過負荷保護

保護根據原理的不同，可以分為三類：

1）溫度保護：溫度保護用於保護電機設備是隨國外引進的設備進入國內的，其基本思想是：將溫度敏感元件粘在或者埋設在被保護設備的最熱部位，以此來實時監測設備的溫度。當設備過熱時切除電源，以達到保護設備的目的。這種保護方式能夠較真實地反映設備溫度，作為過負荷保護原理上講是比較理想的。

溫度保護按照採用的溫度敏感元件性質的不同又分為2類：

（1）溫敏元件為開關特性

如雙金屬片，溫度達到一定程度，雙金屬片動作，斷開設備電源。

（2）溫敏元件輸出為模擬信號

採用的溫度敏感元件有：

A）熱敏電阻——由金屬氧化物、陶瓷半導體或炭化硅材料製成。PTC、NTC。

B）熱電阻——由銅、鎳、鉑等金屬材料製成（如最常見的鉑電阻）；

C）熱電偶；

D）PN結。

1）保護的原理最簡單、直接，能比較真實地反映設備溫度，在一定程度上可以反映短路故障。

2）根據熱累積的原理動作的保護。

3）根據電流的大小來動作的保護。

電氣線路短時間少量的過負荷通常是允許的，因其負載電流是周期性變化的，它並不對線路造成損害。如電動機啟動電流較大，可高達約7In，啟動時間一般為4 ~ 15 s，7 In從某種程度上講是短路電流，但屬於正常的過負荷，所以應正確選用電動機保護型斷路器進行保護。

而電氣線路長時間過負荷是不允許的，因其負載電流是長期持續的，將使電氣迴路內的絕緣材料、導體接頭、接線端子升溫而造成損害，嚴重的過負荷可在短時間內直接變成短路而引發火災。如照明插座等迴路接入過多的設備，持續過負荷運行數小時，屬於非正常的過負荷，過負荷保護電器應有效動作。一般過負荷電流造成的危害不如短路電流那麼直接，但久而久之，會如蟻穴潰堤，應注意防範。

電氣線路會因機械損傷、外部熱源、內部熱源等因素影響，使絕緣受到損害而發生短路。機械損傷是線路受到外力作用使絕緣損壞；外部熱源因素是線路與熱源接觸、受到熱源輻射使絕緣損壞；而內部熱源因素則是線路本身過負荷導致過熱使絕緣損壞。線路短路有金屬性短路和電弧性短路兩種情況。

金屬性短路即導體間直接接觸短路，特點是接觸阻抗很小可忽略不計，短路電流非常大，兩導體間接觸點往往被高溫熔焊，如果保護電器不能有效切斷短路電流，會造成嚴重的危害。電弧性短路即導體間相互接觸短路但未能完全熔焊在一起而建立電弧，或線路導體因絕緣劣化被雷電瞬態過電壓、電網故障暫時過電壓擊穿而建立電弧，特點是故障迴路具有很大的阻抗和電壓降，短路電流較小，若短路電流持續存在，極易引發火災。帶電導體對地短路及帶電導體間的間隙爬電，也是以電弧為通路的電弧性短路。金屬性短路可採用短路保護器切斷電路，而電弧性短路因短路電流小，短路保護器很難有效切斷電路，可採用電弧故障保護器或接地故障保護器。

斷路器可以分為A類和B類，即非選擇型和選擇型。其保護特性主要包括瞬時過電流保護（又稱短路瞬動保護）、定時限過電流保護（又稱短路短延時保護）、反時限過電流保護（即過負荷長延時保護）。

短路瞬動脫扣器及短路短延時脫扣器在線路電流達到整定值時，應瞬時或在規定時間內切斷電路，短路瞬動保護特性是：整定值10 In（400 A及以上時瞬動電流為5In ~ 10In）時，應在0.1s 內動作；短延時保護特性是：整定值（3 ~ 5）In時，通常整定動作時間0. 1 s（或0. 2 s）、0. 4 s、0. 6 s、0. 8 s 等；過負荷長延時脫扣器保護特性是： 1. 05 In為約定不脫扣電流（約定時間：2 h），1. 3 In應在1 h（In≤ 63 A 時）或2 h（In > 63 A 時）內動作。

通常配電用斷路器的過負荷長延時保護+ 短路短延時保護，可以對從超過額定電流的電流到該設備的最大額定短路分斷電流範圍內的電流水平進行保護；電動機保護型斷路器的保護範圍是（1.2 ~ 12）In；B 型微型斷路器的保護範圍是（1.45 ~ 5）In；C型微型斷路器的保護範圍是（1.45 ~ 10）In；D型微型斷路器的保護範圍是（1.45 ~ 20）In。

a. 在過負荷的情況下，會產生額外的電壓降，應根據照明、電梯、水泵、風機的負載特性，研究過負荷達到何種程度時系統還可以繼續正常工作。

b. 消防電梯、消防送風機、消防排煙風機等一般不設置備用設備，線路短時輕微的過負荷並不立即引起危害，但電動機的線圈是否能夠承載過負荷電流是關鍵，因此可以研究消防用電設備的電動機是否需要特殊加工以滿足過負荷不燒毀的要求。

c. 消火栓水泵、噴洒水泵、消防穩壓泵等一般設置備用設備，當主迴路設備過負荷時如果不斷開其電路，備用設備是無法投入運行的。也就是說設置的備用設備在過負荷時基本是無用的，只有短路情況才會自動投入。如果此時主設備堵轉，備用設備又投切不上，不僅浪費資源，還可能會造成更大的損失。

雖然過負荷危害遠不及短路，但是過負荷保護遠比短路保護的範圍大，而且接近短路整定值的部分難以準確界定是短路還是過負荷。如果選用單磁脫扣器的斷路器而沒有配置熱繼電器保護電動機，或選用單磁脫扣器的斷路器保護線路，會有很大一部分故障電流得不到有效保護，這樣的配電系統設計是有缺陷的。因此，消防配電系統的設計，既要保證其連續可靠，又要保證其運行安全，消防用電設備及其線路的過負荷保護不容忽視。