淺談?dòng)脩魝?cè)繼電器的保護(hù)作用及其檢測(cè)

黃海 錢韋辰

引言

用戶側(cè)繼電器在配電系統(tǒng)中的保護(hù)作用非常重要。通過監(jiān)測(cè)電流、電壓和故障情況，并實(shí)施相應(yīng)的保護(hù)措施，繼電器能夠保護(hù)設(shè)備、線路和人員的安全，預(yù)防電力系統(tǒng)故障和事故的發(fā)生。繼電器作為電力系統(tǒng)中一種常見的過載保護(hù)設(shè)備，其保護(hù)作用對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)而言起著關(guān)鍵的作用。

一、用戶側(cè)繼電器保護(hù)作用

（一）過載保護(hù)

在配電網(wǎng)用戶側(cè)，繼電器作為一種常用的電力保護(hù)裝置，主要起著過載保護(hù)的作用，用于用戶側(cè)電氣設(shè)備和線路免受過載損壞的影響。用戶側(cè)繼電器可以通過感應(yīng)電路或電流互感器監(jiān)測(cè)電路中的電流流動(dòng)，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號(hào)供繼電器控制電路使用。用戶側(cè)繼電器根據(jù)電氣設(shè)備的額定電流容量，設(shè)置一個(gè)額定電流閾值，當(dāng)電路中的電流超過該閾值時(shí)，繼電器將觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作同時(shí)觸發(fā)報(bào)警信號(hào)，提醒用戶或維修人員電路存在過載情況。在電路電流嚴(yán)重超過額定閾值的情況下，繼電器還可以自動(dòng)切斷電源，以避免設(shè)備或線路受到更多的損壞。

用戶側(cè)繼電器過載保護(hù)應(yīng)用于各種電氣設(shè)備，如電動(dòng)機(jī)、變壓器、發(fā)電機(jī)等。它可以保護(hù)設(shè)備免受過載和損壞，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命[1]。過載情況還可能導(dǎo)致電線、電纜等線路元件過度發(fā)熱，甚至引發(fā)火災(zāi)。通過用戶側(cè)繼電器的過載保護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的工作負(fù)荷的監(jiān)測(cè)和管理，確保設(shè)備在其額定容量范圍內(nèi)運(yùn)行，提高設(shè)備的安全性和可靠性。用戶側(cè)繼電器過載保護(hù)還可以記錄和報(bào)告出現(xiàn)過的過載事件，有助于后期故障排查和設(shè)備維護(hù)。

（二）短路保護(hù)

在變電系統(tǒng)中，用戶側(cè)的繼電器能夠進(jìn)行短路保護(hù)。繼電器短路保護(hù)是一種用來防止繼電器由于短路故障而損壞的保護(hù)機(jī)制，當(dāng)繼電器處于正常工作狀態(tài)時(shí)，它會(huì)根據(jù)輸入信號(hào)的變化來控制電路的開關(guān)。然而，當(dāng)電路中發(fā)生短路故障時(shí)，電流會(huì)大幅增加，可能會(huì)導(dǎo)致繼電器受損甚至起火。

短路電流會(huì)造成高電流和高能量的形成，對(duì)人身安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，用戶側(cè)短路保護(hù)能夠迅速切斷電源，避免電路出現(xiàn)高電流和高能量的情況，減小對(duì)人身的傷害風(fēng)險(xiǎn)。短路故障還可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)的整體故障和停電，用戶側(cè)短路保護(hù)的快速動(dòng)作可以隔離短路故障，提高系統(tǒng)的可靠性，減少故障的傳播和擴(kuò)大。短路故障產(chǎn)生的大電流，對(duì)保護(hù)設(shè)備本身也會(huì)造成損壞，用戶側(cè)短路保護(hù)的快速切斷作用可以保護(hù)設(shè)備，延長(zhǎng)其壽命。

用戶側(cè)短路保護(hù)在電力系統(tǒng)中起著重要作用，確保電氣設(shè)備和人身安全，減少故障的傳播范圍和停電時(shí)間，它是保障配電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)保護(hù)之一，能夠減少事故損失，提高電力系統(tǒng)的可靠性和供電質(zhì)量。

（三）接地保護(hù)

在10千伏配電網(wǎng)中，用戶側(cè)繼電器還可以用于檢測(cè)和保護(hù)用戶側(cè)電氣設(shè)備的裝置，保護(hù)電路免受接地故障的損傷[2]。接地故障可能導(dǎo)致電路帶電部分與設(shè)備外殼之間形成電壓，對(duì)人身安全構(gòu)成威脅。用戶側(cè)繼電器接地保護(hù)通過感應(yīng)電路或電流互感器監(jiān)測(cè)電路中的接地電流，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，很可能會(huì)導(dǎo)致電路中出現(xiàn)異常的接地電流，一旦用戶側(cè)繼電器檢測(cè)到接地電流超過了設(shè)定的閾值，其將觸發(fā)快速切斷電源的動(dòng)作，迅速隔離故障，保護(hù)設(shè)備和人身安全。

接地故障可能對(duì)設(shè)備和線路產(chǎn)生額外的負(fù)荷和熱損耗，導(dǎo)致設(shè)備故障或損壞，用戶側(cè)繼電器接地保護(hù)的快速動(dòng)作能有效地保護(hù)設(shè)備，防止其遭受接地故障的影響。用戶側(cè)繼電器接地保護(hù)裝置可以提供接地故障信息，幫助快速排查和定位電氣系統(tǒng)的接地故障問題，這有助于提高故障修復(fù)的效率，減少停電時(shí)間。接地保護(hù)裝置對(duì)于保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行、提供可靠供電至關(guān)重要。用戶側(cè)繼電器接地保護(hù)能夠幫助識(shí)別和隔離接地故障，盡快恢復(fù)正常供電，提高系統(tǒng)的可靠性和持續(xù)供電能力。

（四）過電壓保護(hù)

在10千伏配電網(wǎng)中，用戶側(cè)繼電器過電壓保護(hù)是能夠有效地保護(hù)用戶側(cè)電氣設(shè)備免受過電壓損害的保護(hù)裝置，其作用是檢測(cè)并響應(yīng)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的過電壓情況，以保護(hù)電氣設(shè)備和線路不受過高的電壓影響。

用戶側(cè)繼電器通過感應(yīng)電路或電壓互感器檢測(cè)電力系統(tǒng)中的電壓變化。它主要是監(jiān)控電路中的電壓，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的信號(hào)供繼電器控制電路使用。用戶側(cè)繼電器根據(jù)電氣設(shè)備的額定電壓容量，設(shè)置一個(gè)過電壓閾值，一旦電路中的電壓超過該閾值，則繼電器將觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)用戶側(cè)繼電器檢測(cè)到過電壓情況時(shí)，它可以迅速切斷電源或采取措施降低電壓，以保護(hù)設(shè)備和線路免受過高電壓的影響。

過電壓可能會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定，甚至引發(fā)系統(tǒng)故障。通過用戶側(cè)繼電器過電壓保護(hù)，可以減少不穩(wěn)定情況和故障的發(fā)生。過電壓保護(hù)在防止雷擊、線路故障和事故恢復(fù)后的電網(wǎng)重連等場(chǎng)景中具有重要作用，幫助保護(hù)系統(tǒng)因自然災(zāi)害和電力事故等因素帶來的過電壓影響。

二、用戶側(cè)繼電器檢測(cè)方法

（一）供電電壓檢測(cè)

用戶側(cè)繼電器供電電壓的檢測(cè)可以通過直接測(cè)量電壓、電壓互感器檢測(cè)、繼電器內(nèi)部檢測(cè)電路這幾種方式來進(jìn)行[3]。

第一，直接測(cè)量電壓。用戶可以使用電壓表或多用表等儀器，直接測(cè)量繼電器的供電電壓，這種方法簡(jiǎn)單且直接，可以快速獲取供電電壓的數(shù)值。第二，電壓互感器檢測(cè)。電壓互感器是一種用于測(cè)量高壓電流和電壓的設(shè)備。用戶可以使用適配的電壓互感器將繼電器供電線路上的電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)較小的量，然后通過檢測(cè)這個(gè)較小量的電壓來獲取供電電壓的信息。第三，繼電器內(nèi)部檢測(cè)電路。部分繼電器內(nèi)部具備電壓檢測(cè)功能的電路，可以通過連接到相應(yīng)的引腳，使用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量設(shè)備或接口，讀取供電電壓的數(shù)值。

（二）工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)

在用戶側(cè)，大多數(shù)繼電器都配備了指示燈或顯示器，用于指示繼電器的工作狀態(tài)，可以觀察指示燈的亮滅情況，以了解繼電器是否正常工作。繼電器通常用于控制其他設(shè)備或電路的開關(guān)操作，可以使用適當(dāng)?shù)臏y(cè)試儀器（如萬用表）測(cè)量繼電器輸出端的信號(hào)，判斷繼電器是否正常工作。另外，有些繼電器是根據(jù)輸入信號(hào)的變化來觸發(fā)動(dòng)作的，可以對(duì)繼電器的輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，確保輸入信號(hào)的正確性和穩(wěn)定性。一些繼電器應(yīng)用場(chǎng)景需要更精確和全面的工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)，可以采用專門的監(jiān)測(cè)裝置或系統(tǒng)，如PLC（可編程邏輯控制器）或監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)繼電器的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄[4]。

（三）定期校驗(yàn)和測(cè)試

校驗(yàn)繼電器參數(shù)、檢查繼電器外觀和連接、測(cè)試?yán)^電器功能、模擬輸入信號(hào)、定期繼電器動(dòng)作測(cè)試、校驗(yàn)繼電器保護(hù)功能是繼電器定期校驗(yàn)和測(cè)試的主要內(nèi)容[5]。

定期檢查繼電器的技術(shù)參數(shù)是否與設(shè)定值一致，如動(dòng)作電流、釋放電流、動(dòng)作時(shí)間等，比較這些參數(shù)與繼電器技術(shù)手冊(cè)中的規(guī)定，確保其在可接受范圍內(nèi)；檢視繼電器的外觀，確保沒有物理?yè)p壞或松動(dòng)的連接。檢查繼電器與電路之間的連接，如繼電器引腳、插座等，確保連接良好且緊固；使用適當(dāng)?shù)臏y(cè)試儀器，如萬用表、繼電器測(cè)試裝置等，對(duì)繼電器的功能進(jìn)行測(cè)試，可以測(cè)試?yán)^電器的觸發(fā)動(dòng)作、釋放動(dòng)作、狀態(tài)指示燈、輸出信號(hào)等。通過提供模擬輸入信號(hào)，測(cè)試?yán)^電器的響應(yīng)和工作。例如，模擬輸入電壓或電流變化，觀察繼電器是否根據(jù)預(yù)期工作。按照預(yù)定計(jì)劃，進(jìn)行繼電器的動(dòng)作測(cè)試。例如，定期觸發(fā)繼電器，確保其在正常條件下能夠可靠地動(dòng)作并完成預(yù)定功能。根據(jù)繼電器的保護(hù)功能要求，進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試和校驗(yàn)。例如，對(duì)過載保護(hù)、短路保護(hù)、過壓保護(hù)等進(jìn)行測(cè)試，確保其能夠及時(shí)響應(yīng)并提供有效的保護(hù)。

（四）外部連接檢查

對(duì)于用戶側(cè)繼電器的外部連接檢查包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

第一，檢查接線端子。檢查繼電器的接線端子，確保它們緊固并沒有松動(dòng)，確保接線端子無氧化或腐蝕，并正確插入繼電器插座或連接器中。第二，檢查接線的安全性。檢查接線是否牢固，并沒有松動(dòng)或脫落，確保接線頭部分裸露，無導(dǎo)體之間的接觸，使用適當(dāng)?shù)墓ぞ撸ㄈ绨馐?、螺絲刀）緊固接線螺母或螺絲。第三，檢查絕緣保護(hù)。檢查繼電器外部連接的絕緣保護(hù)措施，確保繼電器的外部連接線或接線端子與周圍的金屬結(jié)構(gòu)、其他電氣設(shè)備保持必要的絕緣距離。第四，觀察連接線的狀態(tài)。仔細(xì)觀察繼電器外部連接線的狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)損壞、裂紋、暴露的導(dǎo)線或其他不正常情況，需要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)或更換。第五，檢查繼電器插座或連接器。檢查繼電器插座或連接器的外部連接狀態(tài)，確保連接器或插座沒有松動(dòng)或損壞，并與繼電器接頭完全插合。第六，驗(yàn)證接線圖。參考繼電器的接線圖或接線圖紙，驗(yàn)證外部連接線的正確性，確保連接線與繼電器的作用和功能一致，并且符合相關(guān)的安裝與連接規(guī)范。第七，進(jìn)行電氣測(cè)試。使用合適的測(cè)試儀器（如萬用表、電壓表、電流表等），對(duì)繼電器的外部連接進(jìn)行電氣測(cè)試[6]，檢測(cè)連線的電阻、電壓、電流等參數(shù)，確保其與規(guī)格要求相符，并確認(rèn)連接的穩(wěn)定性。

三、用戶側(cè)繼電器的保護(hù)作用及其檢測(cè)的重要意義

（一）為用戶側(cè)提供安全保障

用戶側(cè)繼電器的保護(hù)作用是確保用戶和相關(guān)設(shè)備的安全，并提供可靠的電氣保護(hù)。用戶側(cè)繼電器通常具備過載保護(hù)功能，它可以檢測(cè)電路中的過載情況，并采取相應(yīng)的措施，及時(shí)切斷電路，防止電流或電壓超過設(shè)定閾值而對(duì)設(shè)備造成損壞。繼電器還可以提供接地保護(hù)，意味著當(dāng)電路發(fā)生接地故障時(shí)，繼電器能夠迅速切斷電路，防止內(nèi)部電路與設(shè)備外殼接通，造成能量外泄。出現(xiàn)接地故障時(shí)，一旦人類或其他設(shè)備觸碰到故障電路中的電氣設(shè)備，很可能會(huì)遭受大電流的傷害，出現(xiàn)意外事故，而繼電器的使用，能夠有效地避免這種情況的發(fā)生。

另外，一些用戶側(cè)繼電器還具備電流監(jiān)測(cè)保護(hù)功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電路中的電流變化，并根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，而且有些繼電器還具備溫度保護(hù)功能，當(dāng)繼電器自身的溫度超過安全范圍時(shí)，會(huì)自動(dòng)切斷電路以避免設(shè)備出現(xiàn)過熱運(yùn)行的情況。

（二）及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行故障

用戶側(cè)繼電器的保護(hù)作用是確保設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行，同時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行故障。因?yàn)槔^電器能夠?qū)﹄娐返漠惓Ｇ闆r（如大電流、過電壓、高能量）進(jìn)行檢測(cè)，而且在電路中一般會(huì)設(shè)有相應(yīng)的閾值，當(dāng)電路中的電流或電壓高于特定的值之后，繼電器將會(huì)作出相應(yīng)的反應(yīng)，向外界發(fā)出警告或自動(dòng)切斷電路。當(dāng)繼電器檢測(cè)到異常情況時(shí)，會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒相關(guān)工作人員來進(jìn)行相應(yīng)的故障檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電路中存在的問題，并進(jìn)行維修處理或設(shè)備的更換，避免意外情況的發(fā)生。

另外，通過對(duì)繼電器的功能進(jìn)行定期的檢查，能夠全面掌握繼電器運(yùn)行的狀況，避免出現(xiàn)繼電器失效的問題，電路中及相關(guān)運(yùn)行設(shè)備可能出現(xiàn)的一些故障也能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。確保繼電器的保護(hù)功能正常運(yùn)行，則是保障設(shè)備的安全運(yùn)行，降低故障風(fēng)險(xiǎn)，并減少經(jīng)濟(jì)損失。

（三）提高設(shè)備運(yùn)行效率

用戶側(cè)繼電器的保護(hù)作用還在于提高設(shè)備的運(yùn)行效率。電路中的相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障，將會(huì)嚴(yán)重影響其以及整體線路運(yùn)行的效率。將繼電器運(yùn)用到電路中，通過該設(shè)備的檢測(cè)功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電路運(yùn)行過程中出現(xiàn)的一些異常情況，并在自動(dòng)切斷電路的保護(hù)下，將故障控制在最小范圍內(nèi)，盡可能地確保電路中電氣設(shè)備的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，這對(duì)于提高設(shè)備運(yùn)行的效率而言，具有很大的幫助作用。

另外一旦電路發(fā)生過載故障、短路故障、接地故障等，將會(huì)對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的損害，嚴(yán)重的可能會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。通過定期檢測(cè)繼電器的保護(hù)功能，可以盡早發(fā)現(xiàn)和解決電路中的問題，防止設(shè)備損壞和故障發(fā)生，避免生產(chǎn)中斷或減少停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備的運(yùn)行效率和生產(chǎn)效率。

總結(jié)

總而言之，用戶側(cè)繼電器的保護(hù)作用以及相關(guān)的檢測(cè)對(duì)于保障用戶側(cè)用電安全、提高設(shè)備的運(yùn)行效率至關(guān)重要。通過繼電器的過載保護(hù)、接地保護(hù)、短路保護(hù)作用，為用戶側(cè)的電氣設(shè)備提供一個(gè)安全運(yùn)行的環(huán)境，同時(shí)也是為用戶提供一個(gè)人身安全的保障。