原標題：過載過流的基礎知識匯總

一、核心概念定義

1. 過載（Overload）

• 定義：設備或電路的實際負載電流超過其額定設計電流，但未達到短路電流水平，通常由長時間運行或負載異常增加引發。

• 類比：類似車輛超載行駛，雖未爆胎但長期可能損壞發動機（設備過熱、絕緣老化）。

2. 過流（Overcurrent）

• 定義：電路中電流超過正常工作范圍，包括過載電流和短路電流（瞬時極高電流）。

• 類比：類似水管爆裂，水流（電流）瞬間遠超管道（電路）承受能力。

關鍵區別：

• 過載是“緩慢超標”，過流包含“瞬時沖擊”（如短路）。

二、過載與過流的成因

1. 過載的常見原因

• 電機類負載：

• 機械卡阻（如軸承損壞）導致電機堵轉，電流升至額定電流的2-5倍。

• 頻繁啟停（如起重機）引發電流波動，長期導致絕緣過熱。

• 電力設備：

• 變壓器長期超負荷運行，溫升超過絕緣等級（如A級絕緣最高允許105℃）。

• 線路設計缺陷：

• 電纜截面積不足，載流量低于實際負載電流（如2.5mm2銅線額定載流16A，實際負載20A）。

2. 過流的常見原因

• 短路故障：

• 相間短路（如電纜絕緣破損）導致電流瞬時升至額定電流的10倍以上。

• 接地短路（如設備外殼漏電）引發人身觸電風險。

• 設備內部故障：

• 半導體器件擊穿（如IGBT短路）導致電流失控。

• 外部干擾：

• 雷擊或電網波動引發瞬態過流（如浪涌電流）。

三、過載與過流的危害

典型案例：

• 某工廠電機因過載運行導致絕緣損壞，引發相間短路，最終燒毀整條生產線。

• 家庭電路因插座老化引發短路，電流達3000A以上，熔斷器未及時動作導致火災。

四、保護措施與原理

1. 過載保護

• 熱繼電器：

• 原理：通過雙金屬片受熱彎曲切斷電路，動作時間與過載電流成反比（如1.2倍額定電流時20分鐘動作）。

• 應用：三相電機保護，需配合接觸器使用。

• 電子式過載繼電器：

• 優勢：可設置脫扣曲線（如冷啟動保護、接地故障檢測），精度±1%。

2. 過流（短路）保護

• 熔斷器：

• 原理：電流超過熔體額定值時熔斷，動作時間極短（如10倍額定電流時0.1秒內熔斷）。

• 類型：快速熔斷器（半導體保護）、延時熔斷器（電機啟動）。

• 斷路器：

• 電磁式：瞬時脫扣（短路保護），動作時間<0.1秒。

• 電子式：可編程脫扣曲線，支持長延時（過載）、短延時（選擇性保護）、瞬時（短路）三段保護。

• 分類：

3. 保護配合原則

• 選擇性：上級保護動作時間應大于下級，避免越級跳閘。

• 靈敏性：保護裝置額定電流應小于設備最小短路電流。

示例：

• 電機回路：熱繼電器（過載）+ 熔斷器（短路）+ 接觸器（控制）。

• 配電系統：進線斷路器（長延時+瞬時）+ 下級斷路器（短延時+瞬時）。

五、檢測與診斷方法

1. 電流測量

• 鉗形表：非接觸式測量運行電流，判斷是否過載。

• 示波器：捕捉瞬態過流波形，分析故障類型。

2. 溫度監測

• 紅外熱像儀：檢測設備表面溫升，發現潛在過載點。

• 熱電偶：嵌入電機繞組，實時監控絕緣溫度。

3. 諧波分析

• 電能質量分析儀：檢測諧波含量，判斷是否因非線性負載（如變頻器）導致過流。

六、預防措施與建議

1. 合理設計

• 電纜載流量按1.2倍長期負載電流選型，電機啟動電流按額定電流的5-7倍校驗。

2. 定期維護

• 每季度檢查接觸器觸點、熱繼電器雙金屬片狀態，每年測試斷路器脫扣時間。

3. 智能監控

• 部署電力監控系統（如EMS），實時預警過載/過流風險，自動切斷故障回路。

七、總結：過載與過流的核心區別

學習建議：

1. 通過模擬實驗（如用可調負載測試電機過載）加深理解。

2. 結合電氣圖紙分析保護裝置的選型與配合邏輯。

3. 關注行業案例（如礦井電機過載引發瓦斯爆炸），強化安全意識。

掌握過載與過流的基礎知識，可有效預防電氣事故，保障設備與人員安全。