什么是过电流保护装置？

2021-02-19

为了使电路正常工作，应将电流限制在安全水平。电流的安全水平取决于负载，导体，开关和其他系统组件的电流处理能力。在正常工作条件下，电路中的电流应等于或小于正常电流水平。但是，有时电路的电流可能会高于正常值（过电流）。 

什么是过电流？

过电流是当超过正常负载电流时电路中存在的状况。短路或过载情况可能导致过电流情况。 

短路 

在短路情况下，电流会绕着电流的正常路径走捷径。 

尽管部分短路会增加电流水平，但可能会或可能不会造成损坏，具体取决于电路组件的额定值。但是，在完全短路的情况下，负载的电阻将从正常电流路径中完全去除。

如果在发生完全短路时电源具有足够的存储能量，则电路组件可能会损坏或爆炸。开关会融化或蒸发，导体会过热，绝缘层会烧毁。它还会损坏电源。 

由于部分短路或完全短路而产生的温度可能会导致火灾，从而造成财产损失和生命损失。危急关头，必须保护所有电路免受短路情况的影响。 

超载

过载情况也可能导致过电流情况。例如，考虑到给定电源连接了太多负载的情况。即使这些单独的负载中的每一个都消耗其正常电流，总电流也可能超过电源的额定值。 

如果过载仅持续一小段时间，则温度升高很小，并且对设备或导体影响很小或没有影响。但是，持续的过载具有破坏性，必须防止。 

与短路不同，过载不会引起突然的电弧，即使我们不立即将其从系统中卸下，系统也可能在过载情况下幸免。但是，在很长一段时间内，过载可能会由于设备和导体过热而引起火灾。

图2描述了过载电路。在这种情况下，支路的额定电流容量为15A。但是，并联负载汲取的电流之和为17A。电路过载2 A，结果断路器跳闸。 

图2.过载电路。 

过电流保护电路

保险丝或断路器的电阻非常低，通常占总电路电阻的很小一部分。在正常的电路操作下，它只是充当导体。 

保险丝和断路器均与其所保护的电路串联连接。通常，这些过电流设备必须安装在受保护导体接收功率的位置；例如，在分支电路的开始处，如图3所示。

图3.过电流保护装置的连接。 

万一发生过电流，保险丝会烧断或断路器会跳闸。尽管这些设备可保护电路免受过电流情况的影响，但它们只能断开电路并断开电源。他们通常无法解决问题。因此，在更换保险丝或重置断路器之前，我们需要定位并纠正问题。 

通用过流保护装置（OCPD）

过电流保护装置（OCPD）是一种电气设备，用于通过中断电流来保护服务，馈线，分支电路和设备免受过量电流的影响。

过电流保护仅表示使用保险丝，断路器或可熔断链来保护设备，设备中的电路或设备的接线。这些术语经常互换使用，因为它们有一些相似之处。断路器或保险丝通常用于保护整个设备免受过大电流的侵害，但可以调整大小以保护设备中的一个组件。这为设备提供了过电流保护，并为变压器或电路板等组件提供了可选的保护。

图4显示了控制电路板上使用的两种常见保险丝：插入式保险丝和玻璃（Buss）保险丝。这些类型的保险丝也可以在变压器的次级侧找到。 

图4.插入式保险丝用于保护电路板免受过电流情况的影响。玻璃保险丝可用作插入式保险丝或用作保险丝座。 

图5显示了带有插入式U型保险丝的电路板。

图5.这是用于空气处理机的电路板，带有电热条选件。请注意位于电路板左上方的3 A插入式保险丝。 

正确安培数和额定电压的断路器或熔断器应位于加热系统易于接近的范围内。通常，断路器的额定值与电加热单元铭牌上列出的最大安培数相同。 

安装承包商可能需要分析安装的安培数才能应用正确的尺寸断路器。在某些情况下，可以指定断路器的“最小”安培数为115％的断路器。 

请勿使用过大的断路器。断路器旨在保护设备和电线。如果电流过大，则过大的断路器不会关闭电源。断路器太小会在设备吸收最大电流之前关闭电源。

熔断链接 

熔断丝（见图6）通常与电加热元件串联。链接的目的是在遇到高安培数或高热量时打开。 

图6.该常见的可熔断链与加热电路串联。

易熔链接无法重置，如果打开则必须更换。气瓶是银色的，上面印有制造商信息。该信息可以包括温度和安培数额定值。圆柱形装置具有一个方形端和一个锥形端。锥度可以是黑色或红色，具体取决于其制造中所用材料的颜色。可以检查链路电阻以确定其是否断开（电阻应显示为零欧姆）。 

OCPD等级

保险丝和断路器的额定电流和电压均额定。  

连续电流额定值

保险丝或断路器上标出的连续电流额定值表示设备在不烧断或跳闸的情况下将携带的最大电流量。额定电流必须尽可能接近电路的满载电流。例如，尺寸过小的保险丝容易烧断，而尺寸过大的保险丝可能无法提供足够的保护。

额定电压

保险丝或断路器的额定电压是设计用来安全中断电流的最高电压。具体来说，额定电压决定了设备抑制过电流或短路条件下打开电流时发生内部电弧的能力。额定电压必须至少等于或大于电路电压。可以更高，但永远不能更低。低压断路器使用小于1000 V的电流保护电路。

中断电流额定值

保险丝或断路器的中断电流额定值（也称为短路额定值）是它可以安全中断的最大电流。如果故障电流超过保护设备的分断能力，则设备实际上可能会破裂，从而造成其他损坏。 

中断电流额定值比连续电流额定值大很多倍，并且应远远超过电源可提供的最大电流。典型的中断额定值为10,000 A，50,000 A和100,000A。

限流能力

限流能力是过电流保护设备可以让系统流过多少电流的度量。限流保护设备的运行时间少于一半。例如，提供短路电流的限流熔断器将在AC波的四分之一周期内开始熔化，并在二分之一周期内清除电路。 

时电流特性

保护设备的时间-电流特性或响应时间是指设备在故障电流或过载条件下运行所花费的时间长度。 

快速额定值的保护设备可能会在几分之一秒内对过载做出响应，而标准类型的保护设备可能需要1到30秒，具体取决于过载电流的大小。快速熔断器对增加的电流非常敏感，可用于保护非常精密的电子电路，这些电路具有稳定的电流流过它们。

电路过流保护的重要作用

电路过电流保护是每个电路的重要组成部分。如果电路的电压和电流水平超过其设计的安全水平，则可能损坏甚至毁坏它们。通常，保险丝和断路器旨在保护人员，导体和设备。两者的工作原理相同：在损坏发生之前尽快中断或断开电路。