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如何保护电气控制系统
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电气控制系统必须在安全可靠的前提下来满足生产工艺要求。为此，在电气控制系统的设计与运行中，
必须充分考虑系统发生各种故障和不正常情况的可能性，在控制系统中设置相应保护装置。保护环节是
所有电气控制系统不可缺少的组成部分。对于低压电动机常用的保护环节如下所示：
短路保护
当电器或线路发生绝缘遭到损坏、负载短路、接线错误等情况时会发生短路现象。短路时产生的瞬时
故障电流可达到额定电流的十几倍到几十倍，使电气设备或配电线路因过电流而损坏，甚至会因电弧而
引起火灾。短路保护要求具有瞬时特性，即要求在很短时间内切断电源。短路保护常用的方法有熔断器
保护和低压断路器保护。 [5]
过电流保护
过电流保护是区别于短路保护的一种电流型保护。所谓过电流是指电动机或电器元件超过其额定电流的
运行状态，一般比短路电流小，不超过6倍额定电流。在过电流情况下，电器元件并不是立即损坏，只要
达到大允许温升之前电流值能恢复正常，还是允许的。但过大的冲击负载，使电动机流过过大的冲击
电流，以致损坏电动机。同时，过大的电动机电磁转矩也会使机械转动部件受到损坏，因此要瞬时切断
电源。电动机在运行中产生过电流的可能性要比发生短路要大，特别是在频繁起动和正反转、重复短时
工作电动机中更是如此。 [5]
过电流保护常用过电流继电器与接触器配合实现，即将过电流继电器线圈串接在被保护电路中，过电流
继电器常闭触头串接在接触器线圈电路中。当电路电流达到其整定值时，过电流继电器动作；其常闭触
头断开，接触器线圈断电释放，接触器主触头断开来切断电动机电源。这种过电流保护环节常用于直流
电动机和三相绕线转子异步电动机的控制电路中。若过电流继电器动作电源为1.2倍电动机起动电流，则
其亦可实现电路的短路保护作用。 [5]
过载保护
过载保护是过电流保护中的一种。过载是指电动机的运行电流大于其额定电流，但在1.5倍额定电流以内
。引起电动机过载的原因很多，如负载的突然增加、缺相运行或电源电压降低等。若电动机长期过载运
行，其绕组的温升将超过允许值而使绝缘老化、损坏。过载保护装置要求具有反时限特性，且不会受电
动机短时过载冲击电流或短路电流的影响而瞬时动作，所以通常用热继电器作过载保护。当有6倍以上额
定电流通过热继电器时，需经5s后才动作，这样在热继电器未动作前，可能先烧坏热继电器的发热元件
，所以在使用热继电器作过载保护时，还必须装有熔断器或低压断路器的短路保护装置。由于过载保护
特性与过电流保护不同，故不能用过电流保护方法来进行过载保护。 [5]
还可选用带断相保护的热继电器来实现过载保护。 [5]
失电压保护
电动机应在一定的额定电压下才能正常工作，电压过高、过低或者工作过程中非人为因素的突然断电，
都可能造成生产机械损坏或人身事故。因此在电气控制电路中，应根据要求设置失电压保护、过电压保
护和欠电压保护。 [5]
如果电动机因为电源电压消失而停转，一旦电源电压恢复，有可能自行启动，造成人身事故或机械设备
损坏。为防止电压恢复时电动机自行启动或电器元件自行投入工作而设置的保护，称为失电压保护。采
用接触器和按钮控制的启动、停止装置，具有失电压保护作用。这是因为当电源电压消失时，接触器
会自动释放而切断电动机电源；当电源电压恢复时，由于接触器自锁触头已断开，不会自行启动。如
果不是采用按钮而是用不能自动复位的手动开关、行程开关来控制接触器，必须采用专门的零电压继电
器进行失电压保护。工作过程中一旦失电压，零电压继电器释放，其自锁电路断开；电源电压恢复时，
不会自行启动。 [5]
欠电压保护
电动机运转时，电源电压的降低引起电磁转矩下降，在负载转矩不变的情况下，转速下降，电动机电流
增大。此外，由于电压的降低引起控制电器释放，造成电路工作不正常。因此，当电源电压降低到
60%~80%额定电压时，需要将电动机电源切除而停止工作，这种保护称欠电压保护。 [5]
除上述采用接触器及按钮控制方式，利用接触器本身的欠电压保护作用外，还可采用欠电压保护，欠电
压继电器的吸合电压通常整定为（0.8~0.85） ，释放电压通常整定为（0.5~0.7） ,。将电压继电器
线圈跨接在电源上，其常开触头串接在接触器线圈电路中，当电源电压低于释放值时，电压继电器动作
使接触器线圈释放，其主触头断开电动机电源，实现欠电压保护。 [5]
过电压保护
电磁铁、电磁吸盘等大电感负载及直流电磁机构、直流继电器等，在电流通断时会产生较高的感应电动
势，使电磁线圈绝缘击穿而损坏。因此，必须采用过电压保护措施。通常过电压保护是在线圈两端并联
一个电阻、电阻与电容串接或二极管与电阻串联，形成一个放电回路，实现电压的保护。 [5]
弱磁保护
直流电动机磁场的过度减少会引起电动机超速，需设置弱磁保护。这种保护是通过在电动机励磁线圈回
路中串入欠电流继电器来实现的。在电动机运行时，若励磁电流过小，欠电流继电器释放，其触头断开
电动机电枢回路线路接触器线圈电路，接触器线圈断电释放，接触器主触头断开电动机电枢回路，电动
机断开电源，达到保护电动机的目的。 [5]
其他保护
除上述保护外，还有超速保护、行程保护、油压（水压）保护等，这些都是在控制电路中串接上一个受
这些参量控制的常开触头或常闭触头来实现对控制电路的控制。这些装置有离心开关、测速发电机、行
程开关、压力继电器等。
必须充分考虑系统发生各种故障和不正常情况的可能性，在控制系统中设置相应保护装置。保护环节是
所有电气控制系统不可缺少的组成部分。对于低压电动机常用的保护环节如下所示：
短路保护
当电器或线路发生绝缘遭到损坏、负载短路、接线错误等情况时会发生短路现象。短路时产生的瞬时
故障电流可达到额定电流的十几倍到几十倍，使电气设备或配电线路因过电流而损坏，甚至会因电弧而
引起火灾。短路保护要求具有瞬时特性，即要求在很短时间内切断电源。短路保护常用的方法有熔断器
保护和低压断路器保护。 [5]
过电流保护
过电流保护是区别于短路保护的一种电流型保护。所谓过电流是指电动机或电器元件超过其额定电流的
运行状态，一般比短路电流小，不超过6倍额定电流。在过电流情况下，电器元件并不是立即损坏，只要
达到大允许温升之前电流值能恢复正常，还是允许的。但过大的冲击负载，使电动机流过过大的冲击
电流，以致损坏电动机。同时，过大的电动机电磁转矩也会使机械转动部件受到损坏，因此要瞬时切断
电源。电动机在运行中产生过电流的可能性要比发生短路要大，特别是在频繁起动和正反转、重复短时
工作电动机中更是如此。 [5]
过电流保护常用过电流继电器与接触器配合实现，即将过电流继电器线圈串接在被保护电路中，过电流
继电器常闭触头串接在接触器线圈电路中。当电路电流达到其整定值时，过电流继电器动作；其常闭触
头断开，接触器线圈断电释放，接触器主触头断开来切断电动机电源。这种过电流保护环节常用于直流
电动机和三相绕线转子异步电动机的控制电路中。若过电流继电器动作电源为1.2倍电动机起动电流，则
其亦可实现电路的短路保护作用。 [5]
过载保护
过载保护是过电流保护中的一种。过载是指电动机的运行电流大于其额定电流，但在1.5倍额定电流以内
。引起电动机过载的原因很多，如负载的突然增加、缺相运行或电源电压降低等。若电动机长期过载运
行，其绕组的温升将超过允许值而使绝缘老化、损坏。过载保护装置要求具有反时限特性，且不会受电
动机短时过载冲击电流或短路电流的影响而瞬时动作，所以通常用热继电器作过载保护。当有6倍以上额
定电流通过热继电器时，需经5s后才动作，这样在热继电器未动作前，可能先烧坏热继电器的发热元件
，所以在使用热继电器作过载保护时，还必须装有熔断器或低压断路器的短路保护装置。由于过载保护
特性与过电流保护不同，故不能用过电流保护方法来进行过载保护。 [5]
还可选用带断相保护的热继电器来实现过载保护。 [5]
失电压保护
电动机应在一定的额定电压下才能正常工作，电压过高、过低或者工作过程中非人为因素的突然断电，
都可能造成生产机械损坏或人身事故。因此在电气控制电路中，应根据要求设置失电压保护、过电压保
护和欠电压保护。 [5]
如果电动机因为电源电压消失而停转，一旦电源电压恢复，有可能自行启动，造成人身事故或机械设备
损坏。为防止电压恢复时电动机自行启动或电器元件自行投入工作而设置的保护，称为失电压保护。采
用接触器和按钮控制的启动、停止装置，具有失电压保护作用。这是因为当电源电压消失时，接触器
会自动释放而切断电动机电源；当电源电压恢复时，由于接触器自锁触头已断开，不会自行启动。如
果不是采用按钮而是用不能自动复位的手动开关、行程开关来控制接触器，必须采用专门的零电压继电
器进行失电压保护。工作过程中一旦失电压，零电压继电器释放，其自锁电路断开；电源电压恢复时，
不会自行启动。 [5]
欠电压保护
电动机运转时，电源电压的降低引起电磁转矩下降，在负载转矩不变的情况下，转速下降，电动机电流
增大。此外，由于电压的降低引起控制电器释放，造成电路工作不正常。因此，当电源电压降低到
60%~80%额定电压时，需要将电动机电源切除而停止工作，这种保护称欠电压保护。 [5]
除上述采用接触器及按钮控制方式，利用接触器本身的欠电压保护作用外，还可采用欠电压保护，欠电
压继电器的吸合电压通常整定为（0.8~0.85） ，释放电压通常整定为（0.5~0.7） ,。将电压继电器
线圈跨接在电源上，其常开触头串接在接触器线圈电路中，当电源电压低于释放值时，电压继电器动作
使接触器线圈释放，其主触头断开电动机电源，实现欠电压保护。 [5]
过电压保护
电磁铁、电磁吸盘等大电感负载及直流电磁机构、直流继电器等，在电流通断时会产生较高的感应电动
势，使电磁线圈绝缘击穿而损坏。因此，必须采用过电压保护措施。通常过电压保护是在线圈两端并联
一个电阻、电阻与电容串接或二极管与电阻串联，形成一个放电回路，实现电压的保护。 [5]
弱磁保护
直流电动机磁场的过度减少会引起电动机超速，需设置弱磁保护。这种保护是通过在电动机励磁线圈回
路中串入欠电流继电器来实现的。在电动机运行时，若励磁电流过小，欠电流继电器释放，其触头断开
电动机电枢回路线路接触器线圈电路，接触器线圈断电释放，接触器主触头断开电动机电枢回路，电动
机断开电源，达到保护电动机的目的。 [5]
其他保护
除上述保护外，还有超速保护、行程保护、油压（水压）保护等，这些都是在控制电路中串接上一个受
这些参量控制的常开触头或常闭触头来实现对控制电路的控制。这些装置有离心开关、测速发电机、行
程开关、压力继电器等。
