因此在船舶電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，都要采取切實(shí)有效的措施，盡量避免不正常運(yùn)行狀態(tài)和短路故障的發(fā)生。

最有效的辦法之一，就是在船舶電力系統(tǒng)中裝設(shè)繼電保護(hù)裝置，以自動(dòng)迅速地切除故障。1船舶電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)和作用船舶電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用就是監(jiān)視電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。同時(shí)它還是船舶電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要組成部分。⑴當(dāng)船舶電力系統(tǒng)發(fā)生故障或有必將導(dǎo)致故障的趨勢(shì)時(shí)，繼電保護(hù)裝置能準(zhǔn)確、自動(dòng)地檢測(cè)出其信號(hào)，并迅速及時(shí)地將故障電路從系統(tǒng)中切除，以保證船舶電力系統(tǒng)的正常電路和設(shè)備安全運(yùn)行。⑵當(dāng)船舶電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)且短時(shí)還不足以造成破壞時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，警示值班人員及時(shí)進(jìn)行處理，以防不正常運(yùn)行狀態(tài)繼續(xù)發(fā)展和導(dǎo)致事故的發(fā)生。⑶配合自動(dòng)控制裝置，自動(dòng)消除或減少事故的發(fā)生。

2船舶電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的內(nèi)容及構(gòu)成2.1繼電保護(hù)的主要內(nèi)容有1）船舶發(fā)電機(jī)的保護(hù)2）船舶電力網(wǎng)的保護(hù)3）船舶用電設(shè)備的保護(hù)2.2繼電保護(hù)裝置的基本構(gòu)成繼電保護(hù)裝置一般由測(cè)量電路、邏輯電路和輸出電路三大部分構(gòu)成。測(cè)量電路反應(yīng)被保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的變化，并與保護(hù)的整定值進(jìn)行比較。如果運(yùn)行參數(shù)達(dá)到整定值，則測(cè)量電路就起動(dòng)，向邏輯電路送去信號(hào)。

邏輯電路接受測(cè)量電路送來(lái)的信號(hào)，根據(jù)保護(hù)的要求，進(jìn)行綜合判斷，決定裝置是否動(dòng)作。若保護(hù)裝置應(yīng)該動(dòng)作，邏輯電路就向輸出部分送去信號(hào)。輸出電路根據(jù)保護(hù)裝置的任務(wù)，向斷路器發(fā)出跳閘信號(hào)，或者發(fā)出報(bào)警信號(hào)。3對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求根據(jù)船舶電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置所承擔(dān)的基本任務(wù)和作用，一般對(duì)繼電保護(hù)裝置有四項(xiàng)基本要求。

1）選擇性

2）速動(dòng)性3）靈敏性4）可靠性1）選擇性

在選擇性保護(hù)中，若前一級(jí)保護(hù)裝置拒絕動(dòng)作，則后一級(jí)保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作。

實(shí)現(xiàn)保護(hù)選擇性有兩個(gè)基本原則：時(shí)間原則電流原則①時(shí)間原則時(shí)間原則是指以保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限的不同，來(lái)保證選擇性。

設(shè)ACB1、MCB3和MCB5的過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限分別為t1、t3和t5

。t1＞t3＞t5t3=t5+Δtt1=t3+Δt=t5+2Δt一般繼電保護(hù)裝置取Δt=（0.1～0.4）秒。②電流原則電流原則可以依次整定各級(jí)繼電保護(hù)裝置的始動(dòng)值來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常依次整定繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的電流值的不同，來(lái)保證選擇性。在船舶電力系統(tǒng)中，最好采用時(shí)間原則和電流原則相結(jié)合的方法，來(lái)滿(mǎn)足保護(hù)選擇性和快速性的要求。

繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作電流整定值，從負(fù)載至電源端，逐級(jí)加大整定各級(jí)保護(hù)的動(dòng)作電流整定值。2）速動(dòng)性速動(dòng)性就是要求保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)力求短。迅速切除故障可減輕被保護(hù)設(shè)備的損壞程度、防止故障蔓延，并減少對(duì)非故障電路的影響。(1)熱效應(yīng)方面要求快速切除短路故障的理由主要有以下兩方面:

(2)對(duì)負(fù)荷的影響方面(1)熱效應(yīng)方面通過(guò)電氣元件的短路電流產(chǎn)生的熱量Q與短路電流

Ik的平方和時(shí)間t成正比，即：

由此可見(jiàn)，短路切除得越快，產(chǎn)生的熱量越小，設(shè)備越不易燒壞。

(2)對(duì)負(fù)荷的影響方面短路對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的影響最明顯，因異步機(jī)的轉(zhuǎn)矩M是和電壓的平方成正比的，即：若電壓U下降較大，轉(zhuǎn)矩

M下降更大，會(huì)使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。若短路故障很快切除，非故障部分的電壓可迅速恢復(fù)。3）靈敏性繼電保護(hù)裝置的靈敏性是指對(duì)于其保護(hù)范圍內(nèi)的故障或不正常工作狀態(tài)的反應(yīng)能力。

靈敏性愈高，故障發(fā)覺(jué)和切除得就愈早，對(duì)系統(tǒng)的影響和設(shè)備的破壞就愈小。保護(hù)裝置的靈敏性，可用靈敏度來(lái)表示。

4）可靠性可靠性是指裝置本身要能可靠地工作繼電保護(hù)裝置的可靠性主要取決于：保護(hù)方式的選擇，裝置本身的質(zhì)量，整定計(jì)算和調(diào)試，安裝、維護(hù)和檢修質(zhì)量等。

在應(yīng)用中對(duì)于具體問(wèn)題需結(jié)合實(shí)際，具體分析和解決，例如，對(duì)于過(guò)載保護(hù)，主要是考慮它的可靠性，并不要求它的速動(dòng)性；而對(duì)于短路保護(hù)，則要盡量考慮它的速動(dòng)性。從對(duì)保護(hù)裝置的上述基本要求中可以看出，這四個(gè)方面是互相聯(lián)系、互相制約的。例如：若速動(dòng)性很高，則選擇性就要差些，反之亦是。若可靠性很高，則靈敏性就要差些，反之亦然。第2節(jié)船舶電力系統(tǒng)主要保護(hù)電器

具有保護(hù)功能的電器稱(chēng)為保護(hù)電器

自動(dòng)空氣斷路器熔斷器逆功率繼電器負(fù)序繼電器等等1船舶電力系統(tǒng)自動(dòng)空氣斷路器船舶電力系統(tǒng)自動(dòng)空氣斷路器既是一種開(kāi)關(guān)電器，又是一種保護(hù)電器。

自動(dòng)空氣斷路器，是船舶電力系統(tǒng)中常用的一種配電保護(hù)電器，集控制與多種保護(hù)功能于一體，在正常情況下可用于不頻繁地接通和斷開(kāi)電路，當(dāng)電路中發(fā)生短路等故障時(shí)，能自動(dòng)切斷故障電路，保證線(xiàn)路和電氣設(shè)備的安全。

1.1船用自動(dòng)空氣斷路器分類(lèi)及功能船用自動(dòng)空氣斷路器可分為:萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器(aircircuitbreaker，ACB)裝置式自動(dòng)空氣斷路器（mouldedcasecircuitbreaker，MCB）也稱(chēng)框架式自動(dòng)空氣斷路器

也稱(chēng)塑殼式自動(dòng)空氣斷路器1.1.1船用萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器

船用萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器一般裝設(shè)在配電裝置內(nèi)，也可安裝在墻上或支架上，因此又稱(chēng)“框架式”斷路器?？蚣苁綌嗦菲魉械慕M件，如觸頭系統(tǒng)、滅弧室、脫扣器和操作機(jī)構(gòu)均裝在一個(gè)絕緣的金屬框架內(nèi)。

船用萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器具有多種操作方式和保護(hù)方案，它既可采用手柄手動(dòng)操作，又可使用按鈕手動(dòng)遙控操作，也可以采用自動(dòng)操作。

萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器的保護(hù)有熱脫扣器、電磁式脫扣器、電子式及智能化脫扣器等保護(hù)裝置。智能化脫扣器可實(shí)現(xiàn)選擇性斷開(kāi)，并具有動(dòng)作顯示、記錄和報(bào)警等功能，整定電流和故障電流（過(guò)載電流和短路電流）可在脫扣器面板上顯示出來(lái)。

我國(guó)生產(chǎn)的船用萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器主要有DW系列和引進(jìn)產(chǎn)品AH型（國(guó)內(nèi)編號(hào)DW914型）等幾種。

1.1.2船用裝置式自動(dòng)空氣斷路器裝置式自動(dòng)空氣斷路器為封閉式結(jié)構(gòu)，除操作手柄及接線(xiàn)端子外露外，其余部件（觸頭、滅弧室、脫扣器和操作機(jī)構(gòu)）均裝在塑料外殼之內(nèi)。

裝置式自動(dòng)空氣斷路器除具有過(guò)載、短路保護(hù)功能外，特殊的還具有失壓等保護(hù)功能，因此，當(dāng)發(fā)電機(jī)功率小于50kW時(shí)，也可用作發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)。1.2自動(dòng)空氣斷路器型號(hào)含義例如：DW98-500/33表示船用萬(wàn)能式低壓斷路器，額定電流500A，3極，復(fù)式脫扣保護(hù)。DZ91-100/33表示船用裝置式低壓斷路器，額定電流100A，3極，復(fù)式脫扣保護(hù)。斷路器型號(hào)隨著廠家的不同其含義及命名方法有所不同。1.3自動(dòng)空氣斷路器電氣參數(shù)1）額定電壓

額定電壓是指在規(guī)定條件下，自動(dòng)空氣斷路器在長(zhǎng)期工作中能承受的最高電壓。額定電壓一般在690V以下2）額定電流

額定電流是指在規(guī)定條件下，自動(dòng)空氣斷路器在合閘位置允許長(zhǎng)期通過(guò)的最大工作電流。額定電流一般從幾十安到4000安之間3）短路接通能力

當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，自動(dòng)空氣斷路器能承受的最大短路電流值。

一般從幾十千安到150千安4）短路分?jǐn)嗄芰?/p>

當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，自動(dòng)空氣斷路器分?jǐn)嚯娏鳎ɑ螂娀。┑哪芰Α?/p>

一般從幾十千安到100千安5）機(jī)械壽命

自動(dòng)空氣斷路器在需要修理或更換機(jī)械零件前所能承受的無(wú)載操作次數(shù)稱(chēng)為機(jī)械壽命。6）電壽命在規(guī)定的正常工作條件下，自動(dòng)空氣斷路器不需修理或更換零件情況下，帶負(fù)荷操作的次數(shù)稱(chēng)為電壽命。萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器的框圖由觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、自由脫扣機(jī)構(gòu)、操作傳動(dòng)裝置和保護(hù)元件組成。1.4萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器結(jié)構(gòu)主觸頭承擔(dān)電路的正常工作電流?；∮|頭是為了避免斷開(kāi)電路時(shí)產(chǎn)生的電弧燒壞主觸頭而設(shè)置的。副觸頭是考慮到斷開(kāi)電路時(shí)，電流由主觸頭移到弧觸頭的瞬間，可能因壓降太大產(chǎn)生電弧燒壞主觸頭而設(shè)置的。1.4.1觸頭系統(tǒng)船用萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器的觸頭系統(tǒng)一般由二到三組觸頭以及多組輔助觸點(diǎn)組成。觸頭一般包括主觸頭、副觸頭（又稱(chēng)預(yù)接觸頭）和滅弧觸頭。

邏輯動(dòng)作順序是：在合閘時(shí)，先接通弧觸頭，然后接通副觸頭，最后才接通主觸頭；在分閘時(shí)，先斷開(kāi)主觸頭，然后是副觸頭，最后才是弧觸頭。

副觸頭則采用紫銅材料。弧觸頭要采用耐電弧、抗熔焊的材料制成，如銅或銅鎢合金。主觸頭要求采用良好的導(dǎo)電材料，如銀鎢合金。船用萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器還包括多組輔助觸點(diǎn)（多組常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)），用于控制電路中，以指示空氣斷路器的通、斷狀態(tài)。

1.4.2滅弧裝置船用萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器的滅弧裝置隨斷路器的結(jié)構(gòu)而異，采用較多的是滅弧罩加磁吹線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)。要想提高空氣斷路器的斷流容量，必須具有強(qiáng)滅弧性能，通常采用復(fù)式滅弧原理，即具有去離子?xùn)牌蜏缪鏂牛詼p小斷開(kāi)斷路器時(shí)的飛弧區(qū)域。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，強(qiáng)大的電流以電弧的形式進(jìn)入滅弧柵片，利用復(fù)式滅弧柵片將長(zhǎng)弧隔離成多段短弧縮小飛弧距離，使電弧迅速降溫熄滅。船用萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器有三個(gè)滅弧罩，內(nèi)部分別是斷路器的三相動(dòng)、靜觸頭。這樣設(shè)計(jì)的作用是使滅弧罩內(nèi)的電弧迅速熄滅，以保護(hù)觸頭不被電弧灼傷或熔焊，同時(shí)各相電弧在各自的滅弧罩內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生三相弧光短路，提高了斷路器的使用壽命和工作的可靠性。

1.4.3操作機(jī)構(gòu)萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器的操作機(jī)構(gòu)可分為合閘操作機(jī)構(gòu)和分閘脫扣機(jī)構(gòu)

1）合閘操作目前船舶采用的空氣斷路器有三種合閘操作方式，手柄合閘、電動(dòng)機(jī)合閘和電磁鐵合閘方式。

自動(dòng)空氣斷路器的傳動(dòng)裝置有手柄式、連桿式、電磁式、電動(dòng)式等幾種。合閘前都必須使儲(chǔ)能彈簧儲(chǔ)能,自由脫扣機(jī)構(gòu)“再扣”,利用儲(chǔ)能彈簧釋放的能量實(shí)現(xiàn)合閘。船用萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器大多采用按鈕合閘操作，其內(nèi)部實(shí)際合閘操作機(jī)構(gòu)不是電磁鐵形式就是電動(dòng)機(jī)形式，但均要保留有手柄操作方式。

手柄操作合閘方式一般只在檢查和特殊情況下使用。一般較大容量的開(kāi)關(guān)是采用電合閘，以減少操作強(qiáng)度，并能滿(mǎn)足自動(dòng)控制和遙控操作的需要。不論哪一種操作方式，均要首先使貯能彈簧貯能，并使自由脫扣機(jī)構(gòu)“再扣”，然后利用彈簧的貯能快速合閘，即使合閘的時(shí)間與操作無(wú)關(guān)，僅與斷路器內(nèi)部機(jī)構(gòu)有關(guān)。

目前萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器，采用電磁鐵合閘操作機(jī)構(gòu)的合閘時(shí)間一般在0.1s左右，采用電動(dòng)機(jī)合閘操作機(jī)構(gòu)的合閘時(shí)間一般為0.3~0.4s左右。也有先將手柄搖轉(zhuǎn)38圈左右使主彈簧儲(chǔ)能(也有發(fā)電機(jī)建壓后主開(kāi)關(guān)自行使主彈簧儲(chǔ)能的，因此不需要搖動(dòng))，使自由脫扣機(jī)構(gòu)達(dá)“再扣”位置，然后將手柄再搖轉(zhuǎn)2～4圈左右，使儲(chǔ)能彈簧釋放，實(shí)現(xiàn)合閘。手柄合閘操作依照主開(kāi)關(guān)類(lèi)型不同，其操作方法也不一樣：有的先將合閘手柄逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)120°左右，然后順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)120°左右來(lái)實(shí)現(xiàn)合閘；有的先將合閘手柄向下扳動(dòng)，然后向上扳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)合閘的；

c.AH型采用電磁鐵直推式合閘電磁或電動(dòng)合閘a.DW-94型采用電動(dòng)合閘b.DW-95、DW-98型采用電磁合閘DW95電磁操作合閘

DW95自動(dòng)斷路器采用電磁操作，彈簧儲(chǔ)能合閘。

當(dāng)發(fā)電機(jī)建壓后，電源經(jīng)合閘操作按鈕A的常閉接點(diǎn)、整流二極管D1、限流電阻R、中間繼電器ZJ的常閉接點(diǎn)ZJ/1和ZJ/2，對(duì)電容C進(jìn)行充電，做好合閘準(zhǔn)備。

合閘時(shí)，按下合閘操作自動(dòng)復(fù)位按鈕A，其常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)接點(diǎn)閉合，C的充電回路被斷開(kāi)，已充電的C經(jīng)A的常開(kāi)接點(diǎn)(現(xiàn)已閉合)、主開(kāi)關(guān)的常閉輔助觸點(diǎn)DF1立即對(duì)ZJ放電。

ZJ獲電后立即動(dòng)作，ZJ/1和ZJ/2斷開(kāi)，使C的充電回路保持?jǐn)嚅_(kāi)。ZJ的常開(kāi)觸點(diǎn)ZJ/3閉合，使ZJ自保。ZJ的常開(kāi)觸點(diǎn)ZJ/4~ZJ/6閉合，使操作電源經(jīng)ZJ/4~ZJ/6和橋式整流器D2~D5，對(duì)合閘操作電磁鐵線(xiàn)圈HQ供電。HQ獲電后動(dòng)作，立即將儲(chǔ)能彈簧拉長(zhǎng)，使彈簧儲(chǔ)能，此時(shí)自由脫扣機(jī)構(gòu)處于“再扣”位置。由于C很快放電結(jié)束，因此經(jīng)很短時(shí)間后，C的電壓降低至ZJ的釋放電壓，ZJ釋放。于是ZJ/4~ZJ/6斷開(kāi)，使HQ斷電。已儲(chǔ)有位能的儲(chǔ)能彈簧被突然釋放，帶動(dòng)主開(kāi)關(guān)合閘。由于ZJ釋放，ZJ/1和ZJ/2閉合，C又被充電；ZJ/3斷開(kāi)，使C對(duì)ZJ的放電回路斷開(kāi)，這就又為下次合閘作好了準(zhǔn)備。當(dāng)開(kāi)關(guān)合閘后，因?yàn)镈F1已斷開(kāi)，所以這時(shí)即使重按A，也不會(huì)有任何動(dòng)作。在DW95開(kāi)關(guān)未合閘之前，當(dāng)HQ通電吸動(dòng)銜鐵使儲(chǔ)能彈簧儲(chǔ)能的同時(shí)，壓下微動(dòng)開(kāi)關(guān)WK，使WK閉合，給失壓脫扣線(xiàn)圈S通電。當(dāng)合閘后，WK又?jǐn)嚅_(kāi)，但此時(shí)DW95開(kāi)關(guān)的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)DF2已閉合，故仍可保持S有電。DW-98電磁合閘控制線(xiàn)路發(fā)動(dòng)機(jī)建立電壓，經(jīng)二極管D向電容C充電。DW-98電磁合閘控制線(xiàn)路合閘時(shí)，按下按鈕SB，電容C對(duì)繼電器KA放電，使KA吸合，其常閉觸點(diǎn)KA1,KA2斷開(kāi)切斷電容C充電通路，觸點(diǎn)KA3實(shí)現(xiàn)自鎖。其常開(kāi)觸點(diǎn)KA4、KA5閉合，接通電磁線(xiàn)圈KM，在電磁吸力作用下，儲(chǔ)能彈簧拉長(zhǎng)儲(chǔ)能，自由脫扣機(jī)構(gòu)處于“再扣”位置。DW-98電磁合閘控制線(xiàn)路由于電容兩端電壓很快下降，當(dāng)下降到繼電器KA的釋放電壓，KA釋放，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，儲(chǔ)能彈簧釋放，自由脫扣動(dòng)作實(shí)現(xiàn)合閘。合閘后，主開(kāi)關(guān)的輔助觸點(diǎn)DW斷開(kāi)，此時(shí)再按合閘按鈕SB，不會(huì)再有合閘動(dòng)作。DW-98電磁合閘控制線(xiàn)路2）分閘操作萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器有手動(dòng)機(jī)械分閘和電磁分閘兩種分閘操作方式，一般由自由脫扣機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分閘操作。

“自由脫扣”是指主電路中出現(xiàn)故障電流時(shí)，不論操作手柄在什位置，觸頭均能迅速分?jǐn)嚯娐贰Ｗ杂擅摽蹤C(jī)構(gòu)的作用是使觸頭保持閉合或迅速分?jǐn)?。它是觸頭系統(tǒng)和操作傳動(dòng)裝置之間的聯(lián)系機(jī)構(gòu)。

自由脫扣機(jī)構(gòu)功能

①將手柄或電動(dòng)合閘部分的操作傳遞給觸頭系統(tǒng)②完成合閘操作后維持觸頭系統(tǒng)處于接通位置③繼電保護(hù)部分動(dòng)作能夠使它自由脫扣典型自由脫扣機(jī)構(gòu)由四連桿機(jī)構(gòu)組成(a)合閘位置(b)自動(dòng)分閘后的位置(c)準(zhǔn)備合閘位置（“再扣”位置）(a):合閘位置，此時(shí)連桿2和3幾乎成一直線(xiàn)，絞鏈接點(diǎn)b稍低于a和c的連線(xiàn)，連桿2和3成為剛性連接，運(yùn)動(dòng)連桿處于死區(qū)，觸頭處于閉合狀態(tài)。

(b):自動(dòng)分閘后的位置，即當(dāng)釋放器的銜鐵或頂桿向上沖擊b點(diǎn)時(shí)，(a)位置的剛性連接被破壞，因而自由脫扣器動(dòng)作而使觸頭分閘。(c):準(zhǔn)備合閘位置，此時(shí)將手柄向下拉，使連桿2和3幾乎成一直線(xiàn)剛性連接，然后再把手柄往上推，就能重新合閘，此位置也稱(chēng)“再扣”位置。1.4.4保護(hù)機(jī)構(gòu)保護(hù)機(jī)構(gòu)由各種脫扣器組成，脫扣器是自動(dòng)空氣斷路器的感受元件，當(dāng)電路發(fā)生故障時(shí)，脫扣器接到信號(hào)后動(dòng)作，經(jīng)過(guò)斷路器自身的自由脫扣機(jī)構(gòu)使自動(dòng)斷路器分閘。

萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器的脫扣器主要有：失壓脫扣器、分勵(lì)脫扣器、過(guò)電流脫扣器電子型脫扣器等過(guò)流脫扣器用于短路、過(guò)載保護(hù)。

過(guò)電流脫扣器分為雙金屬片熱脫扣器和電磁式過(guò)流脫扣器。

雙金屬片熱脫扣器具有反時(shí)限特性，當(dāng)電路發(fā)生過(guò)載時(shí)，雙金屬片彎曲，使自動(dòng)開(kāi)關(guān)跳閘。電磁式過(guò)流脫扣器的電磁線(xiàn)圈，當(dāng)通過(guò)電流大于一定數(shù)值時(shí)，脫扣器動(dòng)作，使開(kāi)關(guān)跳閘切斷電路，可作為過(guò)載、短路保護(hù)之用。保護(hù)特性采用過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)（包括定時(shí)限和反時(shí)限兩種）、短路短延時(shí)及特大短路瞬時(shí)脫扣的三段保護(hù)特性。反時(shí)限就是指過(guò)載越大，要求開(kāi)關(guān)動(dòng)作的時(shí)間越短；過(guò)載越小，要求開(kāi)關(guān)動(dòng)作的時(shí)間就越長(zhǎng)，也就是要求開(kāi)關(guān)動(dòng)作的時(shí)間和過(guò)載電流成反比關(guān)系。失壓脫扣器用于欠壓、失壓保護(hù)。在額定電壓的75％或以上時(shí)必須保證自動(dòng)斷路器可靠合閘。而當(dāng)電壓降低到額定電壓40%時(shí)，斷路器失壓脫扣器必須可靠動(dòng)作。因此，失壓保護(hù)可在40％－75％額定電壓范圍內(nèi)整定。為了避免在電網(wǎng)電壓瞬時(shí)波動(dòng)下產(chǎn)生誤動(dòng)作（如較大異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)等），要求在欠壓情況下可帶有1－3S左右的延時(shí)。分勵(lì)脫扣器可用于遠(yuǎn)距離遙控?cái)嗦菲餮杆俜珠l。分勵(lì)脫扣器的作用原理與失壓脫扣器相似。但是，它是由操作人員或繼電保護(hù)發(fā)出指令后執(zhí)行斷路器跳閘。失壓脫扣器電磁線(xiàn)圈是串聯(lián)在電源電路中，正常情況下失壓脫扣器電磁線(xiàn)圈有電，而分勵(lì)脫扣器的電磁線(xiàn)圈正常情況下不通電，當(dāng)需要自動(dòng)斷路器分閘操作時(shí)，才給分勵(lì)脫扣器一個(gè)控制電壓，使其瞬間動(dòng)作跳閘。電子型脫扣器是用半導(dǎo)體元件制造的綜合型保護(hù)元件，具有過(guò)負(fù)荷、短路和欠壓保護(hù)等功能。電子脫扣器的一個(gè)突出特點(diǎn)是在環(huán)境溫度變化的情況下，仍能穩(wěn)定的工作。有的船用萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器還帶有鎖扣裝置。設(shè)置它的目的，是為了在緊急情況下，保證萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器不會(huì)自動(dòng)跳閘。如果將鎖扣裝置放在“扣”的位置，脫扣器將被鎖住，此時(shí)，即使發(fā)生故障，萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器也不會(huì)自動(dòng)跳閘。因此，只有在緊急情況下，盡管電器設(shè)備可能受到一些損傷，但也要強(qiáng)迫供電，而不希望斷路器自動(dòng)跳閘，才可以啟用鎖扣裝置。1．5船用萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器繼電保護(hù)功能原理分析萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器跳閘有三種辦法：

①備用的手動(dòng)機(jī)械脫扣跳閘；②常用的手動(dòng)按鈕電磁脫扣跳閘；③由繼電保護(hù)裝置動(dòng)作自動(dòng)控制脫扣器使斷路器自動(dòng)跳閘。前兩種方法已介紹，以下重點(diǎn)分析繼電保護(hù)裝置動(dòng)作自動(dòng)控制脫扣器使斷路器自動(dòng)跳閘的方法。

1.5.1DW一98型自動(dòng)空氣斷路器繼電保護(hù)功能原理分析半導(dǎo)體脫扣器能實(shí)現(xiàn)，欠壓延時(shí)跳閘保護(hù)，特大短路瞬時(shí)跳閘保護(hù)，短路短延時(shí)跳閘保護(hù)以及過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)跳閘保護(hù)。

1)欠壓延時(shí)保護(hù)發(fā)電機(jī)電壓經(jīng)變壓器B1的第二個(gè)副邊繞組降壓，并經(jīng)ZL1橋式整流，R24、C8阻容濾波，穩(wěn)壓管W5穩(wěn)壓之后，做為晶體管直流穩(wěn)壓工作電源。

欠壓保護(hù)的電壓形成和整流濾波回路：由圖中可見(jiàn)，發(fā)電機(jī)電壓UAC，由變壓器B1的第一個(gè)副邊繞組降壓到15V。經(jīng)二極管D15半波整流，電容C5濾波，電阻Rl9、R20分壓后，在R20上取出弱電直流電壓控制信號(hào)。欠壓保護(hù)的起動(dòng)電路和時(shí)限電路，由穩(wěn)壓管W4，晶體管BG5和充電延時(shí)電容C6、C7等組成。

該電壓信號(hào)與發(fā)電機(jī)電壓成正比，加到后面的起動(dòng)電路上。當(dāng)發(fā)電機(jī)工作于正常電壓時(shí)，R20上的電壓可以使穩(wěn)壓管W4擊穿，晶體管BG5處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，因而其時(shí)限電路的延時(shí)電容C6被短路。BG5集電極電位約0.3V，故D17不能導(dǎo)通。此時(shí)，出口電路不輸出欠壓信號(hào)。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓低于欠壓保護(hù)起動(dòng)電壓整定值，例如達(dá)65％Ue時(shí)，R20上的電壓低到不足以擊穿穩(wěn)壓管W4，晶體管BG5截止，工作電源通過(guò)電阻R22、R23對(duì)C6和C7并聯(lián)充電，電容充電達(dá)單結(jié)晶體管BT的峰值電壓所需的時(shí)間，就是欠壓保護(hù)的延時(shí)時(shí)間。DW-98半導(dǎo)體脫扣器的欠壓延時(shí)分0.5、1、3、5S四種可供選擇，延時(shí)完畢，通過(guò)出口電路，發(fā)出欠壓延時(shí)保護(hù)跳閘信號(hào)，使開(kāi)關(guān)跳閘，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)欠壓延時(shí)保護(hù)。

半導(dǎo)體脫扣器總的出口電路由單結(jié)晶體管BT和可控硅SCR組成無(wú)觸點(diǎn)出口電路。欠壓延時(shí)、特大短路瞬時(shí)、短路短延時(shí)和過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)跳閘保護(hù)的動(dòng)作信號(hào)，分別通過(guò)二極管D17、D18和D19來(lái)起動(dòng)這同一出口電路。

只要上述保護(hù)其中之一動(dòng)作時(shí)，就會(huì)使觸發(fā)器發(fā)出脈沖，觸發(fā)SCR導(dǎo)通，即通過(guò)該出口電路發(fā)出跳閘控制信號(hào)。

自動(dòng)空氣斷路器的失壓脫扣器S就是一個(gè)跳閘操作機(jī)構(gòu)，當(dāng)S有電時(shí)，開(kāi)關(guān)才有可能合上閘，而當(dāng)S失電時(shí)，開(kāi)關(guān)就會(huì)自動(dòng)跳閘，故可使出口電路的輸出通過(guò)控制S，來(lái)操作自動(dòng)跳閘。晶體管繼電保護(hù)裝置都是間接動(dòng)作式的，因此其出口電路的輸出信號(hào)，要去控制一個(gè)跳閘操作機(jī)構(gòu)。正常情況下，發(fā)電機(jī)電壓經(jīng)變壓器Bl的第三個(gè)副邊繞組降壓，ZL2整流后，對(duì)S供電，其電流方向由7點(diǎn)到8點(diǎn)。當(dāng)保護(hù)裝置出口電路的可控硅SCR導(dǎo)通時(shí)，使電源(2)通過(guò)SCR給S又加上一個(gè)方向由8點(diǎn)到7點(diǎn)的電壓，此電壓與電源(3)對(duì)S所加電壓的方向相反，相互抵消，因此使S失壓，開(kāi)關(guān)自動(dòng)跳閘。

2)過(guò)電流保護(hù)

發(fā)電機(jī)的三相電流分別經(jīng)三個(gè)電流變換器LH1～LH3進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)三個(gè)單相橋式整流器D1～D12進(jìn)行整流，由C1、C2、R1濾波之后，通過(guò)三組并聯(lián)的分壓器，將電流信號(hào)最后變換成弱電直流電壓控制信號(hào)。顯然，分壓器輸出電阻上的弱電直流電壓控制信號(hào)與發(fā)電機(jī)的強(qiáng)電交流電流信號(hào)成正比。

在電路圖中，從左至右，第一組分壓器R2、R26、R3為特大短路瞬時(shí)跳閘保護(hù)的信號(hào)檢測(cè)電路；第二組分壓器R4、R27

、R5為短路短延時(shí)保護(hù)的信號(hào)檢測(cè)電路；第三組分壓器R28、R6為過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)的信號(hào)檢測(cè)電路。

(1)過(guò)電流保護(hù)的電壓形成和整流濾波回路

(2)特大短路瞬時(shí)跳閘保護(hù)的起動(dòng)電路

所謂“特大短路”，在這里是指接近電源處發(fā)生短路。因?yàn)槎搪仿窂教囟?，阻抗很小，故短路電流特別大。由于要求快速性，因此采用電流速斷保護(hù)，瞬時(shí)動(dòng)作跳閘。特大短路保護(hù)的起動(dòng)電路由穩(wěn)壓管W3和二極管D18構(gòu)成。正常情況下W3截止，保護(hù)不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生特大短路時(shí)，由R26整定的電壓足以使W3擊穿。通過(guò)D18，使C7迅速充電，BT幾乎立即發(fā)出脈沖，觸發(fā)SCR導(dǎo)通，使S失電，開(kāi)關(guān)瞬時(shí)動(dòng)作跳閘，此即實(shí)現(xiàn)了特大短路瞬時(shí)跳閘保護(hù)。調(diào)整R26/1，可以在(5～10)Itkoe的范圍內(nèi)整定起動(dòng)電流值。這里)Itkoe是指脫扣器LH1～LH3的額定電流，而不是開(kāi)關(guān)或發(fā)電機(jī)的額定電流。例如：DW98—400型開(kāi)關(guān)的脫扣器額定電流的規(guī)格為100、150、250、300、400A。DW98—600的為500、600A。因而，在選擇電流變換器LH時(shí)，要考慮到LH額定電流與發(fā)電機(jī)額定電流的相互配合。

(3)短路短延時(shí)跳閘保護(hù)的起動(dòng)和時(shí)限電路

在離電源較遠(yuǎn)處發(fā)生短路時(shí)，發(fā)電機(jī)也會(huì)出現(xiàn)較大電流，根據(jù)保護(hù)選擇性的要求，首先應(yīng)由發(fā)生短路那一級(jí)的保護(hù)裝置動(dòng)作。若該保護(hù)裝置失靈拒絕動(dòng)作或動(dòng)作遲緩了，發(fā)電機(jī)的短路短延時(shí)保護(hù)作為前一級(jí)保護(hù)的后備保護(hù)才動(dòng)作，故它們需要有一個(gè)延時(shí)時(shí)限上的配合。

短路短延時(shí)保護(hù)的起動(dòng)電路和時(shí)限電路，主要由穩(wěn)壓管W2，晶體管BG3、BG4構(gòu)成的射極耦合觸發(fā)器式起動(dòng)電路及充電延時(shí)電容C4組成。短路短延時(shí)保護(hù)的控制信號(hào)從檢測(cè)環(huán)節(jié)的R27、R5輸出，經(jīng)D14、W2、R14加到作為監(jiān)控器BG3的基極上。在正常情況下，電流小于短路短延時(shí)的起動(dòng)電流整定值，由分壓器輸出的電壓低于穩(wěn)壓管W2的擊穿電壓值，W2截止，BG3無(wú)基極電流，亦截止，BG4飽和導(dǎo)通，C4上電壓甚低，D19截止，故出口電路不工作。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，電流增大，由R27整定輸出的直流控制電壓使W2擊穿，于是BG3導(dǎo)通，BG4截止。由BG4的工作電源經(jīng)電阻R16、R32對(duì)C4充電。當(dāng)C4上的電壓使D19正向?qū)ê?，C4與C7并聯(lián)而被充電。電容被充電達(dá)BT峰點(diǎn)電壓的時(shí)間，即為時(shí)限電路的延時(shí)時(shí)間。當(dāng)充電達(dá)BT峰點(diǎn)電壓時(shí)，BT發(fā)出脈沖，一觸發(fā)SCR導(dǎo)通，使S失壓，開(kāi)關(guān)跳閘，從而實(shí)現(xiàn)了短路短延時(shí)跳閘保護(hù)。對(duì)短路短延時(shí)保護(hù)，調(diào)整R27/1的動(dòng)觸點(diǎn)，可在(3～5)Itkoe的范圍內(nèi)整定起動(dòng)電流值。調(diào)整R32的大小，可在(0.2～0.6)秒范圍內(nèi)整定延時(shí)時(shí)限，保護(hù)具有定時(shí)限特性。

(4)過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)的起動(dòng)電路和時(shí)限電路過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)跳閘保護(hù)的起動(dòng)電路和時(shí)限電路，主要由穩(wěn)壓管W1，晶體管BG1、BG2構(gòu)成射極耦合觸發(fā)器式起動(dòng)電路及電阻R11、R30、電容C3構(gòu)成的充電延時(shí)電路組成。發(fā)電機(jī)過(guò)載信號(hào)，由電位器R28/1整定的電壓取得。這一電壓，一方面作為BG1、BG2直流工作電源，另一方面又經(jīng)電阻R7和R8進(jìn)行分壓并從R8上取出電壓信號(hào)加到起動(dòng)電路的W1和BG1基極上。對(duì)過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)，調(diào)整R28/1的動(dòng)觸頭，可以在(1.0～2.5)Itkoe的范圍內(nèi)整定過(guò)載起動(dòng)值。當(dāng)起動(dòng)值整定在1.2Itkoe時(shí)，調(diào)整R30的動(dòng)觸頭，可在(5～30)s之間整定長(zhǎng)延時(shí)的時(shí)間。在發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，R8上的電壓較低，穩(wěn)壓管W1是截止的，BG1無(wú)基極電流，也處于截止?fàn)顟B(tài)，BG2飽和導(dǎo)通，保護(hù)裝置不動(dòng)作。

當(dāng)出現(xiàn)過(guò)載時(shí)，R8上的電壓升高，使W1擊穿，BG1飽和導(dǎo)通，BG2截止。這時(shí)，從R28/1上取得的電壓信號(hào)，經(jīng)R11、R30直接對(duì)C3充電。C3上的電壓按指數(shù)規(guī)律上升，進(jìn)行延時(shí)。當(dāng)C3上的電壓上升到足以擊穿W2時(shí)，延時(shí)完畢。W2被擊穿后，同短路短延時(shí)保護(hù)動(dòng)作過(guò)程一樣，開(kāi)關(guān)跳閘，從而實(shí)現(xiàn)了過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)。在分析這一部分電路時(shí)，應(yīng)注意兩點(diǎn)：①長(zhǎng)延時(shí)的信號(hào)是經(jīng)過(guò)短延時(shí)信號(hào)的通道送出去的，但由于長(zhǎng)延時(shí)時(shí)間遠(yuǎn)大于短延時(shí)的時(shí)間，因此長(zhǎng)延時(shí)的時(shí)間主要決定于C3充電電路的時(shí)間常數(shù)。②對(duì)C3充電的電源電壓是由過(guò)電流信號(hào)變換過(guò)來(lái)的，是隨過(guò)載的大小而成正比變化的電壓，因此雖然C3充電電路的時(shí)間常數(shù)不變，但延時(shí)不是定時(shí)限的，過(guò)載小時(shí)延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，過(guò)載大時(shí)延時(shí)時(shí)間短，這就使過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)具有反時(shí)限特性。1.5.2DW一95型自動(dòng)空氣斷路器繼電保護(hù)功能原理分析1.5.2DW一95型自動(dòng)空氣斷路器繼電保護(hù)功能原理分析DW一95型自動(dòng)空氣斷路器也是用半導(dǎo)體脫扣器做為繼電保護(hù)裝置的

由變壓器Bl的第二個(gè)副邊繞組(2)提供了晶體管的直流工作電源和操作電源。

由變壓器Bl的第三個(gè)副邊繞組(3)，提供了欠壓延時(shí)跳閘保護(hù)的電壓控制信號(hào)。由穩(wěn)壓管形W6、三極管BG5和電容C24構(gòu)成了欠壓延時(shí)跳閘保護(hù)的起動(dòng)和時(shí)限電路。

該半導(dǎo)體過(guò)電流脫扣器采用過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)，短路短延時(shí)保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)的信號(hào)由電流變換器LH1～LH3，經(jīng)整流器ZLl，濾波器Cl、Rl、C2所提供。由穩(wěn)壓管W4，三極管BG3、BG4和電容Cl7構(gòu)成了短路短延時(shí)跳閘保護(hù)的起動(dòng)和時(shí)限電路。由穩(wěn)壓管W1、三極管BG1、BG2和電容C5、C6構(gòu)成了過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)信號(hào)及跳閘保護(hù)的起動(dòng)和時(shí)限電路。由單結(jié)晶體管弛張振蕩器BT1和可控硅SCR1構(gòu)成了跳閘保護(hù)的無(wú)觸點(diǎn)出口電路。它是一個(gè)由各保護(hù)輸出二極管D3、D8和D13構(gòu)成的三端“或門(mén)"電路所控制的裝置總的出口電路。當(dāng)“或門(mén)"的一端有輸入時(shí)，BT1即振蕩發(fā)出脈沖，使SCR1導(dǎo)通。因而分勵(lì)脫扣器線(xiàn)圈FQ有電，使開(kāi)關(guān)跳閘。由BT2和SCR2構(gòu)成過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)訊響出口電路。

該脫扣器的跳閘操作執(zhí)行元件采用分勵(lì)脫扣器FQ。當(dāng)按下分勵(lì)脫扣器按鈕FA或使SCR1導(dǎo)通時(shí)，F(xiàn)Q將通電，使開(kāi)關(guān)跳閘。圖中DF1為開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)，WK為微動(dòng)開(kāi)關(guān)，F(xiàn)Ｍ為6V訊響器。

1.5.3E系列萬(wàn)能式空氣斷路器保護(hù)裝置E系列萬(wàn)能式斷路器配有微處理（電子式）脫扣器過(guò)電流保護(hù)裝置，提供過(guò)載保護(hù)（L）、選擇性短路保護(hù)（S）、瞬時(shí)短路保護(hù)（I）等保護(hù)功能。L（長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流保護(hù)）S（短延時(shí)速斷保護(hù)）當(dāng)通過(guò)斷路器的電流達(dá)到啟動(dòng)電流時(shí)，保護(hù)裝置延時(shí)啟動(dòng)，其動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)，為反時(shí)限特性。這一段過(guò)電流保護(hù)適用于過(guò)負(fù)荷保護(hù)。當(dāng)電路中的電流達(dá)到很大數(shù)值，亦即達(dá)到速斷保護(hù)的啟動(dòng)電流時(shí)，斷路器經(jīng)過(guò)一個(gè)很短的延時(shí)（例如0.1～0.4s）立即跳閘。這一段保護(hù)適用于發(fā)生短路保護(hù)電流時(shí)的動(dòng)作跳閘之用，一般稱(chēng)為短路短延時(shí)保護(hù)。I（瞬動(dòng)速斷保護(hù)）G（接地保護(hù)）當(dāng)短路電流足夠大時(shí)，這一段保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作使斷路器立即跳閘，其跳閘時(shí)間一般只有0.015～0.016s。當(dāng)電路中發(fā)生接地故障，故障電流達(dá)到設(shè)定的啟動(dòng)數(shù)值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，斷路器跳閘。

1.6自動(dòng)空氣斷路器的選擇與選擇電器的一般條件一樣，選擇斷路器的條件，主要考慮額定條件、短路條件和功能條件三方面。

1.6.1額定條件（1）斷路器額定電壓≥線(xiàn)路額定電壓（2）斷路器額定電流與過(guò)電流脫扣器額定電流均應(yīng)≥線(xiàn)路計(jì)算負(fù)載電流（3）斷路器失壓脫扣器額定電壓=線(xiàn)路額定電壓1.6.2短路條件1)斷路器的額定分?jǐn)嚯娏鲾嗦菲鞯念~定分?jǐn)嚯娏鞅硎緮嗦菲鲗㈩A(yù)期切斷的短路電流值，必須大于其工作電路短路后1／2周期時(shí)的對(duì)稱(chēng)交流短路電流的有效值。一般來(lái)說(shuō)，低壓斷路器所在電路的電壓越高，電路切斷越困難。反之，電路電壓越低，切斷電流越容易。在選擇斷路器時(shí)，必須注意額定分?jǐn)嚯娏魉鶎?duì)應(yīng)的額定電壓等級(jí)。斷路器的額定分?jǐn)嚯娏?，與額定電壓、額定頻率、短路功率因數(shù)等參數(shù)有關(guān)。斷路器的額定分?jǐn)嚯娏鞫际侵冈?0Hz和60Hz兩個(gè)頻率下實(shí)現(xiàn)的，如果在其他頻率的電路中使用，必須與制造廠協(xié)商解決。斷路器的額定切斷電流，僅用短路電流交流分量的有效值表示，但實(shí)際的切斷電流包含有直流分量，并且短路功率因數(shù)越小，其直流分量衰減時(shí)間常數(shù)越大，則短路后1／2周期時(shí)的直流分量越大。因此，對(duì)于短路功率因數(shù)大于產(chǎn)品標(biāo)稱(chēng)值時(shí)，其額定切斷電流可以得到保證，而對(duì)于功率因數(shù)小于產(chǎn)品標(biāo)稱(chēng)值的電路則不能得到保證。所以，在選擇斷路器時(shí)，必須充分考慮實(shí)際電路的短路功率因數(shù)。(2)斷路器的額定接通電流斷路器的額定接通電流，是指在額定參數(shù)下，按照標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作和條件，能夠接通電流的最大值。

通常，交流斷路器的額定接通電流，必須大于短路后1／2周期時(shí)工作電路的最大計(jì)算短路電流的非對(duì)稱(chēng)最大峰值，即所說(shuō)的短路電流峰值。通常，只對(duì)發(fā)電機(jī)用的空氣斷路器進(jìn)行額定接通電流的校驗(yàn)，而對(duì)線(xiàn)路用的空氣斷路器(塑殼式斷路器)未做硬性規(guī)定。線(xiàn)路用斷路器中裝設(shè)了瞬時(shí)過(guò)電流脫扣裝置，當(dāng)斷路器接通短路電路時(shí)，斷路器瞬時(shí)跳閘。因此在斷路器接通時(shí)，不能克服觸頭間產(chǎn)生的電磁反作用力而進(jìn)行強(qiáng)制接通，而是迅速地將其分?jǐn)?，故可不必進(jìn)行接通電流校驗(yàn)。而發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)(萬(wàn)能式斷路器)為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)選擇性保護(hù)，不一定裝設(shè)瞬時(shí)過(guò)電流脫扣裝置，而要裝設(shè)具有0.1～0.5秒左右的短延時(shí)過(guò)電流脫扣裝置作短路保護(hù)。因此，在短路電路接通時(shí)，空氣斷路器要克服短路電流引起的電磁反作用力而接通，同時(shí)，一直到短延時(shí)過(guò)電流脫扣器到達(dá)整定延時(shí)之前具有通過(guò)短路電流的能力。選擇斷路器的額定接通電流，必須大于其工作電路的預(yù)期非對(duì)稱(chēng)最大短路電流峰值。1．6．3功能條件船用空氣斷路器通常用來(lái)作為發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)，必須具有過(guò)載、短路、欠壓和失壓等保護(hù)功能。（1)空氣斷路器的合閘、脫扣和鎖扣空氣斷路器的合閘操作方式有手動(dòng)、電磁鐵驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等。手動(dòng)和電動(dòng)方式一般帶有貯能彈簧快速閉合機(jī)構(gòu)，以增加操作的可靠性。一般小容量（斷流容量不大于20kA）且不要求遙控合閘的空氣斷路器可選用手動(dòng)合閘方式。電磁鐵合閘方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但沖擊力較大。

空氣斷路器的脫扣操作可以采用失壓脫扣器，也可以采用分勵(lì)脫扣器。許多空氣斷路器只能在失壓和分勵(lì)脫扣器兩者中提供一種。軍用艦艇以往通常要求其遙控?cái)嚅_(kāi)，故選用分勵(lì)脫扣器較多；而民用船舶則常選用失壓脫扣器，而在其電路中設(shè)置斷開(kāi)按鈕來(lái)達(dá)到遙控?cái)嚅_(kāi)的目的。為了防止電網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)間低電壓運(yùn)行，造成異步電機(jī)過(guò)熱或并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)的無(wú)功環(huán)流，船舶要求發(fā)電機(jī)空氣斷路器設(shè)置欠壓脫扣器。欠壓脫扣器應(yīng)有延時(shí)功能，以免電網(wǎng)短暫電壓降引起誤動(dòng)作。有時(shí)要求在空氣斷路器上設(shè)置鎖扣裝置。以便在緊急情況下，可以將脫扣器鎖住，防止其跳閘，進(jìn)行強(qiáng)制供電。鎖扣的應(yīng)用僅限于很特殊的場(chǎng)合和特別重要設(shè)備的供電，不宜使用過(guò)多。（2)空氣斷路器的整定電流為了過(guò)載和外部短路保護(hù)，空氣斷路器需在兩相上設(shè)置過(guò)電流脫扣器，并按需要配備長(zhǎng)延時(shí)、短延時(shí)、瞬時(shí)等多段選擇性保護(hù)，其動(dòng)作特性和整定值應(yīng)滿(mǎn)足船舶電站的系統(tǒng)要求。對(duì)于多臺(tái)發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，還要設(shè)置發(fā)電機(jī)的逆功率保護(hù)，一般由逆功率繼電器檢測(cè)逆功率信號(hào)，并通過(guò)空氣斷路器的脫扣器實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)。1．7自動(dòng)空氣斷路器常見(jiàn)故障及處理方法1.8萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器實(shí)例1.8.1E系列萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器ABB公司生產(chǎn)的E系列萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器，包括E1～E7七種基本規(guī)格。

E系列萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器安裝方式有固定式和抽出式。額定電壓有500V和690V，額定電流從800A到4000A，分?jǐn)嗄芰?0kA到150kA。

E系列斷路器包括分勵(lì)/合閘裝置（YO/YC）、失壓脫扣器（YU）、彈簧儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)、輔助觸點(diǎn)、操作計(jì)數(shù)器等附件。分勵(lì)/合閘線(xiàn)圈（YO/YC）可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)裝置的分或合。

當(dāng)電源電壓出現(xiàn)很大的下降或波動(dòng)時(shí)，失壓脫扣器使斷路器跳閘，失壓脫扣器與安裝在斷路器外部的電子延時(shí)裝置配合，使斷路器延遲動(dòng)作，這樣可以避免在電源電壓暫時(shí)下降或暫時(shí)故障時(shí)斷路器脫扣。由于失壓脫扣器與斷路器間的機(jī)械閉鎖結(jié)構(gòu)，只有脫扣器有電壓時(shí)斷路器才能合閘。彈簧儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)對(duì)斷路器操作機(jī)構(gòu)的合閘彈簧進(jìn)行儲(chǔ)能。輔助觸點(diǎn)顯示斷路器的分/合、斷路器位置及彈簧儲(chǔ)能等運(yùn)行狀態(tài)。（一）E系列萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器型號(hào)含義例如：E1B1250PR111/P-LSIR8003PWHR表明：3極E1系列萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器，短路分?jǐn)嗄芰cu=40kA，框架電流1250A，電子脫扣器三段保護(hù)（PR111/P-LSI），脫扣器額定電流800A，抽出式，水平后接線(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)附件配置。

（二）E系列萬(wàn)能式斷路器操作機(jī)構(gòu)E系列萬(wàn)能式斷路器操作機(jī)構(gòu)是屬于儲(chǔ)能型，是用預(yù)先儲(chǔ)能的彈簧操作。彈簧儲(chǔ)能可以手動(dòng)操作前面盤(pán)的拉桿或利用齒輪式電動(dòng)機(jī)電動(dòng)操作。彈簧儲(chǔ)能是在合閘操作時(shí)自動(dòng)儲(chǔ)能的。操作機(jī)構(gòu)可使用在整個(gè)系列產(chǎn)品上，同時(shí)也可裝置機(jī)械及電氣防震裝置。對(duì)于裝有合閘及分閘裝置和電動(dòng)機(jī)儲(chǔ)能裝置的斷路器，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程分合閘。斷路器的分合閘操作可通過(guò)本體上的“O”、“I”按鈕實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò)外部控制電路實(shí)現(xiàn)。1.8.2MT系列萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器施耐德MT空氣斷路器

(一)、提供線(xiàn)路和負(fù)荷保護(hù)：

·額定電流：630～6300A

·MT630～1600A（N）全球最小的空氣斷路器，尺寸統(tǒng)一

·MT800～4000A（H，L），尺寸統(tǒng)一

·MT4000b～6300A，尺寸統(tǒng)一

·3極或4極

·固定式或抽屜式

·10種電子式保護(hù)單元，采用真實(shí)有效值測(cè)量

·具有可進(jìn)行能量管理和電能質(zhì)量分析的功能

·工作電壓可達(dá)690VAC

·200/415VAC，分?jǐn)嗄芰?2kA～150kA

·MTNA，HA，HF型負(fù)荷開(kāi)關(guān)

·可反向饋電

·可使觸頭瞬時(shí)閉合的儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)(二)、全系列的電氣附件及輔助裝置：

·可用于2臺(tái)或3臺(tái)MT斷路器之間的手動(dòng)及自動(dòng)電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

·電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)（MCH）

·欠壓脫扣線(xiàn)圈（MN，MNR）

·分勵(lì)脫扣線(xiàn)圈（MX）

·合閘線(xiàn)圈（XF）

·輔助觸點(diǎn)（OF，SDE，PF等）

·電氣合閘按鈕

·可用掛鎖和/或鑰匙鎖鎖定(三)、符合主要國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證：

·IEC60947－1和60947－2

·IEC68－2－30中2型抗?jié)駸針?biāo)準(zhǔn)

·UL489

·ANSIC37－501.8.3施奈德系列萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器1.8.3施奈德系列萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器1．9裝置式自動(dòng)空氣斷路器實(shí)例1.9.1S系列裝置式自動(dòng)空氣斷路器由ABB公司生產(chǎn)的S系列裝置式斷路器，包括S1～S7七種基本規(guī)格，額定電壓有500V和690V，額定電流從125A到1600A，分?jǐn)嗄芰?0kA至100kA。S系列裝置式自動(dòng)空氣斷路器安裝方式有固定式、插入式和抽出式，三極或四極不同規(guī)格，配有前接線(xiàn)端子或后接線(xiàn)端子。1—接線(xiàn)端子2—固定觸頭3—滅弧室4—?jiǎng)佑|頭5—操作機(jī)構(gòu)6—電子脫扣器S系列裝置式自動(dòng)空氣斷路器包括分?jǐn)鄦卧⒚摽蹎卧?、操作機(jī)構(gòu)、接線(xiàn)端子及輔助觸點(diǎn)等部分。根據(jù)需要可加裝失壓脫扣器、分合閘線(xiàn)圈、操作電機(jī)及面板操作手柄等附件。1—接線(xiàn)端子2—固定觸頭3—滅弧室4—?jiǎng)佑|頭5—操作機(jī)構(gòu)6—電子脫扣器S1、S2、S3型斷路器配有熱磁過(guò)電流脫扣器，它包括過(guò)電流保護(hù)熱敏感應(yīng)元件和短路保護(hù)電磁元件，熱敏脫扣器通過(guò)使用雙金屬片實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，其保護(hù)動(dòng)作值（I1）從0.7至1倍In（斷路器額定電流）可調(diào)；電磁脫扣器為瞬時(shí)動(dòng)作型，保護(hù)動(dòng)作值（I3）有5倍和10倍In（斷路器額定電流）兩種，動(dòng)作值不可調(diào)，用于實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。1—接線(xiàn)端子2—固定觸頭3—滅弧室4—?jiǎng)佑|頭5—操作機(jī)構(gòu)6—電子脫扣器S4、S5、S6、S7斷路器一般采用基于微處理電子技術(shù)的PR211/P、PR212/P電子式過(guò)電流脫扣器，兩種脫扣器具有互換性，其過(guò)電流和跳閘時(shí)間整定可調(diào)。可實(shí)現(xiàn)過(guò)載、短路、接地等保護(hù)功能。脫扣器運(yùn)行時(shí)不需外部電源，所需的供電電源直接由電流互感器提供，并保證脫扣器脫扣。在選擇脫扣器時(shí)，脫扣器的額定電流一定要等于或大于斷路器的工作電流。1—接線(xiàn)端子2—固定觸頭3—滅弧室4—?jiǎng)佑|頭5—操作機(jī)構(gòu)6—電子脫扣器1)S系列裝置式自動(dòng)空氣斷路器型號(hào)含義注：脫扣器類(lèi)型可選TM熱磁保護(hù)：熱脫扣可調(diào)（0.7～1In），S3及以下磁脫扣固定為5，10倍In。PR電子脫扣器：I：短路瞬時(shí)LI：過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)+短路瞬時(shí)（二段保護(hù)）LSI：過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)+短路短延時(shí)+短路瞬時(shí)（三段保護(hù)）LSIG：過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)+短路短延時(shí)+短路瞬時(shí)+接地故障（四段保護(hù)）例如：S6S-800/R630LSIFF4P表示：4極S6系列裝置式斷路器，短路分?jǐn)嗄芰cu=50kA，框架電流800A，電子脫扣器三段保護(hù)（PR212/P-LSI），額定電流630A，固定式前接線(xiàn)。2)S系列裝置式自動(dòng)空氣斷路器操作機(jī)構(gòu)裝置式斷路器操作機(jī)構(gòu)為自動(dòng)跳閘型，跳閘速度不受操作手柄速度和力量大小的影響。如果斷路器跳閘，即使操作手柄在接通位置上，動(dòng)觸頭也脫開(kāi)?！癐”斷路器合閘—“O”斷路器分閘—“中間”斷路器跳閘如果斷路器跳閘，要重新復(fù)位后方能再次合閘。將操作手柄從中間跳閘位置移向分閘位置“O”即可。所有S系列斷路器都配有一個(gè)正向操作手柄安全裝置，該裝置能確保操作手柄明顯地指示出動(dòng)觸頭位置。1.9.2NS系列裝置式自動(dòng)空氣斷路器1—端子2—外殼3—手柄及位置指示4—脫扣試驗(yàn)按鈕5—脫扣器6—測(cè)試儀器連接孔

2熔斷器熔斷器又稱(chēng)保險(xiǎn)絲，是由可熔元件熔體(又稱(chēng)熔片或熔絲)和支持熔體的外殼組成。用來(lái)保護(hù)船舶電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備和線(xiàn)路的短路和防止持續(xù)過(guò)載，是一種簡(jiǎn)單的保護(hù)電器。熔斷器的工作原理是把金屬熔體串聯(lián)在被保護(hù)的電路中，當(dāng)電路過(guò)載或短路時(shí)，熔體因過(guò)電流發(fā)熱熔化，從而使處于故障或非正常運(yùn)行狀態(tài)下的電路斷開(kāi)，防止事故擴(kuò)大，保護(hù)電網(wǎng)和用電設(shè)備。熔斷器的金屬熔體可用銅、銀制成，這種熔體切面較小。也可用鉛、鋁、錫合金、鋅等制成，這種熔體切面較大。

通過(guò)熔體的電流越大，熔體熔化的時(shí)間越短，斷路越快。當(dāng)電路中的故障消除后，另?yè)Q一個(gè)熔體即可使電路恢復(fù)正常運(yùn)行。熔斷器的全部斷路時(shí)間，決定于熔體熔化時(shí)間和熄弧時(shí)間。熔斷器的特性具有反時(shí)限特性。通過(guò)熔體上的電流越大，其熔斷時(shí)間就越短，熔斷時(shí)間近似地與熔斷電流的平方成反比，通常熔斷器可以用作短路保護(hù)，即瞬時(shí)熔斷，也可用作某些負(fù)載的熱保護(hù)，即延時(shí)熔斷。

當(dāng)電流小到Icr時(shí)，熔斷時(shí)間趨于無(wú)窮大，即不會(huì)熔斷，Icr稱(chēng)為臨界電流。熔體的額定電流IN與Icr的關(guān)系為

Icr=(1.25～1.30)IN

限流型熔斷器的滅弧能力強(qiáng)，能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前即0.01s內(nèi)熄滅電弧，因此有限流作用。限流熔斷器都是熔管內(nèi)充填有石英砂的，如RT型、RL型等。低壓熔斷器按保護(hù)性能分為：限流型和非限流型兩大類(lèi)。非限流型熔斷器的滅弧能力較弱，不能躲過(guò)短路沖擊電流，其滅弧時(shí)間大于0.01s，因此無(wú)限流作用。非限流熔斷器都是熔管內(nèi)未填石英砂的，如RM型，RC型等，這類(lèi)熔斷器在熔體熔斷后便于更換，比較經(jīng)濟(jì)。熔斷器價(jià)格低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，尺寸小，重量輕，因此是防止過(guò)載和短路最常用的一種保護(hù)裝置。但是熔斷器不可能用作線(xiàn)路的控制設(shè)備，在裝有熔斷器的線(xiàn)路中，必須加裝刀形開(kāi)關(guān)或組合開(kāi)關(guān)來(lái)接通或斷開(kāi)電路；另外，熔斷器斷流能力有限，不適用保護(hù)大功率設(shè)備，由于熔斷器的靈敏度和選擇性比較差，所以熔斷器用于過(guò)載保護(hù)效果也不理想。2．1低壓熔斷器型號(hào)含義RC1A—10/6：熔斷器額定電流10A，熔體額定電流6A，改進(jìn)型瓷插式低壓熔斷器。

RT10—60/50：熔斷器額定電流60A，熔體額定電流50A，有填料管式低壓熔斷器。2．2低壓熔斷器主要技術(shù)參數(shù)（1）額定電壓（2）額定電流（3）分?jǐn)嗄芰Γ?）額定電壓（2）額定電流保證熔斷器能夠長(zhǎng)期正常工作時(shí)所承受的電壓，其值一般等于或大于電氣設(shè)備的額定電壓。熔斷器長(zhǎng)期工作時(shí)，各部件溫升不超過(guò)規(guī)定值時(shí)所能承受的電流。熔斷器的額定電流與熔體的額定電流不是一個(gè)概念，如RL1—60型熔斷器，其熔斷器額定電流為60A，但其熔體額定電流可能是40A、50A、60A等。也就是幾個(gè)規(guī)格的熔體電流可以使用同一規(guī)格的熔斷器。（3）分?jǐn)嗄芰θ蹟嗥髟谝?guī)定的條件下，能分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦怠?/p>

2．3船用熔斷器船上常用的熔斷器有瓷插式熔斷器、無(wú)填料密閉管式熔斷器、螺旋式熔斷器及有填料管式熔斷器等。（1）瓷插式熔斷器瓷插式熔斷器由裝有靜觸點(diǎn)的瓷質(zhì)底盒和裝有動(dòng)觸點(diǎn)和熔絲的瓷蓋組成，圖5—14為RC1A系列插入式熔斷器外形圖。常見(jiàn)的熔絲材料有鉛錫合金熔絲、鉛銻合金熔絲、銅銀熔絲等。瓷插式熔斷器應(yīng)用在住宅照明和生活用電的配電線(xiàn)路中，作為電氣設(shè)備的短路保護(hù)及一定程度的過(guò)載保護(hù)。

（2）無(wú)填料密閉管式熔斷器無(wú)填料密閉管式熔斷器由纖維質(zhì)熔管、變截面鋅熔片和觸頭底座等組成，圖5—15為RM10系列無(wú)填料密閉管式熔斷器外形圖。短路時(shí)，短路電流首先使熔片窄部（其電阻較大）加熱熔化，使熔管內(nèi)形成幾段串聯(lián)短弧，而且由于中間各段熔片跌落，迅速拉長(zhǎng)電弧，使短路電弧加速熄滅。過(guò)負(fù)荷時(shí)，由于過(guò)負(fù)荷電流加熱熔片的時(shí)間較長(zhǎng)，而且熔片窄部的散熱較好，因此往往不在窄部熔斷，而在寬窄之間的斜部熔斷。由熔片熔斷的部位，可以大致判斷熔斷器熔斷的故障性質(zhì)。無(wú)填料密閉管式熔斷器適用于交流額定電壓500V或直流額定電壓440V及以下電壓等級(jí)的動(dòng)力網(wǎng)絡(luò)和成套配電設(shè)備中，作為導(dǎo)線(xiàn)，電纜及較大容量電氣設(shè)備的短路和過(guò)載保護(hù)。（3）螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器由瓷帽、熔斷管、瓷套、上接線(xiàn)端、底座、下接線(xiàn)端組成，圖5—16為RL1系列螺旋式熔斷器外形圖。熔斷管旋入底座后即將熔管串接在電路中。熔斷管內(nèi)有熔體，其周?chē)錆M(mǎn)石英砂填料，當(dāng)熔體燒斷時(shí)，瓷帽上的熔斷指示器跳出，從瓷帽的玻璃窗口可觀察。由于熔斷器各個(gè)部分均可拆卸，更換熔管十分方便。熔體周?chē)錆M(mǎn)石英砂填料，導(dǎo)熱性好，提高了滅弧能力。螺旋式熔斷器的電源線(xiàn)應(yīng)接在瓷底座的下接線(xiàn)座上，負(fù)載線(xiàn)應(yīng)接在螺紋殼的上接線(xiàn)座上，以保證操作者的安全。螺旋式熔斷器廣泛應(yīng)用于控制箱，配電屏、機(jī)床設(shè)備及振動(dòng)較大的場(chǎng)合，在交流額定電壓500V，額定電流200A及以下的電路中，作過(guò)載和短路保護(hù)器件使用。（4）有填料管式熔斷器有填料管式熔斷器由瓷熔管、柵狀銅熔體、觸頭底座及填料石英砂等組成。圖5—17為RT系列有填料管式熔斷器外形圖。短路電流通過(guò)柵狀熔體時(shí)，由于引燃柵具有等電位作用，而變截面小孔處的電阻較大，所以在一圈變截面小孔處同時(shí)產(chǎn)生電弧，這些并行電弧又在石英砂填料內(nèi)燃燒，因此被快速熄滅，切除短路故障。當(dāng)過(guò)負(fù)荷電流通過(guò)柵狀熔體時(shí)，其中部的“錫橋”在“冶金效應(yīng)”作用下熔斷。熔體熔斷后，有紅色的熔斷指示器從一端彈出，便于值班人員巡視和處理。有填料管式熔斷器由于分?jǐn)嗄芰Υ?，廣泛應(yīng)用于短路電流較大的電力輸配電系統(tǒng)中，作為電纜、導(dǎo)線(xiàn)和電氣設(shè)備的過(guò)載和短路保護(hù)。2．3低壓熔斷器選擇及使用2．3．1熔斷器選用原則1）熔斷器類(lèi)型應(yīng)符合設(shè)備的要求和安裝場(chǎng)所的特點(diǎn)。2）熔斷器額定電壓必須大于線(xiàn)路的額定電壓。3）熔斷器額定電流必須大于或等于所裝熔體的額定電流。4）照明、電熱等電流較穩(wěn)定、無(wú)沖擊電流的電阻性負(fù)載，選熔體額定電流大于或等于負(fù)載額定電流的1.1倍。5）單臺(tái)不經(jīng)常起動(dòng)且起動(dòng)時(shí)間不長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)負(fù)載，選熔體額定電流大于或等于電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5～2.5倍；對(duì)頻繁起動(dòng)或起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)，熔體額定電流應(yīng)大于或等于電動(dòng)機(jī)額定電流的3～3.5倍。

6）多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)，熔體額定電流應(yīng)大于或等于其中最大容量電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5～2.5倍加上其余電動(dòng)機(jī)額定電流的總和。7）熔斷器的分?jǐn)嗄芰?yīng)大于電路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。2．3．2熔斷器使用注意事項(xiàng)

1）熔斷器安裝時(shí)應(yīng)完整無(wú)損，保證熔體和夾頭以及夾頭和夾座接觸良好，并保證熔體的額定電壓、額定電流值與負(fù)載相匹配。2）熔斷器內(nèi)要安裝合格的熔體，不能用多根小規(guī)格熔體并聯(lián)代替一根大規(guī)格熔體使用。3）安裝熔斷器時(shí)要做到下一級(jí)熔體規(guī)格比上一級(jí)小，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)選擇性。4）熔絲應(yīng)在熔斷器的螺栓上順時(shí)針?lè)较蚶p繞，并壓在墊圈下，擰緊螺釘?shù)牧?yīng)適當(dāng)，做到既保證接觸良好，又不損傷熔絲，以免減少熔絲的截面積，產(chǎn)生局部過(guò)熱而產(chǎn)生誤動(dòng)作。5）更換熔體或熔管時(shí)，必須切斷電源。尤其不允許帶負(fù)荷操作，以免發(fā)生電弧灼傷。6）熔斷器兼做隔離器件使用時(shí)應(yīng)安裝在控制開(kāi)關(guān)的電源進(jìn)線(xiàn)端；若僅作短路保護(hù)用，應(yīng)裝在控制開(kāi)關(guān)的出線(xiàn)端。7）因?yàn)槿蹟嗥鲗?duì)于輕度過(guò)載反應(yīng)比較遲鈍，一般只作短路保護(hù)使用。第3節(jié)船舶同步發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)船舶同步發(fā)電機(jī)主要應(yīng)設(shè)置過(guò)載、短路、欠壓和逆功率四種繼電保護(hù)。

1船舶同步發(fā)電機(jī)的過(guò)載保護(hù)對(duì)于同步發(fā)電機(jī)的過(guò)載，可以利用當(dāng)發(fā)電機(jī)過(guò)載時(shí)，必定會(huì)出現(xiàn)過(guò)電流現(xiàn)象，來(lái)加以檢測(cè)。因?yàn)橥桨l(fā)電機(jī)上裝有自動(dòng)電壓調(diào)整器，在電壓不變的情況下，當(dāng)發(fā)電機(jī)過(guò)載時(shí)，必然要出現(xiàn)輸出電流過(guò)大的現(xiàn)象，所以只要裝設(shè)反映同步發(fā)電機(jī)過(guò)電流的繼電保護(hù)裝置，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)同步發(fā)電機(jī)的過(guò)載保護(hù)。處理船舶同步發(fā)電機(jī)的過(guò)載問(wèn)題，要兼顧到兩方面，一方面要保護(hù)發(fā)電機(jī)不受損壞；另一方面還要考慮到盡量保證不中斷供電。因此，當(dāng)發(fā)電機(jī)過(guò)載時(shí)，應(yīng)自動(dòng)發(fā)出發(fā)電機(jī)過(guò)載報(bào)警信號(hào)，以警告運(yùn)行人員及時(shí)處理或同時(shí)發(fā)出自起動(dòng)指令，以自動(dòng)起動(dòng)備用發(fā)電機(jī)組。若在一定時(shí)間內(nèi)仍不能解除過(guò)載時(shí)，為保護(hù)發(fā)電機(jī)不被損壞，就應(yīng)自動(dòng)的將發(fā)電機(jī)從匯流排上切除，并發(fā)出發(fā)電機(jī)過(guò)載自動(dòng)跳閘信號(hào)。船舶發(fā)電機(jī)對(duì)過(guò)載有一定的承受能力當(dāng)相當(dāng)大的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或多臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流可能很大，以至超過(guò)發(fā)電機(jī)的額定電流，此時(shí)發(fā)電機(jī)的過(guò)載保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。為保證保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性，需要從時(shí)間上躲開(kāi)這種暫時(shí)性的過(guò)電流現(xiàn)象，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流一般在10s左右即可消失，故發(fā)電機(jī)過(guò)載保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限一般要大于10s。另外，若在離發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)處短路時(shí)，短路電流值也可能超過(guò)發(fā)電機(jī)過(guò)載時(shí)的整定值，為保證保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性和選擇性，也要求發(fā)電機(jī)過(guò)載保護(hù)能從時(shí)間上躲開(kāi)這種情況。所以，從系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)過(guò)載保護(hù)的要求方面看，發(fā)電機(jī)過(guò)載保護(hù)必須具有一定的時(shí)限。1．1船舶同步發(fā)電機(jī)的過(guò)載保護(hù)的處理方式船舶同步發(fā)電機(jī)的過(guò)載保護(hù)裝置主要由自動(dòng)分級(jí)卸載裝置、萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器中的過(guò)電流脫扣器和綜合保護(hù)裝置中的晶體管過(guò)電流繼電器等擔(dān)當(dāng)，后面將做單獨(dú)介紹。2）船舶自動(dòng)化電站過(guò)載保護(hù)的處理方式船舶自動(dòng)化電站一般當(dāng)單機(jī)功率達(dá)到其額定功率的（70～80%），就發(fā)出啟動(dòng)備用機(jī)組的指令，備用機(jī)組啟動(dòng)成功，自動(dòng)進(jìn)行并車(chē)，自動(dòng)平均分配負(fù)荷，確保單機(jī)不過(guò)載。當(dāng)方式選擇開(kāi)關(guān)在手動(dòng)位置或無(wú)備用機(jī)組使用時(shí)，隨著負(fù)載的增加，有自動(dòng)分級(jí)卸載裝置的船舶電站將自動(dòng)進(jìn)行發(fā)電機(jī)分級(jí)卸載，以確保重要負(fù)荷的運(yùn)行。3）自動(dòng)分級(jí)卸載保護(hù)發(fā)電機(jī)自動(dòng)分級(jí)卸載(automaticunload)，又稱(chēng)優(yōu)先脫扣(preferentialtrip)，是屬發(fā)電機(jī)過(guò)載保護(hù)的一種形式。

當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生持續(xù)過(guò)載時(shí)，經(jīng)延時(shí)，發(fā)電機(jī)過(guò)載保護(hù)動(dòng)作，將造成發(fā)電機(jī)跳閘。要使發(fā)電機(jī)不中斷供電且避免過(guò)載，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)載信號(hào)時(shí)，必須在長(zhǎng)延時(shí)脫扣器的延時(shí)時(shí)間內(nèi)，切除電網(wǎng)中正在運(yùn)行的一些次要負(fù)載，使發(fā)電機(jī)脫離過(guò)載狀態(tài)，從而保證電站對(duì)重要負(fù)載的連續(xù)供電，這就是發(fā)電機(jī)自動(dòng)卸載。船舶電站一般將負(fù)載按重要程度及工作特點(diǎn)的不同，分成1～2級(jí)次要負(fù)載，從而實(shí)現(xiàn)多次自動(dòng)卸載，這稱(chēng)為發(fā)電機(jī)自動(dòng)分級(jí)卸載。

顯然，發(fā)電機(jī)自動(dòng)分級(jí)卸載保護(hù)必須與發(fā)電機(jī)過(guò)載保護(hù)的延時(shí)特性要相互配合，我國(guó)一般規(guī)定：對(duì)有分級(jí)自動(dòng)卸載裝置的發(fā)電機(jī)過(guò)載保護(hù)，當(dāng)過(guò)載達(dá)110％～120％額定值時(shí)，延時(shí)5～l0s使自動(dòng)卸載裝置動(dòng)作，自動(dòng)卸掉部分次要負(fù)載。當(dāng)過(guò)載達(dá)150％額定值時(shí)，延時(shí)10～20s，過(guò)載保護(hù)裝置動(dòng)作，使發(fā)電機(jī)自動(dòng)跳閘。優(yōu)先脫扣過(guò)電流繼電器的整定優(yōu)先脫扣過(guò)電流繼電器的整定值包括動(dòng)作電流值和延時(shí)時(shí)間兩個(gè)方面。1）動(dòng)作電流的整定。動(dòng)作電流的整定通常是以發(fā)電機(jī)過(guò)載保護(hù)的長(zhǎng)延時(shí)整定電流為基礎(chǔ)，例如，某集裝箱船發(fā)電機(jī)的額定電流為770A，其優(yōu)先脫扣過(guò)電流繼電器整定為0.90倍的長(zhǎng)延時(shí)脫扣器整定電流，某公司設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為長(zhǎng)延時(shí)整定值的82％－96％可調(diào)，則：長(zhǎng)延時(shí)整定電流=770×1.1＝847A優(yōu)先脫扣整定電流=847×0.9＝762A優(yōu)先脫扣整定電流為發(fā)電機(jī)額定電流的99％。

（2）延時(shí)時(shí)間的整定。不僅要求該過(guò)電流繼電器的動(dòng)作電流整定值與發(fā)電機(jī)過(guò)載保護(hù)的長(zhǎng)延時(shí)整定電流相協(xié)調(diào)，而且延時(shí)時(shí)間的整定也應(yīng)很好協(xié)調(diào)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，長(zhǎng)延時(shí)脫扣器的延時(shí)通常整定為15一30s，所以，優(yōu)先脫扣的過(guò)電流繼電器的延時(shí)，通常整定值應(yīng)小于15s。有關(guān)公司標(biāo)準(zhǔn)為5－10s和5－12s。①第一級(jí)脫扣延時(shí)：5s

②第二級(jí)脫扣延時(shí)：10s③第三級(jí)脫扣延時(shí)：15s根據(jù)船舶電站發(fā)電機(jī)的容量和臺(tái)數(shù)，考慮非重要負(fù)載的性能和大小，也可以采用分級(jí)脫扣卸載，以求最大限度地給負(fù)載供電。各級(jí)脫扣是利用延時(shí)的時(shí)間差來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如，長(zhǎng)延時(shí)脫扣器的延時(shí)為20s，若分三級(jí)脫扣時(shí)，建議延時(shí)時(shí)間整定為：

1．2ZFX－1型自動(dòng)分級(jí)卸載裝置該裝置具有如下功能：一級(jí)定時(shí)限卸載保護(hù)；二級(jí)定時(shí)限卸載保護(hù)；發(fā)電機(jī)過(guò)載反時(shí)限跳閘保護(hù)以及發(fā)電機(jī)欠壓定時(shí)限跳閘保護(hù)，由此可見(jiàn)，該裝置可做發(fā)電機(jī)的過(guò)載和欠壓繼電保護(hù)裝置。

1）主要環(huán)節(jié)（1）電源變壓器YH（2）電流信號(hào)變換器KH1、KH2、KH3

（3）穩(wěn)壓電源

（4）觸發(fā)器

（6）電流信號(hào)檢測(cè)器

（5）繼電器M1、M2、M3(1)電源變壓器YH輸入電壓為單相110V。降壓以后輸出，既是本裝置的工作電源，又是欠壓保護(hù)的信號(hào)源。KH1、KH2、KH3：每相變換器的輸入繞組有四個(gè)。其中W1為獨(dú)立原邊繞組，另三個(gè)繞組由A、B、C三相電流引入疊加，故統(tǒng)稱(chēng)為零序繞組W0。由圖可看出，每個(gè)變換器的初級(jí)繞組均由三相零序繞組W0與某相電流繞組W1組成。變換器的次級(jí)繞組為W2。(2)電流信號(hào)變換器當(dāng)三相負(fù)載電流對(duì)稱(chēng)時(shí)，三相零序繞組的合成電流為零。故次級(jí)輸出由初級(jí)W1中流過(guò)的電流決定。經(jīng)整流后，仍能取得相應(yīng)直流信號(hào)電壓。當(dāng)三相負(fù)載電流不對(duì)稱(chēng)時(shí)，次級(jí)輸出的電流中除初級(jí)W1的分量外，尚有三相零序繞組流過(guò)不對(duì)稱(chēng)電流的合成分量。因此，無(wú)論是單相、兩相或三相出現(xiàn)過(guò)載時(shí)，此變換器的次級(jí)繞組均有相應(yīng)電壓輸出。由W1與W2兩只穩(wěn)壓管串聯(lián)組成。其中24V電源供各觸發(fā)器BT1、BT2

、BT3、BT4使用。12V電源供三極管BG1、BG2使用。

(3)穩(wěn)壓電源共有四個(gè)單結(jié)晶體管組成的四個(gè)脈沖觸發(fā)器。BT1為第一級(jí)卸載觸發(fā)；BT2為第二級(jí)卸載觸發(fā)；BT3為全部卸載跳閘觸發(fā)；BT4為欠壓跳閘觸發(fā)。它們的觸發(fā)時(shí)間是可調(diào)節(jié)的。

(4)觸發(fā)器共有三個(gè)繼電器。M1為第一級(jí)卸載控制開(kāi)關(guān)跳閘；M2為第二級(jí)卸載控制開(kāi)關(guān)跳閘；M3為控制主開(kāi)關(guān)跳閘。(5)繼電器M1、M2、M3由BG1和BG2組成。由此檢測(cè)器輸出的電壓信號(hào)，可以控制各級(jí)卸載是否投入運(yùn)行。

(6)電流信號(hào)檢測(cè)器2）電路的工作原理（1）過(guò)電流保護(hù)電路。從發(fā)電機(jī)的電流互感器來(lái)的電流信號(hào)，通過(guò)電流信號(hào)變換器KH1、KH2

、KH3，由D1－D8整流后，經(jīng)過(guò)電阻RW1分壓，電阻R4降壓后，分別作為BG1和BG2的輸入信號(hào)使用。發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，應(yīng)保證檢測(cè)電路中的BG1可靠截止，BG2可靠導(dǎo)通。因此，由R5、WR1、R4組成的分壓電路中，應(yīng)調(diào)節(jié)電位器WR1，使其分壓值小于BG1的e、b間壓降和D14、D13的管壓降之和，始能確保BG1截止，BG2導(dǎo)通，輸出低電位信號(hào)。當(dāng)發(fā)電機(jī)過(guò)載，電流達(dá)到卸載所需的電流整定值時(shí)，RW1的分壓值相應(yīng)升高使BG1導(dǎo)通，BG2截止。輸出一個(gè)高電位信號(hào)。（2）第一級(jí)自動(dòng)卸載電路。當(dāng)BG2截止后，觸發(fā)脈沖形成電容C4在穩(wěn)壓電源（W1和W2串聯(lián)穩(wěn)壓）作用下被充電。充電電路為定時(shí)限，由RW2、R11、C4組成。調(diào)節(jié)RW2使C4兩端電壓升至BT1管峰值電壓的時(shí)間為5s。只要過(guò)載電流存在的時(shí)間超過(guò)5s，則BT1管輸出脈沖電壓，作用于繼電器M1，使M1動(dòng)作，那么它的觸點(diǎn)立即動(dòng)作，控制第一級(jí)自動(dòng)空氣斷路器自動(dòng)跳閘。卸掉一部分次要負(fù)載。

如果過(guò)載電流在5s之內(nèi)撤消，恢復(fù)正常電流，那么BG1又截止，BG2導(dǎo)通，C4兩端被BG2短接，則C4上充電電能經(jīng)D16、BG2、D14、D13放電，以保證時(shí)限的準(zhǔn)確性。

（3）第二級(jí)自動(dòng)卸載電路。當(dāng)?shù)谝患?jí)卸載電路動(dòng)作卸去部分次要負(fù)載后，如果發(fā)電機(jī)仍然過(guò)載，那么可以由第二級(jí)自動(dòng)卸載電路BT2來(lái)進(jìn)行第二次卸載。此電路與第一級(jí)卸載電路工作原理相同。僅延時(shí)時(shí)間整定為10s，可調(diào)節(jié)RW3來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（4）過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)跳閘電路。若第二級(jí)卸載后，發(fā)電機(jī)仍出現(xiàn)過(guò)載，只有通過(guò)BT3電路，延時(shí)15s，使主開(kāi)關(guān)跳閘。長(zhǎng)延時(shí)15s的整定，由RW4來(lái)完成。

3）欠壓保護(hù)電路（1）電壓檢測(cè)電路。由C1兩端的濾波電壓供電，經(jīng)R20、R21、RW6組成的分壓電路進(jìn)行分壓。由電阻R21和RW6兩端取出的電壓信號(hào)與穩(wěn)壓管W4的擊穿電壓相比較。

當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓正常時(shí)，分壓值大于W4擊穿電壓，W4被擊穿。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓降至額定電壓的60％－70％時(shí)，則分壓值低于W4擊穿電壓，W4將電路阻斷。

（2）欠壓保護(hù)電路。在正常電壓作用下，W4被擊穿，BG3導(dǎo)通，電容C7被BG3短接而不能充電。

當(dāng)欠壓至60％－70％Ue時(shí)，W4阻斷電路，BG3由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?。此時(shí)穩(wěn)壓電源經(jīng)RW5、R18對(duì)C7充電。當(dāng)C7兩端電壓達(dá)到BT4的峰值電壓時(shí)，則電容C7經(jīng)BT4管向M3放電，使M3動(dòng)作，主開(kāi)關(guān)自動(dòng)跳閘。C7充電的時(shí)間由調(diào)節(jié)RW5來(lái)完成。一般延時(shí)l－3s。

4）短路電流保護(hù)電路由反時(shí)限充電電路D17、C6及分壓電路R10、R9組成大電流信號(hào)檢測(cè)器。

當(dāng)發(fā)電機(jī)短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，變換器輸出的電流信號(hào)很強(qiáng)，使C6很快充電完畢，使BT3工作，輸出電流給M3，M3動(dòng)作后主開(kāi)關(guān)立即跳閘。其延時(shí)時(shí)間很短，一般在1s以?xún)?nèi)。

圖中D16、D19、D20三只二極管，既起前后級(jí)的隔離作用，又起放電通路的作用。即當(dāng)電容C4、C5、C6上積累的暫時(shí)過(guò)載留下的電荷，可通過(guò)D16、D19、D20及BG2迅速放掉。防止造成誤卸載。

2船舶同步發(fā)電機(jī)外部短路保護(hù)發(fā)生短路時(shí)，由于外部電路負(fù)載被短接，發(fā)電機(jī)定子繞組中將產(chǎn)生極大的短路電流，電網(wǎng)電壓也急劇下降。例如：當(dāng)發(fā)電機(jī)端部發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流可達(dá)額定電流的10倍以上，此電流產(chǎn)生的熱量和機(jī)械力可比正常值大一百倍以上，對(duì)發(fā)電機(jī)有巨大的破壞作用。電壓的下降，會(huì)使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，甚至發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)全部斷開(kāi)，導(dǎo)致全船停電。船舶同步發(fā)電機(jī)發(fā)生短路的原因可能是電纜絕緣老化或受機(jī)械損傷，誤操作，停電檢修時(shí)，導(dǎo)電物品遺放在裸體導(dǎo)體上以及動(dòng)物觸電等。

由于發(fā)電機(jī)外部短路時(shí)，從發(fā)電機(jī)到短路點(diǎn)，必將出現(xiàn)很大的過(guò)電流，所以可利用這一特點(diǎn)，來(lái)檢測(cè)發(fā)電機(jī)之外部短路。處理發(fā)電機(jī)外部短路的措施：原則是既要保護(hù)發(fā)電機(jī)，又要保證不中斷供電。因此，要著重兼顧到保護(hù)的選擇性和快速性問(wèn)題，視短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近而分別處理。對(duì)于船舶發(fā)電機(jī)外部短路保護(hù)，我國(guó)《鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范》作了規(guī)定：對(duì)于船舶發(fā)電機(jī)外部短路保護(hù)一般應(yīng)設(shè)有短路短延時(shí)和短路瞬對(duì)動(dòng)作保護(hù)。短路短延時(shí)保護(hù)的起動(dòng)電流整定為3～5倍的發(fā)電機(jī)額定電流，動(dòng)作時(shí)限整定為0.2～0.6s，作用于發(fā)電機(jī)跳閘，短路瞬時(shí)保護(hù)的起動(dòng)電流整定為5～10倍的發(fā)電機(jī)額定電流；瞬時(shí)動(dòng)作于發(fā)電機(jī)跳閘。船舶發(fā)電機(jī)的外部短路保護(hù)裝置是由萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器中的過(guò)電流脫扣器或綜合保護(hù)裝置中的晶體管過(guò)電流繼電器等承擔(dān)的，后面將做單獨(dú)介紹。

3船舶同步發(fā)電機(jī)的欠壓保護(hù)發(fā)電機(jī)欠壓保護(hù)的任務(wù)就是當(dāng)發(fā)電機(jī)在低電壓時(shí)，保證發(fā)電機(jī)合不上閘或從電網(wǎng)上自動(dòng)斷開(kāi)。對(duì)于船舶發(fā)電機(jī)的欠壓保護(hù)的整定，我國(guó)《鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范》作了規(guī)定。船舶發(fā)電機(jī)的欠壓保護(hù)裝置由萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器中的失壓脫扣器或綜合保護(hù)裝置中的晶體管欠壓繼電器等所承當(dāng)，以后介紹。

船舶同步發(fā)電機(jī)的逆功率運(yùn)行，是指該同步發(fā)電機(jī)不是發(fā)出有功功率，而是從電網(wǎng)吸收有功功率。逆功率保護(hù)的任務(wù)是，當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)逆功率運(yùn)行時(shí)，將處于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)切除。4逆功率保護(hù)及逆功率繼電器對(duì)逆功率保護(hù)的要求：因?yàn)榘l(fā)電機(jī)過(guò)載保護(hù)是具有時(shí)限的，所以逆功率保護(hù)也并不要求立即跳閘，即也可以具有一定的時(shí)限。當(dāng)同步發(fā)電機(jī)在非同步條件下并車(chē)時(shí)，也可能短時(shí)出現(xiàn)逆功率，這是允許的，此時(shí)逆功率保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。因此，從避開(kāi)并車(chē)時(shí)可能出現(xiàn)的短時(shí)逆功率沖擊方面來(lái)要求，則逆功率保護(hù)也應(yīng)具有一定的時(shí)限。逆功率保護(hù)的信號(hào)檢測(cè)是由逆功率繼電器來(lái)完成的船舶同步發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)用的逆功率繼電器，是一個(gè)有功功率方向元件。它反映同步發(fā)電機(jī)有功功率的方向和吸收有功功率的數(shù)值。當(dāng)同步發(fā)電機(jī)出現(xiàn)逆功率并達(dá)起動(dòng)值時(shí)，逆功率繼電器動(dòng)作，使發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)跳閘，將該發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)切除。由于逆功率繼電器需檢測(cè)同步發(fā)電機(jī)的有功功率，因而要取同步發(fā)電機(jī)的電流和電壓信號(hào)并考慮其相位關(guān)系。逆功率繼電器按其工作原理可分為感應(yīng)型、整流型和晶體管型等。GG-21感應(yīng)型逆功率繼電器GG-21型逆功率繼電器是一種感應(yīng)型轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)式繼電器。

主要結(jié)構(gòu)為M形上鐵芯和U形下鐵芯以及鋁質(zhì)圓盤(pán)轉(zhuǎn)子。繼電器的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)是由鋁盤(pán)轉(zhuǎn)子、鋁盤(pán)齒輪軸和動(dòng)觸頭齒輪軸構(gòu)成。鋁盤(pán)固定在一根可以轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上，在鋁盤(pán)軸上裝有齒輪，它與裝有繼電器動(dòng)觸頭軸上的齒輪相嚙合。在鋁盤(pán)齒輪軸的上方有一建立反作用力矩游絲彈簧，當(dāng)鋁盤(pán)做逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則動(dòng)觸頭將做順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，直到接通靜觸頭，便輸出使發(fā)電機(jī)跳閘的控制信號(hào)。此外，還有一永久磁鐵跨在鋁盤(pán)上，其作用是產(chǎn)生阻尼力矩，以使圓盤(pán)勻速旋轉(zhuǎn)。

鋁質(zhì)圓盤(pán)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的必要條件是：圓盤(pán)上有感應(yīng)電流，圓盤(pán)處在旋轉(zhuǎn)或移進(jìn)磁場(chǎng)中。而旋轉(zhuǎn)或移進(jìn)磁場(chǎng)，必須有兩個(gè)以上相同頻率，不同相位的交變磁通，在不同的空間位置上進(jìn)行合成才能獲得。據(jù)此基本原理，可以在結(jié)構(gòu)和接線(xiàn)上，采用兩組線(xiàn)圈，構(gòu)成兩個(gè)磁路系統(tǒng)：在鋁質(zhì)圓盤(pán)上方的鐵芯上繞有一個(gè)電流線(xiàn)圈Wi，形成“上磁路系統(tǒng)”，鋁質(zhì)圓盤(pán)下方的鐵芯上繞有一個(gè)電壓線(xiàn)圈Wu而形成“下磁路系統(tǒng)”。

由發(fā)電機(jī)輸出的C相電流IC，經(jīng)電流互感器接入電流線(xiàn)圈Wi，產(chǎn)生的磁通。

發(fā)電機(jī)的電壓UCB經(jīng)電壓互感器接入電壓線(xiàn)圈Wu，它產(chǎn)生的磁通。

鋁盤(pán)在由“上磁路系統(tǒng)”和“下磁路系統(tǒng)”形成的旋轉(zhuǎn)或移進(jìn)磁場(chǎng)中，切割磁力線(xiàn)，導(dǎo)線(xiàn)中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，該載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)或移進(jìn)磁場(chǎng)中必受到力的作用轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。鋁盤(pán)受到的旋轉(zhuǎn)力矩M的可表示為：鋁盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M正比于發(fā)電機(jī)輸出的有功功率P當(dāng)發(fā)電機(jī)在輸出有功功率時(shí)，圓盤(pán)受順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)矩作用，向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，但被止擋塊擋住而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)發(fā)電機(jī)處于逆功率狀態(tài)時(shí)，由于電流方向改變180°，使轉(zhuǎn)矩M變?yōu)樨?fù)值，結(jié)果鋁盤(pán)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)整定的時(shí)間后，觸點(diǎn)閉合，送出逆功率信號(hào)而使主開(kāi)關(guān)跳閘，從而達(dá)到逆功率保護(hù)的目的。在GG-21型逆功率繼電器上裝有調(diào)整逆功率動(dòng)作值的插座，以備改變電流線(xiàn)圈的匝