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當(dāng)電器或線路絕緣遭到損壞、負(fù)載短路、接線錯(cuò)誤等，將產(chǎn)生短路現(xiàn)象。短路時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)故障電流可達(dá)到額定電流的十幾倍到幾十倍，使電氣設(shè)備或配電線路因過流產(chǎn)生的電動(dòng)力而遭到損壞，甚至因電弧而引起火災(zāi)。

短路保護(hù)要求具有瞬動(dòng)特性，即要求在很短時(shí)間內(nèi)切斷電源。當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，短路電流引起電氣設(shè)備絕緣損壞和產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力，使電路中的各種電氣設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞。因此，當(dāng)電路出現(xiàn)短路電流時(shí)，必須迅速、可靠地?cái)嚅_電源。短路保護(hù)的常用方法是采用熔斷器、低壓斷路器或采用專門的短路保護(hù)裝置

電氣控制的基本原理

在對(duì)主電路采用三相四線制或?qū)ψ儔浩鞑捎弥行?i接地的三相三線制的供電電路中，必須采用三相短路保護(hù)。若主電路容量較小，其電路中9熔斷器可同時(shí)作為控制電路的短路保護(hù)；若主電路容量較大，則控制電路一定要單獨(dú)設(shè)置匣路保護(hù)熔斷器。

短路故障是我們電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的一種故障，也是我們生產(chǎn)生活中，經(jīng)常出現(xiàn)的一種電氣故障，為了盡量咸少短路故障的發(fā)生、通常我們?cè)陔娫O(shè)備運(yùn)行中，配備短路保護(hù)設(shè)備，下面我們就來講一講短路保護(hù)的概念及工作原理：

一、什么是短路保護(hù)

電力系統(tǒng)在運(yùn)行中 ，相與相之間或相與地（或中性線）之間發(fā)生非正常連接（即短路）時(shí)流過的電流。其值可遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于額定電流 ，并 取決于短 路點(diǎn)距電源的電氣距離。例如，在發(fā)電機(jī)端發(fā)生短路時(shí)，流過發(fā)電機(jī)的短路電流最大瞬時(shí)值可達(dá)額定電流的10～15倍。大容量電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)數(shù)萬安。這會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響和后果。

二、短路保護(hù)的工作原理

短路保護(hù)電路是利用一個(gè)晶體管來采樣輸出電壓，根據(jù)輸出電壓在短路前后的狀態(tài)變化判斷是否發(fā)生短路，從而實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)短路保護(hù)電路及工作原理電路如圖1所示短路保護(hù)電路及工作原理為了方便示意短路與否，可以加入一個(gè)發(fā)光二極管做指示燈，如圖2所示，短路發(fā)生后，放光二極管D3亮，消除短路后，重新啟動(dòng)電源，電路可以恢復(fù)正常工作短路保護(hù)電路及工作原理

工作原理如下：短路發(fā)生后，輸出電壓經(jīng)過RA和RB采樣得到電壓值無法維持三極管Q1導(dǎo)通，于是Q1關(guān)斷，電容C1被充電，連接AP3003 EN管腳的VEN隨著時(shí)間的推移電壓不斷升高，表達(dá)式如(E-3)所示，VEN一旦高于EN 管腳的閾值電壓，整個(gè)系統(tǒng)停止工作，實(shí)現(xiàn)了短路保護(hù)的功能短路保護(hù)電路及工作原理

短路保護(hù)設(shè)計(jì)需要注意兩個(gè)方面，第一要避免短路保護(hù)電路影響系統(tǒng)啟動(dòng)，R1，C1的選擇要保證短路保護(hù)開始動(dòng)作的時(shí)間遠(yuǎn)大于系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間；第二是要選 擇合適的R3，以保證R3的加入不會(huì)影響RA和RB所設(shè)定的輸出電壓值短路保護(hù)電路及工作原理

三、短路保護(hù)的計(jì)算方法

1.假設(shè)系統(tǒng)有無限大的容量.用戶處短路后,系統(tǒng)母線電壓能維持不變.即計(jì)算阻抗比系統(tǒng)阻抗要大得多.

具體規(guī)定: 對(duì)于3~35KV級(jí)電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算,可以認(rèn)為110KV及以上的系統(tǒng)的容量為無限大.只要計(jì)算35KV及以下網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗.

2.在計(jì)算高壓電器中的短路電流時(shí),只需考慮發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電抗,而忽略其電阻;對(duì)于架空線和電纜,只有當(dāng)其電阻大于電抗1/3時(shí)才需計(jì)入電阻,一般也只計(jì)電抗而忽略電阻.

3. 短路電流計(jì)算公式或計(jì)算圖表,都以三相短路為計(jì)算條件.因?yàn)閱蜗喽搪坊蚨喽搪窌r(shí)的短路電流都小于三相短路電流.能夠分?jǐn)嗳喽搪冯娏鞯碾娖?一定能夠分?jǐn)鄦蜗喽搪冯娏骰蚨喽搪冯娏?

四、短路保護(hù)的類型

三相系統(tǒng)中發(fā)生的短路有 4 種基本類型：三相短路，兩相短路，單相對(duì)地短路和兩相對(duì)地短路。其中，除三相短路時(shí)，三相回路依舊對(duì)稱，因而又稱對(duì)稱短路外，其余三類均屬不對(duì)稱短路。在中性點(diǎn)接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，以一相對(duì)地的短路故障最多，約占全部故障的90％。在中性點(diǎn)非直接接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，短路故障主要是各種相間短路。

發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)從正常的穩(wěn)定狀態(tài)過渡到短路的穩(wěn)定狀態(tài)，一般需3～5秒。在這一暫態(tài)過程中，短路電流的變化很復(fù)雜。它有多種分量，其計(jì)算需采用電子計(jì)算機(jī)。在短路后約半個(gè)周波（0.01秒）時(shí)將出現(xiàn)短路電流的最大瞬時(shí)值，稱為沖擊電流。

它會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，其大小可用來校驗(yàn)電工設(shè)備在發(fā)生短路時(shí)機(jī)械應(yīng)力的動(dòng)穩(wěn)定性。短路電流的分析、計(jì)算是電力系統(tǒng)分析的重要內(nèi)容之一。它為電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行中選擇電工設(shè)備、整定繼電保護(hù)、分析事故提供了有效手段。

供電網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生短路時(shí),很大的短路電流會(huì)使電器設(shè)備過熱或受電動(dòng)力作用而遭到損壞,同時(shí)使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電壓大大降低,因而破壞了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用電設(shè)備的正常工作.為了消除或減輕短路的后果,就需要計(jì)算短路電流,以正確地選擇電器設(shè)備、設(shè)計(jì)微機(jī)保護(hù)和選用限制短路電流的元件.

五、短路保護(hù)和過載保護(hù)的區(qū)別

短路保護(hù)是在電路發(fā)生故障，比如不經(jīng)過負(fù)載，導(dǎo)線的電阻幾乎可以忽略不計(jì)，因此瞬間產(chǎn)生的極大的電流提供切斷電源，防止設(shè)備損壞和造成事故。

過載保護(hù)是指當(dāng)電路中同時(shí)處于啟動(dòng)狀態(tài)的負(fù)載引起的總電流超過該段導(dǎo)線能承受的額定電流時(shí)切斷電源，防止導(dǎo)線等受損壞。正常情況下一平的銅導(dǎo)線能承受5A的電流。

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