淺析斷電保護裝置的應用

【摘要】隨著經濟的發展，越來越多的電氣設備為人們的生活和工作提供了極大的便利，電腦、電飯煲、洗衣機、微波爐、電動機、機床和各種控制設備隨處可見。然而短暫的停電就可能使所有的這些設備陷于癱瘓，同時也可能帶來許多安全事故。如果比較一下因斷電造成的損失和購買斷電保護裝置的費用，斷電保護的經濟價值就顯而易見了，因而人們也越來越關心用電設備的保護和用電安全的問題，因此自動斷電保護裝置，正逐步廣泛地應用于各種用電設備的保護當中，減少安全事故的發生，保護人們的生活。

【關鍵詞】控制設備；斷電保護；經濟價值；用電安全

1、引言

在現在生活中，用電設備隨處可見，電能為人類提供了方便快捷的生活方式，推動了經濟的發展，但電能在方便我們的同時，也存在著一些潛在的危險，所以在日常生活中我們應安全用電，提高防范意識，防止一些不必要的災害的發生。為了避免一些用電所引發的災害，工程師們設計出了許多保護措施。當用電設備內部電路短路或者用電功率過大時，自動斷電保護裝置就會自動斷開用電設備的供電回路，使用電設備停止工作，能夠防止用電設備進一步的損壞，避免發生二次災害，造成一些不必要的損失；當用電設備外部電源供電出現故障時，自動斷電保護裝置也會自動斷開用電設備的電源供電，同時根據實際情況可發出預警信號或切換至備用電源，以保證重要設備的不間斷運行。

2、斷電保護裝置的概念

所謂斷電保護，是指儀器或者電器在突然斷電的情況下保護正在處理的數據不丟失或者功能不損壞的功能；或者指儀器或者電器在運行時出現可能導致損壞或危險的情況時自動切斷電源停止運行來保障設備安全的功能。供電系統發生漏電或短路故障時，采用故障信號快速取樣與鑒別、斷電指令脈沖形成和快速斷電執行機構等方法。通過斷電執行機構快速切斷供電網路的電源或者切斷故障點能源供應的一種綜合保護措施。它不同于一般的繼電保護，也不同于只保護單臺電機、電器的一般電氣防爆技術，雖與本質安全電路的安全性能相當，但它可用于強電電路。與其它電氣安全及防爆技術措施配合使用，可使包括電纜在內的礦井供電系統具有整體防火、防爆安全等。

斷電保護裝置即是在電路中作接通、分斷和承載額定工作電流，并能在線路和電動機發生過載、短路、欠壓的情況下進行可靠的保護的裝置。

斷電保護裝置應該滿足可靠性、靈敏性和速動性的要求：速動性是指斷電保護裝置應該盡快切除故障點的能源供應，其目的是提高系統的穩定性，減輕故障設備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍；靈敏性是指在設備或者線路的被保護范圍內發生故障時，斷電保護裝置應該具有必要的靈敏系數；可靠性是指斷電保護裝置在保護范圍內該動作時應可靠動作，在正常運行狀態時，不該動作時應可靠不動作；這三個特性是對斷電保護裝置最最根本的要求。

3、斷電保護裝置的原理

為了保證家庭用電的安全，近年來各種在危險情況下能自動斷電的保護裝置進入家庭。家庭用自動斷電保護裝置有很多種，其中有些含有多種功能。每一種斷電保護裝置的原理都不盡相同，我們只舉例說明一下。

如下圖所示的甲、乙、丙三幅圖分別是三種不同功能的自動斷電保護裝置的原理示意圖：甲、乙兩圖都有一個電磁鐵，當電磁鐵線圈中的電流達到一定值時（這個電流的值可以調節），會吸引連桿上的銜鐵，使連桿向下移動，并使脫扣開關斷開，從而切斷電源，保證安全。兩圖不同之處是甲圖把火線與零線并在一起，采用雙線繞法，而乙圖則只把火線繞在電磁鐵上。丙圖則沒有電磁鐵線圈，而是讓火線通過一個雙金屬片，當電流超過一定值時（這個電流值也可以調節），雙金屬片向下彎曲代替連桿，同樣使脫扣開關切斷。

甲、乙、丙這三種功能分別是：①漏電保護：當家庭中火線絕緣皮破損而與導體接觸，并且導體與地連接，造成漏電，這時要自動切斷電源；②短路保護：當電路中發生短路現象時，立即自動切斷電路，避免災害發生；③過載保護：當電流超過額定電流值不是很多時，電路不立即被切斷，而是要經過一段時間，如果電流仍沒有減小，再切斷電流。

4、應用示例

斷電保護裝置在生活生產中的應用枚不勝舉，凡是應用電源設備和場景，均涉及到斷電保護功能的應用。例如礦井等工業安全生產、計算機電子設備和家用電器設備等。現在我們通過示例來說明一下斷電保護裝置在現實中的應用和原理。

示例一：辦公室、工業生產中，均應使用斷電保護開關，上班期間突然停電，員工可能在下班時忘記關閉電源，而在沒有人的情況下來電，會造成資源浪費；工業生產中，各類生產機器在運行時突然斷電，如果沒有斷電保護開關，在恢復供電時，停止運行的機器突然開始運行，如果沒有工人在場，會造成用電浪費，或者在不知情的情況下靠近機器，會造成不可預料的后果。斷電保護開關的作用是在斷電后恢復供電時不會給設備供電，必須人工手動復位后才能恢復供電，而一旦供電，再按斷電保護按鈕，不會停止對設備供電，起到節約能源及防止危害的作用。

示例二：炎熱的夏天，電壓不穩以及散熱成為成為家用電器的兩大頭疼問題，任何一個處理不妥當都有可能損壞電器。除此之外，夏天里常常都會發生停電、雷擊等情況，家用電器想要安全度過這個夏天就要注意了，有一些專家給我們提供了一些保護措施，希望能給大家一個參考作用。

解決方法一：購買一個UPS電源。當突然停電時，UPS電源逆變動作，會以0.1秒的速度迅速給家用電器供電，不影響家用電器的正常運行，然后根據UPS電源的容量在之后一段時間后關閉電器。

解決方法二：購買自動斷電保護插座。目前市場上出現許多自動斷電保護插座，這些插座經過特殊設計，當插座后面的電器超載時會自動斷開，防止過大電流長時間沖擊家用電器，而且還具有防雷防擊的作用。

比如說計算機就配備了UPS電源。當計算機在工作過程中突然斷電，尚未保存的文件、文本資料就會丟失，計算機硬盤也有可能受到損害，因此，有些計算機配備了UPS電源（不間斷電源），計算機斷電保護裝置由UPS電源和保護電路組成。UPS電源的輸入端接市電，輸出端給被保護計算機供電，保護電路包括CPU、變壓器、二級管、電容和兩個電阻。在市電出現突發性故障時自動為計算機供電，并發出報警信號，提醒工作人員及時存檔并關閉計算機。但如果在市電出現突發性故障時，工作人員因故未能及時關機，待UPS電源內的電池存儲的電量耗盡后，計算機仍然會斷電，未存的文件、文本資料以及計算機硬盤仍然會受到威脅。

示例三：隨著經濟的發展，人們對電動車的使用量大大增加，電動車雖然為大家出行提供了便利，但也帶來了許多安全事故。9月15日，長興縣城古城街道二虎頭社區一電動車充電處兩輛電動車起火，燒的只剩下骨架子，消防隊員迅速處置。雖然沒有人員傷亡，但也給車主造成了很大的損失。

多數人在給電瓶車充電時沒有做到充滿就斷電，即使第二天不用了也懶得去管，他們認為電池充滿了就不會再充了，其實不然。電瓶車在電池充滿后不會自動斷電，而是一直維持浮充的狀態，這樣下去不僅會損壞電池，還可能帶來很多不必要的安全問題，給大家的生活造成不便，得不償失。

而電瓶車中的斷電保護裝置則會在電瓶車充滿電后的一段時間內自動斷電，而在電量小于85%后又會自動充電，這樣既可以維持正常的充電效果，又可以避免不必要的安全隱患。

其原理是斷電保護系統時刻檢測電池的電壓，待達到額定以后開啟計時裝置，斷電保護裝置在計時后的半小時自動開啟，達到斷電保護的效果，避免過度充電，還能在電量小于一定范圍時自動充電，這樣節省了人們的精力，使充電變成了一個智能可控的過程。

5、總結

斷路保護裝置作為一種用電安全的防護手段，已廣泛應用到生產生活的方方面面，保護著千家萬戶和萬千企業的安全。隨著時代的進步、科學技術的發展，其技術也會朝著智能化、小型化、模塊化和一體化的方向發展。

參考文獻

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