淺析電氣控制系統的故障與保護

摘 要：進入到新世紀以后，隨著我國國民經濟水平的快速發展，我國正處于經濟轉型與社會接軌的特殊時期，各行各業都得到了一定程度的發展，我國的電氣行業也不例外。而在實際的電氣工程項目中，安全性以及可靠性是能否保證電氣控制系統良好運行的非常重要的兩個參數，因此在我們設計電氣控制系統的過程中，就要充分的考慮到系統運行過程中可能會發生的故障，否則就會導致很嚴重的后果，另外要想維持系統的正常運行，還必須設有相應的電氣保護裝置。因此，為保證電氣控制系統中的電機、電網、以及低壓用電設備等的安全工作，不但要充分的考慮到可能會發生故障的情況，還要設計完善的電氣保護環節。本文便對電氣控制系統中的常見故障和危害以及電氣控制系統的保護環節兩個方面的內容進行了詳細的分析和探析，從而詳細的論述了我國電氣控制系統的故障與保護工作。

關鍵詞：電氣控制系統；運行故障；保護環節

1 電氣控制系統中的常見故障和危害

1.1 電氣控制系統中的常見故障

電氣控制系統一旦出現了故障，就會造成很嚴重的后果，而一般情況下導致電氣控制系統出現故障的原因有設備的質量缺陷、設計的失誤以及設備安裝和檢查的質量差等，最主要的故障主要有以下幾種：

（1）過負載。這類故障主要是指電氣控制系統中電機的實際工作的電流超過了其額定的電流，而導致電機出現過負載的原因也有很多，如負載突然大幅度增加、電機的缺相運行以及電壓的大幅度降低等。

（2）電源缺相。這類故障主要是指在電氣控制系統中的交流異步電動機在運行的過程中，如果三相電源中任意一相的熔斷器出現了熔斷的狀況時，就會導致電源缺相故障的發生。

（3）短路的問題。此類故障有較多的形式，常見的有兩相短路、三相短路、變壓器一相繞組上的匝間短路以及一相接地短路等。

（4）過電流。這類故障主要是指電器元件或是電動機超過其額定電流的工作狀態，導致此故障發生的原因一般為負載轉矩過大或是啟動方式的錯誤等。

1.2 電氣控制系統故障的危害

（1）在電氣控制系統中，如果因為接線的錯誤、負載短路以及絕緣材料被損害等原因導致系統短路，那么其出現故障時的電流可能要超過額定電流的幾十倍以上，所產生的強大的電動力已經足以配電線路已經電氣設備，甚至會導致火災的發生，從而危及人員的生命財產安全。

（2）電氣控制系統初夏故障時還可能會導致電網電壓的大幅度下降，那么就會危及到使用用戶以及相關設備，影響其的正常工作，嚴重的情況還會導致整個系統出現癱瘓的狀況。

（3）當電氣控制系統中的電流過大時，在電路中還可能會產生強大的沖擊電流，電氣設備可能會被損壞，機械設備的轉動部件也會被損壞。

（4）當交流異步電動機在缺相電源中堵轉或是以較低的速度工作時，由于定子的電流太大，那么就很有可能燒壞電動機繞組。

2 電氣控制系統的保護環節

當電氣控制系統出現故障，既會對自身系統以及相關設備造成一定的損害，同時對于整個電氣控制系統的非故障設備的安全性也會造成嚴重的影響。而通常情況下，電氣控制系統出現故障的時間又都是較為短促的，所以維修人員要想準確的找到故障設備并且徹底的將故障設備切除也幾乎是不可能的。所以，在設計電氣控制系統的過程中，就應該設有相應的電氣保護裝置，從而起到保護電氣控制系統的作用。

2.1 電氣保護裝置的作用

當在電氣控制系統中設計有電氣保護裝置時，一旦電氣控制系統出現了故障，此保護裝置就能夠快速的將出現故障的設備與非故障設備隔離開來，從而使系統的運行恢復或是徹底的停止系統的工作狀態，從而避免更加嚴重事故的發生。另外，電氣保護裝置也能夠真實的反應出電氣設備的不正常的工作狀況。根據設備運行條件的差異以及設備的不正常的工作狀況，電氣保護裝置能夠發出不同的信號，從而對可能發生的事故進行及時的處理和預防。

2.2 電氣控制系統的保護環節

一般情況下，電氣控制系統的保護環節分為很多種，而由于短路情況下電氣量的不斷變化，還可以構成不同的作用原理以及電氣保護。比如說常見的利用電壓降低的特點構成低壓保護，或是利用電流增大的特點形成過電流保護，又或是利用電壓電流之間相位角的不斷變化的特點而形成的漏電保護以及斷相保護等。在我們的實際生活中，常見的電氣控制系統的保護環節主要有以下五大類：

（1）過流保護。這種方法主要是指電動機工作過程中所產生過流的可能性是要大于系統短路的可能性的，尤其是在電動機正反轉和電動機頻繁啟動的情況下，這種情況更是如此。由于電流過大就會增加電動機的轉矩，從而損壞機械設備的轉動部件。所以，為防止此情況的出現，我們就應在電動機的主回路上串聯上過流繼電器線圈，這樣當再發生此情況時，由于線圈的常閉觸頭是串聯接觸器的控制回路中的，所以就形成了所謂的過流保護裝置。

（2）過載保護。此種保護裝置也是一種電流型的保護環節。熱繼電器是異步電動機過載保護中的最常見的保護裝置，當然它與過流保護也是有差異的，熱繼電器是有一定的熱慣性的，當短路的電流對其造成沖擊時，其也不會瞬間的做出反應，經過一定的時間后其才會做出反應。所以在我們實際的工作生產中，長時間的增加過載是不允許的，這是如果采用了過流保護，電動機會立即斷流，之后又會重新通電，降低了其工作的效率。

（3）短路保護。短路保護是有一定的瞬動特性的，也就是說我們要在很短的時間內將電源切斷。一般情況下，系統常用的短路保護裝置有低壓斷路器或是熔斷器等。在電氣控制系統的設計過程中，當我們采用短路保護時應特別注意的是，三相供電系統必須采用與之相配套的三相短路保護，如果系統主電路的容量不大，那么熔斷器就有也可以作為控制電路的短路保護環節了，否則就要單獨的設置短路保護熔斷器了。

（4）欠電壓保護。這種保護環節主要是指在系統的電源上加裝相應的電壓繼電器線圈，同時電壓繼電器線圈的常開觸頭要串聯在控制器的控制回路中，如果電網電壓比額定值低，就可以釋放接觸器了。

（5）失電壓保護。當電動機的電源恢復供電時，電動機可能也會自動啟動，那么相關人員以及設備的安全性都會受到影響，所有在系統中，我們就會使用接觸器以及按鈕來電動機的啟動以及停止，這就是所謂的失電壓的保護環節。其工作的原理為當電動機系統電源的電壓逐步消失時，接觸器的主觸點也會隨之斷開，那么電動機的電源就被切斷了，而一旦電動機的電源又恢復了供電時，接觸器的自鎖電路仍然是保持斷開的狀態的，因此，電動機也就不會自行的恢復運行了。

3 結束語

通過以上的論述，我們對電氣控制系統中的常見故障和危害以及電氣控制系統的保護環節兩個方面的內容進行了詳細的分析和探討。電氣控制系統的故障保護工作應是從最初的設計階段就開始的，在實際的工作生活中，電氣控制系統的常見故障也有很多種，我們應對每一種故障可能會產生的嚴重后果進行認真的分析，并且還要設計出有針對性的故障保護環節。同時在改造或是設計電氣控制系統時，也應考慮到系統發生故障以及不正常工作時的可能性，從而制定相應的電氣保護措施，只有這樣，才能真正的確保電氣控制系統運行的安全性和穩定性，從而促進我國電氣自動化行業的快速發展。

參考文獻

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