船舶电力系统继电保护

船舶电力系统继电保护第一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五因此在船舶电力系统的设计和运行中，都要采取切实有效的措施，尽量避免不正常运行状态和短路故障的发生。

最有效的办法之一，就是在船舶电力系统中装设继电保护装置，以自动迅速地切除故障。第二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1船舶电力系统继电保护的任务和作用船舶电力系统继电保护的作用就是监视电力系统运行状态，提高电力系统运行的安全可靠性。同时它还是船舶电力系统自动化的重要组成部分。⑴当船舶电力系统发生故障或有必将导致故障的趋势时，继电保护装置能准确、自动地检测出其信号，并迅速及时地将故障电路从系统中切除，以保证船舶电力系统的正常电路和设备安全运行。第三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五⑵当船舶电力系统出现不正常运行状态且短时还不足以造成破坏时，保护装置应自动发出报警信号，警示值班人员及时进行处理，以防不正常运行状态继续发展和导致事故的发生。⑶配合自动控制装置，自动消除或减少事故的发生。

第四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五2船舶电力系统继电保护的内容及构成2.1继电保护的主要内容有1）船舶发电机的保护2）船舶电力网的保护3）船舶用电设备的保护第五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五2.2继电保护装置的基本构成继电保护装置一般由测量电路、逻辑电路和输出电路三大部分构成。第六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五测量电路反应被保护系统运行参数的变化，并与保护的整定值进行比较。如果运行参数达到整定值，则测量电路就起动，向逻辑电路送去信号。

第七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五逻辑电路接受测量电路送来的信号，根据保护的要求，进行综合判断，决定装置是否动作。若保护装置应该动作，逻辑电路就向输出部分送去信号。第八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五输出电路根据保护装置的任务，向断路器发出跳闸信号，或者发出报警信号。第九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五3对继电保护装置的基本要求根据船舶电力系统继电保护装置所承担的基本任务和作用，一般对继电保护装置有四项基本要求。

1）选择性

2）速动性3）灵敏性4）可靠性第十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1）选择性

在选择性保护中，若前一级保护装置拒绝动作，则后一级保护装置应动作。

实现保护选择性有两个基本原则：时间原则电流原则第十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五①时间原则时间原则是指以保护装置动作时限的不同，来保证选择性。

设ACB1、MCB3和MCB5的过电流保护的动作时限分别为t1、t3和t5。t1＞t3＞t5t3=t5+Δtt1=t3+Δt=t5+2Δt一般继电保护装置取Δt=（0.1～0.4）秒。第十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五②电流原则电流原则可以依次整定各级继电保护装置的始动值来实现。通常依次整定继电保护装置动作的电流值的不同，来保证选择性。第十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五在船舶电力系统中，最好采用时间原则和电流原则相结合的方法，来满足保护选择性和快速性的要求。

继电保护装置的动作电流整定值，从负载至电源端，逐级加大整定各级保护的动作电流整定值。第十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五2）速动性速动性就是要求保护装置的动作时限应力求短。迅速切除故障可减轻被保护设备的损坏程度、防止故障蔓延，并减少对非故障电路的影响。(1)热效应方面要求快速切除短路故障的理由主要有以下两方面:

(2)对负荷的影响方面第十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五(1)热效应方面通过电气元件的短路电流产生的热量Q与短路电流Ik的平方和时间t成正比，即：

由此可见，短路切除得越快，产生的热量越小，设备越不易烧坏。

第十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五(2)对负荷的影响方面短路对异步电动机的影响最明显，因异步机的转矩M是和电压的平方成正比的，即：若电压U下降较大，转矩M下降更大，会使电动机停止运转。若短路故障很快切除，非故障部分的电压可迅速恢复。第十七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五3）灵敏性继电保护装置的灵敏性是指对于其保护范围内的故障或不正常工作状态的反应能力。

灵敏性愈高，故障发觉和切除得就愈早，对系统的影响和设备的破坏就愈小。保护装置的灵敏性，可用灵敏度来表示。

第十八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五4）可靠性可靠性是指装置本身要能可靠地工作继电保护装置的可靠性主要取决于：保护方式的选择，装置本身的质量，整定计算和调试，安装、维护和检修质量等。

第十九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五在应用中对于具体问题需结合实际，具体分析和解决，例如，对于过载保护，主要是考虑它的可靠性，并不要求它的速动性；而对于短路保护，则要尽量考虑它的速动性。从对保护装置的上述基本要求中可以看出，这四个方面是互相联系、互相制约的。例如：若速动性很高，则选择性就要差些，反之亦是。若可靠性很高，则灵敏性就要差些，反之亦然。第二十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五第2节船舶电力系统主要保护电器

具有保护功能的电器称为保护电器

自动空气断路器熔断器逆功率继电器负序继电器等等第二十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1船舶电力系统自动空气断路器船舶电力系统自动空气断路器既是一种开关电器，又是一种保护电器。

自动空气断路器，是船舶电力系统中常用的一种配电保护电器，集控制与多种保护功能于一体，在正常情况下可用于不频繁地接通和断开电路，当电路中发生短路等故障时，能自动切断故障电路，保证线路和电气设备的安全。

第二十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.1船用自动空气断路器分类及功能船用自动空气断路器可分为:万能式自动空气断路器(aircircuitbreaker，ACB)装置式自动空气断路器（mouldedcasecircuitbreaker，MCB）也称框架式自动空气断路器

也称塑壳式自动空气断路器第二十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.1.1船用万能式自动空气断路器

船用万能式自动空气断路器一般装设在配电装置内，也可安装在墙上或支架上，因此又称“框架式”断路器。框架式断路器所有的组件，如触头系统、灭弧室、脱扣器和操作机构均装在一个绝缘的金属框架内。

第二十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五船用万能式自动空气断路器具有多种操作方式和保护方案，它既可采用手柄手动操作，又可使用按钮手动遥控操作，也可以采用自动操作。

万能式自动空气断路器的保护有热脱扣器、电磁式脱扣器、电子式及智能化脱扣器等保护装置。智能化脱扣器可实现选择性断开，并具有动作显示、记录和报警等功能，整定电流和故障电流（过载电流和短路电流）可在脱扣器面板上显示出来。

第二十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五第二十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五第二十七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五我国生产的船用万能式自动空气断路器主要有DW系列和引进产品AH型（国内编号DW914型）等几种。

第二十八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.1.2船用装置式自动空气断路器装置式自动空气断路器为封闭式结构，除操作手柄及接线端子外露外，其余部件（触头、灭弧室、脱扣器和操作机构）均装在塑料外壳之内。

装置式自动空气断路器除具有过载、短路保护功能外，特殊的还具有失压等保护功能，因此，当发电机功率小于50kW时，也可用作发电机主开关。第二十九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.2自动空气断路器型号含义例如：DW98-500/33表示船用万能式低压断路器，额定电流500A，3极，复式脱扣保护。DZ91-100/33表示船用装置式低压断路器，额定电流100A，3极，复式脱扣保护。断路器型号随着厂家的不同其含义及命名方法有所不同。第三十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.3自动空气断路器电气参数1）额定电压

额定电压是指在规定条件下，自动空气断路器在长期工作中能承受的最高电压。额定电压一般在690V以下2）额定电流

额定电流是指在规定条件下，自动空气断路器在合闸位置允许长期通过的最大工作电流。额定电流一般从几十安到4000安之间第三十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五3）短路接通能力

当发生短路故障时，自动空气断路器能承受的最大短路电流值。

一般从几十千安到150千安4）短路分断能力

当发生短路故障时，自动空气断路器分断电流（或电弧）的能力。

一般从几十千安到100千安第三十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五5）机械寿命

自动空气断路器在需要修理或更换机械零件前所能承受的无载操作次数称为机械寿命。6）电寿命在规定的正常工作条件下，自动空气断路器不需修理或更换零件情况下，带负荷操作的次数称为电寿命。第三十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五万能式自动空气断路器的框图由触头系统、灭弧装置、自由脱扣机构、操作传动装置和保护元件组成。1.4万能式自动空气断路器结构第三十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五主触头承担电路的正常工作电流。弧触头是为了避免断开电路时产生的电弧烧坏主触头而设置的。副触头是考虑到断开电路时，电流由主触头移到弧触头的瞬间，可能因压降太大产生电弧烧坏主触头而设置的。1.4.1触头系统船用万能式自动空气断路器的触头系统一般由二到三组触头以及多组辅助触点组成。触头一般包括主触头、副触头（又称预接触头）和灭弧触头。

第三十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五逻辑动作顺序是：在合闸时，先接通弧触头，然后接通副触头，最后才接通主触头；在分闸时，先断开主触头，然后是副触头，最后才是弧触头。

副触头则采用紫铜材料。弧触头要采用耐电弧、抗熔焊的材料制成，如铜或铜钨合金。主触头要求采用良好的导电材料，如银钨合金。第三十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五船用万能式自动空气断路器还包括多组辅助触点（多组常开、常闭触点），用于控制电路中，以指示空气断路器的通、断状态。

第三十七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五万能式自动空气断路器的主触头系统常用的有对接式触头、桥式触头和插入式触头。

对接式触头在大小容量中均常使用，它配合栅片式灭弧装置，既可拉长电弧，又可利用灭弧栅片将电弧分割成短弧，获得较好的灭弧效果。桥式触头具有双断口触头系统，为了防止触头接触处温升过高，需要加大接触压力，要求具有较高的闭合力和较贵的触头材料。插入式触头只用于不产生电弧的接触处，这种触头的特点是本身具有电动补偿作用，当通过巨大短路电流时，能防止触头弹开。第三十八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.4.2灭弧装置船用万能式自动空气断路器的灭弧装置随断路器的结构而异，采用较多的是灭弧罩加磁吹线圈结构。要想提高空气断路器的断流容量，必须具有强灭弧性能，通常采用复式灭弧原理，即具有去离子栅片和灭焰栅，以减小断开断路器时的飞弧区域。当开关断开时，强大的电流以电弧的形式进入灭弧栅片，利用复式灭弧栅片将长弧隔离成多段短弧缩小飞弧距离，使电弧迅速降温熄灭。第三十九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五船用万能式自动空气断路器有三个灭弧罩，内部分别是断路器的三相动、静触头。这样设计的作用是使灭弧罩内的电弧迅速熄灭，以保护触头不被电弧灼伤或熔焊，同时各相电弧在各自的灭弧罩内，不会产生三相弧光短路，提高了断路器的使用寿命和工作的可靠性。

第四十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.4.3操作机构万能式自动空气断路器的操作机构可分为合闸操作机构和分闸脱扣机构

1）合闸操作目前船舶采用的空气断路器有三种合闸操作方式，手柄合闸、电动机合闸和电磁铁合闸方式。

自动空气断路器的传动装置有手柄式、连杆式、电磁式、电动式等几种。合闸前都必须使储能弹簧储能,自由脱扣机构“再扣”,利用储能弹簧释放的能量实现合闸。第四十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五船用万能式自动空气断路器大多采用按钮合闸操作，其内部实际合闸操作机构不是电磁铁形式就是电动机形式，但均要保留有手柄操作方式。

手柄操作合闸方式一般只在检查和特殊情况下使用。一般较大容量的开关是采用电合闸，以减少操作强度，并能满足自动控制和遥控操作的需要。第四十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五不论哪一种操作方式，均要首先使贮能弹簧贮能，并使自由脱扣机构“再扣”，然后利用弹簧的贮能快速合闸，即使合闸的时间与操作无关，仅与断路器内部机构有关。

目前万能式自动空气断路器，采用电磁铁合闸操作机构的合闸时间一般在0.1s左右，采用电动机合闸操作机构的合闸时间一般为0.3~0.4s左右。第四十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五也有先将手柄摇转38圈左右使主弹簧储能(也有发电机建压后主开关自行使主弹簧储能的，因此不需要摇动)，使自由脱扣机构达“再扣”位置，然后将手柄再摇转2～4圈左右，使储能弹簧释放，实现合闸。手柄合闸操作依照主开关类型不同，其操作方法也不一样：有的先将合闸手柄逆时针转动120°左右，然后顺时针转动120°左右来实现合闸；有的先将合闸手柄向下扳动，然后向上扳动来实现合闸的；第四十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五

c.AH型采用电磁铁直推式合闸电磁或电动合闸a.DW-94型采用电动合闸b.DW-95、DW-98型采用电磁合闸第四十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五①

DW-94电动合闸控制线路第四十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五发电机建立电压后，红色指示灯亮，失压脱扣线圈获电，操作电动机M通电转动，使弹簧储能第四十七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五凸轮使储能开关常开触点闭合，常闭触点断开，此时黄色指示灯亮，表明储能弹簧已储能，自由脱扣机构己处于“再扣”位置。第四十八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五合闸时，按—下合闸按钮SBl，电动机再次转动，使储能弹簧释放，主开关合闸第四十九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五主开关合闸，绿色指示灯亮，表示合闸完毕，储能开关恢复原位，此时，主开关的辅助触点断开，电机停转。第五十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五②

DW95电磁操作合闸

DW95自动断路器采用电磁操作，弹簧储能合闸。

当发电机建压后，电源经合闸操作按钮A的常闭接点、整流二极管D1、限流电阻R、中间继电器ZJ的常闭接点ZJ/1和ZJ/2，对电容C进行充电，做好合闸准备。

第五十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五合闸时，按下合闸操作自动复位按钮A，其常闭接点断开，常开接点闭合，C的充电回路被断开，已充电的C经A的常开接点(现已闭合)、主开关的常闭辅助触点DF1立即对ZJ放电。

第五十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五ZJ获电后立即动作，ZJ/1和ZJ/2断开，使C的充电回路保持断开。ZJ的常开触点ZJ/3闭合，使ZJ自保。ZJ的常开触点ZJ/4~ZJ/6闭合，使操作电源经ZJ/4~ZJ/6和桥式整流器D2~D5，对合闸操作电磁铁线圈HQ供电。HQ获电后动作，立即将储能弹簧拉长，使弹簧储能，此时自由脱扣机构处于“再扣”位置。第五十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五由于C很快放电结束，因此经很短时间后，C的电压降低至ZJ的释放电压，ZJ释放。于是ZJ/4~ZJ/6断开，使HQ断电。已储有位能的储能弹簧被突然释放，带动主开关合闸。第五十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五由于ZJ释放，ZJ/1和ZJ/2闭合，C又被充电；ZJ/3断开，使C对ZJ的放电回路断开，这就又为下次合闸作好了准备。当开关合闸后，因为DF1已断开，所以这时即使重按A，也不会有任何动作。第五十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五在DW95开关未合闸之前，当HQ通电吸动衔铁使储能弹簧储能的同时，压下微动开关WK，使WK闭合，给失压脱扣线圈S通电。当合闸后，WK又断开，但此时DW95开关的常开辅助触点DF2已闭合，故仍可保持S有电。第五十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五DW-98电磁合闸控制线路发动机建立电压，经二极管D向电容C充电。③DW-98电磁合闸控制线路第五十七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五合闸时，按下按钮SB，电容C对继电器KA放电，使KA吸合，其常闭触点KA1,KA2断开切断电容C充电通路，触点KA3实现自锁。其常开触点KA4、KA5闭合，接通电磁线圈KM，在电磁吸力作用下，储能弹簧拉长储能，自由脱扣机构处于“再扣”位置。DW-98电磁合闸控制线路第五十八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五由于电容两端电压很快下降，当下降到继电器KA的释放电压，KA释放，常开触点断开，储能弹簧释放，自由脱扣动作实现合闸。合闸后，主开关的辅助触点DW断开，此时再按合闸按钮SB，不会再有合闸动作。DW-98电磁合闸控制线路第五十九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五④AH型万能式自动空气断路器AH型万能式自动空气断路器的合闸操作采用电磁铁直推式合闸

第六十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五发电机建立电压后，合上电磁控制开关，继电器KA1通电，其常开触点KA1闭合后继电器KA2有电，其常开触点KA2闭合，合闸线圈HQ通电，快速将动衔铁吸上，利用动衔铁的质量和速度，通过电磁合闸柱销，对四连杆机构产生一个较大的冲击，推动合闸机构合闸。第六十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五合闸后，自动开关的辅助常开触点DF1闭合，继电器KA3通电，其常闭触点KA3断开，继电器KA1断电，其常开触点KA1断开，控制继电器KA2失电，触点KA2断开，从而使合闸线圈HQ断电，电磁吸力消失，合闸动衔铁在自身重力和复位弹簧作用下掉落，恢复原样，准备下次合闸。第六十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五2）分闸操作万能式自动空气断路器有手动机械分闸和电磁分闸两种分闸操作方式，一般由自由脱扣机构实现分闸操作。

“自由脱扣”是指主电路中出现故障电流时，不论操作手柄在什位置，触头均能迅速分断电路。第六十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五自由脱扣机构的作用是使触头保持闭合或迅速分断。它是触头系统和操作传动装置之间的联系机构。

自由脱扣机构功能

①将手柄或电动合闸部分的操作传递给触头系统②完成合闸操作后维持触头系统处于接通位置③继电保护部分动作能够使它自由脱扣第六十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五典型自由脱扣机构由四连杆机构组成(a)合闸位置(b)自动分闸后的位置(c)准备合闸位置（“再扣”位置）第六十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五(a):合闸位置，此时连杆2和3几乎成一直线，绞链接点b稍低于a和c的连线，连杆2和3成为刚性连接，运动连杆处于死区，触头处于闭合状态。

(b):自动分闸后的位置，即当释放器的衔铁或顶杆向上冲击b点时，(a)位置的刚性连接被破坏，因而自由脱扣器动作而使触头分闸。(c):准备合闸位置，此时将手柄向下拉，使连杆2和3几乎成一直线刚性连接，然后再把手柄往上推，就能重新合闸，此位置也称“再扣”位置。第六十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.4.4保护机构保护机构由各种脱扣器组成，脱扣器是自动空气断路器的感受元件，当电路发生故障时，脱扣器接到信号后动作，经过断路器自身的自由脱扣机构使自动断路器分闸。

万能式自动空气断路器的脱扣器主要有：失压脱扣器、分励脱扣器、过电流脱扣器电子型脱扣器等第六十七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五第六十八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五过流脱扣器用于短路、过载保护。

过电流脱扣器分为双金属片热脱扣器和电磁式过流脱扣器。

双金属片热脱扣器具有反时限特性，当电路发生过载时，双金属片弯曲，使自动开关跳闸。电磁式过流脱扣器的电磁线圈，当通过电流大于一定数值时，脱扣器动作，使开关跳闸切断电路，可作为过载、短路保护之用。第六十九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五保护特性采用过载长延时（包括定时限和反时限两种）、短路短延时及特大短路瞬时脱扣的三段保护特性。反时限就是指过载越大，要求开关动作的时间越短；过载越小，要求开关动作的时间就越长，也就是要求开关动作的时间和过载电流成反比关系。第七十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五失压脱扣器用于欠压、失压保护。在额定电压的75％或以上时必须保证自动断路器可靠合闸。而当电压降低到额定电压40%时，断路器失压脱扣器必须可靠动作。因此，失压保护可在40％－75％额定电压范围内整定。为了避免在电网电压瞬时波动下产生误动作（如较大异步电动机启动等），要求在欠压情况下可带有1－3S左右的延时。第七十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五分励脱扣器可用于远距离遥控断路器迅速分闸。分励脱扣器的作用原理与失压脱扣器相似。但是，它是由操作人员或继电保护发出指令后执行断路器跳闸。失压脱扣器电磁线圈是串联在电源电路中，正常情况下失压脱扣器电磁线圈有电，而分励脱扣器的电磁线圈正常情况下不通电，当需要自动断路器分闸操作时，才给分励脱扣器一个控制电压，使其瞬间动作跳闸。第七十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五电子型脱扣器是用半导体元件制造的综合型保护元件，具有过负荷、短路和欠压保护等功能。电子脱扣器的一个突出特点是在环境温度变化的情况下，仍能稳定的工作。第七十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五有的船用万能式自动空气断路器还带有锁扣装置。设置它的目的，是为了在紧急情况下，保证万能式自动空气断路器不会自动跳闸。如果将锁扣装置放在“扣”的位置，脱扣器将被锁住，此时，即使发生故障，万能式自动空气断路器也不会自动跳闸。因此，只有在紧急情况下，尽管电器设备可能受到一些损伤，但也要强迫供电，而不希望断路器自动跳闸，才可以启用锁扣装置。第七十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1．5船用万能式自动空气断路器继电保护功能原理分析万能式自动空气断路器跳闸有三种办法：

①备用的手动机械脱扣跳闸；②常用的手动按钮电磁脱扣跳闸；③由继电保护装置动作自动控制脱扣器使断路器自动跳闸。前两种方法已介绍，以下重点分析继电保护装置动作自动控制脱扣器使断路器自动跳闸的方法。

第七十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.5.1DW一98型自动空气断路器继电保护功能原理分析第七十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五半导体脱扣器能实现，欠压延时跳闸保护，特大短路瞬时跳闸保护，短路短延时跳闸保护以及过载长延时跳闸保护。

1)欠压延时保护发电机电压经变压器B1的第二个副边绕组降压，并经ZL1桥式整流，R24、C8阻容滤波，稳压管W5稳压之后，做为晶体管直流稳压工作电源。

第七十七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五欠压保护的电压形成和整流滤波回路：由图中可见，发电机电压UAC，由变压器B1的第一个副边绕组降压到15V。经二极管D15半波整流，电容C5滤波，电阻Rl9、R20分压后，在R20上取出弱电直流电压控制信号。欠压保护的起动电路和时限电路，由稳压管W4，晶体管BG5和充电延时电容C6、C7等组成。

该电压信号与发电机电压成正比，加到后面的起动电路上。第七十八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五当发电机工作于正常电压时，R20上的电压可以使稳压管W4击穿，晶体管BG5处于饱和导通状态，因而其时限电路的延时电容C6被短路。BG5集电极电位约0.3V，故D17不能导通。此时，出口电路不输出欠压信号。第七十九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五当发电机电压低于欠压保护起动电压整定值，例如达65％Ue时，R20上的电压低到不足以击穿稳压管W4，晶体管BG5截止，工作电源通过电阻R22、R23对C6和C7并联充电，电容充电达单结晶体管BT的峰值电压所需的时间，就是欠压保护的延时时间。DW-98半导体脱扣器的欠压延时分0.5、1、3、5S四种可供选择，延时完毕，通过出口电路，发出欠压延时保护跳闸信号，使开关跳闸，实现发电机欠压延时保护。

第八十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五半导体脱扣器总的出口电路由单结晶体管BT和可控硅SCR组成无触点出口电路。欠压延时、特大短路瞬时、短路短延时和过载长延时跳闸保护的动作信号，分别通过二极管D17、D18和D19来起动这同一出口电路。

只要上述保护其中之一动作时，就会使触发器发出脉冲，触发SCR导通，即通过该出口电路发出跳闸控制信号。

第八十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五自动空气断路器的失压脱扣器S就是一个跳闸操作机构，当S有电时，开关才有可能合上闸，而当S失电时，开关就会自动跳闸，故可使出口电路的输出通过控制S，来操作自动跳闸。晶体管继电保护装置都是间接动作式的，因此其出口电路的输出信号，要去控制一个跳闸操作机构。第八十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五正常情况下，发电机电压经变压器Bl的第三个副边绕组降压，ZL2整流后，对S供电，其电流方向由7点到8点。当保护装置出口电路的可控硅SCR导通时，使电源(2)通过SCR给S又加上一个方向由8点到7点的电压，此电压与电源(3)对S所加电压的方向相反，相互抵消，因此使S失压，开关自动跳闸。

第八十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五2)过电流保护

第八十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五发电机的三相电流分别经三个电流变换器LH1～LH3进行检测，经三个单相桥式整流器D1～D12进行整流，由C1、C2、R1滤波之后，通过三组并联的分压器，将电流信号最后变换成弱电直流电压控制信号。显然，分压器输出电阻上的弱电直流电压控制信号与发电机的强电交流电流信号成正比。

在电路图中，从左至右，第一组分压器R2、R26、R3为特大短路瞬时跳闸保护的信号检测电路；第二组分压器R4、R27、R5为短路短延时保护的信号检测电路；第三组分压器R28、R6为过载长延时保护的信号检测电路。

(1)过电流保护的电压形成和整流滤波回路

第八十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五(2)特大短路瞬时跳闸保护的起动电路

所谓“特大短路”，在这里是指接近电源处发生短路。因为短路路径特短，阻抗很小，故短路电流特别大。由于要求快速性，因此采用电流速断保护，瞬时动作跳闸。特大短路保护的起动电路由稳压管W3和二极管D18构成。正常情况下W3截止，保护不动作。当发生特大短路时，由R26整定的电压足以使W3击穿。通过D18，使C7迅速充电，BT几乎立即发出脉冲，触发SCR导通，使S失电，开关瞬时动作跳闸，此即实现了特大短路瞬时跳闸保护。第八十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五调整R26/1，可以在(5～10)Itkoe的范围内整定起动电流值。这里)Itkoe是指脱扣器LH1～LH3的额定电流，而不是开关或发电机的额定电流。例如：DW98—400型开关的脱扣器额定电流的规格为100、150、250、300、400A。DW98—600的为500、600A。因而，在选择电流变换器LH时，要考虑到LH额定电流与发电机额定电流的相互配合。

第八十七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五(3)短路短延时跳闸保护的起动和时限电路

在离电源较远处发生短路时，发电机也会出现较大电流，根据保护选择性的要求，首先应由发生短路那一级的保护装置动作。若该保护装置失灵拒绝动作或动作迟缓了，发电机的短路短延时保护作为前一级保护的后备保护才动作，故它们需要有一个延时时限上的配合。

短路短延时保护的起动电路和时限电路，主要由稳压管W2，晶体管BG3、BG4构成的射极耦合触发器式起动电路及充电延时电容C4组成。短路短延时保护的控制信号从检测环节的R27、R5输出，经D14、W2、R14加到作为监控器BG3的基极上。第八十八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五在正常情况下，电流小于短路短延时的起动电流整定值，由分压器输出的电压低于稳压管W2的击穿电压值，W2截止，BG3无基极电流，亦截止，BG4饱和导通，C4上电压甚低，D19截止，故出口电路不工作。第八十九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五当发生短路时，电流增大，由R27整定输出的直流控制电压使W2击穿，于是BG3导通，BG4截止。由BG4的工作电源经电阻R16、R32对C4充电。当C4上的电压使D19正向导通后，C4与C7并联而被充电。电容被充电达BT峰点电压的时间，即为时限电路的延时时间。当充电达BT峰点电压时，BT发出脉冲，一触发SCR导通，使S失压，开关跳闸，从而实现了短路短延时跳闸保护。对短路短延时保护，调整R27/1的动触点，可在(3～5)Itkoe的范围内整定起动电流值。调整R32的大小，可在(0.2～0.6)秒范围内整定延时时限，保护具有定时限特性。第九十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五

(4)过载长延时保护的起动电路和时限电路过载长延时跳闸保护的起动电路和时限电路，主要由稳压管W1，晶体管BG1、BG2构成射极耦合触发器式起动电路及电阻R11、R30、电容C3构成的充电延时电路组成。发电机过载信号，由电位器R28/1整定的电压取得。这一电压，一方面作为BG1、BG2直流工作电源，另一方面又经电阻R7和R8进行分压并从R8上取出电压信号加到起动电路的W1和BG1基极上。对过载长延时保护，调整R28/1的动触头，可以在(1.0～2.5)Itkoe的范围内整定过载起动值。当起动值整定在1.2Itkoe时，调整R30的动触头，可在(5～30)s之间整定长延时的时间。第九十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五在发电机正常工作时，R8上的电压较低，稳压管W1是截止的，BG1无基极电流，也处于截止状态，BG2饱和导通，保护装置不动作。

当出现过载时，R8上的电压升高，使W1击穿，BG1饱和导通，BG2截止。这时，从R28/1上取得的电压信号，经R11、R30直接对C3充电。C3上的电压按指数规律上升，进行延时。当C3上的电压上升到足以击穿W2时，延时完毕。W2被击穿后，同短路短延时保护动作过程一样，开关跳闸，从而实现了过载长延时保护。第九十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五在分析这一部分电路时，应注意两点：①长延时的信号是经过短延时信号的通道送出去的，但由于长延时时间远大于短延时的时间，因此长延时的时间主要决定于C3充电电路的时间常数。②对C3充电的电源电压是由过电流信号变换过来的，是随过载的大小而成正比变化的电压，因此虽然C3充电电路的时间常数不变，但延时不是定时限的，过载小时延时时间长，过载大时延时时间短，这就使过载长延时保护具有反时限特性。第九十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.5.2DW一95型自动空气断路器继电保护功能原理分析第九十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.5.2DW一95型自动空气断路器继电保护功能原理分析DW一95型自动空气断路器也是用半导体脱扣器做为继电保护装置的

由变压器Bl的第二个副边绕组(2)提供了晶体管的直流工作电源和操作电源。

由变压器Bl的第三个副边绕组(3)，提供了欠压延时跳闸保护的电压控制信号。由稳压管形W6、三极管BG5和电容C24构成了欠压延时跳闸保护的起动和时限电路。

第九十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五该半导体过电流脱扣器采用过载长延时，短路短延时保护。过电流保护的信号由电流变换器LH1～LH3，经整流器ZLl，滤波器Cl、Rl、C2所提供。由稳压管W4，三极管BG3、BG4和电容Cl7构成了短路短延时跳闸保护的起动和时限电路。由稳压管W1、三极管BG1、BG2和电容C5、C6构成了过载长延时信号及跳闸保护的起动和时限电路。第九十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五由单结晶体管弛张振荡器BT1和可控硅SCR1构成了跳闸保护的无触点出口电路。它是一个由各保护输出二极管D3、D8和D13构成的三端“或门"电路所控制的装置总的出口电路。当“或门"的一端有输入时，BT1即振荡发出脉冲，使SCR1导通。因而分励脱扣器线圈FQ有电，使开关跳闸。由BT2和SCR2构成过载长延时保护讯响出口电路。

该脱扣器的跳闸操作执行元件采用分励脱扣器FQ。当按下分励脱扣器按钮FA或使SCR1导通时，FQ将通电，使开关跳闸。图中DF1为开关辅助触点，WK为微动开关，FＭ为6V讯响器。

第九十七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.5.3E系列万能式空气断路器保护装置E系列万能式断路器配有微处理（电子式）脱扣器过电流保护装置，提供过载保护（L）、选择性短路保护（S）、瞬时短路保护（I）等保护功能。第九十八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五L（长延时过流保护）S（短延时速断保护）当通过断路器的电流达到启动电流时，保护装置延时启动，其动作时间较长，为反时限特性。这一段过电流保护适用于过负荷保护。当电路中的电流达到很大数值，亦即达到速断保护的启动电流时，断路器经过一个很短的延时（例如0.1～0.4s）立即跳闸。这一段保护适用于发生短路保护电流时的动作跳闸之用，一般称为短路短延时保护。第九十九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五I（瞬动速断保护）G（接地保护）当短路电流足够大时，这一段保护瞬时动作使断路器立即跳闸，其跳闸时间一般只有0.015～0.016s。当电路中发生接地故障，故障电流达到设定的启动数值时，保护动作，断路器跳闸。

第一百页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.6自动空气断路器的选择与选择电器的一般条件一样，选择断路器的条件，主要考虑额定条件、短路条件和功能条件三方面。

1.6.1额定条件（1）断路器额定电压≥线路额定电压（2）断路器额定电流与过电流脱扣器额定电流均应≥线路计算负载电流（3）断路器失压脱扣器额定电压=线路额定电压第一百零一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.6.2短路条件1)断路器的额定分断电流断路器的额定分断电流表示断路器将预期切断的短路电流值，必须大于其工作电路短路后1／2周期时的对称交流短路电流的有效值。一般来说，低压断路器所在电路的电压越高，电路切断越困难。反之，电路电压越低，切断电流越容易。在选择断路器时，必须注意额定分断电流所对应的额定电压等级。断路器的额定分断电流，与额定电压、额定频率、短路功率因数等参数有关。第一百零二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五断路器的额定分断电流都是指在50Hz和60Hz两个频率下实现的，如果在其他频率的电路中使用，必须与制造厂协商解决。断路器的额定切断电流，仅用短路电流交流分量的有效值表示，但实际的切断电流包含有直流分量，并且短路功率因数越小，其直流分量衰减时间常数越大，则短路后1／2周期时的直流分量越大。因此，对于短路功率因数大于产品标称值时，其额定切断电流可以得到保证，而对于功率因数小于产品标称值的电路则不能得到保证。所以，在选择断路器时，必须充分考虑实际电路的短路功率因数。第一百零三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五(2)断路器的额定接通电流断路器的额定接通电流，是指在额定参数下，按照标准动作和条件，能够接通电流的最大值。

通常，交流断路器的额定接通电流，必须大于短路后1／2周期时工作电路的最大计算短路电流的非对称最大峰值，即所说的短路电流峰值。第一百零四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五通常，只对发电机用的空气断路器进行额定接通电流的校验，而对线路用的空气断路器(塑壳式断路器)未做硬性规定。线路用断路器中装设了瞬时过电流脱扣装置，当断路器接通短路电路时，断路器瞬时跳闸。因此在断路器接通时，不能克服触头间产生的电磁反作用力而进行强制接通，而是迅速地将其分断，故可不必进行接通电流校验。第一百零五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五而发电机主开关(万能式断路器)为实现系统选择性保护，不一定装设瞬时过电流脱扣装置，而要装设具有0.1～0.5秒左右的短延时过电流脱扣装置作短路保护。因此，在短路电路接通时，空气断路器要克服短路电流引起的电磁反作用力而接通，同时，一直到短延时过电流脱扣器到达整定延时之前具有通过短路电流的能力。选择断路器的额定接通电流，必须大于其工作电路的预期非对称最大短路电流峰值。第一百零六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1．6．3功能条件船用空气断路器通常用来作为发电机主开关，必须具有过载、短路、欠压和失压等保护功能。（1)空气断路器的合闸、脱扣和锁扣空气断路器的合闸操作方式有手动、电磁铁驱动、电动机驱动等。手动和电动方式一般带有贮能弹簧快速闭合机构，以增加操作的可靠性。一般小容量（断流容量不大于20kA）且不要求遥控合闸的空气断路器可选用手动合闸方式。电磁铁合闸方式结构简单，但冲击力较大。

第一百零七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五空气断路器的脱扣操作可以采用失压脱扣器，也可以采用分励脱扣器。许多空气断路器只能在失压和分励脱扣器两者中提供一种。军用舰艇以往通常要求其遥控断开，故选用分励脱扣器较多；而民用船舶则常选用失压脱扣器，而在其电路中设置断开按钮来达到遥控断开的目的。第一百零八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五为了防止电网长时间低电压运行，造成异步电机过热或并联运行发电机的无功环流，船舶要求发电机空气断路器设置欠压脱扣器。欠压脱扣器应有延时功能，以免电网短暂电压降引起误动作。有时要求在空气断路器上设置锁扣装置。以便在紧急情况下，可以将脱扣器锁住，防止其跳闸，进行强制供电。锁扣的应用仅限于很特殊的场合和特别重要设备的供电，不宜使用过多。第一百零九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五（2)空气断路器的整定电流为了过载和外部短路保护，空气断路器需在两相上设置过电流脱扣器，并按需要配备长延时、短延时、瞬时等多段选择性保护，其动作特性和整定值应满足船舶电站的系统要求。对于多台发电机组并联运行，还要设置发电机的逆功率保护，一般由逆功率继电器检测逆功率信号，并通过空气断路器的脱扣器实现发电机逆功率保护。第一百一十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1．7自动空气断路器常见故障及处理方法第一百一十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.8万能式自动空气断路器实例1.8.1E系列万能式自动空气断路器ABB公司生产的E系列万能式自动空气断路器，包括E1～E7七种基本规格。

E系列万能式自动空气断路器安装方式有固定式和抽出式。额定电压有500V和690V，额定电流从800A到4000A，分断能力从40kA到150kA。

第一百一十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五E系列断路器包括分励/合闸装置（YO/YC）、失压脱扣器（YU）、弹簧储能电动机、辅助触点、操作计数器等附件。分励/合闸线圈（YO/YC）可以实现远程控制开关装置的分或合。

当电源电压出现很大的下降或波动时，失压脱扣器使断路器跳闸，失压脱扣器与安装在断路器外部的电子延时装置配合，使断路器延迟动作，这样可以避免在电源电压暂时下降或暂时故障时断路器脱扣。第一百一十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五由于失压脱扣器与断路器间的机械闭锁结构，只有脱扣器有电压时断路器才能合闸。弹簧储能电动机对断路器操作机构的合闸弹簧进行储能。辅助触点显示断路器的分/合、断路器位置及弹簧储能等运行状态。第一百一十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五（一）E系列万能式自动空气断路器型号含义第一百一十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五例如：E1B1250PR111/P-LSIR8003PWHR表明：3极E1系列万能式自动空气断路器，短路分断能力Icu=40kA，框架电流1250A，电子脱扣器三段保护（PR111/P-LSI），脱扣器额定电流800A，抽出式，水平后接线，标准附件配置。

第一百一十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五（二）E系列万能式断路器操作机构E系列万能式断路器操作机构是属于储能型，是用预先储能的弹簧操作。弹簧储能可以手动操作前面盘的拉杆或利用齿轮式电动机电动操作。弹簧储能是在合闸操作时自动储能的。操作机构可使用在整个系列产品上，同时也可装置机械及电气防震装置。第一百一十七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五对于装有合闸及分闸装置和电动机储能装置的断路器，可实现远程分合闸。断路器的分合闸操作可通过本体上的“O”、“I”按钮实现，也可通过外部控制电路实现。第一百一十八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.8.2MT系列万能式自动空气断路器施耐德MT空气断路器

第一百一十九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五(一)、提供线路和负荷保护：

·额定电流：630～6300A

·MT630～1600A（N）全球最小的空气断路器，尺寸统一

·MT800～4000A（H，L），尺寸统一

·MT4000b～6300A，尺寸统一

·3极或4极

·固定式或抽屉式

·10种电子式保护单元，采用真实有效值测量

·具有可进行能量管理和电能质量分析的功能

·工作电压可达690VAC

·200/415VAC，分断能力42kA～150kA

·MTNA，HA，HF型负荷开关

·可反向馈电

·可使触头瞬时闭合的储能机构第一百二十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五(二)、全系列的电气附件及辅助装置：

·可用于2台或3台MT断路器之间的手动及自动电源转换系统

·电动操作机构（MCH）

·欠压脱扣线圈（MN，MNR）

·分励脱扣线圈（MX）

·合闸线圈（XF）

·辅助触点（OF，SDE，PF等）

·电气合闸按钮

·可用挂锁和/或钥匙锁锁定第一百二十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五(三)、符合主要国际标准及认证：

·IEC60947－1和60947－2

·IEC68－2－30中2型抗湿热标准

·UL489

·ANSIC37－50第一百二十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.8.3施奈德系列万能式自动空气断路器第一百二十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五第一百二十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五第一百二十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.8.3施奈德系列万能式自动空气断路器第一百二十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1．9装置式自动空气断路器实例1.9.1S系列装置式自动空气断路器由ABB公司生产的S系列装置式断路器，包括S1～S7七种基本规格，额定电压有500V和690V，额定电流从125A到1600A，分断能力从10kA至100kA。S系列装置式自动空气断路器安装方式有固定式、插入式和抽出式，三极或四极不同规格，配有前接线端子或后接线端子。1—接线端子2—固定触头3—灭弧室4—动触头5—操作机构6—电子脱扣器第一百二十七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五S系列装置式自动空气断路器包括分断单元、脱扣单元、操作机构、接线端子及辅助触点等部分。根据需要可加装失压脱扣器、分合闸线圈、操作电机及面板操作手柄等附件。1—接线端子2—固定触头3—灭弧室4—动触头5—操作机构6—电子脱扣器第一百二十八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五S1、S2、S3型断路器配有热磁过电流脱扣器，它包括过电流保护热敏感应元件和短路保护电磁元件，热敏脱扣器通过使用双金属片实现过载保护，其保护动作值（I1）从0.7至1倍In（断路器额定电流）可调；电磁脱扣器为瞬时动作型，保护动作值（I3）有5倍和10倍In（断路器额定电流）两种，动作值不可调，用于实现短路保护。1—接线端子2—固定触头3—灭弧室4—动触头5—操作机构6—电子脱扣器第一百二十九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五S4、S5、S6、S7断路器一般采用基于微处理电子技术的PR211/P、PR212/P电子式过电流脱扣器，两种脱扣器具有互换性，其过电流和跳闸时间整定可调。可实现过载、短路、接地等保护功能。脱扣器运行时不需外部电源，所需的供电电源直接由电流互感器提供，并保证脱扣器脱扣。在选择脱扣器时，脱扣器的额定电流一定要等于或大于断路器的工作电流。1—接线端子2—固定触头3—灭弧室4—动触头5—操作机构6—电子脱扣器第一百三十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1)S系列装置式自动空气断路器型号含义第一百三十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五注：脱扣器类型可选TM热磁保护：热脱扣可调（0.7～1In），S3及以下磁脱扣固定为5，10倍In。PR电子脱扣器：I：短路瞬时LI：过载长延时+短路瞬时（二段保护）LSI：过载长延时+短路短延时+短路瞬时（三段保护）LSIG：过载长延时+短路短延时+短路瞬时+接地故障（四段保护）第一百三十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五例如：S6S-800/R630LSIFF4P表示：4极S6系列装置式断路器，短路分断能力Icu=50kA，框架电流800A，电子脱扣器三段保护（PR212/P-LSI），额定电流630A，固定式前接线。第一百三十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五2)S系列装置式自动空气断路器操作机构装置式断路器操作机构为自动跳闸型，跳闸速度不受操作手柄速度和力量大小的影响。如果断路器跳闸，即使操作手柄在接通位置上，动触头也脱开。—“I”断路器合闸—“O”断路器分闸—“中间”断路器跳闸如果断路器跳闸，要重新复位后方能再次合闸。将操作手柄从中间跳闸位置移向分闸位置“O”即可。所有S系列断路器都配有一个正向操作手柄安全装置，该装置能确保操作手柄明显地指示出动触头位置。第一百三十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1.9.2NS系列装置式自动空气断路器1—端子2—外壳3—手柄及位置指示4—脱扣试验按钮5—脱扣器6—测试仪器连接孔

第一百三十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五2熔断器熔断器又称保险丝，是由可熔元件熔体(又称熔片或熔丝)和支持熔体的外壳组成。用来保护船舶电力系统中电气设备和线路的短路和防止持续过载，是一种简单的保护电器。熔断器的工作原理是把金属熔体串联在被保护的电路中，当电路过载或短路时，熔体因过电流发热熔化，从而使处于故障或非正常运行状态下的电路断开，防止事故扩大，保护电网和用电设备。第一百三十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五熔断器的金属熔体可用铜、银制成，这种熔体切面较小。也可用铅、铝、锡合金、锌等制成，这种熔体切面较大。

通过熔体的电流越大，熔体熔化的时间越短，断路越快。当电路中的故障消除后，另换一个熔体即可使电路恢复正常运行。熔断器的全部断路时间，决定于熔体熔化时间和熄弧时间。第一百三十七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五熔断器的特性具有反时限特性。通过熔体上的电流越大，其熔断时间就越短，熔断时间近似地与熔断电流的平方成反比，通常熔断器可以用作短路保护，即瞬时熔断，也可用作某些负载的热保护，即延时熔断。

当电流小到Icr时，熔断时间趋于无穷大，即不会熔断，Icr称为临界电流。熔体的额定电流IN与Icr的关系为Icr=(1.25～1.30)IN

第一百三十八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五限流型熔断器的灭弧能力强，能在短路电流达到冲击值之前即0.01s内熄灭电弧，因此有限流作用。限流熔断器都是熔管内充填有石英砂的，如RT型、RL型等。低压熔断器按保护性能分为：限流型和非限流型两大类。非限流型熔断器的灭弧能力较弱，不能躲过短路冲击电流，其灭弧时间大于0.01s，因此无限流作用。非限流熔断器都是熔管内未填石英砂的，如RM型，RC型等，这类熔断器在熔体熔断后便于更换，比较经济。第一百三十九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五熔断器价格低，结构简单，使用方便，尺寸小，重量轻，因此是防止过载和短路最常用的一种保护装置。但是熔断器不可能用作线路的控制设备，在装有熔断器的线路中，必须加装刀形开关或组合开关来接通或断开电路；另外，熔断器断流能力有限，不适用保护大功率设备，由于熔断器的灵敏度和选择性比较差，所以熔断器用于过载保护效果也不理想。第一百四十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五2．1低压熔断器型号含义RC1A—10/6：熔断器额定电流10A，熔体额定电流6A，改进型瓷插式低压熔断器。

RT10—60/50：熔断器额定电流60A，熔体额定电流50A，有填料管式低压熔断器。第一百四十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五2．2低压熔断器主要技术参数（1）额定电压（2）额定电流（3）分断能力第一百四十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五（1）额定电压（2）额定电流保证熔断器能够长期正常工作时所承受的电压，其值一般等于或大于电气设备的额定电压。熔断器长期工作时，各部件温升不超过规定值时所能承受的电流。熔断器的额定电流与熔体的额定电流不是一个概念，如RL1—60型熔断器，其熔断器额定电流为60A，但其熔体额定电流可能是40A、50A、60A等。也就是几个规格的熔体电流可以使用同一规格的熔断器。（3）分断能力熔断器在规定的条件下，能分断的最大电流值。

第一百四十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五2．3船用熔断器船上常用的熔断器有瓷插式熔断器、无填料密闭管式熔断器、螺旋式熔断器及有填料管式熔断器等。（1）瓷插式熔断器瓷插式熔断器由装有静触点的瓷质底盒和装有动触点和熔丝的瓷盖组成，图5—14为RC1A系列插入式熔断器外形图。常见的熔丝材料有铅锡合金熔丝、铅锑合金熔丝、铜银熔丝等。第一百四十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五瓷插式熔断器应用在住宅照明和生活用电的配电线路中，作为电气设备的短路保护及一定程度的过载保护。

第一百四十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五（2）无填料密闭管式熔断器无填料密闭管式熔断器由纤维质熔管、变截面锌熔片和触头底座等组成，图5—15为RM10系列无填料密闭管式熔断器外形图。第一百四十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五短路时，短路电流首先使熔片窄部（其电阻较大）加热熔化，使熔管内形成几段串联短弧，而且由于中间各段熔片跌落，迅速拉长电弧，使短路电弧加速熄灭。过负荷时，由于过负荷电流加热熔片的时间较长，而且熔片窄部的散热较好，因此往往不在窄部熔断，而在宽窄之间的斜部熔断。由熔片熔断的部位，可以大致判断熔断器熔断的故障性质。第一百四十七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五无填料密闭管式熔断器适用于交流额定电压500V或直流额定电压440V及以下电压等级的动力网络和成套配电设备中，作为导线，电缆及较大容量电气设备的短路和过载保护。第一百四十八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五（3）螺旋式熔断器螺旋式熔断器由瓷帽、熔断管、瓷套、上接线端、底座、下接线端组成，图5—16为RL1系列螺旋式熔断器外形图。第一百四十九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五熔断管旋入底座后即将熔管串接在电路中。熔断管内有熔体，其周围充满石英砂填料，当熔体烧断时，瓷帽上的熔断指示器跳出，从瓷帽的玻璃窗口可观察。由于熔断器各个部分均可拆卸，更换熔管十分方便。熔体周围充满石英砂填料，导热性好，提高了灭弧能力。螺旋式熔断器的电源线应接在瓷底座的下接线座上，负载线应接在螺纹壳的上接线座上，以保证操作者的安全。第一百五十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五螺旋式熔断器广泛应用于控制箱，配电屏、机床设备及振动较大的场合，在交流额定电压500V，额定电流200A及以下的电路中，作过载和短路保护器件使用。第一百五十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五（4）有填料管式熔断器有填料管式熔断器由瓷熔管、栅状铜熔体、触头底座及填料石英砂等组成。图5—17为RT系列有填料管式熔断器外形图。第一百五十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五短路电流通过栅状熔体时，由于引燃栅具有等电位作用，而变截面小孔处的电阻较大，所以在一圈变截面小孔处同时产生电弧，这些并行电弧又在石英砂填料内燃烧，因此被快速熄灭，切除短路故障。当过负荷电流通过栅状熔体时，其中部的“锡桥”在“冶金效应”作用下熔断。熔体熔断后，有红色的熔断指示器从一端弹出，便于值班人员巡视和处理。第一百五十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五有填料管式熔断器由于分断能力大，广泛应用于短路电流较大的电力输配电系统中，作为电缆、导线和电气设备的过载和短路保护。第一百五十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五2．3低压熔断器选择及使用2．3．1熔断器选用原则1）熔断器类型应符合设备的要求和安装场所的特点。2）熔断器额定电压必须大于线路的额定电压。3）熔断器额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。4）照明、电热等电流较稳定、无冲击电流的电阻性负载，选熔体额定电流大于或等于负载额定电流的1.1倍。第一百五十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五5）单台不经常起动且起动时间不长的电动机负载，选熔体额定电流大于或等于电动机额定电流的1.5～2.5倍；对频繁起动或起动时间较长的电动机，熔体额定电流应大于或等于电动机额定电流的3～3.5倍。

6）多台电动机的短路保护，熔体额定电流应大于或等于其中最大容量电动机额定电流的1.5～2.5倍加上其余电动机额定电流的总和。7）熔断器的分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。第一百五十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五2．3．2熔断器使用注意事项

1）熔断器安装时应完整无损，保证熔体和夹头以及夹头和夹座接触良好，并保证熔体的额定电压、额定电流值与负载相匹配。2）熔断器内要安装合格的熔体，不能用多根小规格熔体并联代替一根大规格熔体使用。3）安装熔断器时要做到下一级熔体规格比上一级小，以实现保护选择性。第一百五十七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五4）熔丝应在熔断器的螺栓上顺时针方向缠绕，并压在垫圈下，拧紧螺钉的力应适当，做到既保证接触良好，又不损伤熔丝，以免减少熔丝的截面积，产生局部过热而产生误动作。5）更换熔体或熔管时，必须切断电源。尤其不允许带负荷操作，以免发生电弧灼伤。6）熔断器兼做隔离器件使用时应安装在控制开关的电源进线端；若仅作短路保护用，应装在控制开关的出线端。7）因为熔断器对于轻度过载反应比较迟钝，一般只作短路保护使用。第一百五十八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五第3节船舶同步发电机的继电保护船舶同步发电机主要应设置过载、短路、欠压和逆功率四种继电保护。

第一百五十九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五第一百六十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五第一百六十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五第一百六十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1船舶同步发电机的过载保护对于同步发电机的过载，可以利用当发电机过载时，必定会出现过电流现象，来加以检测。因为同步发电机上装有自动电压调整器，在电压不变的情况下，当发电机过载时，必然要出现输出电流过大的现象，所以只要装设反映同步发电机过电流的继电保护装置，就可实现对同步发电机的过载保护。第一百六十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五处理船舶同步发电机的过载问题，要兼顾到两方面，一方面要保护发电机不受损坏；另一方面还要考虑到尽量保证不中断供电。因此，当发电机过载时，应自动发出发电机过载报警信号，以警告运行人员及时处理或同时发出自起动指令，以自动起动备用发电机组。若在一定时间内仍不能解除过载时，为保护发电机不被损坏，就应自动的将发电机从汇流排上切除，并发出发电机过载自动跳闸信号。第一百六十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五船舶发电机对过载有一定的承受能力第一百六十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五当相当大的电动机起动或多台电动机同时起动时，起动电流可能很大，以至超过发电机的额定电流，此时发电机的过载保护不应动作。为保证保护装置动作的可靠性，需要从时间上躲开这种暂时性的过电流现象，电动机起动电流一般在10s左右即可消失，故发电机过载保护的动作时限一般要大于10s。另外，若在离发电机远处短路时，短路电流值也可能超过发电机过载时的整定值，为保证保护装置动作的可靠性和选择性，也要求发电机过载保护能从时间上躲开这种情况。所以，从系统对发电机过载保护的要求方面看，发电机过载保护必须具有一定的时限。第一百六十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五对船舶发电机过载保护装置的起动电流Iqd和动作时限t可做如下整定：

为保证在正常工作时保护装置不动，应使起动电流Iqd大于发电机的额定电流Ife，即Iqd>Ife。为保证保护的可靠性，应使保护装置能可靠的返回，则要求返回电流Ifh大于发电机额定电流Ife，即Ifh>Ife。考虑到继电器起动电流和返回电流可能有误差，故取一可靠系数Kk>1，则可写成Ifh=KkIfe第一百六十七页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五根据返回系数Kfh的定义：

则可得起动电流为：

第一百六十八页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五对于船舶发电机过载保护，Kk=1～1.2，Kfh=0.8～0.9。于是，船舶发电机过载保护装置的起动电流可整定为:当Kfh越大，即越趋近于1时，Iqd越小，即越灵敏。当Kk越小，则Iqd越小，所以也越灵敏。因而，对只发报警信号或自动卸载信号或备用机组自起动信号的过载保护装置，Kk可取得小些，以提高其灵敏性，而对动作于发电机跳闸的过载保护，Kk要取得大些，以保证其可靠性。

第一百六十九页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五船舶发电机过载保护装置动作时限的整定，主要考虑躲开大电动机或几台较大电动机同时起动的时间。一般电动机起动时间为5～10S，所以过载保护的动作时限可整定在10～20S。

第一百七十页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五1．1船舶同步发电机的过载保护的处理方式第一百七十一页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五船舶同步发电机的过载保护装置主要由自动分级卸载装置、万能式自动空气断路器中的过电流脱扣器和综合保护装置中的晶体管过电流继电器等担当，后面将做单独介绍。第一百七十二页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五2）船舶自动化电站过载保护的处理方式船舶自动化电站一般当单机功率达到其额定功率的（70～80%），就发出启动备用机组的指令，备用机组启动成功，自动进行并车，自动平均分配负荷，确保单机不过载。当方式选择开关在手动位置或无备用机组使用时，随着负载的增加，有自动分级卸载装置的船舶电站将自动进行发电机分级卸载，以确保重要负荷的运行。第一百七十三页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五3）自动分级卸载保护发电机自动分级卸载(automaticunload)，又称优先脱扣(preferentialtrip)，是属发电机过载保护的一种形式。

当发电机发生持续过载时，经延时，发电机过载保护动作，将造成发电机跳闸。要使发电机不中断供电且避免过载，当出现过载信号时，必须在长延时脱扣器的延时时间内，切除电网中正在运行的一些次要负载，使发电机脱离过载状态，从而保证电站对重要负载的连续供电，这就是发电机自动卸载。船舶电站一般将负载按重要程度及工作特点的不同，分成1～2级次要负载，从而实现多次自动卸载，这称为发电机自动分级卸载。

第一百七十四页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五显然，发电机自动分级卸载保护必须与发电机过载保护的延时特性要相互配合，我国一般规定：对有分级自动卸载装置的发电机过载保护，当过载达110％～120％额定值时，延时5～l0s使自动卸载装置动作，自动卸掉部分次要负载。当过载达150％额定值时，延时10～20s，过载保护装置动作，使发电机自动跳闸。第一百七十五页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五优先脱扣过电流继电器的整定优先脱扣过电流继电器的整定值包括动作电流值和延时时间两个方面。1）动作电流的整定。动作电流的整定通常是以发电机过载保护的长延时整定电流为基础，例如，某集装箱船发电机的额定电流为770A，其优先脱扣过电流继电器整定为0.90倍的长延时脱扣器整定电流，某公司设计标准为长延时整定值的82％－96％可调，则：长延时整定电流=770×1.1＝847A优先脱扣整定电流=847×0.9＝762A优先脱扣整定电流为发电机额定电流的99％。

第一百七十六页，共二百七十三页，编辑于2023年，星期五（2）延时时间的整定。不仅要求该过电流继电器的动作电流整定值与发电机过载保护的长延时整定电流相协调，而且延时时间的整定也应很好协调。在实际设计中，长延时脱扣器的延时通常整定为15一30s，所以，优先脱扣的过电流继电器的延时，通常整定值应小于15s。有关公司标准为5－1