浅谈电动机保护技术

杨洋1杜淑桢2

滕州中盛化工有限公司山东滕州277500

摘要：电动机是机电设备的动力的核心，如果电动机发生问题，将影响生产的正常进行，更为严重者烧毁电机，使整台甚至整套设备陷入瘫痪而无法工作，将会给生产企业造成巨大的经济损失。因此，做好三相电动机缺相运行后烧毁的故障原因分析及做好电动机日常运行维护，是保证设备正常运行的一项重要工作。

关键词：电动机；过流保护；过热保护；断相保护；

一、三相异步电动机缺相运行故障产生原因

(1)开关接触器的触头接触不良。接触器选择不当或者触头的灭弧能力小，使开关接触器动静触头粘在一起，开关接触器三相触头动作不同步等都会造成缺相运行；现场环境恶劣造成触头接线氧化或损坏，接触不良等造成异步电动机缺相运行；另外接触器触头磨损严重，表面凸凹不平，使开关接触器接触压力不足造成异步电动机缺相运行。

(2)保险丝熔断。当电动机主回路单相接地或短路引起保险丝熔断；保险丝容量偏小，在启动电动机时，由于启动电流冲击造成熔断器发生熔断；另外保险丝压合不好使熔丝断相。

(3)电动机安装不当，引起导线接头松动、导线受外力损伤或导线断线而断相。

(4)热继电器选择不当，由于热继电器的双金属片烧断引起异步电动机缺相运行。

(5)异步电动机质量不好，某相绕组开路、线圈绕组焊接脱焊或不良、引线与线圈之间接触不良造成。

(6)其它电器元件质量不好，容量达不到标称的容量，造成触点损坏、粘死等异常的现象。

二、三相异步电动机的相应保护技术分析

伴随着当今社会科技的迅速发展，三相异步电动机的相应保护技术也日趋成熟，主要分为三种：过流保护，过热保护和断相保护。

①过流保护。对于电机负载经常变化，经常发生过载，堵转以至烧毁电机绕组。对于这样运行的电机必须加装过流保护装置。三相异步电动机虽有较强的过载能力，但对电机过载实行反时限性保护，是必要的，也是公众认可的。

②过热保护。部分观点认为无论什么原因造成的故障最终都将导致电机定子绕组过热而烧毁。因此，只要防止电机绕组过热，也就保护了电机。但事实上，电机本身有绝缘耐热等级不同的区别。在同样的环境温度、工作条件、温升的情况下，有的电机会损坏，有的却不会损坏。同时对于造成电机过热原因中的轴承损坏，定转子相擦，通风不畅等该属电工定期检查和巡视检查必须发现解决的，不属保护技术主要的讨论范围。另外，电机温升、降温是个缓慢变化的过程，因此我们认为只有对大中型及重要岗位工作的电机加装温升监视和过热保护装置才是必要的。并应根据不同耐热等级，在电机内部设置超温报警而后跳闸的装置。

③断相保护。电动机损坏，大多数是断相运行造成的，而人们对断相运行给电机造成什么样的危害，应采取什么样的保护方式合适，至今尚没有比较一致的意见。

一种观点认为电机断相运行将导致断相瞬间在断相绕组两端产生高于额定电压数倍的反电势，极易使电机绕组间击穿而损坏。实际调查中，不少维修电工抱怨电机质量欠佳，匝间短路造成电机损坏。于是，我们从电路原理上分析电感线圈断电后产生的反电势，结论是反电势很高。对空载运行的电机做端详运行实验，试验中发生的多起电机损坏，经解剖证实系由匝间击穿短路引起的，而电机定子绕组根本没有发热。

三、三相异步电动机缺相运行时电流的变化

异步电动机正常运行时，由于三相电机负载为对称负载，三相交流电流大小相等，且小于或等于额定值。如果出现某相断线后，该相线电流为零，这样其它两相线电流会增大。例如电动机为三角形接法，当U相断开时，U、W两相绕组串联后再与V相绕组并联接在V、W两相电源上运行。在额定负载不变时V相绕组的相电流最大是正常运行时的2倍(即为电动机额定电流的1.16倍)，而U、W两相的相电流仍不变，而线路上的线电流增大到额定电电流的倍。由于V相绕组的相电流比正常运行时增大了一倍，引起绕组过热。对于星形接法的电动机当U相断开时，V、W两相绕组串联接在电源V、W两相上运行。在额定负载不变时，U相电流为零，V、W两相绕组的电流增大到额定电流的倍引起绕组过热。从上述分析两种电动机接法可知，当发生缺相运行时都会引起某相绕组(三角形接法)或某两相绕组(星形接法)的相电流和线电流增大。但增大的电流不能使熔丝熔断，如果使电动机长期缺相运行，温度上升很快，这样容易烧毁电动机。

四、三相异步电动机缺相运行的保护

(1)正确选择熔体的容量和安装熔体。正常情况下熔体额定电流公式为：

额定电流＝Ｋ×电动机的额定电流

一般耐热容量较大的熔断器Ｋ值取1.5～2.5；耐热容量较小的熔断器Ｋ值取４～６。

(2)短路保护。要及时切断对电动机及其线路的短路大电流，否则短路电流会烧毁电动机、线路及其他设备。对于500伏以下的低压电动机，一般采用熔丝或断路器的电磁瞬时脱扣器作短路保护。

(3)过载(过负荷)保护。对于电动机的过载电流，熔丝不一定能起到切断线路作用。因此要专门设置切断过载电流的保护装置，当电动机过载20%运行时，热继电器在20分钟内动作切断电源。一般情况下电动机过载保护采用热继电器或断路器的热脱扣器。

(4)断相运行保护。缺相运行保护也是一种过载保护，而一般的热继电器不能可靠的保护电动机免于缺相运行，所以在条件允许时，应单独设置带断相保护装置的热继电器。

(5)失压和欠压(低电压)保护。为了防止电动机在过低电压下启动和运行，以及电动机在运行中突然断电后又恢复供电时的自启动，一般均采用失压和欠压保护。交流接触器的电磁机构、断路器的失压脱扣器、自耦减压启动器的欠压脱扣器及电压继电器都可起失压和欠压保护作用。当电源电压低到额定电压的35%-70%时，电磁铁会释放，失压脱扣器会动作而切断电源。

(6)接地或接零保护。当电动机外壳带电时，防止人触及机壳而触电的保护装置。

电动机的日常维护对减少和避免电动机在运行中发生缺相故障是相当重要的,其中最重要的环节是巡回检查和及时排除任何不正常现象的引发根源.出现事故后认真进行事故分析,采取对策,.电机的日常维护对其正常运行固然非常重要,但运行中的电机往往会遇到许多突发情况,如短路,过载,断相等.为了使电机在出现这些情况的条件下不至于被损坏,必须采取一些运行保护措施保持电机清洁.电机内部不允许进入水珠,油污,灰尘等,并定期清除电机内外的灰尘。

结论：随着我国工业发展的不断进步，技术水平的不断提高，在工农业生产及日常生活中起发展趋势，也是社会进步、生产力发展的必然。

参考文献:

[1]胡幸鸣《电机及拖动基础》机械工业出版社2010.

[2]朱耀忠,刘景林.电机与电力拖动[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005