2.4 保護器的控制關系

保護器是一種保護電路的器件，只允許安全限制內的電流通過，當電路中的電流量超過保護器的額定電流時，保護器會自動切斷電路，對電路中的負載設備進行保護。本節從熔斷器、漏電保護器、溫度繼電器、熱繼電器和避雷器這五個方面講解保護器的控制關系。

2.4.1 熔斷器的控制關系

熔斷器在電路中的作用是檢測電流通過的量，當電路中的電流超過熔斷器規定值一段時間后，熔斷器自身產生的熱量將其內部的熔體熔化，從而使電路斷開，起到保護電路的作用。

圖2-18所示為熔斷器的連接關系。從圖中可看出，熔斷器串聯在被保護電路中，當電路出現過載或短路故障時，熔斷器熔斷切斷電路進行保護。

圖2-19所示為熔斷器的控制關系。閉合電源開關，接通白熾燈電源，白熾燈點亮，電路正常工作；當白熾燈之間由于某種原因而被導體連在一起時，電源被短路，此時電路中僅有很小的電源內阻，使得電路中的電流很大，流過熔斷器的電流也很大，這時熔斷器會自身熔斷，切斷電路，進行保護。

2.4.2 漏電保護器的控制關系

漏電保護器（標準術語稱為剩余電流斷路器）是一種具有漏電、觸電、過載、短路保護功能的保護器件，對于防止觸電傷亡事故以及避免因漏電電流而引起的火災事故具有明顯的效果。

圖2-20所示為漏電保護器的連接關系。從圖中可看出，相線L和零線N經過漏電保護器支路，當電路出現漏電、觸電、過載、短路故障時，通過漏電保護器切斷電路進行電路及人身安全的保護。

漏電檢測原理如圖2-21所示。當被保護電路發生漏電或有人觸電時，由于漏電電流的存在，使得供電電流大于返回電流。

圖2-22所示為漏電保護器的控制關系。單相交流電經過電能表及漏電保護器后為用電設備進行供電，正常時相線端L的電流與零線端N的電流相等，回路中剩余電流量幾乎為零；當發生漏電或觸電情況時，相線L的一部分電流流過觸電人身體到地，而出現相線端L的電流大于零線端N的電流，回路中產生剩余的電流量，漏電保護器感應出剩余的電流量，并切斷電路進行保護。

2.4.3 溫度繼電器的控制關系

溫度繼電器主要由電阻加熱絲，碟形雙金屬片，一對動、靜觸點和兩個接端子組成，如圖2-23所示。

溫度繼電器是一種用于防止負載設備因溫度過高或過電流而燒壞的保護器件，其感溫面緊貼在負載設備的外殼上，接線端子與供電電路串聯一起，如圖2-24所示。

當負載設備溫度過高或流過的電流過大時，溫度繼電器斷開，切斷電路，保護設備及電路。

圖2-25所示為正常溫度下溫度繼電器的控制關系。正常溫度下，交流220V電源經溫度繼電器內部閉合的觸點，接通壓縮機電動機的供電，起動繼電器起動壓縮機電動機工作，待壓縮機電動機轉速升高到一定值時，起動繼電器斷開起動繞組，起動結束，壓縮機電動機進入正常的運轉狀態。

圖2-26所示為溫度過高時溫度繼電器的控制關系。當壓縮機電動機溫度過高時，溫度繼電器的碟形雙金屬片受熱反向彎曲變形，斷開壓縮機電動機的供電電源，起到保護作用。

2.4.4 熱繼電器的控制關系

熱繼電器是利用電流的熱效應推動動作機構使其內部觸點閉合或斷開的，主要用于電動機的過載保護、斷相保護、電流不平衡保護以及熱保護，主要由復位按鈕、常閉觸點、動作機構以及熱元件等構成，如圖2-27所示。

圖2-28所示為熱繼電器的連接關系。從圖中可以看出，該熱繼電器FR連接在主電路中，用于主電路的過載、斷相、電流不平衡以及三相交流電動機的熱保護；常閉觸點FR-1連接在控制電路中，用于控制控制電路的通斷。合上電源總開關QF，按下起動按鈕SB1，熱繼電器的常閉觸點FR-1接通控制電路的供電，交流接觸器KM線圈得電，常開主觸點KM-1閉合，接通三相交流電源，電源經熱繼電器的熱元件FR為三相交流電動機供電，三相交流電動機起動運轉；常開輔助觸點KM-2閉合，實現自鎖功能，即使松開起動按鈕SB1，三相交流電動機仍能保持運轉狀態。

圖2-29所示為熱繼電器的控制關系。當主電路中出現過載、斷相、電流不平衡或三相交流電動機過熱時，由熱繼電器的熱元件FR產生的熱效應來推動動作機構，使其常閉觸點FR-1斷開，切斷控制電路供電電源，交流接觸器KM線圈失電，常開主觸點KM-1復位斷開，切斷電動機供電電源，電動機停止運轉，常開輔助觸點KM-2也復位斷開，解除自鎖功能，從而實現了對電路的保護作用。