異步電動(dòng)機(jī)安全要點(diǎn).doc

行業(yè)資料：_異步電動(dòng)機(jī)安全要點(diǎn)單位：_部門：_日期：_年_月_日第 1 頁 共 12 頁異步電動(dòng)機(jī)安全要點(diǎn)異步電動(dòng)機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最常見的電氣設(shè)備，其作用是把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。企業(yè)中電動(dòng)機(jī)消耗的電能占能耗量的60%以上。其中用得最多的是籠型異步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單，起步方便，體積較小，工作可靠，堅(jiān)固耐用，便于維護(hù)和檢修。為了保證異步電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行，電氣工作人員必須掌握有關(guān)異步電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行的基本知識(shí)，了解對異步電動(dòng)機(jī)的安全評(píng)估，做到盡可能地及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除電動(dòng)機(jī)的事故隱患。1.異步電動(dòng)機(jī)選用為生產(chǎn)機(jī)械選擇合適的電動(dòng)機(jī)，包括確定電動(dòng)機(jī)的額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)型式和額定容量等。主要考慮以下4個(gè)方面的問題。(1)根據(jù)電源電壓條件，要求所選用的電動(dòng)機(jī)的額定電壓與電源電壓相符合。(2)在機(jī)械特性方面，所選用的電動(dòng)機(jī)應(yīng)滿足被拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械提出的要求。(3)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式，應(yīng)適應(yīng)周圍環(huán)境條件的要求。(4)正確選擇電動(dòng)機(jī)的容量。電動(dòng)機(jī)的容量必須與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載大小相匹配，同時(shí)要考慮生產(chǎn)機(jī)械的工作性質(zhì)與其持續(xù)、間斷的規(guī)律相適應(yīng)。選小了，不能保證生產(chǎn)機(jī)械的正常工作，對電動(dòng)機(jī)來說，將使它的各部分過載、過熱，溫度上升超過允許的限度而過早損壞；選大了，則增加設(shè)備的投資費(fèi)用，電動(dòng)機(jī)容量不能充分利用，而且使效率和功率因數(shù)降低。2.異步電動(dòng)機(jī)的常見故障及分析電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中由于種種原因，會(huì)出現(xiàn)故障，故障分機(jī)械與電氣兩方面。(1)機(jī)械方面有掃膛、振動(dòng)、軸承過熱、損壞等故障。異步電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間氣隙很小，容易導(dǎo)致定、轉(zhuǎn)子之間相碰。一般由于端蓋軸室內(nèi)孔磨損或端蓋止口與機(jī)座止口磨損變形，使機(jī)座、端蓋、轉(zhuǎn)子三者不同軸引起掃膛。振動(dòng)應(yīng)先區(qū)分是電動(dòng)機(jī)本身引起的，還是傳動(dòng)裝置不良所造成的，或者是機(jī)械負(fù)載端傳遞過來的，而后針對具體情況進(jìn)行排除。屬于電動(dòng)機(jī)本身引起的振動(dòng)，多數(shù)是由于轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不好，以及軸承不良，轉(zhuǎn)軸彎曲，或端蓋、機(jī)座、轉(zhuǎn)子不同軸，或者電動(dòng)機(jī)安裝地基不平，安裝不到位，緊固件松動(dòng)造成的。振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生噪聲，還會(huì)產(chǎn)生額外負(fù)荷。(2)電氣方面故障有定子繞組缺相運(yùn)行，定子繞組首尾反接，三相電流不平衡，繞組短路和接地，繞組過熱和轉(zhuǎn)子斷條、斷路等。缺相運(yùn)行是常見故障之一。三相電源中只要有一相斷路就會(huì)造成電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行。缺相運(yùn)行可能由于線路上熔斷器熔體熔斷，開關(guān)觸點(diǎn)或?qū)Ь€接頭接觸不良等原因造成。三相電動(dòng)機(jī)缺一相電源后，如在停止?fàn)顟B(tài)，由于合成轉(zhuǎn)矩為零因而堵轉(zhuǎn)(無法起動(dòng))。電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流比正常工作的電流大得多。因此，在此情況下接通電源時(shí)間過長或多次頻繁地接通電源起動(dòng)將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)燒毀。運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)缺一相時(shí)，如負(fù)載轉(zhuǎn)矩很小，仍可維持運(yùn)轉(zhuǎn)，僅轉(zhuǎn)速略有下降，并發(fā)出異常響聲；負(fù)載重時(shí)，運(yùn)行時(shí)間過長，將會(huì)使電動(dòng)機(jī)繞組燒毀。三相繞組首尾錯(cuò)接時(shí)，接通電源后會(huì)出現(xiàn)三相電流嚴(yán)重的不平衡，轉(zhuǎn)速下降，溫升劇增，振動(dòng)加劇，聲音急變等現(xiàn)象。如保護(hù)裝置不動(dòng)作，很容易燒壞電動(dòng)機(jī)繞組。所以必須辨清電動(dòng)機(jī)出線端首、尾后，方可通電運(yùn)轉(zhuǎn)。三相電流不平衡的故障，常常由于電動(dòng)機(jī)外部電源電壓不平衡所引起；其內(nèi)部原因主要是繞組匝間短路或在電動(dòng)機(jī)重繞修理時(shí)線圈匝數(shù)錯(cuò)誤或接線錯(cuò)誤。繞組接地和短路都會(huì)造成電流過大。接地故障可用兆歐表檢查。短路故障可在降低定子繞組電源電壓情況下，通過測量電流來判斷，也可以用測量其直流電阻來判斷。電動(dòng)機(jī)過熱主要原因是拖動(dòng)的負(fù)荷過重，電壓過高或過低也會(huì)使電動(dòng)機(jī)過熱。嚴(yán)重過熱會(huì)使電動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)出絕緣燒焦氣味，如不及時(shí)處理或保護(hù)裝置不動(dòng)作，很容易燒毀電動(dòng)機(jī)?；\型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子鑄鋁導(dǎo)體斷條或繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組斷路時(shí)，會(huì)造成定子電流不正常，出現(xiàn)時(shí)高時(shí)低周期性變化，還出現(xiàn)忽大忽小的噪聲和振動(dòng)。負(fù)載越重時(shí)，這種現(xiàn)象越顯著。3.動(dòng)機(jī)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)運(yùn)行前，應(yīng)檢查電動(dòng)機(jī)各部分裝配情況，按電動(dòng)機(jī)銘牌要求接線。測量絕緣電阻，繞組絕緣電阻應(yīng)符合要求，人工轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分，應(yīng)靈活無卡阻。(1)運(yùn)行參數(shù)，一般電動(dòng)機(jī)允許電壓波動(dòng)為額定電壓的10%，三相電壓之差不得大于5%；允許各相電流不平衡值不得超過10%。(2)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，為使電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行，必須正確配置所用的低壓斷路器、接觸器、熔斷器和熱繼電器等控制電器和保護(hù)電器，對于重要的電動(dòng)機(jī)還應(yīng)裝設(shè)缺相保護(hù)。另外，電動(dòng)機(jī)外殼應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行方式可靠地接零或接地。(3)保養(yǎng)和維護(hù)，電動(dòng)機(jī)應(yīng)保持主體完整、零附件齊全、無損壞以及周圍環(huán)境的清潔。定期對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢修和保養(yǎng)，是確保電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行的重要工作。日常維修包括清除外部灰塵和油污，監(jiān)聽有無異常雜音，并定期更換潤滑油。換油周期一般滑動(dòng)軸承為1kh，滾動(dòng)軸承為5kh。在巡視檢查中要注意電動(dòng)機(jī)的溫升、氣味及振動(dòng)情況。正常運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，其聲音應(yīng)輕而均勻，無雜音和特殊的叫聲，無明顯振動(dòng)，轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，三相電流基本上平衡。第 5 頁 共 12 頁異步電動(dòng)機(jī)的電氣裝置保護(hù)異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)是個(gè)復(fù)雜的問題。在實(shí)際使用中，應(yīng)按照電動(dòng)機(jī)的容量、型式、控制方式和配電設(shè)備等不同來選擇相適應(yīng)的保護(hù)裝置及起動(dòng)設(shè)備。電動(dòng)機(jī)的保護(hù)與控制關(guān)系電動(dòng)機(jī)的保護(hù)往往與其控制方式有一定關(guān)系，即保護(hù)中有控制，控制中有保護(hù)。如電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，往往產(chǎn)生47倍額定電流的起動(dòng)電流。若由接觸器或斷路器來控制，則電器的觸頭應(yīng)能承受起動(dòng)電流的接通和分?jǐn)嗫己耍词故强深l繁操作的接觸器也會(huì)引起觸頭磨損加劇，以致?lián)p壞電器；對塑料外殼式斷路器，即使是不頻繁操作，也很難達(dá)到要求。因此，使用中往往與起動(dòng)器串聯(lián)在主回路中一起使用，此時(shí)由起動(dòng)器中的接觸器來承載接通起動(dòng)電流的考核，而其他電器只承載通常運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的電動(dòng)機(jī)過載電流分?jǐn)嗟目己耍劣诒Ｗo(hù)功能，由配套的保護(hù)裝置來完成。此外，對電動(dòng)機(jī)的控制還可以采用無觸點(diǎn)方式，即采用軟起動(dòng)控制系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)主回路由晶閘管來接通和分?jǐn)?。有的為了避免在這些元件上的持續(xù)損耗，正常運(yùn)行中采用真空接觸器承載主回路(并聯(lián)在晶閘管上)負(fù)載。這種控制有程控或非程控；近控或遠(yuǎn)控；慢速起動(dòng)或快速起動(dòng)等多種方式。另外，依賴電子線路，很容易做到如電子式繼電器那樣的各種保護(hù)功能。電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置電動(dòng)機(jī)的損壞主要是繞組過熱或絕緣性能降低引起的，而繞組的過熱往往是流經(jīng)繞組的電流過大引起的。對電動(dòng)機(jī)的保護(hù)主要有電流、溫度檢測兩大類型。下面結(jié)合產(chǎn)品作些介紹。1電流檢測型保護(hù)裝置(1)熱繼電器利用負(fù)載電流流過經(jīng)校準(zhǔn)的電阻元件，使雙金屬熱元件加熱后產(chǎn)生彎曲，從而使繼電器的觸點(diǎn)在電動(dòng)機(jī)繞組燒壞以前動(dòng)作。其動(dòng)作特性與電動(dòng)機(jī)繞組的允許過載特性接近。熱繼電器雖則動(dòng)作時(shí)間準(zhǔn)確性一般，但對電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)有效的過載保護(hù)。隨著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷完善和改進(jìn)，除有溫度補(bǔ)償外，它還具有斷相保護(hù)及負(fù)載不平衡保護(hù)功能等。例如從ABB公司引進(jìn)的T系列雙金屬片式熱過載繼電器；從西門子引進(jìn)的3UA5、3UA6系列雙金屬片式熱過載繼電器；JR20型、JR36型熱過載繼電器，其中Jn36型為二次開發(fā)產(chǎn)品，可取代淘汰產(chǎn)品JRl6型。(2)帶有熱磁脫扣的電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器熱式作過載保護(hù)用，結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理同熱繼電器，其雙金屬熱元件彎曲后有的直接頂脫扣裝置，有的使觸點(diǎn)接通，最后導(dǎo)致斷路器斷開。電磁鐵的整定值較高，僅在短路時(shí)動(dòng)作。其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價(jià)格低、動(dòng)作特性符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、保護(hù)可靠，故日前仍被大量采用特別是小容量斷路器尤為顯著。例如從ABB公司引進(jìn)的M611型電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器，國產(chǎn)DWl5低壓萬能斷路器(200630A)、S系列塑殼斷路器(100、200、400入)。(3)電子式過電流繼電器通過內(nèi)部各相電流互感器檢測故障電流信號(hào)，經(jīng)電子電路處理后執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。電子電路變化靈活，動(dòng)作功能多樣，能廣泛滿足各種類型的電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。其特點(diǎn)是：多種保護(hù)功能。主要有三種：過載保護(hù)，過載保護(hù)十?dāng)嘞啾Ｗo(hù)，過載保護(hù)十?dāng)嘞啾Ｗo(hù)+反相保護(hù)。動(dòng)作時(shí)間可選擇(符合GBl4048493標(biāo)準(zhǔn))。標(biāo)準(zhǔn)型(10級(jí))：72In(In為電動(dòng)機(jī)額定電流)，41Os動(dòng)作，用于標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)，速動(dòng)型(10A級(jí))：72In時(shí)，21Os動(dòng)作，用于潛水電動(dòng)機(jī)或壓縮電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)。慢動(dòng)型(30級(jí))：72In時(shí)，930s動(dòng)作，用于如鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)等起動(dòng)時(shí)間長的電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)。電流整定范圍廣。其最大值與最小值之比一般可達(dá)34倍，甚至更大倍數(shù)(熱繼電器為156倍)，特別適用于電動(dòng)機(jī)容量經(jīng)常變動(dòng)的場合(例如礦井等)。有故障顯示。由發(fā)光二極管顯示故障類別，便于檢修。（4）)固態(tài)繼電器它是一種從完成繼電器功能的簡單電子式裝置發(fā)展到具有各種功能的微處理器裝置。其成本和價(jià)格隨功能而異，最復(fù)雜的繼電器實(shí)際上只能用于較大型、較昂貴的電動(dòng)機(jī)或重要場合。它監(jiān)視、測量和保護(hù)的主要功能有：最大的起動(dòng)沖擊電流和時(shí)間；熱記憶；大慣性負(fù)載的長時(shí)間加速；斷相或不平衡相電流；相序；欠電壓或過電壓；過電流(過載)運(yùn)行；堵轉(zhuǎn)；失載(機(jī)軸斷裂，傳送帶斷開或泵空吸造成工作電流下跌)；電動(dòng)機(jī)繞組溫度和負(fù)載的軸承溫度；超速或失速。上述每一種信息均可編程輸入微處理器，主要是加上需要的時(shí)限，以確保在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生損壞之前，將電源切斷。還可用發(fā)光二極管或數(shù)字顯示故障類別和原因，也可以對外向計(jì)算機(jī)輸出數(shù)據(jù)。(5)帶有電子式脫扣的電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器其動(dòng)作原理類同上述電子式過電流繼電器或固態(tài)繼電器。功能主要有：電路參量顯示(電流、電壓、功率、功率因數(shù)等)，負(fù)載監(jiān)控(按規(guī)定切除或投入負(fù)載)，多種保護(hù)特性(指數(shù)曲線反時(shí)限、I2t曲線反時(shí)限、定時(shí)限或其組合)，故障報(bào)警，試驗(yàn)功能，自診斷功能，通信功能等。產(chǎn)品如施耐德電氣公司生產(chǎn)的M系列低壓斷路器。(6)軟起動(dòng)器軟起動(dòng)器的主電路采用晶閘管，控制其分?jǐn)嗷蚪油ǖ谋Ｗo(hù)裝置一般做成故障檢測模塊，用來完成對電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前后的異常故障檢測，如斷相、過熱、短路、漏電和不平衡負(fù)載等故障，并發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作指令。其特點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，采用單片機(jī)即可完成，適用于工業(yè)控制。2溫度檢測型保護(hù)裝置(1)雙金屬片溫度繼電器它直接埋入電動(dòng)機(jī)繞組中。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載使繞組溫度升高至接近極限值時(shí)，帶有一觸頭的雙金屬片受熱產(chǎn)生彎曲，使觸點(diǎn)斷開而切斷電路。產(chǎn)品如JW2溫度繼電器。(2)熱保護(hù)器它是裝在電動(dòng)機(jī)本體上使用的熱動(dòng)式過載保護(hù)繼電器。與溫度繼電器不同的是帶2個(gè)觸頭的碗形雙金屬片作為觸橋串在電動(dòng)機(jī)回路，既有流過的過載電流使其發(fā)熱，又有電動(dòng)機(jī)溫度使其升溫，達(dá)到一定值時(shí)，雙金屬片瞬間反跳動(dòng)作，觸點(diǎn)斷開，分?jǐn)嚯妱?dòng)機(jī)電流。它可作小型三相電動(dòng)機(jī)的溫度、過載和斷相保護(hù)。產(chǎn)品如sPB、DRB型熱保護(hù)器。(3)檢測線圈測溫電動(dòng)機(jī)定子每相繞組中埋入12個(gè)檢測線圈，由自動(dòng)平衡式溫度計(jì)來監(jiān)視繞組溫度。(4)熱敏電阻溫度繼電器它直接埋入電動(dòng)機(jī)繞組中，一旦超過規(guī)定溫度，其電阻值急劇增大101000倍。使用時(shí)，配以電子電路檢測，然后使繼電器動(dòng)作。產(chǎn)品如JW9系列船用電子溫度繼電器。保護(hù)裝置與異步電動(dòng)機(jī)的協(xié)調(diào)配合為了確保異步電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行及對其進(jìn)行有效的保護(hù)，必須考慮異步電動(dòng)機(jī)與保護(hù)裝置之間的協(xié)調(diào)配合。特別是大容量電網(wǎng)中使用小容量異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，保護(hù)的協(xié)調(diào)配合更為突出。1過載保護(hù)裝置與電動(dòng)機(jī)的協(xié)調(diào)配合(1)過載保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間略長一點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)裝置的特性只有躲開電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的特性，才能確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)；但其動(dòng)作時(shí)間又不能太長，其特性只能在電動(dòng)機(jī)熱特性之下才能起到過載保護(hù)作用。(2)過載保護(hù)裝置瞬時(shí)動(dòng)作電流應(yīng)比電動(dòng)機(jī)起動(dòng)沖擊電流略大一點(diǎn)。如有的保護(hù)裝置帶過載瞬時(shí)動(dòng)作功能，則其動(dòng)作電流應(yīng)比起動(dòng)電流的峰值大一些，才能使電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)。(3)過載保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比導(dǎo)線熱特性小一點(diǎn)，才能起到供電線路后備保護(hù)的功能2過載保護(hù)裝置與短路保護(hù)裝置的協(xié)調(diào)配合一般過載保護(hù)裝置不具有分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰?。一旦在運(yùn)行中發(fā)生短路，需要由串聯(lián)在主電路中的短路保護(hù)裝置(如斷路器或熔斷器等)來切斷電路。若故障電流較小，屬于過載范圍，則仍應(yīng)由過載保護(hù)裝置切斷電路。故兩者的動(dòng)作之間應(yīng)有選擇性。短路保護(hù)裝置特性是以熔斷器作代表說明的，與過載保護(hù)特性曲線的交點(diǎn)電流為Ij，若考慮熔斷器特性的分散性，則交點(diǎn)電流有Is及IB兩個(gè)，此時(shí)就要求Is及以下的過電流應(yīng)由過載保護(hù)裝置來切斷電路，Ib及以上直到允許的極限短路電流則由短路保護(hù)裝置來切斷電路，以滿足選擇性要求。顯然，在IsIB范圍內(nèi)就很難確保有選擇性因此要求該范圍應(yīng)盡量小。從現(xiàn)行IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定來看，極限值為IsO75Ij，Ib125IJ。目前過載保護(hù)裝置的額定接通和分?jǐn)嗄芰?75IJ考核，顯然偏低一些，從IEC標(biāo)準(zhǔn)修改的動(dòng)向，今后有可能按IJ考核，以提高其可靠性。因此上述的協(xié)調(diào)配合應(yīng)既考慮其選擇性，又考慮其額定接通和分?jǐn)嗄芰?。結(jié)語異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)是涉及電氣裝置和機(jī)械設(shè)備可靠、正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵之一。直接檢測電動(dòng)機(jī)繞組的溫度來保護(hù)過載引起的過熱是很有效的保護(hù)方式，但由于需直接埋入