淺論異步電動機的各種保護

1、淺論異步電動機的各種保護電動機的故障大體分為兩部分：一部分是機械的原因。例如軸承和風 機的磨損或損壞： 另一部分是電磁故障， 二者互有關(guān)連。 如軸承損壞， 引起電動機的過載， 甚至堵轉(zhuǎn)，而風葉損壞， 使電動機繞組散熱困難， 溫升提高，絕緣物老化。電磁故障的原因很多，如電動機的過載、斷 相、欠電壓和短路都足以使電動機受損和毀壞。過載、斷相、欠電壓 運行都會使繞組內(nèi)的電流增大，發(fā)熱量增加 （導體的發(fā)熱量是和電流的 平方成正比的 ），而短路造成的危害就更大。短路的原因是電動機本身 的絕緣材料質(zhì)量差或電動機受潮 （在農(nóng)村是經(jīng)常發(fā)生的，例如受雨淋或 落水），以致于繞組的相間擊穿，引起短路。此外，還有電動

2、機置于有 酸堿物的場所，因受腐蝕而損壞絕緣。一、電動機的過載及其保護 電動機的過載除上述原因外，還有：a. 電動機周圍環(huán)境溫度過高，散熱條件差；b. 電動機在大的起動電流下緩慢起動；c. 電動機長期低速運行；d. 電動機頻繁起動、制動、正反轉(zhuǎn)運行及經(jīng)常反接制動。電動機的過載由于電流增大，發(fā)熱劇增，從而使其絕緣物受到損害， 縮短了其使用壽命甚至被燒毀。從電動機的結(jié)構(gòu)來看，鼠籠型電機的定子鐵心置放繞組的槽內(nèi)必須有 良好的絕緣物，繞組 （銅線 ）表面有絕緣漆層，繞線式電動機轉(zhuǎn)子繞組與 定子繞組一樣，繞組與鐵心槽襯以絕緣物，三個端線所接的銅滑環(huán)， 環(huán)間，環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間也是彼此絕緣的。為了保證電動機的相間

3、、帶電 體與外殼的絕緣，通常是使用各種耐熱等級的絕緣材料的。各種絕緣 都有一定的耐受工作溫度的指標。 IEC85規(guī)定 A 級(105)、E級(120)、 B級(130)、F級(155)。八十年代，IEC216提出了一個新的耐熱標準， 稱為溫度指數(shù) TI(TemperatureIndex)以此代替 IEC85。TI 是按阿尼羅烏絲 (Arrhenins)公式 t=10ab/T 計算的。式中： t 壽命小時 (h)> T 絕緣材料使用的溫度 ( ) a、 b 與材料有關(guān)的常數(shù) 例如：某電動機使用的絕緣材料 a= 2，b=1034，使用溫度 T=164 得 t=10 2(1034/642)=10

4、4.30=2000h 它表示此絕緣物使用于 164時，其使用壽命為 20000 小時。 如果把使用溫度提高 8，則 T=164 8=172 t=102(1034/172)=104=10000h 它說明很早以來，電工技術(shù)工作者提出的絕緣材料的使用溫度每增加 8，其使用壽命就減半是有理論和實踐依據(jù)的。 電動機的過載保護安秒 (It)曲線(反時限 )1. 電動機的過載特性2. 保護電器的保護特性3. 電動機的起動電流特性 保護器的 It 曲線在電動機過載特性之內(nèi)，但兩曲線間距不必拉得過 大，以便做到既不使電動機因為過載造成溫升增大影響壽命，又充分 利用電動機本身的最大耐受過載能力。根據(jù)生產(chǎn)和科學實踐

5、，對電動 機的保護特性已由 IEC9474低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備。低壓機電式接 角器和電動機起動器作出了新的規(guī)定 （我國的 GB14048.4 等效于 IEC 標準），對無溫度補嘗的保護電器：1.0In>2h 不動作1.2In&le2h 動作7.2In：2s在八十年代，我國曾有科技人員對繞組采用 B 級絕緣（允許工 作溫度為 130）的電動機，進行了實測 （即不動作和動作的時間極限， 此極限表明不會引起絕緣水平下降的電流與時間的最大值 ）： 以上實測值是在幾臺電動機上測試的，不夠全面，但它表明，這個標 準還是比較實際的 （6In是老標準 ）舊標準把 6In作為可返回特性的電流， 它相當于電

6、動機的起動電流， 經(jīng)可返回時間 （在通以 6In 時的延時時間， 后將電流返回 1倍 In或 0.9In，此段時間內(nèi)保護電器不允許動作，這種 可返回特性的規(guī)定是為了躲過電動機的起動，它的可返回時間應(yīng)大于 電動機的起動時間，舊標準的可返回時間分 1s、3s、8s、13s 幾種 ）。 鑒于把起動電流定在 6 倍和可返回時間固定在上述的 4 種已不能完全 反映現(xiàn)實情況 （例如 Y 型鼠籠型電動機的起動電流倍數(shù)就有 5、5.5、6、 6.5、6.8、7 的六種），因此我國的 GB14048.4（等效采用 IEC9474）統(tǒng)一 規(guī)定為 7.2 倍，并對不同的起動時間規(guī)定了延時時間 Tp。美國 NEMA（

7、美 國全國電氣制造商協(xié)會 ）1993 年的 MG 1 標準對電動機的過載和失速（相當于電動機的堵轉(zhuǎn)和剛起動筆者注 ）保護作了新的規(guī)定： 輸出功率不 超過 500HP（馬力，相當于 368kW筆者注），額定電壓不超過 1kV 的多 相電動機，在正常工作溫度初次起動， 耐受 1.5 倍全額電流的時間應(yīng)不 等于 2min，又規(guī)定：功率輸出不超過 500HP，額定電壓不超過 1kV 的 多相電動機，在正常溫度初次起動時，應(yīng)能耐鎖定轉(zhuǎn)子電流的失速時 間不少于 12s，從以上標準和對我國絕大多數(shù)的電動機的起動時間的統(tǒng) 計來看，選 1.5In為 2min，7.2In為 2s二、電動機的短路保護 （電動機保 護電器瞬時動作電流整定值 ）電動機在短路情況下的保護，通常選用斷 路器，有的地方也使用熔斷器。一些文獻提到，斷路器的瞬時動作電 流整定值應(yīng)能躲過電動機的全起動電流