浅析电气控制系统的重点及线路保护

浅析电气控制系统的重点及线路保护

赵彬

中铝沈阳有色金属加工有限公司辽宁省沈阳市110000

摘要：对于现代的众多电气设备来说，其控制系统在整个设备的正常安全运行中发挥着重要的作用，其主要的功能就是对设备实施自动的控制、保护以及监视与测量等。因此，为了确保电气控制系统的安全有序运行，在对其初期的设计中，就需将其在后期运行中可能出现的一些故障考虑进去，进而在此基础之上采取一定的保护措施，以减少因出现故障而导致的系统电压、电流等的变化，保证电气设备的安全运行，从而为人们的生活带来更多的便利。

关键词：电气控制系统；故障处理；故障诊断

一、电气控制系统线路的注意事项

1、保证电控线路可靠性

（1）正确连接电路线圈，防止短路

应该注意电器线圈与电气触头分离分布，电源一侧为线圈，电源另一侧为触头，相邻的触头尽量接在同电位端。这样的话，当某一电器触点发生故障，也不至于引起电源的短路。交流线路中，即使外加电压是两个线圈额定的电压之和，也不允许两个电器原件的线圈形成串联。两电感量相差悬殊的直流电压线圈不能直接并联，可在ka线圈电路中单独串接km的常开触点。

（2）避免出现寄生电路

寄生电路是指线路工作时，发生故障而接通的电路。寄生电路会破坏电器元件和控制线路的工作次序，或造成误动作，所以应该尽量避免。可将指示灯与其相应的接触器线圈并联，避免寄生回路。

2、确保控制线路安全性

（1）短路保护

短路时的强大电流容易导致各种电气设备和元件的绝缘受损和机械损坏，所以，需要设置相应的短路保护机制以求迅速可靠地切断电源。可以采取的措施有：利用熔断器作为短路保护电路，利用自动开关作短路保护。

（2）过电流保护

过电流常见的问题情况有：机电设备错误启动或负载过大会引起电动机产生很大的过电流；过大的冲击负载会引起电动机产生过大的冲击电流，从而电动机换向器损坏；过大的电动机转矩会使生产机械的机械传动部分受到损坏。可采取的解决措施是利用过电流继电器来保护电路。

（3）过载保护

机电设备电动机长期过载运行时，绕组温升将超过允许值，从而损坏电动机。要多采用具有反时限特性的热继电器加以保护，并同时装备熔断器或者过流继电器配合辅助运用。

3、便于操作、维修

机电设备电气控制的具体安装与配线过程中，电器元件需留备用触点，必要时留备用元件；为检修方便，应设置电气隔离，避免带电检修；为调试方便，控制要简单，能快速实现从两种方式间的转换。为了便于在生产机械旁调试，应该设置多点控制；操作回路较多的情况下，如果要求正反转及调速，就需要采用主命令控制器代替许多按钮。

二、电气控制系统故障的危害

1、在电气控制系统中，如果因为接线的错误、负载短路以及绝缘材料被损害等原因导致系统短路，那么其出现故障时的电流可能要超过额定电流的几十倍以上，所产生的强大的电动力已经足以配电线路已经电气设备，甚至会导致火灾的发生，从而危及人员的生命财产安全。

2、电气控制系统初夏故障时还可能会导致电网电压的大幅度下降，那么就会危及到使用用户以及相关设备，影响其的正常工作，严重的情况还会导致整个系统出现瘫痪的状况。

3、当电气控制系统中的电流过大时，在电路中还可能会产生强大的冲击电流，电气设备可能会被损坏，机械设备的转动部件也会被损坏。

4、当交流异步电动机在缺相电源中堵转或是以较低的速度工作时，由于定子的电流太大，那么就很有可能烧坏电动机绕组。

三、电气控制系统的保护环节

当电气控制系统出现故障，既会对自身系统以及相关设备造成一定的损害，同时对于整个电气控制系统的非故障设备的安全性也会造成严重的影响。而通常情况下，电气控制系统出现故障的时间又都是较为短促的，所以维修人员要想准确的找到故障设备并且彻底的将故障设备切除也几乎是不可能的。所以，在设计电气控制系统的过程中，就应该设有相应的电气保护装置，从而起到保护电气控制系统的作用。

1、电气保护装置的作用

当在电气控制系统中设计有电气保护装置时，一旦电气控制系统出现了故障，此保护装置就能够快速的将出现故障的设备与非故障设备隔离开来，从而使系统的运行恢复或是彻底的停止系统的工作状态，从而避免更加严重事故的发生。另外，电气保护装置也能够真实的反应出电气设备的不正常的工作状况。根据设备运行条件的差异以及设备的不正常的工作状况，电气保护装置能够发出不同的信号，从而对可能发生的事故进行及时的处理和预防。

2、电气控制系统的保护环节

一般情况下，电气控制系统的保护环节分为很多种，而由于短路情况下电气量的不断变化，还可以构成不同的作用原理以及电气保护。比如说常见的利用电压降低的特点构成低压保护，或是利用电流增大的特点形成过电流保护，又或是利用电压电流之间相位角的不断变化的特点而形成的漏电保护以及断相保护等。在我们的实际生活中，常见的电气控制系统的保护环节主要有以下五大类：

（1）过流保护。这种方法主要是指电动机工作过程中所产生过流的可能性是要大于系统短路的可能性的，尤其是在电动机正反转和电动机频繁启动的情况下，这种情况更是如此。由于电流过大就会增加电动机的转矩，从而损坏机械设备的转动部件。所以，为防止此情况的出现，我们就应在电动机的主回路上串联上过流继电器线圈，这样当再发生此情况时，由于线圈的常闭触头是串联接触器的控制回路中的，所以就形成了所谓的过流保护装置。

（2）过载保护。此种保护装置也是一种电流型的保护环节。热继电器是异步电动机过载保护中的最常见的保护装置，当然它与过流保护也是有差异的，热继电器是有一定的热惯性的，当短路的电流对其造成冲击时，其也不会瞬间的做出反应，经过一定的时间后其才会做出反应。所以在我们实际的工作生产中，长时间的增加过载是不允许的，这是如果采用了过流保护，电动机会立即断流，之后又会重新通电，降低了其工作的效率。

（3）短路保护。短路保护是有一定的瞬动特性的，也就是说我们要在很短的时间内将电源切断。一般情况下，系统常用的短路保护装置有低压断路器或是熔断器等。在电气控制系统的设计过程中，当我们采用短路保护时应特别注意的是，三相供电系统必须采用与之相配套的三相短路保护，如果系统主电路的容量不大，那么熔断器就有也可以作为控制电路的短路保护环节了，否则就要单独的设置短路保护熔断器了。

（4）欠电压保护。这种保护环节主要是指在系统的电源上加装相应的电压继电器线圈，同时电压继电器线圈的常开触头要串联在控制器的控制回路中，如果电网电压比额定值低，

四、结束语

综上所述，一旦电气的控制系统出现了相应的故障，不仅会对自身的系统与相关的硬件设备造成一定程度的损害，而且对整个电气的控制系统中那些非故障部位的安全性与可靠性都将带来极大的影响[3]。再加上，在一般情况下，电气的控制系统若是出现相应的故障，其发生的时间都较短，因此，维修人员在发现故障现象以后要想及时准确的找出相关的故障设备并进行彻底的故障处理几乎是完全不可能的。因此，在对电气的控制系统进行相关设计时，必须安装相应的一些电气的保护装置，以真正发挥出对电气控制系统的保护作用。

参考文献：

[1]咸培冉，陈俊君，田鸿宇.X62W卧式万能铣床电气控制系统设计[J].黑龙江科技信息，2012，13：73.

[2]陈小婵.住宅小区二次供水的电气控制系统优化设计[D].华南理工大学，2012.