淺析斷電保護(hù)裝置的應(yīng)用

【摘要】隨著經(jīng)濟的發(fā)展，越來越多的電氣設(shè)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(shè)備隨處可見。然而短暫的停電就可能使所有的這些設(shè)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(hù)裝置的費用，斷電保護(hù)的經(jīng)濟價值就顯而易見了，因而人們也越來越關(guān)心用電設(shè)備的保護(hù)和用電安全的問題，因此自動斷電保護(hù)裝置，正逐步廣泛地應(yīng)用于各種用電設(shè)備的保護(hù)當(dāng)中，減少安全事故的發(fā)生，保護(hù)人們的生活。

【關(guān)鍵詞】控制設(shè)備；斷電保護(hù)；經(jīng)濟價值；用電安全

1、引言

在現(xiàn)在生活中，用電設(shè)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(jīng)濟的發(fā)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(yīng)安全用電，提高防范意識，防止一些不必要的災(zāi)害的發(fā)生。為了避免一些用電所引發(fā)的災(zāi)害，工程師們設(shè)計出了許多保護(hù)措施。當(dāng)用電設(shè)備內(nèi)部電路短路或者用電功率過大時，自動斷電保護(hù)裝置就會自動斷開用電設(shè)備的供電回路，使用電設(shè)備停止工作，能夠防止用電設(shè)備進(jìn)一步的損壞，避免發(fā)生二次災(zāi)害，造成一些不必要的損失；當(dāng)用電設(shè)備外部電源供電出現(xiàn)故障時，自動斷電保護(hù)裝置也會自動斷開用電設(shè)備的電源供電，同時根據(jù)實際情況可發(fā)出預(yù)警信號或切換至備用電源，以保證重要設(shè)備的不間斷運行。

2、斷電保護(hù)裝置的概念

所謂斷電保護(hù)，是指儀器或者電器在突然斷電的情況下保護(hù)正在處理的數(shù)據(jù)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(xiàn)可能導(dǎo)致?lián)p壞或危險的情況時自動切斷電源停止運行來保障設(shè)備安全的功能。供電系統(tǒng)發(fā)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(zhí)行機構(gòu)等方法。通過斷電執(zhí)行機構(gòu)快速切斷供電網(wǎng)路的電源或者切斷故障點能源供應(yīng)的一種綜合保護(hù)措施。它不同于一般的繼電保護(hù)，也不同于只保護(hù)單臺電機、電器的一般電氣防爆技術(shù)，雖與本質(zhì)安全電路的安全性能相當(dāng)，但它可用于強電電路。與其它電氣安全及防爆技術(shù)措施配合使用，可使包括電纜在內(nèi)的礦井供電系統(tǒng)具有整體防火、防爆安全等。

斷電保護(hù)裝置即是在電路中作接通、分?jǐn)嗪统休d額定工作電流，并能在線路和電動機發(fā)生過載、短路、欠壓的情況下進(jìn)行可靠的保護(hù)的裝置。

斷電保護(hù)裝置應(yīng)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(hù)裝置應(yīng)該盡快切除故障點的能源供應(yīng)，其目的是提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍；靈敏性是指在設(shè)備或者線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時，斷電保護(hù)裝置應(yīng)該具有必要的靈敏系數(shù)；可靠性是指斷電保護(hù)裝置在保護(hù)范圍內(nèi)該動作時應(yīng)可靠動作，在正常運行狀態(tài)時，不該動作時應(yīng)可靠不動作；這三個特性是對斷電保護(hù)裝置最最根本的要求。

3、斷電保護(hù)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(hù)裝置進(jìn)入家庭。家庭用自動斷電保護(hù)裝置有很多種，其中有些含有多種功能。每一種斷電保護(hù)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(hù)裝置的原理示意圖：甲、乙兩圖都有一個電磁鐵，當(dāng)電磁鐵線圈中的電流達(dá)到一定值時（這個電流的值可以調(diào)節(jié)），會吸引連桿上的銜鐵，使連桿向下移動，并使脫扣開關(guān)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(dāng)電流超過一定值時（這個電流值也可以調(diào)節(jié)），雙金屬片向下彎曲代替連桿，同樣使脫扣開關(guān)切斷。

甲、乙、丙這三種功能分別是：①漏電保護(hù)：當(dāng)家庭中火線絕緣皮破損而與導(dǎo)體接觸，并且導(dǎo)體與地連接，造成漏電，這時要自動切斷電源；②短路保護(hù)：當(dāng)電路中發(fā)生短路現(xiàn)象時，立即自動切斷電路，避免災(zāi)害發(fā)生；③過載保護(hù)：當(dāng)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(jīng)過一段時間，如果電流仍沒有減小，再切斷電流。

4、應(yīng)用示例

斷電保護(hù)裝置在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用枚不勝舉，凡是應(yīng)用電源設(shè)備和場景，均涉及到斷電保護(hù)功能的應(yīng)用。例如礦井等工業(yè)安全生產(chǎn)、計算機電子設(shè)備和家用電器設(shè)備等。現(xiàn)在我們通過示例來說明一下斷電保護(hù)裝置在現(xiàn)實中的應(yīng)用和原理。

示例一：辦公室、工業(yè)生產(chǎn)中，均應(yīng)使用斷電保護(hù)開關(guān)，上班期間突然停電，員工可能在下班時忘記關(guān)閉電源，而在沒有人的情況下來電，會造成資源浪費；工業(yè)生產(chǎn)中，各類生產(chǎn)機器在運行時突然斷電，如果沒有斷電保護(hù)開關(guān)，在恢復(fù)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(yù)料的后果。斷電保護(hù)開關(guān)的作用是在斷電后恢復(fù)供電時不會給設(shè)備供電，必須人工手動復(fù)位后才能恢復(fù)供電，而一旦供電，再按斷電保護(hù)按鈕，不會停止對設(shè)備供電，起到節(jié)約能源及防止危害的作用。

示例二：炎熱的夏天，電壓不穩(wěn)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(dāng)都有可能損壞電器。除此之外，夏天里常常都會發(fā)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(hù)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(dāng)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(jù)UPS電源的容量在之后一段時間后關(guān)閉電器。

解決方法二：購買自動斷電保護(hù)插座。目前市場上出現(xiàn)許多自動斷電保護(hù)插座，這些插座經(jīng)過特殊設(shè)計，當(dāng)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(dāng)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(hù)裝置由UPS電源和保護(hù)電路組成。UPS電源的輸入端接市電，輸出端給被保護(hù)計算機供電，保護(hù)電路包括CPU、變壓器、二級管、電容和兩個電阻。在市電出現(xiàn)突發(fā)性故障時自動為計算機供電，并發(fā)出報警信號，提醒工作人員及時存檔并關(guān)閉計算機。但如果在市電出現(xiàn)突發(fā)性故障時，工作人員因故未能及時關(guān)機，待UPS電源內(nèi)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(jīng)濟的發(fā)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(qū)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(shù)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(rèn)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(tài)，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(hù)裝置則會在電瓶車充滿電后的一段時間內(nèi)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(hù)系統(tǒng)時刻檢測電池的電壓，待達(dá)到額定以后開啟計時裝置，斷電保護(hù)裝置在計時后的半小時自動開啟，達(dá)到斷電保護(hù)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(jié)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(jié)

斷路保護(hù)裝置作為一種用電安全的防護(hù)手段，已廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)生活的方方面面，保護(hù)著千家萬戶和萬千企業(yè)的安全。隨著時代的進(jìn)步、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其技術(shù)也會朝著智能化、小型化、模塊化和一體化的方向發(fā)展。

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