 - 短路保护


短路状况意味着电路允许电流流过电阻抗非常低的非预期路径。它是不同电位的两点之间的直接接触。

短路保护系统分为以下系统 -

交流电系统

  • 相地接触
  • 相线与中性线接触
  • 相间接触
  • 电机的一相绕组之间的接触

直流系统

  • 极地接触
  • 两极之间的接触

导致上述类型接触的原因有很多,包括导体绝缘层损坏、电线和电缆松动、断裂或剥落,以及灰尘、湿气等导电材料的沉积。

短路的主要原因

电路中突然涌入相当于工作电流数百倍的电流。这会导致电气设备的损坏。以下两种现象造成了短路的破坏性影响 -

热现象

这种现象是指电路中流过短路电流时释放到电路中的能量。这种热效应导致短路 -

  • 导体触点熔化

  • 绝缘损坏

  • 电弧的产生

  • 双金属继电器中热元件的损坏

电动现象

这种现象是指电流通过时产生强烈的机械应力,并导致以下情况 -

  • 导体破损
  • 接触器内部触点的排斥
  • 绕组中导体的变形

短路保护装置

为了保护设备和人员免受短路危险,电路中使用了保护装置。这些设备可以在浪涌电流达到最大值之前检测到故障并立即使电路跳闸。

每个电路中都有两种常用的保护装置。

保险丝

保险丝在电路中一旦动作,跳闸后必须更换。有利于逐相(单极)保护。它以低体积提供高分断能力,从而限制了电动应力。

下图显示了不同类型的保险丝 -

不同的保险丝

断路器

断路器可以手动或自动复位。它会在短时间内自动断开电路,并将负载与电源分开,从而保护电路免受任何损坏。CB 的磁性触发器打开磁极。CB 限制了热效应和热力学效应。它比保险丝工作得更快。例如塑壳断路器(MCCB)、塑壳开关(MCS)、空气/油/SF6/真空断路器(ACB/OCB/SCB/VCB)。

下图显示了不同类型的断路器:

不同的断路器

短路保护装置的特点

我们现在将了解短路保护装置的不同特性。其特点如下所示 -

分断能力

在给定电压下使装置能够分断电路的估计短路电流的最大值称为分断能力。

关闭能力

在特定条件下能使装置达到额定电压的最大短路电流称为合闸能力。它是分断能力的有理倍数。