摘 要 隨著我國(guó)冬季霧霾天數(shù)的增多，國(guó)家對(duì)環(huán)保的重視達(dá)到空前的高度，利用谷期電供暖的電儲(chǔ)能鍋爐因其節(jié)能環(huán)保，使用成本低廉，在供暖市場(chǎng)占有越來(lái)越大的份額，隨著功率的提高，通常400 V電阻爐的電流變得越來(lái)越大，即使分路控制，連接電線直徑依然很大，且用量極多，現(xiàn)場(chǎng)布線占用大量的空間，同時(shí)還需配備高容量的變壓器，在此情況下，高電壓儲(chǔ)能爐的使用變得十分必要。

關(guān)鍵詞 高壓儲(chǔ)能爐；斷線保護(hù)；弧光電阻

中圖分類號(hào)：TM8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）05-0120-02

高電壓儲(chǔ)能爐指的是輸入電壓6 kV或10 kV的儲(chǔ)能爐，同輸入電壓400 V電熱儲(chǔ)能爐比較，布線和控制變得非常簡(jiǎn)單。但是高壓電儲(chǔ)能爐存在一個(gè)巨大的問(wèn)題，就是當(dāng)電熱絲斷線時(shí)會(huì)產(chǎn)生弧光放電，弧光區(qū)域非常大，會(huì)產(chǎn)生1米高的電離火苗，因?yàn)榛」怆娮韬苄?，不能自?dòng)滅弧，而且弧光區(qū)溫度極高，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生巨大的破壞，同時(shí)對(duì)周圍的建筑或其他設(shè)備也有造成損壞的可能，如果不加保護(hù)，高壓電儲(chǔ)能爐是無(wú)法安全實(shí)用的。那么如何在斷線時(shí)發(fā)出信號(hào)同時(shí)還要避免電弧的產(chǎn)生呢，本文重點(diǎn)討論高壓儲(chǔ)能爐的斷線保護(hù)

當(dāng)高壓電儲(chǔ)能爐正常工作時(shí)，每一段電熱帶的電壓降和常規(guī)400 V的電爐是一樣的，但一旦發(fā)生斷線，隨著電流的消失，斷線點(diǎn)兩端需承受供電電源相電壓，幾千伏的電壓作用于斷線兩端立即產(chǎn)生弧光放電，因?yàn)椴荒茏詣?dòng)滅弧，幾千度的弧光會(huì)融化周圍的一切，融化的物質(zhì)在液態(tài)下一般都是導(dǎo)體，會(huì)發(fā)生更大規(guī)模的短路，所以在斷線情況下不立即斷電會(huì)產(chǎn)生及其嚴(yán)重的后果。電熱絲斷線是大概率事件，不管設(shè)計(jì)人員做的如何可靠，隨著時(shí)間的推移，儲(chǔ)能爐數(shù)量的增多，斷線概率會(huì)越來(lái)越高。如果不能有效的解決這個(gè)問(wèn)題，產(chǎn)品的安全性就得不到保證。本文下面著重討論如何解決斷線保護(hù)的問(wèn)題。

1）如何判斷是否發(fā)生斷線呢，以下的實(shí)驗(yàn)會(huì)發(fā)現(xiàn)并解決產(chǎn)生弧光放電的臨界電壓及斷線時(shí)電流的變化情況，實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果如下。

①將一處電熱絲用工具處理，使其處于將要斷開(kāi)的狀態(tài)，處理的部位位于人方便觀察的位置。

②通電。

③隨著時(shí)間的推移，電熱絲溫度越來(lái)越高，經(jīng)過(guò)處理的部位因?yàn)樽柚递^大，溫度更高，達(dá)到一定溫度后，電熱絲斷開(kāi)。

④表1為在電源電壓不同，電流同為30 A的情況下發(fā)生斷線的現(xiàn)象，其中就有產(chǎn)生弧光放電并且自身無(wú)法熄滅的情況。

從表1數(shù)據(jù)可以看出，電源相電壓低于800 V時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生弧光，并且從電流變化上可以可靠判斷斷線與否。有了以上數(shù)據(jù)，我們有很多種方案可以解決斷線時(shí)弧光放電的問(wèn)題。

2）6 kV或10 kV供電系統(tǒng)都采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，所以當(dāng)一路負(fù)載發(fā)生斷線或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，中性點(diǎn)會(huì)發(fā)生漂移，計(jì)算電流變化時(shí)需加以注意。下面根據(jù)負(fù)載的要求不同，采取以下3種不同的解決方案。

①負(fù)載工作時(shí)不能斷電，如果發(fā)生斷電，會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，這種情況下，如果電爐斷線，我們一般采取限壓續(xù)流的方法，如圖1所示。

1為帶保護(hù)器的加熱單元，2為壓敏保護(hù)器，

3為控制開(kāi)關(guān)，4為電流互感器。

圖1 電熱絲接線圖

保護(hù)原理為：當(dāng)任意一路加熱單元的電爐絲斷線以后，另一路電爐絲保持導(dǎo)通，當(dāng)電源電壓上升到一定數(shù)值時(shí)，壓敏保護(hù)器導(dǎo)通，限制斷線的一組加熱單元端電壓在一定的電壓以下，同時(shí)電流互感器感知電流變化，按控制要求采取相應(yīng)的動(dòng)作。本方案已經(jīng)在產(chǎn)品中應(yīng)用，并取得了國(guó)家專利。

②第二種方案同第一種非常相似，但在實(shí)際應(yīng)用中牽扯到其他一些參數(shù)的選擇。

如圖1所示，電路包括若干個(gè)加熱單元1，每個(gè)加熱單元內(nèi)設(shè)有四組電熱絲R，4個(gè)電熱絲R兩個(gè)為一組串聯(lián)后再并聯(lián)連接，并且并聯(lián)后的兩端連接壓敏功率器件2。當(dāng)有一處串聯(lián)電熱絲R斷開(kāi)后，另一組串聯(lián)的電熱絲R正常工作；當(dāng)兩組串聯(lián)的電熱絲R都斷開(kāi)時(shí)，壓敏器件2擊穿，電流正常流入到下一組加熱單元，不會(huì)出現(xiàn)斷線處起弧放電的現(xiàn)象，從而保護(hù)了電爐體的安全。

回路兩端設(shè)有開(kāi)關(guān)3，開(kāi)關(guān)3的兩端設(shè)有電流檢測(cè)裝置4。當(dāng)兩組電熱絲R一路斷開(kāi)時(shí)該路電流變小，全部斷開(kāi)時(shí)，該路整體的電流增大，這時(shí)電流檢測(cè)裝置會(huì)檢測(cè)到電流的變化，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)確定是否斷開(kāi)電源，進(jìn)一步保護(hù)了電爐體的安全。

兩種方案的不同之處在于第一種壓敏保護(hù)器件可重復(fù)使用，第二種不能重復(fù)使用。如果設(shè)備在沒(méi)有修復(fù)的情況下，第二種方案不能再次投入使用，而第一種方案在不修復(fù)的情況下可以再次投入使用，但壓敏器件上的報(bào)警器會(huì)直接發(fā)出報(bào)警?？刂浦庇^可靠，不存在誤動(dòng)作，缺點(diǎn)是成本稍高。

③第三種方案較上兩種方案更加簡(jiǎn)單，如圖2所示，如果任意一組加熱器件中的一路斷路，在保證斷路后器件端電壓低于800 V的情況下，整個(gè)故障電路一相的電流會(huì)變小，其余兩相電流基本沒(méi)有變化，三相電流不再平衡，在計(jì)算機(jī)的支持下很容易判斷那相電路出了故障，命令開(kāi)關(guān)切斷電源，保證設(shè)備安全，實(shí)際應(yīng)用也非?？煽浚秉c(diǎn)是故障點(diǎn)不明確，維修時(shí)會(huì)增加維修時(shí)間，但成本低廉，不增加任何費(fèi)用。三種方案在實(shí)際產(chǎn)品中都有應(yīng)用，動(dòng)作可靠，達(dá)到了保證生產(chǎn)安全的目的，如果用戶不做特殊要求，第三種方案應(yīng)用較多。

電熱爐是一個(gè)非常復(fù)雜的產(chǎn)品，除了斷線保護(hù)外，在使用過(guò)程中還涉及到其他許多方面的知識(shí)，如電熱絲表面負(fù)荷的選擇，電熱絲的熱傳遞，熱能的均勻釋放，電熱絲同接觸介子的反應(yīng)等，本文只討論斷線保護(hù)問(wèn)題，著重解決產(chǎn)品在使用過(guò)程中的安全問(wèn)題。通過(guò)在大量產(chǎn)品中的應(yīng)用，取得了令人滿意的效果。

圖2 電熱絲接線圖

參考文獻(xiàn)

[1]DB21/T2018-2012電熱儲(chǔ)能爐工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].2012.

[2]冷冰，朱程程.關(guān)于電熱儲(chǔ)能爐的應(yīng)用分析[J].城市建論理論研究，2013（13）.

[3]李懷強(qiáng)，栗小華，胡勇.超高壓輸電線路電壓互感器斷線過(guò)流保護(hù)整定方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008，32（13）.

[4]朱宇輝.電熱儲(chǔ)能爐高壓引出接線裝置[P].專利號(hào)CN202696933U.

[5]朱建新，薛海毅，劉貴德.固體式熱儲(chǔ)能裝置[P].專利號(hào)：200820219604.

作者簡(jiǎn)介

薛海毅（1966-），男，遼寧沈陽(yáng)人，1989年合肥工業(yè)大學(xué)工業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)，學(xué)士學(xué)位，多年從事高壓儲(chǔ)能爐的開(kāi)發(fā)與研制，參與了改行業(yè)技術(shù)規(guī)程的起草，并取得多項(xiàng)該行業(yè)國(guó)家專利。endprint

摘 要 隨著我國(guó)冬季霧霾天數(shù)的增多，國(guó)家對(duì)環(huán)保的重視達(dá)到空前的高度，利用谷期電供暖的電儲(chǔ)能鍋爐因其節(jié)能環(huán)保，使用成本低廉，在供暖市場(chǎng)占有越來(lái)越大的份額，隨著功率的提高，通常400 V電阻爐的電流變得越來(lái)越大，即使分路控制，連接電線直徑依然很大，且用量極多，現(xiàn)場(chǎng)布線占用大量的空間，同時(shí)還需配備高容量的變壓器，在此情況下，高電壓儲(chǔ)能爐的使用變得十分必要。

關(guān)鍵詞 高壓儲(chǔ)能爐；斷線保護(hù)；弧光電阻

中圖分類號(hào)：TM8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）05-0120-02

高電壓儲(chǔ)能爐指的是輸入電壓6 kV或10 kV的儲(chǔ)能爐，同輸入電壓400 V電熱儲(chǔ)能爐比較，布線和控制變得非常簡(jiǎn)單。但是高壓電儲(chǔ)能爐存在一個(gè)巨大的問(wèn)題，就是當(dāng)電熱絲斷線時(shí)會(huì)產(chǎn)生弧光放電，弧光區(qū)域非常大，會(huì)產(chǎn)生1米高的電離火苗，因?yàn)榛」怆娮韬苄。荒茏詣?dòng)滅弧，而且弧光區(qū)溫度極高，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生巨大的破壞，同時(shí)對(duì)周圍的建筑或其他設(shè)備也有造成損壞的可能，如果不加保護(hù)，高壓電儲(chǔ)能爐是無(wú)法安全實(shí)用的。那么如何在斷線時(shí)發(fā)出信號(hào)同時(shí)還要避免電弧的產(chǎn)生呢，本文重點(diǎn)討論高壓儲(chǔ)能爐的斷線保護(hù)

當(dāng)高壓電儲(chǔ)能爐正常工作時(shí)，每一段電熱帶的電壓降和常規(guī)400 V的電爐是一樣的，但一旦發(fā)生斷線，隨著電流的消失，斷線點(diǎn)兩端需承受供電電源相電壓，幾千伏的電壓作用于斷線兩端立即產(chǎn)生弧光放電，因?yàn)椴荒茏詣?dòng)滅弧，幾千度的弧光會(huì)融化周圍的一切，融化的物質(zhì)在液態(tài)下一般都是導(dǎo)體，會(huì)發(fā)生更大規(guī)模的短路，所以在斷線情況下不立即斷電會(huì)產(chǎn)生及其嚴(yán)重的后果。電熱絲斷線是大概率事件，不管設(shè)計(jì)人員做的如何可靠，隨著時(shí)間的推移，儲(chǔ)能爐數(shù)量的增多，斷線概率會(huì)越來(lái)越高。如果不能有效的解決這個(gè)問(wèn)題，產(chǎn)品的安全性就得不到保證。本文下面著重討論如何解決斷線保護(hù)的問(wèn)題。

1）如何判斷是否發(fā)生斷線呢，以下的實(shí)驗(yàn)會(huì)發(fā)現(xiàn)并解決產(chǎn)生弧光放電的臨界電壓及斷線時(shí)電流的變化情況，實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果如下。

①將一處電熱絲用工具處理，使其處于將要斷開(kāi)的狀態(tài)，處理的部位位于人方便觀察的位置。

②通電。

③隨著時(shí)間的推移，電熱絲溫度越來(lái)越高，經(jīng)過(guò)處理的部位因?yàn)樽柚递^大，溫度更高，達(dá)到一定溫度后，電熱絲斷開(kāi)。

④表1為在電源電壓不同，電流同為30 A的情況下發(fā)生斷線的現(xiàn)象，其中就有產(chǎn)生弧光放電并且自身無(wú)法熄滅的情況。

從表1數(shù)據(jù)可以看出，電源相電壓低于800 V時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生弧光，并且從電流變化上可以可靠判斷斷線與否。有了以上數(shù)據(jù)，我們有很多種方案可以解決斷線時(shí)弧光放電的問(wèn)題。

2）6 kV或10 kV供電系統(tǒng)都采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，所以當(dāng)一路負(fù)載發(fā)生斷線或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，中性點(diǎn)會(huì)發(fā)生漂移，計(jì)算電流變化時(shí)需加以注意。下面根據(jù)負(fù)載的要求不同，采取以下3種不同的解決方案。

①負(fù)載工作時(shí)不能斷電，如果發(fā)生斷電，會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，這種情況下，如果電爐斷線，我們一般采取限壓續(xù)流的方法，如圖1所示。

1為帶保護(hù)器的加熱單元，2為壓敏保護(hù)器，

3為控制開(kāi)關(guān)，4為電流互感器。

圖1 電熱絲接線圖

保護(hù)原理為：當(dāng)任意一路加熱單元的電爐絲斷線以后，另一路電爐絲保持導(dǎo)通，當(dāng)電源電壓上升到一定數(shù)值時(shí)，壓敏保護(hù)器導(dǎo)通，限制斷線的一組加熱單元端電壓在一定的電壓以下，同時(shí)電流互感器感知電流變化，按控制要求采取相應(yīng)的動(dòng)作。本方案已經(jīng)在產(chǎn)品中應(yīng)用，并取得了國(guó)家專利。

②第二種方案同第一種非常相似，但在實(shí)際應(yīng)用中牽扯到其他一些參數(shù)的選擇。

如圖1所示，電路包括若干個(gè)加熱單元1，每個(gè)加熱單元內(nèi)設(shè)有四組電熱絲R，4個(gè)電熱絲R兩個(gè)為一組串聯(lián)后再并聯(lián)連接，并且并聯(lián)后的兩端連接壓敏功率器件2。當(dāng)有一處串聯(lián)電熱絲R斷開(kāi)后，另一組串聯(lián)的電熱絲R正常工作；當(dāng)兩組串聯(lián)的電熱絲R都斷開(kāi)時(shí)，壓敏器件2擊穿，電流正常流入到下一組加熱單元，不會(huì)出現(xiàn)斷線處起弧放電的現(xiàn)象，從而保護(hù)了電爐體的安全。

回路兩端設(shè)有開(kāi)關(guān)3，開(kāi)關(guān)3的兩端設(shè)有電流檢測(cè)裝置4。當(dāng)兩組電熱絲R一路斷開(kāi)時(shí)該路電流變小，全部斷開(kāi)時(shí)，該路整體的電流增大，這時(shí)電流檢測(cè)裝置會(huì)檢測(cè)到電流的變化，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)確定是否斷開(kāi)電源，進(jìn)一步保護(hù)了電爐體的安全。

兩種方案的不同之處在于第一種壓敏保護(hù)器件可重復(fù)使用，第二種不能重復(fù)使用。如果設(shè)備在沒(méi)有修復(fù)的情況下，第二種方案不能再次投入使用，而第一種方案在不修復(fù)的情況下可以再次投入使用，但壓敏器件上的報(bào)警器會(huì)直接發(fā)出報(bào)警。控制直觀可靠，不存在誤動(dòng)作，缺點(diǎn)是成本稍高。

③第三種方案較上兩種方案更加簡(jiǎn)單，如圖2所示，如果任意一組加熱器件中的一路斷路，在保證斷路后器件端電壓低于800 V的情況下，整個(gè)故障電路一相的電流會(huì)變小，其余兩相電流基本沒(méi)有變化，三相電流不再平衡，在計(jì)算機(jī)的支持下很容易判斷那相電路出了故障，命令開(kāi)關(guān)切斷電源，保證設(shè)備安全，實(shí)際應(yīng)用也非?？煽?，缺點(diǎn)是故障點(diǎn)不明確，維修時(shí)會(huì)增加維修時(shí)間，但成本低廉，不增加任何費(fèi)用。三種方案在實(shí)際產(chǎn)品中都有應(yīng)用，動(dòng)作可靠，達(dá)到了保證生產(chǎn)安全的目的，如果用戶不做特殊要求，第三種方案應(yīng)用較多。

電熱爐是一個(gè)非常復(fù)雜的產(chǎn)品，除了斷線保護(hù)外，在使用過(guò)程中還涉及到其他許多方面的知識(shí)，如電熱絲表面負(fù)荷的選擇，電熱絲的熱傳遞，熱能的均勻釋放，電熱絲同接觸介子的反應(yīng)等，本文只討論斷線保護(hù)問(wèn)題，著重解決產(chǎn)品在使用過(guò)程中的安全問(wèn)題。通過(guò)在大量產(chǎn)品中的應(yīng)用，取得了令人滿意的效果。

圖2 電熱絲接線圖

參考文獻(xiàn)

[1]DB21/T2018-2012電熱儲(chǔ)能爐工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].2012.

[2]冷冰，朱程程.關(guān)于電熱儲(chǔ)能爐的應(yīng)用分析[J].城市建論理論研究，2013（13）.

[3]李懷強(qiáng)，栗小華，胡勇.超高壓輸電線路電壓互感器斷線過(guò)流保護(hù)整定方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008，32（13）.

[4]朱宇輝.電熱儲(chǔ)能爐高壓引出接線裝置[P].專利號(hào)CN202696933U.

[5]朱建新，薛海毅，劉貴德.固體式熱儲(chǔ)能裝置[P].專利號(hào)：200820219604.

作者簡(jiǎn)介

薛海毅（1966-），男，遼寧沈陽(yáng)人，1989年合肥工業(yè)大學(xué)工業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)，學(xué)士學(xué)位，多年從事高壓儲(chǔ)能爐的開(kāi)發(fā)與研制，參與了改行業(yè)技術(shù)規(guī)程的起草，并取得多項(xiàng)該行業(yè)國(guó)家專利。endprint

摘 要 隨著我國(guó)冬季霧霾天數(shù)的增多，國(guó)家對(duì)環(huán)保的重視達(dá)到空前的高度，利用谷期電供暖的電儲(chǔ)能鍋爐因其節(jié)能環(huán)保，使用成本低廉，在供暖市場(chǎng)占有越來(lái)越大的份額，隨著功率的提高，通常400 V電阻爐的電流變得越來(lái)越大，即使分路控制，連接電線直徑依然很大，且用量極多，現(xiàn)場(chǎng)布線占用大量的空間，同時(shí)還需配備高容量的變壓器，在此情況下，高電壓儲(chǔ)能爐的使用變得十分必要。

關(guān)鍵詞 高壓儲(chǔ)能爐；斷線保護(hù)；弧光電阻

中圖分類號(hào)：TM8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）05-0120-02

高電壓儲(chǔ)能爐指的是輸入電壓6 kV或10 kV的儲(chǔ)能爐，同輸入電壓400 V電熱儲(chǔ)能爐比較，布線和控制變得非常簡(jiǎn)單。但是高壓電儲(chǔ)能爐存在一個(gè)巨大的問(wèn)題，就是當(dāng)電熱絲斷線時(shí)會(huì)產(chǎn)生弧光放電，弧光區(qū)域非常大，會(huì)產(chǎn)生1米高的電離火苗，因?yàn)榛」怆娮韬苄。荒茏詣?dòng)滅弧，而且弧光區(qū)溫度極高，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生巨大的破壞，同時(shí)對(duì)周圍的建筑或其他設(shè)備也有造成損壞的可能，如果不加保護(hù)，高壓電儲(chǔ)能爐是無(wú)法安全實(shí)用的。那么如何在斷線時(shí)發(fā)出信號(hào)同時(shí)還要避免電弧的產(chǎn)生呢，本文重點(diǎn)討論高壓儲(chǔ)能爐的斷線保護(hù)

當(dāng)高壓電儲(chǔ)能爐正常工作時(shí)，每一段電熱帶的電壓降和常規(guī)400 V的電爐是一樣的，但一旦發(fā)生斷線，隨著電流的消失，斷線點(diǎn)兩端需承受供電電源相電壓，幾千伏的電壓作用于斷線兩端立即產(chǎn)生弧光放電，因?yàn)椴荒茏詣?dòng)滅弧，幾千度的弧光會(huì)融化周圍的一切，融化的物質(zhì)在液態(tài)下一般都是導(dǎo)體，會(huì)發(fā)生更大規(guī)模的短路，所以在斷線情況下不立即斷電會(huì)產(chǎn)生及其嚴(yán)重的后果。電熱絲斷線是大概率事件，不管設(shè)計(jì)人員做的如何可靠，隨著時(shí)間的推移，儲(chǔ)能爐數(shù)量的增多，斷線概率會(huì)越來(lái)越高。如果不能有效的解決這個(gè)問(wèn)題，產(chǎn)品的安全性就得不到保證。本文下面著重討論如何解決斷線保護(hù)的問(wèn)題。

1）如何判斷是否發(fā)生斷線呢，以下的實(shí)驗(yàn)會(huì)發(fā)現(xiàn)并解決產(chǎn)生弧光放電的臨界電壓及斷線時(shí)電流的變化情況，實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果如下。

①將一處電熱絲用工具處理，使其處于將要斷開(kāi)的狀態(tài)，處理的部位位于人方便觀察的位置。

②通電。

③隨著時(shí)間的推移，電熱絲溫度越來(lái)越高，經(jīng)過(guò)處理的部位因?yàn)樽柚递^大，溫度更高，達(dá)到一定溫度后，電熱絲斷開(kāi)。

④表1為在電源電壓不同，電流同為30 A的情況下發(fā)生斷線的現(xiàn)象，其中就有產(chǎn)生弧光放電并且自身無(wú)法熄滅的情況。

從表1數(shù)據(jù)可以看出，電源相電壓低于800 V時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生弧光，并且從電流變化上可以可靠判斷斷線與否。有了以上數(shù)據(jù)，我們有很多種方案可以解決斷線時(shí)弧光放電的問(wèn)題。

2）6 kV或10 kV供電系統(tǒng)都采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，所以當(dāng)一路負(fù)載發(fā)生斷線或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，中性點(diǎn)會(huì)發(fā)生漂移，計(jì)算電流變化時(shí)需加以注意。下面根據(jù)負(fù)載的要求不同，采取以下3種不同的解決方案。

①負(fù)載工作時(shí)不能斷電，如果發(fā)生斷電，會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，這種情況下，如果電爐斷線，我們一般采取限壓續(xù)流的方法，如圖1所示。

1為帶保護(hù)器的加熱單元，2為壓敏保護(hù)器，

3為控制開(kāi)關(guān)，4為電流互感器。

圖1 電熱絲接線圖

保護(hù)原理為：當(dāng)任意一路加熱單元的電爐絲斷線以后，另一路電爐絲保持導(dǎo)通，當(dāng)電源電壓上升到一定數(shù)值時(shí)，壓敏保護(hù)器導(dǎo)通，限制斷線的一組加熱單元端電壓在一定的電壓以下，同時(shí)電流互感器感知電流變化，按控制要求采取相應(yīng)的動(dòng)作。本方案已經(jīng)在產(chǎn)品中應(yīng)用，并取得了國(guó)家專利。

②第二種方案同第一種非常相似，但在實(shí)際應(yīng)用中牽扯到其他一些參數(shù)的選擇。

如圖1所示，電路包括若干個(gè)加熱單元1，每個(gè)加熱單元內(nèi)設(shè)有四組電熱絲R，4個(gè)電熱絲R兩個(gè)為一組串聯(lián)后再并聯(lián)連接，并且并聯(lián)后的兩端連接壓敏功率器件2。當(dāng)有一處串聯(lián)電熱絲R斷開(kāi)后，另一組串聯(lián)的電熱絲R正常工作；當(dāng)兩組串聯(lián)的電熱絲R都斷開(kāi)時(shí)，壓敏器件2擊穿，電流正常流入到下一組加熱單元，不會(huì)出現(xiàn)斷線處起弧放電的現(xiàn)象，從而保護(hù)了電爐體的安全。

回路兩端設(shè)有開(kāi)關(guān)3，開(kāi)關(guān)3的兩端設(shè)有電流檢測(cè)裝置4。當(dāng)兩組電熱絲R一路斷開(kāi)時(shí)該路電流變小，全部斷開(kāi)時(shí)，該路整體的電流增大，這時(shí)電流檢測(cè)裝置會(huì)檢測(cè)到電流的變化，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)確定是否斷開(kāi)電源，進(jìn)一步保護(hù)了電爐體的安全。

兩種方案的不同之處在于第一種壓敏保護(hù)器件可重復(fù)使用，第二種不能重復(fù)使用。如果設(shè)備在沒(méi)有修復(fù)的情況下，第二種方案不能再次投入使用，而第一種方案在不修復(fù)的情況下可以再次投入使用，但壓敏器件上的報(bào)警器會(huì)直接發(fā)出報(bào)警?？刂浦庇^可靠，不存在誤動(dòng)作，缺點(diǎn)是成本稍高。

③第三種方案較上兩種方案更加簡(jiǎn)單，如圖2所示，如果任意一組加熱器件中的一路斷路，在保證斷路后器件端電壓低于800 V的情況下，整個(gè)故障電路一相的電流會(huì)變小，其余兩相電流基本沒(méi)有變化，三相電流不再平衡，在計(jì)算機(jī)的支持下很容易判斷那相電路出了故障，命令開(kāi)關(guān)切斷電源，保證設(shè)備安全，實(shí)際應(yīng)用也非?？煽?，缺點(diǎn)是故障點(diǎn)不明確，維修時(shí)會(huì)增加維修時(shí)間，但成本低廉，不增加任何費(fèi)用。三種方案在實(shí)際產(chǎn)品中都有應(yīng)用，動(dòng)作可靠，達(dá)到了保證生產(chǎn)安全的目的，如果用戶不做特殊要求，第三種方案應(yīng)用較多。

電熱爐是一個(gè)非常復(fù)雜的產(chǎn)品，除了斷線保護(hù)外，在使用過(guò)程中還涉及到其他許多方面的知識(shí)，如電熱絲表面負(fù)荷的選擇，電熱絲的熱傳遞，熱能的均勻釋放，電熱絲同接觸介子的反應(yīng)等，本文只討論斷線保護(hù)問(wèn)題，著重解決產(chǎn)品在使用過(guò)程中的安全問(wèn)題。通過(guò)在大量產(chǎn)品中的應(yīng)用，取得了令人滿意的效果。

圖2 電熱絲接線圖

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作者簡(jiǎn)介

薛海毅（1966-），男，遼寧沈陽(yáng)人，1989年合肥工業(yè)大學(xué)工業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)，學(xué)士學(xué)位，多年從事高壓儲(chǔ)能爐的開(kāi)發(fā)與研制，參與了改行業(yè)技術(shù)規(guī)程的起草，并取得多項(xiàng)該行業(yè)國(guó)家專利。endprint