三断保护

三段保护和四段保护Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-199981、低压断路器的三段保护是指：过载长延时保护、短路短延时保护、瞬时动作保护；对配电型断路器而言，它有A类和B类之分：A类为非选择型，B类为选择型。

所谓选择型是指断路器具有过载长延时、短路短延时和短路瞬时的三段保护特性。

万能式（又称框架式）断路器中的DW15系列、DW17（ME）系列、AH系列和DW40、DW45系列中大部分是B型，而DZ5、DZ15、 DZ20、TO、TG、CM1、TM30及HSM1等系列和万能式DW15、DW17的某些规格因仅有过载长延时、短路瞬时的二段保护，它们是属于非选择型的A类断路器。

选择性保护，如图1所示。

当F点短路时，只有靠近F点的QF2断路器动作，而上方位的QF1断路器不动作，这就是选择性保护（由于QF1不动作，就使未发生故障的QF3、QF4支路保持供电）。

如果QF2和QF1都是A类断路器，则F点发生短路，短路电流值达一定值时，QF1、QF2同时动作，QF1断路器回路及其下的支路全部停电，就不是选择性保护了。

能够实现选择性保护的原因是，QF1为B类断路器，它具有短路短延时性能，当F点短路时，短路电流流过QF2支路，也流过QF1回路，QF2的瞬时动作脱扣器动作（通常它的全分断时间不大于），因QF1的短延时，QF1在内不会动作（它的短延时≥或、、）。

在QF2动作切断故障线路时，整个系统就恢复了正常。

可见，如果要达到选择性保护的要求，上一级的断路器应选用具有三段保护的B型断路器。

2、低压断路器的四段保护是指：长延时保护（热过载，分、时级的）、短延时保护（短路短延时的倍数，不超过1s）、瞬时保护（短路瞬时，几ms）、接地故障保护（含漏电保护,几十ms）。

3、接地故障：因绝缘损坏或其他原因造成相线与PE线、PEN 线、配电或用电设备的金属外壳、敷线管槽、建筑物金属构件等之间的短路称为接地故障，是短路故障的一种，发生的几率比其他类型的短路故障大得多。

执行器作为控制的终端元件广泛地用于过程自动化控制中。

气动执行器由于其具有本质安全防爆、结构简单可靠、维修方便等突出的优点，更是一直为执行器的主流产品，是一类广泛用于电力、冶金、石化、化工、造纸、建材和食品饮料等行业的工业自动化仪表产品。

为了提高气动执行器的性能，阀门定位器是不可或缺的配套产品。

近年来，智能阀门定位器由于其卓越的性能和强大的功能已越来越受广大用户的青睐，其中，西门子的智能阀门定位器SIPART PS2更由于其性能优越、可靠性极高而在智能阀门定位器市场上处于领先地位。

气动执行器及智能阀门定位器正常地工作，要求过程控制系统能够持续地提供正确的气源、电源和信号源。

但在实际应用中，过程控制系统显然无法提供百分之百的保证。

对于某些工艺过程，为了避免在发生断气、断电或断信号故障时出现事故，要求控制阀保持在故障前的最后一个位置上，如安装在锅炉减温系统中的喷水减温调节阀，它通过改变节流部位面积调节喷水量，控制蒸汽温度，保证锅炉正常运行。

如果故障时，阀门运行到全开或全关位置，都会导致蒸汽温度过低或过高，这就要求控制阀在设计上实现故障—安全的三断（断气、断电、断信号）保护措施。

下面介绍两种方案，让我们使用西门子定位器如何实现“三断“保护功能。

方案一（两线制方案）：图1 两线制定位器三断保护原理图本方案主要由气动控制阀、两线制西门子阀门定位器（6DR50xx-，6DR51xx-）、电子开关（失信号比较器）、单电控电磁换向阀、气动保位阀组成，见图1。

其工作原理如下：1、断气源：单作用定位器可选用单通道气动保位阀，双作用定位器可选用双通道气动保位阀。

当气源系统发生故障（失气）时，气动保位阀自动切断定位器与气动控制阀之间的通道，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡或两气室的压力平衡，气动控制阀的阀位保持在故障前的最后一个控制信号位置上。

该保位阀应设定在略低于气源的最小值时启动，因西门子定位器正常工作的压力范围是0.14~0.7MPa，切换点可设为0.14MPa。

标题：控制阀的（三断）保护方案及分析控制阀在过程控制系统的重要作用是人所共知的，控制阀正常工作时需要系统提供气（电）源、信号源，其气（电）源、信号源的正确提供是控制阀正常工作的最基础的保证。

由于控制阀工作的重要性要求，因此，要求过程控制系统要保证气（电）源、信号源能够正确、连续的提供给控制阀。

而实际情况是：过程控制系统无法100﹪毫无差错地保证上述气（电）源、信号源（简称三源）正确、连续的提供，因此，在控制阀上要采取相应的保护措施，即控制阀的三断（断气源、电源、信号源）保护措施。

实际上，控制阀的控制方式有许多种，连接的附件又是多种多样的，那么，控制阀的三断保护措施及方案又会各有不同。

一般情况下采取三断保护措施的控制阀大多需要有位置反馈装置，输出反馈信号，配有手轮机构，实现故障时的手动操作。

本文根据三断保护的不同要求，列举不同的保护方案，并对不同的保护方案进行分析，与业界同行共同探讨。

本文讨论的三断保护方案主要有以下几种：一、智能电－气阀门定位器方案（控制阀配用智能电－气阀门定位器）二、模拟电－气阀门定位器方案（控制阀配用模拟电－气阀门定位器）三、电－气转换器+气动阀门定位器方案（控制阀配用电－气转换器+气动阀门定位器）四、模拟气动阀门定位器方案（控制阀配用模拟气动阀门定位器）五、智能电动控制阀方案另外本文还将讨论其他特殊情况下的保护方案。

一、智能电－气阀门定位器方案（控制阀配用智能电－气阀门定位器）其具体方案见图1图1本方案主要由气动控制阀、智能电－气阀门定位器、失电（信号）比较器、单电控电磁换向阀、气动保位阀等组成。

其工作原理如下：1、断气源：当控制系统气源故障（失气）时，气动保位阀自动关闭将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。

该保位阀应设定在略低于气源的最小值时启动。

2、断电源：当控制系统电源故障（失电）时，失电（信号）比较器控制单电控电磁换向阀的输出电压消失，单电控电磁换向阀失电，单电控电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动，电磁阀换向，将气动保位阀的膜室压力排空，气动保位阀关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。

文章标题：揭秘万能式断路器的三段式保护原理与工作原理在电路系统中，万能式断路器扮演着至关重要的角色，它能够在电路出现故障时快速切断电源，保护设备和人身安全。

而其中的三段式保护原理更是保证了其高效、可靠的工作。

本文将深入探讨万能式断路器的三段式保护原理与工作原理，带领读者了解其内部机制，并对其重要性有更清晰的认识。

一、三段式保护原理的概念三段式保护原理指的是在断路器工作时，根据电路中的故障情况，划分为短时延段、长时延段和瞬时段。

短时延段用于检测短路故障，长时延段用于检测过载故障，瞬时段则用于检测瞬时故障。

这种层层递进的保护方式，能够在不同情况下更精准地切断电源，保护电路和设备的安全运行。

1. 短时延段在电路出现短路故障时，电流将迅速增大，这时短时延段就会起作用。

短时延段会快速感应电路中的异常电流，然后快速切断电源，避免短路故障造成更大的损失。

2. 长时延段与短时延段相似，长时延段主要用于检测过载故障。

当电路中的电流超过了额定值，但未达到瞬时过流值时，长时延段将发挥作用并逐渐切断电源，以防止电路因过载故障而受损。

3. 瞬时段瞬时段则是用于检测瞬时故障，比如突然出现的电弧故障。

瞬时段能够迅速感知到电路中的异常情况，并立即切断电源，以避免火灾或其他灾害的发生。

二、工作原理的深入解析万能式断路器的工作原理可以分为感应、判别和操作三个阶段，每个阶段都非常关键，决定了断路器是否能够及时、准确地保护电路。

1. 感应感应阶段是万能式断路器最先进行的阶段，它通过内部的传感器和电路感知电路中的异常情况。

传感器会实时监测电路中的电流、电压等参数，一旦超出了设定的范围，传感器就会发出信号。

2. 判别在感应到异常情况后，万能式断路器会进行判别，判断该异常符合短时延、长时延还是瞬时段的保护范围。

这个过程需要内部的逻辑电路和控制电路来实现，确保判断的准确性和及时性。

3. 操作最后是操作阶段，根据判别结果，万能式断路器会执行相应的操作，即切断电源。

零序电流iii段保护动作电流的整定原则一、前言大家好，今天我们来聊聊一个很有趣的话题：零序电流iii段保护动作电流的整定原则。

我们得明白什么是零序电流iii段保护。

简单来说，就是在电力系统中，当发生接地故障时，产生的零序电流会通过线路流回电源，这时候就需要我们的零序电流iii段保护来判断是否需要切断电源，以防止故障扩大。

那么，如何整定这个保护动作电流呢？接下来，我们就来详细探讨一下这个问题。

二、1.1 什么是零序电流iii段保护在电力系统中，零序电流是指在没有负载的情况下，三相电压不平衡所产生的电流。

而零序电流iii段保护，就是在三相电压不平衡的情况下，检测到的零序电流达到一定程度时，自动切断电源的一种保护措施。

二、1.2 为什么需要零序电流iii段保护大家都知道，电力系统中的故障是非常危险的。

而零序电流iii段保护就是为了防止这些危险情况的发生。

当我们检测到零序电流达到一定程度时，就可以判断出可能发生了接地故障，从而采取相应的措施，避免故障扩大。

三、2.1 零序电流iii段保护的动作电流怎么整定那么，如何整定零序电流iii段保护的动作电流呢？这里我们可以借鉴一句俗语：“量力而行”。

也就是说，我们在整定动作电流时，要根据实际情况来选择合适的值。

具体来说，我们可以分为两个步骤来进行：第一步，确定参考电压。

参考电压是指在正常情况下，三相电压的平均值。

我们可以通过测量得到这个值。

第二步，计算动作电流。

动作电流是指在零序电流达到一定程度时，保护装置会自动切断电源的电流值。

我们可以用下面的公式来计算：动作电流 = 参考电压× 动作系数其中，动作系数是一个经验值，可以根据实际情况进行调整。

一般来说，动作系数越大，动作电流越小；反之亦然。

四、2.2 动作系数的选择那么，如何选择合适的动作系数呢？这里我们可以借用一句成语：“因地制宜”。

也就是说，我们在选择动作系数时，要根据具体的现场条件来进行调整。

具体来说，影响动作系数的因素有很多，比如线路的长度、导线的材质、接地电阻的大小等等。

标题：控制阀的（三断）保护方案及分析控制阀在过程控制系统的重要作用是人所共知的，控制阀正常工作时需要系统提供气（电）源、信号源，其气（电）源、信号源的正确提供是控制阀正常工作的最基础的保证。

由于控制阀工作的重要性要求，因此，要求过程控制系统要保证气（电）源、信号源能够正确、连续的提供给控制阀。

而实际情况是：过程控制系统无法100﹪毫无差错地保证上述气（电）源、信号源（简称三源）正确、连续的提供，因此，在控制阀上要采取相应的保护措施，即控制阀的三断（断气源、电源、信号源）保护措施。

实际上，控制阀的控制方式有许多种，连接的附件又是多种多样的，那么，控制阀的三断保护措施及方案又会各有不同。

一般情况下采取三断保护措施的控制阀大多需要有位置反馈装置，输出反馈信号，配有手轮机构，实现故障时的手动操作。

本文根据三断保护的不同要求，列举不同的保护方案，并对不同的保护方案进行分析，与业界同行共同探讨。

本文讨论的三断保护方案主要有以下几种：一、智能电－气阀门定位器方案（控制阀配用智能电－气阀门定位器）二、模拟电－气阀门定位器方案（控制阀配用模拟电－气阀门定位器）三、电－气转换器+气动阀门定位器方案（控制阀配用电－气转换器+气动阀门定位器）四、模拟气动阀门定位器方案（控制阀配用模拟气动阀门定位器）五、智能电动控制阀方案另外本文还将讨论其他特殊情况下的保护方案。

一、智能电－气阀门定位器方案（控制阀配用智能电－气阀门定位器）其具体方案见图1图1本方案主要由气动控制阀、智能电－气阀门定位器、失电（信号）比较器、单电控电磁换向阀、气动保位阀等组成。

其工作原理如下：1、断气源：当控制系统气源故障（失气）时，气动保位阀自动关闭将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。

该保位阀应设定在略低于气源的最小值时启动。

2、断电源：当控制系统电源故障（失电）时，失电（信号）比较器控制单电控电磁换向阀的输出电压消失，单电控电磁换向阀失电，单电控电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动，电磁阀换向，将气动保位阀的膜室压力排空，气动保位阀关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。

气动调节阀的三断保位方法。

一般来说，我们在选择气动薄膜调节阀时，都要先确定选气开还是气闭，这就是选择调节阀断气时的保护位置，如果工艺要求断气时阀门打开，则选择常开（气闭）式调节阀，反之则选常闭（气开）式调节阀。

这只是一个粗浅的方案，如果工艺要求断气、断电、断信号的三断保护，则调节阀就需要配置一些附件来组成一个保护系统才能实现控制要求，这些附件主要有保位阀、电磁阀、气罐等。

以下是单作用气动薄膜调节阀和双作用气动调节阀的两种保位方案。

一、气动薄膜调节阀方案（调节阀配用电－气阀门定位器）本方案主要由气动调节阀、电－气阀门定位器、失电（信号）比较器、单电控电磁换向阀、气动保位阀、阀位信号返回器等组成。

其工作原理如下：1、断气源：当控制系统气源故障（失气）时，气动保位阀自动关闭将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。

该保位阀应设定在略低于气源的最小值时启动。

2、断电源：当控制系统电源故障（失电）时，失电（信号）比较器控制单电控电磁换向阀的输出电压消失，单电控电磁换向阀失电，单电控电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动，电磁阀换向，将气动保位阀的膜室压力排空，气动保位阀关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。

3、断信号：当控制系统信号故障（失信号）时，失电（信号）比较器检测到后，断掉单电控电磁换向阀的电压信号，单电控电磁换向阀失电，单电控电磁换向阀内的滑阀在复位弹簧的作用下滑动，电磁阀换向，将气动保位阀的膜室压力排空，气动保位阀关闭，将定位器的输出信号压力锁定在气动控制阀的膜室内，输出信号压力与控制阀弹簧产生的反力相平衡，气动控制阀的阀位保持在故障位置。

位置反馈信号由阀位信号返回器给出。

本方案的优点：“三断”保护启动时，系统反应较快，动作迅速。

三段式电流保护的时限一、三段式电流保护的概述在电力系统继电保护中，三段式电流保护是一种常见的保护配置，主要用于切除故障线路，保障电力系统的稳定运行。

三段式电流保护包括瞬时电流速断保护（第Ⅰ段）、限时电流速断保护（第Ⅱ段）和定时限过电流保护（第Ⅲ段）。

这三段保护相互配合，共同构成了完整的主保护、后备保护和辅助保护。

二、三段式电流保护的时限设置1.瞬时电流速断保护（第Ⅰ段）：这是一种无时限或具有很小时限的电流保护。

当线路出现严重故障时，它能够瞬时切断电流，以防止事故扩大。

由于其无时限或时限很短，因此只能作为主保护，不能作为后备保护。

2.限时电流速断保护（第Ⅱ段）：这是一种具有较短时限的电流保护。

与第Ⅰ段保护相比，它的动作时限稍长，可以切除部分线路故障。

作为主保护和后备保护的结合，第Ⅱ段保护能够在第Ⅰ段保护动作后，迅速切除剩余线路的故障。

3.定时限过电流保护（第Ⅲ段）：这是一种具有较长时限的电流保护。

它的动作时限是固定的，通常作为后备保护，在主保护和后备保护拒动时，切除故障线路。

此外，对于某些特定的线路或设备，定时限过电流保护也可以作为主保护或后备保护使用。

三、三段式电流保护的时限配合问题在三段式电流保护的配置中，时限配合是一个关键问题。

为了确保各段保护之间的正确配合，需要遵循以下原则：1.第Ⅰ段与第Ⅱ段保护的配合：第Ⅱ段保护的动作时限应比第Ⅰ段保护的动作时限长一个时间级差Δt，以避免两段保护同时动作。

2.第Ⅱ段与第Ⅲ段保护的配合：第Ⅲ段保护的动作时限应比第Ⅱ段保护的动作时限长一个时间级差Δt，以避免两段保护同时动作。

3.上下级保护的配合：在多级电网中，下一级电网的定时限过电流保护的动作时限应比上一级电网的定时限过电流保护的动作时限短一个时间级差Δt。

通过合理的时限配合，可以避免因误动或拒动导致的事故扩大，确保各段保护能够在合适的时间切除故障线路。

四、结论三段式电流保护作为电力系统的重要保障措施，在电力系统的稳定运行中发挥着至关重要的作用。

控制阀正常工作时需要系统提供气（电）源、信号源（俗称三源）。

其气（电）源、信号源的正确提供是控制阀正常工作的最基础的保护。

但实际情况是：过程控制系统无法百分百的保证三源正确、连续的提供。

因此，控制阀要采取相应的保护措施，即控制阀的三断保护措施。

控制阀的控制方式有很多种，连接附件也多种多样，因此控制阀的三断保护方案也各有不同。

一、大多数情况下三断保护保持原位采用以下方式：气动控制阀（智能定位器、单作用气缸情况下）：三断保护还需要：控制阀、失电（信号）比较器、单电控电磁换向阀、气动保位阀。

连接图如下：1、断气源：当控制系统气源故障失气时，气动保位阀自动关闭。

气动控制阀阀位保持在故障位置。

2、断电源：当控制系统电源故障失电时，失电（信号）控制器工作，使单电控电磁阀失电。

电磁阀换向，气动保位阀膜压力排空，气动保位阀关闭。

气动控制阀阀位保持在故障位置。

3、断信号：当控制系统信号故障失信号时，失电（信号）控制器检测并断掉单电控电磁阀的电源。

电磁阀换向，气动保位阀膜压力排空，气动保位阀关闭。

气动控制阀阀位保持在故障位置。

气动控制阀（智能定位器、双作用气缸情况下）：在气缸出气口加装一路保位阀，单电控电磁换向阀。

另外：对于电动控制阀。

我们的电动执行器可以提供失电源阀门位置保持，失去信号可选阀位位置保持。

并可以提供后备电源，实现失电源及信号的情况下选择阀门关闭或者阀门打开。

二、大多数情况下三源故障时，阀位关、阀位开采用以下方式：气动控制阀一般选择单作用气缸，单作用气缸可依据内部弹簧位置或者安装位置，配合常开或常闭电磁阀简便、快捷的实现。

气动控制阀选用双作用气缸时，还需要提供储气罐、自锁阀等装置。

另外：对于电动控制阀。

我们的电动执行器需选用后备电源选项或者控制系统提供备用电源。

并设备拨码开关，设置失信号时阀门开或者关。