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电气设备的短路保护

•常见的电气短路保护方法（6种）

一、熔断器短路保护

•保护原理：短路电流流过熔断器时，熔体因过热而熔断，从而切断故障线路，保护

设备免受烧毁。

•适用范围：中小容量的变压器、低压配电线路、控制回路、二次回路、电压互感器、起动器等。

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电气设备的短路保护

特点：

•优点：结构简单、价格低廉、本身可靠（利用很本质的物理特性来动作）

•缺点：切除故障时间较长、离散性较大（西门子可以达到5％）、熔断器的特性与被保护设备的短路特性不易于做到很好的配合。

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•熔断器的类型（4种）

•(1) 瓷插式熔断器：多用于低压分支电路的短路保护。

•(2) 螺旋式熔断器：多用于机床电气控制线路的短路保护。

•(3) 封闭管式熔断器：

•(4) 自复式熔断器：

•封闭管式熔断器：此类熔断器可分为以下三种。

•①无填料：多用于低压电网、成套配电设备的保护。

•②有填料：熔管内装有SiO

2（石英

砂），用于具有较大短路电流的电力输配电系统。

•③快速：主要用于硅整流管及其成套设备的保护，其特点是熔断时间短，动作快。

•自复式熔断器：

•特点是能重复使用，不必更换熔体; 其熔体采用金属钠，利用它常温时电阻很小，高温气化时电阻值骤升，故障消除后温度下降，气态钠回归固态钠，良好导电性恢复的特性制作而成。

•熔断器的选择

•(1) 类型选择：由电气控制系统线路要求、使用场合和安装条件的整体设计而定。•(2) 额定电压选择：熔断器额定电压应不小于线路的工作电压。

•(3) 额定电流选择：熔断器额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。•(4) 熔体额定电流选择：具体选择方法可遵循以下四条原则。

•①保护一台电动机时，应对电动机启动冲击电流予以考虑，故熔体额定电流的要求为N

fN I I )5.2~5.1(≥式中,I fN 为熔体额定电流;I N 为电动机的额定电流。

•②保护多台电动机时，熔体应在出现尖峰电流时不致熔断，通常将容量最大电动机启动，其他电动机正常工作时出现的电流视为尖峰电流，故

N

N fN I I I ∑+≥max )5.2~5.1(

•③电路上、下两级均设短路保护时，两级熔体额定电流的比值不小于

1.6∶1，以使两级保护达到良好配合。•④照明电路、电炉等阻性负载因没有冲击电流，可取

e

fN I I ≥式中，I e 为电路工作电流。

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二、电流继电器短路保护

•保护原理：电流互感器的二次电流通过电流互感器的线圈，短路时电流大于继电器动作电流整定值，继电器输出触点动作，通过断路器切除故障。

•适用范围：用于有电池或者电容储能式直流电源的场合。

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三、电流脱扣器短路保护

•保护原理：短路时一次电流或者电流互感器二次电流通过脱扣器，其电流大于脱扣器的动作电流时，脱扣器动作，使得断路器跳闸以切断故障。

•适用范围：用于没有电池或者电容储能式直流电源的场合。

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四、相敏短路保护

•保护原理：发生不对称短路时，故障设备（故障点）上的电压、电流的相位由三相对称变为三相不对称，这种不对称转变为短路信号电压，通过电子电路进行阀值判断，输出信号使断路器跳闸，切除故障。

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电气设备的短路保护

•特点：

•优点：

1、取相位信号，因此短路信号的大小与主回路的电流大小无关。（无需考虑电动机的起动电流）

2、解决了由于远距离供电中近端、远端短路阻抗相差很大，短路电流差别很大，如将大电流作为短路信号，远端短路时短路保护难以实现的问题。

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•缺点：

1、仅适用于三相对称电气设备。

2、对于三相对称短路故障无法进行保护。

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五、载频短路保护

•保护原理：在电力线路上施加高频信号电压，短路时回路阻抗减小，高频信号电流增加，信

号电压减小甚至消失，从而使开关跳闸切除故

障。

1、在开关合闸状态发生短路故障时，回路阻抗变

小，使开关跳闸。

2、在开关分闸状态发生短路故障时，使开关闭锁，

不能合闸。

因此，在电力线路带电、不带电的情况下，均

能够进行短路监视保护。

3、保护反应快，可以达到5ms。

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六、电子综合保护

•保护原理：测量线路中电流的大小，根据电流的大小来实现相应的短路、过负荷保护等功能。并可以实现欠压、过压、断相等保护。

•一般来讲，其整定范围大，精度高。目前，电流脱扣器和电流继电器都是向这个方向发展。

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•短路保护存在的问题：

一、保护电路的供电电源问题。

对于相敏短路保护、载频短路保护、电子综合保护以及电子式的电流脱扣器、电子式的电流继电器，其正常工作都需要直流电源。电源的可靠性是保护装置可靠性的关键。

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电气设备的短路保护

•解决办法：

1）采用独立的直流供电电源，保护装置的工作不受被保护设备线路电气情况的影响。2）采用交流双电源供电，如变压器＋速饱和电流互感器。

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电源由饱和电流互感器供给