三相異步電動機(jī)保護(hù)技術(shù)探討
電機(jī)繞組燒毀原因及保護(hù)措施

針對三相異步電動機(jī)定子繞組燒毀的原因，一般采用的保護(hù)技術(shù)有過熱保護(hù)、過流保護(hù)和斷相保護(hù)。

1、過熱保護(hù)部分觀點(diǎn)認(rèn)為無論什么原因造成的故障*終都將導(dǎo)致電機(jī)定子繞組過熱而燒毀。因此，只要防止電機(jī)繞組過熱，也就保護(hù)了電機(jī)。但事實(shí)上，電機(jī)本身有絕緣耐熱等級不同的區(qū)別。*高允許溫升A級105℃、E級120℃、B級130℃、F級155℃、H級180℃在同樣的環(huán)境溫度、工作條件、溫升的情況下，有的電機(jī)會損壞，有的卻不會損壞。同時(shí)對于造成電機(jī)過熱原因中的軸承損壞、定轉(zhuǎn)子相擦、通風(fēng)不暢等該屬電工定期檢查和巡視檢查必須發(fā)現(xiàn)解決的，不屬保護(hù)技術(shù)主要的討論范圍。另外，電機(jī)升溫、降溫是個(gè)緩慢變化的過程，因此我們認(rèn)為只有對大中型、重要崗位工作的電機(jī)加裝溫升監(jiān)視和過熱保護(hù)裝置才是必要的。并應(yīng)根據(jù)不同耐熱等級，在電機(jī)內(nèi)部設(shè)置超溫報(bào)警而后跳閘的裝置。至于小型電機(jī)采用過熱保護(hù)裝置并不一定合算。

2、過流保護(hù)對于負(fù)載幾乎恒定不變的電機(jī)，過流保護(hù)是沒有必要的。但有的電機(jī)負(fù)載經(jīng)常變化，經(jīng)常發(fā)生過載、堵轉(zhuǎn)以至燒毀電機(jī)繞組。對于這樣運(yùn)行的電機(jī)必須加裝過流保護(hù)裝置。三相異步電動機(jī)雖有較強(qiáng)的過載能力，但對電機(jī)過載實(shí)行反時(shí)限特性保護(hù)，是必要的，也是公眾認(rèn)可的。

3、斷相保護(hù)電動機(jī)損壞，大多數(shù)是斷相運(yùn)行造成的，而人們對斷相運(yùn)行給電機(jī)造成什么樣的危害，應(yīng)采取什么樣的保護(hù)方式合適，至今尚沒有比較一致的意見。很長一段時(shí)間比較普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為；斷相運(yùn)行將導(dǎo)致電機(jī)繞組過熱而損壞；認(rèn)為“利用溫度傳感器監(jiān)視電動機(jī)繞組溫升，是當(dāng)前*直接和*可靠的斷相保護(hù)萬案”。（見《電子報(bào)》1986年1觀頁《電動機(jī)斷相保護(hù)討論小結(jié)》入國際電工委員會IEC202－1低壓電動機(jī)起動器）中規(guī)定之②在電動機(jī)兩相由額定電流升至1、15倍額定電流，而第三相由0．9倍額定電流降至0時(shí)，起動器應(yīng)在2h內(nèi)動作。至于斷相電流為數(shù)倍額定電流情況下動作時(shí)間，可以查具體起動器的斷相特性曲線。例如，某一起動器，在一定條件下，2倍額定電流時(shí)，40s動作，3倍額定電流時(shí)  18s動作，6倍電流時(shí)，大于5s動作（見《電子報(bào)》1984年14頁）。   另一種觀點(diǎn)認(rèn)為電機(jī)斷相運(yùn)行將導(dǎo)致斷相瞬間在斷相繞組兩端產(chǎn)生高于額定電壓數(shù)倍的反電勢，極易使電機(jī)繞組間擊穿而損壞（見《電世界》1991年第342頁《三相異步電動機(jī)斷相過電壓分析》   實(shí)際調(diào)查中，不少維修電工抱怨電機(jī)質(zhì)量欠佳，匝間短路造成電機(jī)損壞。于是，我們從電路原理上分析電感線圈斷電后產(chǎn)生的反電勢，結(jié)論是反電勢很高。并在通化市電機(jī)廠實(shí)驗(yàn)室，對空載運(yùn)行的電機(jī)做斷相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的多起電機(jī)損壞，經(jīng)解剖證實(shí)系由匝間擊穿短路引起的，而電機(jī)定于繞組根本沒有發(fā)熱。   由于對斷相運(yùn)行給電機(jī)造成的危害認(rèn)識不同，因此在對電機(jī)實(shí)行斷相保護(hù)時(shí)產(chǎn)生了兩種不同的意見：認(rèn)為斷相給電機(jī)造成過熱損壞的觀點(diǎn)要對電機(jī)實(shí)行過熱保護(hù)或過流反時(shí)限特性保護(hù)，由此產(chǎn)生了熱繼電器方案、熱敏電阻方案、斷相過流延時(shí)保護(hù)方案以及其他一些方案；認(rèn)為斷相給電機(jī)繞組造成高壓反電勢擊穿的觀點(diǎn)，對斷相采取瞬時(shí)動作保護(hù)方案，于是一些電子式保護(hù)器問世。   我們認(rèn)為斷相瞬間在斷相繞組兩端產(chǎn)生高于額定電壓數(shù)倍的反．電勢給電機(jī)造成的危害遠(yuǎn)大于過熱給電機(jī)造成的危害，況且斷相故障又不能自動排除，因此對電機(jī)的斷相保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動作保護(hù)而不是反時(shí)限特性保護(hù)和過熱保護(hù)。電動機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）應(yīng)采取動作靈敏的電子式而不是動作緩慢的機(jī)電式。至于斷相后延時(shí)幾秒跳閘的做法是無積極意義的。

對電動機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）的要求

實(shí)踐證明，結(jié)合用戶的需求，在設(shè)計(jì)電動機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）時(shí)應(yīng)符合下列要求：

1、采用電流取樣這既可兼顧過流和斷相保護(hù)的不同特點(diǎn)，又可充分反映不管哪里斷相都要在供電線路電流上反映出來的事實(shí)；避免了其它取樣方案的缺點(diǎn)和局限性。采用電壓取樣雖造價(jià)低廉，但只能保護(hù)電源到取樣接入處之間的斷相，保護(hù)不了取樣接入處到電機(jī)之間的斷相。采用中性點(diǎn)或人造中性點(diǎn)對零線電流或電壓取樣，由于單相負(fù)載的投入或切除，必然會使中性點(diǎn)電壓或零線電流變化，這將使保護(hù)整定值難以確定。

2、選用反應(yīng)靈敏的電子式保護(hù)器方案確保斷相起動時(shí)拒絕合問，運(yùn)行斷相時(shí)瞬時(shí)跳閘。至于對斷相實(shí)行延時(shí)保護(hù)和過熱保護(hù)的觀點(diǎn)是陳舊的、片面的。

3、用保護(hù)器的常閉觸點(diǎn)動作實(shí)行保護(hù)這就是要求保護(hù)器在主回路不工作和正常工作時(shí)執(zhí)行繼電器不動作，而在電機(jī)起動和工作中發(fā)生故障時(shí)動作。這樣的保護(hù)器適宜于與計(jì)算機(jī)輸出和邏輯群控電路、多速及正反轉(zhuǎn)電機(jī)以及與各種主開關(guān)接口，使用無局限性。

4、有較寬的電流適應(yīng)范圍電機(jī)空載電流約為額定電流的0．3倍，起動電流約為額定電流7倍。對于綜合電動機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）應(yīng)有從低到高起碼20倍或30倍的電流容許范圍，對于單一斷相保護(hù)器，電流適應(yīng)范圍應(yīng)更大。

5。不使用供電電源電動機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）不使用供電電源，可使其通用于任何場合。因世界各國供電電壓不盡相同，同時(shí)可防止電動機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）一旦本身電源故障將導(dǎo)致電動機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）處于無電之狀態(tài)，而造成繼電器不會動作，起不到保護(hù)作用

6、電動機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）內(nèi)對斷相和過流應(yīng)分別控制以免互相牽扯拒動或誤動。