晶闸管保护措施
第1章 晶闸管的串并联和保护
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（四）用非线性元件抑制过电压
硒堆正向为二极管特性，使用时将两组硒堆 反向对接，使双向具有稳压管特性。
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压敏电阻：
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（五）用RC抑制过电压
➢ 外因过电压抑制措施中，RC过电压抑制电路最 为常见，典型联结方式见图。
(2) 关断过电压：全控型器件关断时，正向 电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出 的过电压。
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（二）过电压保护概述
抑制过电压的方法： （1）用非线性元件限制过电压的幅度； （2）用电阻消耗过电压的能量； （3）用储能元件吸收过电压的能量。
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➢外因过电压 主要来自雷击和系统中的操作过程等外因。
(1) 操作过电压：由分闸、合闸等开关操作 引起。
(2) 雷击过电压：由雷击引起。
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➢ 内因过电压
主要来自电力电子装置内部器件的开关过程
(1) 换相过电压：晶闸管或与全控型器件反 并联的二极管在换相结束后不能立刻恢复阻断， 因而有较大的反向电流流过，当恢复了阻断能 力时，该反向电流急剧减小，会由线路电感在 器件两端感应出过电压。
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（一）快速熔断器（快熔）的过载特性与晶闸管的 配合
➢ 快速熔断器是电力电子装置中最有效、应用最 广的一种过电流保护措施
➢ 曲线1是300A快熔的保 护特性，表明流过快 熔的电流越大，其熔 断时间越短。当短路 电流通过时，熔断时 间可缩短到5ms以下。 在额定电流下工作时， 熔断时间为无穷大， 可长期工作。
关于晶闸管的保护措施的文章
• 在晶闸管里有许多的保护措施，不只是保 护自身，一些保护措施还可以保护我们不 受到伤害。
•
晶闸管对过电压很敏感，当正向电压超 过其断态重复峰值电压udrm一定值时晶闸 管就会误导通，引发电路故障。
• 当外加反向电压超过其反向重复峰值电压 urrm一定值时，晶闸管就会立即损坏。因 此，必须研究过电压的产生原因及抑制过 电压的方法。
• 在我们日常使用中要好好的避免以上内容， 防止晶闸管损坏或者减少使用寿命。 Nhomakorabea•
过电压产生的原因主要是供给的电功率 或系统的储能发生了激烈的变化，使得系 统来不及转换，或者系统中原来积聚的电 磁能量来不及消散而造成的。
• 主要发现为雷击等外来冲击引起的过电压 和开关的开闭引起的冲击电压两种类型。
• 由雷击或高压断路器动作等产生的过电压 是几微秒至几毫秒的电压尖峰，对晶闸管 是很危险的。
防止晶闸管损坏的保护措施
防止晶闸管损坏的保护措施
晶闸管元件的主要弱点是承受过电流和过电压的力量很差，即使短时间的过流和过电压，也可能导致晶闸管的损坏，所以必需对它采纳适当的爱护措施。
1、过流爱护
晶闸管消失过电流的主要缘由是过载、短路和误触发。
过流爱护有以下几种：
a）快速容断器，快速容断器中的溶丝是银质的，只要选用适当，在同样的过电流倍数下，它可以在晶闸管损坏前先溶断，从而爱护了晶闸管；
b）过电流继电器，当电流超过过电流继电器的整定值时，过电流继电器就会动作，切断爱护电路。
但由于继电器动作到切断电路需要肯定时间，所以只能用作晶闸管的过载爱护；
c）过载截止爱护，利用过电流的信号将晶闸管的触发信号后移或使晶闸管的导通角减小，或干脆停止触发爱护晶闸管。
2、过压爱护
过电压可能导致晶闸管的击穿。
其主要缘由是由于电路中电感元件的通断、熔断器熔断或晶闸管在导通与截止间的转换。
对过压爱护可采纳两种措施：
a）阻容爱护，阻容爱护是电阻和电容串联后，接在晶闸管电路中的一种过电压爱护方式。
其实质是利用电容器两端电压不能突变和电
容器的电场储能以及电阻使耗能元件的特性，把过电压的能量变成电场能量储存在电场中，并利用电阻把这部分能量消耗掉；
b）硒堆爱护。
晶闸管电路的保护与其他控制电路
晶闸管电路的保护与其他控制电路一、晶闸管保护电路1、主电路中的晶闸管保护电路晶闸管阳极、阴极两端或晶闸管电源输入端、输出端经常加设相关保护电路，以对晶闸管提供过电压、过电流等相关保护。
1）过电流保护产生过载的主要原因：负荷过载、线路短路、电源缺相、晶闸管本身击穿损坏或误触发等，因晶闸管元件体积小，过载时会造成结温过高而烧毁，所以必须严格限制过载电流，除控制（电子）电路实施的保护外，在主电路中经常采用在电源串入快速熔断器，对晶闸管的过载进行保护，在发生6倍晶闸管额定电流时，一个周波可以熔断。
此外，还可采用过电流继电器、直流快速断路器等用于过载和短路保护，但保护速度和效果不如快速熔断器。
快速熔断器的额定电流值为晶闸管电流平均值的1.25~1.5倍。
下图以直流调压电路为例，说明快速熔断器在主电路中的接法。
图1 快速熔断器在晶闸管主电路中的接法2）过电压保护产生过电压的原因一般因感性负载电路的开闭、电源电压波动、快速熔断器熔断、电源侧侵入的浪涌电压等，针对形成过电压的不同原因，可采取不同的抑制方法，如抑制过电压能量的上升速率、增加其能量的耗散等，目前最常用的是中主电路回路中接入吸收能量的元件，使能量得以耗散，称之为吸收回路或缓冲电路。
通常过电压具有较高的频率，因此常采用电容作为吸收元件，但为防止振荡，增加阻尼电阻，构成R、C吸收回路。
阻容吸收回路可以接在电源输入侧（交流侧）、输出侧（直流侧）和晶闸管的阳极和阴极之间。
但R、C阻容吸收回路的时间常数是固定的，对时间短、峰值高、能量大的过电压吸收能力有限，因而在输入侧，通常还并有硒堆、压敏电阻等非线性元件，用以对晶闸管的过电压进行吸收。
硒堆由多片硒片叠合而成，硒堆涌流容量大，对过电压抵制效果好，有自恢复特性等优点，但因体积大，价格高，在中、小容量的晶闸管装置中，已经很少应用。
压敏电阻的电压与电流呈非线性关系，当其两端所加电压低于压敏电压值时，压敏电阻的电阻值接近无穷大，为高阻状态，对连接电路没有影响；当压敏电阻两端电压高于压敏电压值时，迅速击穿导通（变为低阻状态），形成较大的泄放电流。
浅析晶闸管整流器过电流保护
浅析晶闸管整流器过电流保护整流器中的晶闸管在承受过电流和电压能力较差，毫秒级的过电压和电流有可能造成晶闸管的损坏，在实践工作中引用整流器要充分考虑到晶闸管的安全裕量外还应该采取多种保护措施确保整流器的顺利运行。
标签：晶闸管；过电流；保护；快速熔断晶闸管如果承受电压超过反向击穿电压时会击穿；承受正向电压超过正向转折电压时会使晶闸管硬开通，造成电路工作失常，多次硬开通还会损坏晶闸管。
晶闸管整流器稳流精度高，响应时间快，电流调节平滑连续，整流效率高，运行成本较低，对电网及其他机组不造成冲击，避免故障扩大化，减少了系统的维修频率。
以下是对超高功率晶闸管整流器的过电流分析与研究。
一、过电流保护方法对于整流设备来说过电流故障氛围外部故障和内部故障，外部故障多是直流侧短路，故障电流数值由短路电路参数决定。
内部故障多为整流电路中元件功能丧失造成的短路。
过电流保护要在短时间内切断短路电流保护整流器。
熔断器应既满足上游保护在熔断器熔断前不跳闸，又满足熔断器熔断前下游保护有足够的时间动作。
在这种情况下，因为下游保护快于熔断器的动作频次，熔断器和整流器的下游继电器的协同作用不是问题。
对于原型系统来说，电流分布为：1.额定线电流大约为450A（有效值）。
2.初始电流在5-10ms内大约为1500A（有效值）（因为初始电容通过整流器PEBB充电）。
3.故障电流大约为10-30kA。
因此，可以选用额定值为500E的熔断器，在原型系统中采用GE公司的9F62系列的EJO-1型熔断器。
图1为常見整流器过电流保护措施。
图1 整流器过电流保护措施二、过流继电器保护过电流信号来此交流侧电流互感器次级，当遇到交流电流超过阀定值的时候，过电流继电器产生作用，切断电源。
过电流继电器动作时间可以达到100μs 到200μs，此种保护方法作为外部和内部过电流保护。
直流快速开关保护，将直流快速开关接到整流器直流侧，这种保护多用于故障概率高的场合，直流快速开关能够在有过电流时及时切除外部故障设备，直流快速开关的动作时间<30ms。
晶闸管的保护
晶闸管的保护晶闸管在使用时，因电路中电感的存在而导致换相过程中产生Ldi/dt ，又因容性的存在或设备自身运行中出现短路、过载等故障，所以其过电压、过电流保护显得尤为重要。
1、 晶闸管的过电压保护晶闸管使用过程中随所应用电路形式的不同，其可承受的最高峰值电压也有所不同，所以应保证晶闸管两端的电压小于其额定电压，常见的过电压有交流侧过电压和直流侧过电压。
对这些过电压的处理措施如下图所示：1） 交流侧过电压的保护a) 采用阻容保护：下图给出了阻容保护的常用接线图，其中电阻)F (C )(μ、ΩR ）可用下列关系式近似计算)/(6/)/(3.2220022V S I C I v S V R z ≥≥式中：●z v －－整流变压器的阻抗电压，以额定电压的百分数来表示，对于10～1000kV A 的变压器%10~%4=z v●0I －－变压器空载电流，以额定电流的百分数来表示，对于10～560kV A 的三相变压器%10~%40=I● 2V －－变压器二次相电压有效值（V ）●S －－变压器每相的平均视在容量（V A ）随着变压器联接的不同，上式计算出来的R 、C 值还应按下表进行响应的系数调整联接时，电容器的电容量要大，但耐压要求低、电阻值也小。
通常增大C 能降低作用到晶闸管上的过电压Ldi/di 和dv/dt ，但过大的C 值不仅增加体积，而且使R 的功耗增大，并使晶闸管导通时的di/dt 上升；增大电阻R 有利于抑制振荡，但过大的R 不仅使抑制振荡的作用不大，反而降低了电容抑制Ldi/dt 的效果，并使R 的功率增大，所以一般希望R 小一些（约5～100Ω）。
为降低电阻的温度，电阻功率应选电阻上可消耗功率值的2倍左右。
电阻R 的功率近似计算为：222122212])()2)[(2~1()()2)(3~2(CV K CR K f P CV CR K f R +<<ππ式中： C 、R －－选用的交流侧保护电容（F ）和电阻值（Ω） f －－电源频率2V －－变压器二次相电压有效值系数（2～3）和（1～2）：考虑降低电阻温度和电网电压升压等因素时取大的数值，考虑缺口电压作用下电阻和线路其他部分分担损耗时取小的值K1：对于单相电路：K1＝1，对于三相电路，K1＝3K2：对于单相电路：K2＝200，对于三相电路在阻容保护Δ联接时K2＝450，在阻容保护Y联接时K2＝150。
晶闸管的保护方法电子元器件
晶闸管的爱护方法 - 电子元器件晶闸管在工业中的应用越来越广泛，随着行业的应用范围增大。
晶闸管的功能也越来越全面。
但是有时候，晶闸管在使用过程中会造成一些损害。
为了保证晶闸管的寿命，我们该如何更好地区爱护晶闸管呢？在使用过程中，晶闸管对过电压是很敏感的。
过电流同样对晶闸管有极大的损坏作用。
下面电工学习网我给大家介绍晶闸管的爱护方法，具体如下：1、过电压爱护晶闸管对过电压很敏感，当正向电压超过其断态重复峰值电压UDRM肯定值时晶闸管就会误导通，引发电路故障；当外加反向电压超过其反向重复峰值电压URRM肯定值时，晶闸管就会马上损坏。
因此，必需争辩过电压的产生缘由及抑制过电压的方法。
过电压产生的缘由主要是供应的电功率或系统的储能发生了激烈的变化，使得系统来不及转换，或者系统中原来积聚的电磁能量来不及消散而造成的。
主要发觉为雷击等外来冲击引起的过电压和开关的开闭引起的冲击电压两种类型。
由雷击或高压断路器动作等产生的过电压是几微秒至几毫秒的电压尖峰，对晶闸管是很危急的。
由开关的开闭引起的冲击电压又分为如下几类：（1）沟通电源接通、断开产生的过电压例如，沟通开关的开闭、沟通侧熔断器的熔断等引起的过电压，这些过电压由于变压器绕组的分布电容、漏抗造成的谐振回路、电容分压等使过电压数值为正常值的 2至10多倍。
一般地，开闭速度越快过电压越高，在空载状况下断开回路将会有更高的过电压。
（2）直流侧产生的过电压如切断回路的电感较大或者切断时的电流值较大，都会产生比较大的过电压。
这种状况常消灭于切除负载、正在导通的晶闸管开路或是快速熔断器熔体烧断等缘由引起电流突变等场合。
（3）换相冲击电压包括换相过电压和换相振荡过电压。
换相过电压是由于晶闸管的电流降为0时器件内部各结层残存载流子复合所产生的，所以又叫载流子积蓄效应引起的过电压。
换相过电压之后，消灭换相振荡过电压，它是由于电感、电容形成共振产生的振荡电压，其值与换相结束后的反向电压有关。
晶闸管的基本保护措施
晶闸管的基本保护措施晶闸管是一种电子器件，常用于控制大功率电流的开关。
为了确保晶闸管的正常工作和延长其寿命，需要采取一系列的基本保护措施。
本文将详细介绍晶闸管的基本保护措施，包括过电流保护、过压保护、过温保护和防射频干扰等方面。
1. 过电流保护过电流是指晶闸管工作时电流超过其额定值的情况。
过电流可能导致晶闸管损坏甚至烧毁。
为了保护晶闸管免受过电流的损害，可以采用以下措施：•使用电流保险丝或电流限制电阻：在电路中串联一个电流保险丝或电流限制电阻，当电流超过额定值时，保险丝会熔断或电流限制电阻会限制电流，从而保护晶闸管。
•使用过电流保护电路：设计一个过电流保护电路，当电流超过设定值时，保护电路会迅速切断电源，保护晶闸管不受损害。
2. 过压保护过压是指晶闸管工作时电压超过其额定值的情况。
过压可能导致晶闸管击穿或损坏。
为了保护晶闸管免受过压的损害，可以采用以下措施：•使用过压保护二极管：在晶闸管的控制端口并联一个过压保护二极管，当电压超过晶闸管的额定值时，过压保护二极管会导通，将过压电流引到地，保护晶闸管。
•使用过压保护电路：设计一个过压保护电路，当电压超过设定值时，保护电路会迅速切断电源，保护晶闸管不受损害。
3. 过温保护过温是指晶闸管工作时温度超过其额定值的情况。
过温可能导致晶闸管烧毁。
为了保护晶闸管免受过温的损害，可以采用以下措施：•安装散热器：在晶闸管上安装散热器，增加散热面积，提高散热效果，减少晶闸管的工作温度。
•使用温度传感器：在晶闸管上安装温度传感器，监测晶闸管的温度，当温度超过设定值时，触发过温保护电路，切断电源，保护晶闸管。
4. 防射频干扰晶闸管在工作时会产生射频干扰，可能影响到其他电子设备的正常工作。
为了防止射频干扰，可以采取以下措施：•使用抗干扰滤波器：在晶闸管的输入和输出端口安装抗干扰滤波器，滤除射频干扰信号，减少对其他设备的干扰。
•使用屏蔽壳体：将晶闸管放入屏蔽壳体中，阻挡射频干扰信号的辐射，减少对其他设备的干扰。
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1、过电压保护
晶闸管对过电压很敏感，当正向电压超过其断态重复峰值电压U DRM一定值时晶闸管就会误导通，引发电路故障；当外加反向电压超过其反向重复峰值电压U RRM一定值时，晶闸管就会立即损坏。
因此，必须研究过电压的产生原因及抑制过电压的方法。
过电压产生的原因主要是供给的电功率或系统的储能发生了激烈的变化，使得系统来不及转换，或者系统中原来积聚的电磁能量来不及消散而造成的。
主要发现为雷击等外来冲击引起的过电压和开关的开闭引起的冲击电压两种类型。
由雷击或高压断路器动作等产生的过电压是几微秒至几毫秒的电压尖峰，对晶闸管是很危险的。
由开关的开闭引起的冲击电压又分为如下几类：
（1）交流电源接通、断开产生的过电压例如，交流开关的开闭、交流侧熔断器的熔断等引起的过电压，这些过电压由于变压器绕组的分布电容、漏抗造成的谐振回路、电容分压等使过电压数值为正常值的2至10多倍。
一般地，开闭速度越快过电压越高，在空载情况下断开回路将会有更高的过电压。
（2）直流侧产生的过电压如切断回路的电感较大或者切断时的电流值较大，都会产生比较大的过电压。
这种情况常出现于切除负载、正在导通的晶闸管开路或是快速熔断器熔体烧断等原因引起电流突变等场合。
（3）换相冲击电压包括换相过电压和换相振荡过电压。
换相过电压是由于晶闸管的电流降为0时器件内部各结层残存载流子复合所产生的，所以又叫载流子积蓄效应引起的过电压。
换相过电压之后，出现换相振荡过电压，它是由于电感、电容形成共振产生的振荡电压，其值与换相结束后的反向电压有关。
反向电压越高，换相振荡过电压也越大。
针对形成过电压的不同原因，可以采取不同的抑制方法，如减少过电压源，并使过电压幅值衰减；抑制过电压能量上升的速率，延缓已产生能量的消散速度，增加其消散的途径；采用电子线路进行保护等。
目前最常用的是在回路中接入吸收能量的元件，使能量得以消散，常称之为吸收回路或缓冲电路。
（4）阻容吸收回路通常过电压均具有较高的频率，因此常用电容作为吸收元件，为防止振荡，常加阻尼电阻，构成阻容吸收回路。
阻容吸收回路可接在电路的交流侧、直流侧，或并接在晶闸管的阳极与阴极之间。
吸收电路最好选用无感电容，接线应尽量短。
（5）由硒堆及压敏电阻等非线性元件组成吸收回路上述阻容吸收回路的时间常数RC是固定的，有时对时间短、峰值高、能量大的过电压来不及放电，抑制过电压的效果较差。
因此，一般在变流装置的进出线端还并有硒堆或压敏电阻等非线性元件。
硒堆的特点是其动作电压与温度有关，温度越低耐压越高；另外是硒堆具有自恢复特性，能多次使用，当过电压动作后硒基片上的灼伤孔被溶化的硒重新覆盖，又重新恢复其工作特性。
压敏电阻是以氧化锌为基体的金属氧化物非线性电阻，其结构为两个电极，电极之间填充的粒径为10~50μm的不规则的ZNO微结晶，结晶粒间是厚约1μm的氧化铋粒界层。
这个粒界层在正常电压下呈高阻状态，只有很小的漏电流，其值小于100μA。
当加上电压时，引起了电子雪崩，粒
界层迅速变成低阻抗，电流迅速增加，泄漏了能量，抑制了过电压，从而使晶闸管得到保护。
浪涌过后，粒界层又恢复为高阻态。
压敏电阻的特性主要由下面几个参数来表示。
标称电压：指压敏电阻流过1mA直流电流时，其两端的电压值。
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通流容量：是用前沿8微秒、波宽20微秒的波形冲击电流，每隔5分钟冲击1次，共冲击10次，标称电压变化在-10%以内的最大冲击电流值来表示。
因为正常的压敏电阻粒界层只有一定大小的放电容量和放电次数，标称电压值不仅会随着放电次数增多而下降，而且也随着放电电流幅值的增大而下降，当大到某一电流时，标称电压下降到0，压敏电阻出现穿孔，甚至炸裂；因此必须限定通流容量。
漏电流：指加一半标称直流电压时测得的流过压敏电阻的电流。
由于压敏电阻的通流容量大，残压低，抑制过电压能力强；平时漏电流小，放电后不会有续流，元件的标称电压等级多，便于用户选择；伏安特性是对称的，可用于交、直流或正负浪涌；因此用途较广。
2、过电流保护
由于半导体器件体积小、热容量小，特别像晶闸管这类高电压大电流的功率器件，结温必须受到严格的控制，否则将遭至彻底损坏。
当晶闸管中流过大于额定值的电流时，热量来不及散发，使得结温迅速升高，最终将导致结层被烧坏。
产生过电流的原因是多种多样的，例如，变流装置本身晶闸管损坏，触发电路发生故障，控制系统发生故障等，以及交流电源电压过高、过低或缺相，负载过载或短路，相邻设备故障影响等。
晶闸管过电流保护方法最常用的是快速熔断器。
由于普通熔断器的熔断特性动作太慢，在熔断器尚未熔断之前晶闸管已被烧坏；所以不能用来保护晶闸管。
快速熔断器由银制熔丝埋于石英沙内，熔断时间极短，可以用来保护晶闸管。
快速熔断器的性能主要有以下几项表征。