什么是过流保护装置？了解过流的基础知识

为了使电路正常工作，电流应限制在安全水平。该安全电流水平由负载、导体、开关和其他系统组件的电流处理能力决定。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。然而，有时电路可能具有高于正常的电流（过电流）。

什么是过流？

过电流是超过正常负载电流时电路中存在的一种情况。过流情况可能是由短路或过载情况引起的。

短路

在短路情况下，电流会绕过正常的电流路径。

尽管部分短路会增加电流水平，但它可能会也可能不会造成损坏，具体取决于电路元件的额定值。然而，如果完全短路，负载电阻将完全从正常电流路径中消除。图 1a 和 1b 对此进行了说明。

图 1a。局部短路。


图 1b。完全短路。

如果发生完全短路时电源有足够的存储能量，电路元件可能会损坏或爆炸。开关可能会熔化或蒸发，导体可能会过热，绝缘层可能会烧毁。它还可能损坏电源。

由于部分或完全短路产生的温度可能会导致火灾，导致财产和生命损失。由于风险如此之大，因此必须保护所有电路免受短路情况的影响。

重载

过载情况也可能导致过流情况。例如，考虑有太多负载连接到给定电源的情况。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。

如果过载仅持续很短的时间，则温升很小，对设备或导体影响很小或没有影响。然而，持续的超载具有破坏性，必须加以防止。

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移除，系统也可能在过载情况下幸存下来。然而，在很长一段时间内，过载可能会因设备和导体过热而引起火灾。

图 2 描述了一个过载电路。此时支路额定电流容量为15A；然而，并联负载消耗的电流总和为 17 A。电路过载 2 A，结果断路器跳闸。

过流保护电路

保险丝或断路器的电阻非常低，通常只占总电路电阻的一小部分。在正常电路操作下，它仅起到导体的作用。

保险丝和断路器都与其保护的电路串联。一般来说，这些过流装置必须安装在受保护导体受电的地方；例如，在分支电路的开头，如图 3 所示。

图3.过流保护装置的连接。

如果发生过流情况，保险丝将熔断或断路器将跳闸。尽管这些设备可以保护电路免受过流情况的影响，但它们只会打开电路并断开电源。他们通常无法解决问题。因此，我们需要在更换保险丝或重置断路器之前找到并纠正问题。

常见的过流保护器件 (OCPD)

过流保护装置 (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电流的影响。

过流保护简单地说就是使用保险丝、断路器或熔断线来保护设备、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影响，但它们的尺寸可以设计成保护设备中的一个组件。这为设备提供了过流保护，并为变压器或电路板等组件提供了可选的保护。

图 4 显示了控制电路板中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流情况的影响。玻璃保险丝可用作插入式保险丝或保险丝座中。（内附便士以供尺寸参考。）图 5 显示了带有插入式 U 型保险丝的电路板。

图 5.这是空气处理器的电路板，可选配电热带。请注意位于电路板左上方的 3 A 插入式保险丝。

具有正确电流强度和电压额定值的断路器或保险丝应位于加热系统易于触及的范围内。通常，断路器的额定值与电加热装置铭牌上列出的安培数相同。

安装承包商可能需要分析安装的安培值以应用正确尺寸的断路器。在某些情况下，可以指定断路器为设备“”安培数的 115%。

不应使用过大的断路器。断路器旨在保护设备和电线。如果电流过大，电流强度太大的断路器不会关闭电源。太小的断路器会在设备消耗电流之前关闭电源。

易熔链接

熔断丝（见图 6）通常与电加热元件串联。该链接的目的是在遇到高电流或高热量时打开。

图 6.这种常见的熔断丝与加热电路串联。

熔断丝无法重置，如果打开则必须更换。圆筒是银色的，上面印有制造商信息。该信息可包括温度和额定电流。该圆柱形装置具有一个方形端部和一个锥形端部。锥体可以是黑色或红色，具体取决于制造过程中使用的材料的颜色。可以检查链路电阻以确定其是否开路（其电阻应为零欧姆）。

OCPD 评级

保险丝和断路器都有额定电流和电压。

连续额定电流

保险丝或断路器上标记的连续电流额定值代表设备在不烧断或跳闸的情况下承载的电流量。额定电流必须尽可能匹配电路的满载电流。例如，尺寸过小的保险丝很容易熔断，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其设计用于安全中断电流的电压。具体来说，额定电压决定了器件抑制在过流或短路条件下打开电流时发生的内部电弧的能力。额定电压必须至少等于或大于电路电压。它可以更高，但绝不能更低。低压断路器使用低于 1000 V 的电力来保护电路。

中断电流额定值

熔断器或断路器的中断电流额定值（也称为短路额定值）是其可以安全中断的电流。如果故障电流超过保护装置的中断能力，该装置实际上可能会破裂，造成额外的损坏。

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以提供的电流。典型中断额定值为 10,000 A、50,000 A 和 100,000 A。

限流能力

限流能力是衡量过流保护器件可以允许通过系统的电流量的指标。限流保护装置的动作时间小于半个周期。例如，提供短路电流的限流熔断器将在交流波的四分之一周期内开始熔化，并在二分之一周期内熔断电路。

时间-电流特性

保护装置的时间-电流特性或响应时间是指装置在故障电流或过载情况下动作所需的时间长度。

快速动作额定保护装置可能会在不到一秒的时间内响应过载，而标准类型可能需要 1 到 30 秒，具体取决于过载电流的大小。快速熔断保险丝对增加的电流非常敏感，用于保护电流稳定流过的极其精密的电子电路。

电路过流保护的重要作用

电路过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，则可能会损坏甚至毁坏电路。一般来说，熔断器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。