在電路保護這一至關重要的領域,為了應對不同類型的電路故障風險,保障電氣設備與系統的穩定運行,多種功能各異的保護器件應運而生。
首先,熔斷器是最為常見且歷史悠久的過流保護器件之一。它通常由低熔點的金屬絲或金屬片構成,如鉛錫合金等材料。當電路中的電流正常時,熔斷器能承載電流順利通過,其自身電阻產生的熱量可通過散熱方式維持在安全范圍。然而,一旦電路出現過載或短路故障,致使電流急劇攀升,熔斷器的金屬部分就會因瞬間產生的大量熱量而迅速熔斷,瞬間切斷電流通路,阻止過電流對后續電路元件造成損害。
斷路器則是一種更為智能、可重復使用的過流保護裝置。它內部含有電磁脫扣器、熱脫扣器等結構部件。電磁脫扣器能夠敏銳感知電路中的短路電流,一旦檢測到電流瞬間遠超額定值,電磁力會驅動脫扣機構,使斷路器迅速跳閘斷開電路;熱脫扣器則側重于應對過載情況,它依據電流通過時產生的熱量累積效應,當熱量達到一定程度,觸發脫扣動作。
對于過電壓保護,浪涌保護器(SPD)擔當重任。它基于氧化鋅壓敏電阻等核心元件構建而成。在正常電壓狀態下,壓敏電阻呈現高阻態,如同電路中的 “絕緣衛士”,僅有微小的泄漏電流通過;而當遭遇雷擊、電網電壓驟升等過電壓沖擊時,壓敏電阻的阻值會急劇下降,瞬間將過高的電壓導向大地,為受保護設備分流減壓,確保設備兩端電壓維持在安全閾值內。
還有一種常用的漏電保護器,其主要作用是保障人員安全,防止觸電事故。它利用零序電流互感器原理工作,實時監測電路中流入與流出電流的差值,也就是漏電電流。正常情況下,流入和流出用電器的電流大小相等、方向相反,互感器感應不到電流;但當電器發生漏電,有部分電流經人體或其他非正常路徑流入大地時,零序電流互感器就會檢測到漏電電流,一旦該電流超過預先設定的安全值,漏電保護器會在極短時間內切斷電源,避免人體觸電危險。
此外,還有一些輔助性的保護器件,如熱敏電阻。它分為正溫度系數(PTC)熱敏電阻和負溫度系數(NTC)熱敏電阻。PTC 熱敏電阻在溫度升高時電阻增大,可用于限制電路啟動時的過大電流,防止元件因瞬間大電流沖擊受損;NTC 熱敏電阻則相反,溫度升高電阻減小,常用于電子設備的電源部分,對電源進行預熱,提升電源穩定性,同時在電路出現異常發熱時,其電阻變化特性也能起到一定的預警作用。
這些電路保護常用器件各具特色,在不同的電路場景、設備類型以及用電環境下協同發揮作用,共同編織起一張嚴密的電路安全防護網。
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