過電流

過電流過載電流

電氣回路因所接用電設(shè)備過多或所供設(shè)備過載（例如所接電動機(jī)的機(jī)械負(fù)載過大）等原因而過載。其電流值不過是回路載流量的不多倍，其后果是工作溫度超過允許值，使絕緣加速劣化，壽命縮短，它并不直接引發(fā)災(zāi)害。

過電流短路電流

當(dāng)回路絕緣因種種原因（包括過載）損壞，電位不相等的導(dǎo)體經(jīng)阻抗可忽略不計的故障點(diǎn)而導(dǎo)通，這被稱作短路。由于這種短路回路的通路全為金屬通路，這種短路被歸為金屬性短路，其短路電流值可達(dá)回路導(dǎo)體載流量的幾百以至幾千倍，它可產(chǎn)生異常高溫或巨大的機(jī)械應(yīng)力從而引起種種災(zāi)害。

為使過載防護(hù)電器能保護(hù)回路免于過載，防護(hù)電器與被保護(hù)回路在一些參數(shù)上應(yīng)互相配合，它們應(yīng)滿足下列條件：

（1）防護(hù)電器的額定電流或整定電流I_n應(yīng)不小于回路的計算負(fù)載電流I_B。

（2）防護(hù)電器的額定電流或整定電流I_n應(yīng)不大于回路的允許持續(xù)載流量（以下簡稱載流量）。

（3）保證防護(hù)電器有效動作的電流I₂應(yīng)不大于回路載流量的1.45倍。

以上條件以公式表示即為：I_B≤I_n≤I_Z和I₂≤1.45IZ

式中：I_B―回路的負(fù)載電流（A）；

I_n―熔斷器的額定電流或斷路器的額定電流或整定電流（A）；

I_Z―回路導(dǎo)體的載流量（A）；

I₂―保證防護(hù)電器有效動作的電流（即熔斷電流或脫扣電流）（A）。

過電流是線路出現(xiàn)了故障，但又不在速斷的保護(hù)范圍內(nèi)，一般是單相接地等，要求在一定的時間內(nèi)跳閘的。

過負(fù)荷是線路的負(fù)荷過大，不屬于故障性質(zhì)，只是推出告警信號，一般會出現(xiàn)在夏天，工廠開工，同時大家都在用空調(diào)，超過了設(shè)備的額定負(fù)荷。在負(fù)荷過大時，會縮短一次設(shè)備的使用壽命，尤其是變壓器過負(fù)荷。

兩者的保護(hù)目的不同，過流保護(hù)為針對短路故障的保護(hù)，過負(fù)荷為本質(zhì)上針對設(shè)備本身熱容量的，對于高壓輸電線路，還是要針對系統(tǒng)穩(wěn)定的。過流保護(hù)要與相鄰裝置中針對短路故障的保護(hù)段進(jìn)行配合，而過負(fù)荷是與設(shè)備的熱載能力進(jìn)行配合的。

兩者的動作出口也不盡相同，過流保護(hù)針對短路故障，最終出口是把保護(hù)范圍隔離出來，對于線路，有時還會啟動重合閘；而過負(fù)荷，一般不會啟動重合閘，有時可能還有有聯(lián)切的設(shè)計。

過流保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)主要存在兩個區(qū)別：一是整定動作值不同，二是動作時間不同。

過負(fù)荷保護(hù)的定值比過流保護(hù)的定值要低得多，但要大于正常負(fù)荷，防止設(shè)備過載運(yùn)行，而且為了躲過設(shè)備起動電流還要加入一定的延時。當(dāng)某種原因使過流保護(hù)拒動時，過負(fù)荷保護(hù)還可作為過流保護(hù)的后備保護(hù)。

在一個電力系統(tǒng)，過電流或過剩電流是其中較大的比預(yù)期的情況下的電流通過導(dǎo)體存在，從而導(dǎo)致過度的發(fā)熱，和火災(zāi)或損壞的風(fēng)險的設(shè)備。過電流的可能原因包括短路，負(fù)載過大，設(shè)計不正確或接地故障。通常使用熔斷器，斷路器，溫度傳感器和限流器來控制過電流的風(fēng)險。

用電設(shè)備過電流是一種故障形式，當(dāng)過負(fù)荷不嚴(yán)重時，可以不立即切除，另一個長一點(diǎn)延時，如果過負(fù)荷再嚴(yán)重一點(diǎn)，延時就短一點(diǎn)，這相當(dāng)于限時電流速斷保護(hù)，如果過負(fù)荷特別嚴(yán)重，即發(fā)生短路了，變必須立即切除故障，這就是瞬時電流速斷保護(hù)，因此電流速斷可以理解為特別大的過電流保護(hù)，即過負(fù)特別嚴(yán)重，必須立即將用電設(shè)備從系統(tǒng)中斷開，這就是電流速斷保護(hù)。電流速斷不能保護(hù)線路全長，是因?yàn)檎娏魉贁啾Ｗo(hù)時是按躲過被保護(hù)線路未端故障時的電流來整定的，既然是躲過，當(dāng)然就不能保護(hù)全長，按躲過線路未端故障時的電流來整定的目的是為了防止下一級線路首端故障時，保護(hù)越級誤動，因?yàn)橄乱患壥锥斯收蠎?yīng)由下一級的電流速斷保護(hù)切除。而下一級的首端故障和本線路未端故障時，短路電流大小幾乎相等，無法區(qū)分。

當(dāng)線路較長時，線路短路有兩種情況，一種首端短路：電流很大很大，這種情況是不允許的，稱作速斷電流（一般是額定電流的五倍以上），實(shí)施速斷保護(hù)電流，不設(shè)時限。另一種是未端線路短路：因?yàn)榫€路長，有一定的阻抗，短路電流較大（約為額定電流的3-5倍），稱為過流，雖然電流較大，但在0.2-2秒內(nèi)不至于把線路設(shè)備燒壞，所以此情設(shè)過流保護(hù)，將時限設(shè)定在2秒之內(nèi)，超過此時限就會跳閘保線路和設(shè)備，同也可以區(qū)分假故障，如大風(fēng)、雷電造成的短路等。

電流速斷就是電流達(dá)到這個數(shù)就跳閘或延長的時間短，很快就跳閘。電流速斷由于定值取得過大，當(dāng)線路過長時，由于線路電阻較大，末端短路電流達(dá)不到跳閘值，不一定跳閘，所以不能保護(hù)線路全長。過電流保護(hù)設(shè)置的跳閘電流比電流速斷小，達(dá)到跳閘值要延長一定時間，如果電流還大就跳閘。繼電保護(hù)是一個系統(tǒng)的工程，多種保護(hù)配合完成，既要躲開雷電等瞬間大電流，又要能區(qū)分發(fā)生故障的地點(diǎn)，一定的范圍由一定的開關(guān)來跳閘；這就需要設(shè)置不同的跳閘電流值配合不同的跳閘時間來實(shí)現(xiàn)。下一級和本線路是用斷路器來劃分，線路經(jīng)過一個斷路器又有了新的設(shè)置。

（也稱工頻過電壓）在確定換流站的絕緣水平時，暫時過電壓往往起主要作用。暫時過電壓通常為工頻過電壓并帶有諧波分量，其作用時間一般為幾秒鐘。換流站可能產(chǎn)生的暫時過電壓主要取決于兩端換流站所接的交流系統(tǒng)的強(qiáng)弱以及當(dāng)直流系統(tǒng)停運(yùn)或輸送功率突然降低時，交流濾波器和無功補(bǔ)償電容器還尚未切除這一段時間內(nèi)，所造成的換流站交流母線電壓的升高。一般暫時過電壓要求在1.3倍以下。2100433B

直流輸電系統(tǒng)中存在著許多電感和電容元件，如平波電抗器、濾波器、沖擊波吸收電容器、換流閥的均壓阻尼回路、設(shè)備和連接線的雜散電容和電感等。當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生故障或進(jìn)行操作時，由于系統(tǒng)參數(shù)和運(yùn)行條件的改變，會引起電容和電感間的電磁能量轉(zhuǎn)換和振蕩，產(chǎn)生各種內(nèi)部過電壓。直流系統(tǒng)內(nèi)部過電壓產(chǎn)生的機(jī)理、幅值、頻率、波形都與交流系統(tǒng)的內(nèi)部過電壓有較大的差別。其頻率范圍寬，幅值可限制的較低。直流系統(tǒng)的內(nèi)部過電壓主要有直流輸電線路全電壓起動，換流閥閉鎖，直流線路接地故障，換流站內(nèi)接地故障等所引起的過電壓以及來自交流系統(tǒng)的操作過電壓。由于在直流系統(tǒng)中廣泛利用其快速控制功能和各種阻尼措施，使得大部分內(nèi)部過電壓都能降低到1.7倍的額定直流電壓以下。

交一直流傳動內(nèi)燃機(jī)車主電路過流保護(hù)電路見概述圖。在牽引發(fā)電機(jī)（GS）的輸出端設(shè)有V形接法的兩個電流互感器（9LH和10LH），其輸出經(jīng)三相橋式整流電路（3ZL）整流后供給過電流繼電器（LJ）的線圈。當(dāng)主回路電流超過電流限制值時，LJ線圈中達(dá)到動作電流使LJ動作，其常開觸頭斷開，通過控制電路切斷牽引發(fā)電機(jī)的勵磁回路，使機(jī)車卸載，同時司機(jī)操縱臺“總過流”信號燈亮。

牽引發(fā)電機(jī)輸出過電流保護(hù)電路

此外，機(jī)車還對牽引發(fā)電機(jī)過電壓、牽引發(fā)電機(jī)磁場過電流、牽引電動機(jī)過電流、牽引電動機(jī)磁場過電流（電阻制動工況）、制動電阻過電流等進(jìn)行保護(hù)。這些保護(hù)功能都是通過設(shè)置在相應(yīng)電路中的各電壓傳感器或電流傳感器檢測實(shí)際的電壓值和電流值，分別與設(shè)定的各限壓值或限流值進(jìn)行比較，一旦超限就立即進(jìn)行卸載保護(hù)或報警。

當(dāng)某臺（或N臺）牽引電動機(jī)因故障而在電路中被切除后，牽引發(fā)電機(jī)功率相應(yīng)降低1/6（或N/6），以免造成運(yùn)轉(zhuǎn)中的牽引電動機(jī)過載。2100433B