教学材料《工业电气控制》-1.8

保护环节是所有电气控制线路不可缺少的组成部分，它用于保护电动机、电网、电气控制设备以及操作人员的人身安全。1.8.1短路保护电动机绕组的绝缘、导线的绝缘或线路发生故障时，常造成短路现象。短路电流引起电气设备绝缘损坏产生强大电动力破坏电气设备。因此短路时，必须迅速切断电源。常用的短路保护装置有熔断器和空气自动开关。1熔断器保护熔断器通过熔体串联在被保护的电路中，当电路发生短路或严重过载时，熔体迅速熔断，自动切断电路，达到保护电路的目的。

1.8.1短路保护

2自动开关保护又称低压自动断路器，它兼有短路、过载、和欠电压等多种保护功能。可在线路发生上述故障时脱扣器迅速脱扣，自动切断电源。是低压配电最重要保护器件。熔断器用于动作准确度和自动化程度较差的系统中，如小容量笼型电动机、普通的交流负载电路。发生短路时，可能造成一相熔断器熔断，造成缺相运行。自动开关只要发生短路就会自动跳闸，将三相同时切断。但其结构复杂，适用于要求较高的保护场合。熔断器动作后需更换熔体，自动开关动作后，事故处理完，重合开关，线路即可重新运行，不须更换器件。保护功能。可在线路发生上述故障时脱扣器迅速脱扣，自动切断电源。是低压配电重要保护器件之一，常用作低压配电盘的总电源开关及电动机、变压器的合闸开关。通常熔断器适用于动作准确度和自动化程度较差的系统中，如小容量笼型电动机、普通的交流负载电路。在发生短路时，可能造成一相熔断器熔断，造成缺相运行。而对于自动开关，只要发生短路就会自动跳闸，将三相同时切断。自动开关结构复杂，适用于要求较高的保护场合。熔断器动作后需更换熔体，自动开关动作后，事故处理完毕，只要重新合上开关，线路即可重新运行，不须更换器件。

1.8.1短路保护

1.8.2过载保护电动机长期超载运行，会使绕组温升增加，绝缘材料变脆，减少使用寿命，严重时使电动机冒烟，造成短路，损坏电机。过载电流越大，达到允许温升的时间越短。常用的过载保护元件是热继电器。由于热继电器是间接受热而动作的，热惯性较大，通过发热元件短时间较大电流，热继电器不会立即动作。反之，如果电流超过整定电流不多，但时间较长，也会动作。故只能作过载保护而不能作短路保护。由于热继电器的工作环境和电动机的工作环境温度存在一定差异，使得这种热保护的可靠性受到影响。

1.8.2过载保护

目前生产的较大功率的电动机均带有热敏电阻作为测温元件的保护装置，当电动机温升超过一定值，可通过控制电路控制接触器自动切断电动机主电路。如西门子3UN2系列，3UP7系列热敏电阻式电动机热保护器。其保护的精度远强于热继电器。

1.8.2过载保护

过电流保护一般用于直流电动机或绕线转子异步电动机；对于三相笼型异步电动机，由于其短时过电流不会产生严重后果，故不采用过流保护而采用短路保护。过电流继电器在直流电动机和绕线转子异步电动机线路中也起短路保护作用，一般过电流动作值为启动电流的1.2倍左右。（1）按下启动按钮SB，电机M正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，电机M反转，台车后退。（2）后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M停转，5s钟后第二次前进，碰到限位开关SQ3后，再次后退。（3）当后退再次碰到限位开关SQ2，台车停止。将上述控制工艺演示成用工作步序表示，如图3-2。将图3-2中“工步”更换为“状态”，“准备”更换为“初始状态”，即得到台车往返运行控制状态转移图。如图3-3。

1.8.3过电流保护

电动机正在运行时，电网某种原因突然停电，当电源电压突然恢复时，如电动机自行启动，可能会造成生产设备的损坏，甚至造成人身事故；防止电动机自行启动的保护叫零电压保护。电动机正常运转时，电源电压若过分降低会导致转速下降，使某些电器释放，控制线路不正常，产生事故。这时应切断电源，这就是欠电压保护。一般欠电压保护采用欠电压继电器；而零电压保护采用按钮操作的控制电路。如图1-20，由于电源停电时线路有自动解除KM自锁功能的作用，当电源电压再次来到时，必须重新按启动按钮才能开机启动，防止了可能的事故发生。

1.8.4零电压与欠电压保护

现代工业生产控制对象千差万别，所需保护名目繁多，如电梯控制系统必须有越限保护（防止电梯冲顶或撞底）；高炉卷扬机或矿井提升机必须有超速保护来控制速度；机床或生产机械需要有动作行程的位置保护；生产过程中的温度、压力、流量、液面、运动速度、大多数都必须限制在