核心提示：短路保護(hù)是接于電源和負(fù)載之間的裝置具有的一種在其負(fù)載側(cè)發(fā)生短路時(shí)能將短路點(diǎn)與電源有效地分?jǐn)嗟墓δ堋?/span>
短路保護(hù)是接于電源和負(fù)載之間的裝置具有的一種在其負(fù)載側(cè)發(fā)生短路時(shí)能將短路點(diǎn)與電源有效地分?jǐn)嗟墓δ堋?nbsp;
短路分?jǐn)嗄芰κ侵秆b置在負(fù)載側(cè)出現(xiàn)短路后在不致使裝置本身?yè)p壞的前提下能將短路電流可靠地切斷的能力，不致于使故障范圍擴(kuò)大。
一個(gè)裝置具有短路保護(hù)功能，所以它必須有一定的短路分?jǐn)嗄芰Γ欢粋€(gè)具有短路分?jǐn)嗄芰Φ难b置，就說(shuō)明它有短路保護(hù)功能，這兩者之間怎么可能被分開(kāi)來(lái)說(shuō)事呢？
以常用的空氣開(kāi)關(guān)為例，當(dāng)出現(xiàn)的短路電流大于空氣開(kāi)關(guān)的短路分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，空氣開(kāi)關(guān)肯定已經(jīng)啟動(dòng)保護(hù)了，只是其能力小了而不能將短路電流分?jǐn)啵罱K會(huì)損壞。為什么它的分?jǐn)嗄芰π∮趯?shí)際短路電流呢？一是空氣開(kāi)關(guān)選型問(wèn)題，二是電網(wǎng)容量的問(wèn)題，因?yàn)殡娐分卸搪冯娏饔卸啻笫歉鶕?jù)電路參數(shù)可以計(jì)算出來(lái)的，與電源容量及線路阻抗有關(guān)，即是設(shè)計(jì)選型應(yīng)考慮的事情。
不能因?yàn)榘l(fā)生短路后變頻器損壞了就說(shuō)它沒(méi)有短路保護(hù)功能。損壞了，就說(shuō)明系統(tǒng)中有某一個(gè)環(huán)節(jié)存在有問(wèn)題。
通常在高低壓斷路器和熔斷器上用到分?jǐn)嗄芰?，也就是分?jǐn)喽搪冯娏鲿r(shí)的滅弧能力。我們以前使用過(guò)AEG早期的變頻器，控制板固定在有活頁(yè)的金屬板上，移開(kāi)就可看到直流母線上的快熔。到目前為止，我們使用的西門(mén)子的數(shù)量多，基本都按照了輸出電抗器，但現(xiàn)場(chǎng)線路短路或電機(jī)燒都未造成功率元件燒毀，唯一例外的是有一次因制動(dòng)電阻處短路造成制動(dòng)單元和整流部分燒毀，進(jìn)線側(cè)用的是普通的斷路器。如果是因?yàn)槎搪吩斐勺冾l器損壞，單就變頻器而言，我認(rèn)為就是從檢測(cè)到保護(hù)的響應(yīng)時(shí)間慢了又沒(méi)有其它的保護(hù)措施，現(xiàn)在很少見(jiàn)到直流回路裝快熔的變頻器了，輸出電抗器對(duì)短路電流的限制有沒(méi)有效果尚不得而知。
刀熔開(kāi)關(guān)對(duì)進(jìn)線側(cè)保護(hù)，出線是沒(méi)有任何硬件保護(hù)的(輸出電抗器可以限制短路電流)，運(yùn)行中出現(xiàn)單相接地故障(全壓)，燒你變頻器(帶輸出電抗器)沒(méi)商量，因?yàn)槌鼍€無(wú)短路保護(hù)。
變頻器的輸出側(cè)不設(shè)短路保護(hù)是因?yàn)?，變頻器的輸出功率器件目前都是IGBT的功率模塊。當(dāng)變頻器輸出或負(fù)載發(fā)生短路時(shí)，IGBT自身有抗短路的功能，自己被鎖住不輸出電流的功能。保護(hù)功率器件不被短路電流損壞。反之，變頻器輸出如果加了短路保護(hù)反倒有問(wèn)題了。首先短路電流很快IGBT如果自身不能自鎖的話，根本來(lái)不及保護(hù)自己就完蛋了。加了保護(hù)也白加，因?yàn)樗俣忍欤瑪r不住。第二，最重要的，IGBT在工作時(shí)，決不允許負(fù)載開(kāi)路，否則會(huì)因?yàn)楦遜v/dt導(dǎo)致IGBT擊穿。
正因?yàn)榇?，IGBT都是能自我抗短路。也就是說(shuō)不怕負(fù)載短路。如果變頻器的輸出功率器件炸了，不是因?yàn)槎搪繁旧碓斐傻模欢ㄟ€有其他的原因，比如，工作中負(fù)載突然開(kāi)路了，或者過(guò)載了（IGBT怕過(guò)載，不怕短路）。
短路和過(guò)載當(dāng)然不同，短路的電流比過(guò)載電流大得多，IGBT有快速的自關(guān)斷功能。而過(guò)載電流IGBT的自鎖保護(hù)是不關(guān)斷的，此時(shí)當(dāng)過(guò)載時(shí)間比較長(zhǎng)，管子會(huì)發(fā)熱，導(dǎo)致熱過(guò)載炸管子。因此，變頻器的故障保護(hù)對(duì)過(guò)載和短路都設(shè)置了參數(shù)。西門(mén)子的變頻器都有這些輸出保護(hù)的功能。而變頻器的輸入，是二極管或可控硅的，就沒(méi)有自保護(hù)功能了，要用外部的快熔做短路保護(hù)。如果整流單元是那種IGBT形式的（ALM），輸入也具備自鎖保護(hù)功能，也不怕短路！輸入不加快熔了。
IGBT的發(fā)展過(guò)程，一開(kāi)始就是研究怎么抗短路的，否則沒(méi)法用。因?yàn)榭客獠康挠杏|點(diǎn)開(kāi)關(guān)或快熔，都不足以安全保護(hù)IGBT的，開(kāi)關(guān)跳了，IGBT也跟著完蛋。所以，在管子輸出加了電流截止保護(hù)功能，如果短路電流來(lái)了，立即自鎖。使管子不會(huì)完蛋。正是因?yàn)镮GBT有了抗短路的功能，所以在整流或逆變電路中，他不會(huì)像可控硅那樣發(fā)生“逆變顛覆”。這也是IGBT的一大亮點(diǎn)呢。
當(dāng)變頻器輸出或負(fù)載發(fā)生短路時(shí)，IGBT自身有抗短路的功能，自己被鎖住不輸出電流的功能。保護(hù)功率器件不被短路電流損壞。
變頻器輸出正在工作時(shí)，突然地負(fù)載斷線（開(kāi)路），此時(shí)模塊被炸的原因。這都是因?yàn)榇藭r(shí)的dv/dt太高（特別是負(fù)載較大時(shí)），此時(shí)線路的狀態(tài)就像是帶載*作刀熔開(kāi)關(guān)。盡管變頻器的輸出功率模塊有RC阻容吸收功能，但太高動(dòng)態(tài)電壓，還是擋不住擊穿IGBT的。
這種反向浪涌沖擊與自然界中的江河水流很相似，比如湍急水流的江河上，水壩的閘門(mén)突然放下，必然激起反向浪涌強(qiáng)烈地沖擊上游。這里的上游就是IGBT，非常高的反向浪涌dv/dt電壓打得IGBT招架不住。因此，此時(shí)炸IGBT模塊沒(méi)商量。
