异步电动机的常见电气故障及相应的保护措施

异步电动机的常见电气故障及相应的保护措施

作者：佟志欣

来源：《中国科技博览》2014年第19期

[摘 要]本文重点分析异步电动机的常见故障，在此基础之上研究各类故障所对应的保护措施，望能够在提高异步电动机运行安全性水平方面发挥相应的价值与功效。 [关键词]异步电动机 电气故障 保护

中图分类号：F426.22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）19-0005-01 结合大量的实践工作经验来看，在电机设备的运行过程当中，会不同程度上的受到包括负载性质、安装环境、电网电压水平、以及产品质量等多个方面因素的影响。若电机设备的运行环境相对比较恶劣，或运行工况超过了电动设备的技术运行范围，则将在很大程度上诱发不同的电气故障。对于工业生产实践中应用最为集中与频繁的电动机-异步电动机而言，电网总负荷中60%以上比例的用电量都来源于异步电动机。随着使用经验的大量累积认为：异步电动机一旦发生电气故障，则将导致严重的安全隐患，除干扰生产系统的稳定运行以外，还潜在较大的经济性以及人身性损失。故而，需要在正确认识电气故障的基础之上，对不同类型的电气故障进行系统保护。本文即重点针对以上相关问题进行系统分析与研究： 1.异步电动机过载故障及其保护

对于异步电动机而言，过载是最为典型的电气故障之一，发生率较高且后果严重。分析认为：可能导致异步电动机出现过载故障的原因有如下几个方面：其一，异步电动机堵转；其二，异步电动机运行状态下周边温度较高，散热性能较低；其三，异步电动机在大启动电流影响下启动速度较为缓慢；其四，异步电动机长期处于低速运行状态下，运行性能发挥不稳定；其五，异步电动机制动、启动过于频繁；其六，异步电动机频繁进行反接制动。本电气故障下，将导致异步电动机的电流水平明显提升，产生显著的发热现象，除可能导致异步电动机自身使用寿命受损以外，还可能影响系统的稳定运行。

具体而言，针对过载故障，对应的保护措施可以从以下方面入手：即在异步电动机运行系统中引入对热继电器的应用。在现行技术条件支持下，热继电器可借助于对负载电流的应用，在电流流经电阻元件的条件下，加热双金属热元件，通过加热弯曲效应的发挥，确保在异步电动机绕组发生过载烧毁先向前执行继电器触电相关动作。热继电器的基本工作原理如下图所示。结合图1：热继电器在实现常规温度补偿功能的同时，还可支持对异步电动机负载不平衡保护功能以及断项保护功能的实现。特别是应当优选具有限流电阻优势的热继电器，可以在实

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现上述功能的同时，促进异步电动机启动时间的合理延长。在异步电动机的启动状态下，通过完全断路连接的方式，确保热继电器运行投入的合理。 2.异步电动机短路故障及其保护

对于异步电动机而言，短路同样是电动机实际运行期间比较常发生的电气故障之一。短路故障可能诱发严重的安全隐患，需要在实际工作中引起维护人员的高度关注。分析认为：可能导致异步电动机发生短路故障的原因有以下几个方面：其一，异步电动机绝缘材料发生机械性损伤；其二，异步电动机绝缘材料发生老化现象，导致材料发生脱落，影响电动机绝缘性能；其三，异步电动机外部绝缘材料收到外力作用影响，导致其绝缘水平有明显降低；其四，异步电动机所处的运行环境工况比较特殊，具有较高的腐蚀性，可能致使材料绝缘能力被削弱，影响运行稳定性水平。

具体而言，针对短路故障，对应的保护措施可以从以下方面入手：首先，通过对熔断器的合理应用，实现对异步电动机瞬时动作的保护目的。对于熔断器而言，其所对应的熔体电流取值与异步电动机启动状态下的电流单位以及启动状况与熔断器系数相关。通过熔断器的运行，在异步电动机动作状态下进行合理的响应；其次，通过对断路器的合理应用，实现对异步电动机短路故障的可靠保护。相关研究中认为：对于断路器而言，瞬时动作电流所对应的整定参数应当按照躲过电动机全部启动电流为标准进行设置。对于全启动电流而言，分周期分量所对应的衰减时间标准为30.0ms，非选择性分量所对应的衰减时间标准为20.0ms。故而，在对断路器瞬时动作电流进行整定的过程当中，需要充分重视对非周期分量因素的考量，建议取值在异步电动机全启动电流标准数值的1.7～2.0倍。 3.异步电动机断相故障及其保护

对于异步电动机而言，常见的电气故障还有断相这一问题。分析认为：可能导致异步电动机发生断相故障的因素有以下几个方面：其一，异步电动机所对应三相电源熔断器某一相发生熔断问题；其二，异步电动机所对应接触器触电烧损病导致某一相发生接触不良的问题；其三，异步电动机在安装过程当中出现的失误导致电源线某相发生断线问题。

具体而言，针对断相故障，对应的保护措施可以从以下方面入手：首先，对于被保护的异步电动机定子绕组部件而言，在以三角形模式连接的条件作用之下，一旦发生断相方面的事故，将可能呈现出以下两种不同的表现形式：第一，外部电源处于断线状态下，电流大小无法直接通过线电流进行反应，维护人员将无法准确的判定异步电动机绕组的过载情况。针对该问题，建议通过引入热继电器，特别是支持断相保护功能热继电器装置的方式，实现对本故障的保护；第二，针对某一相独立发生的绕组断相故障而言，通过对三级热继电器装置的应用即大多可达到良好的保护功效；其次，对于被保护的异步电动机定子绕组部件而言，在以星型模式连接的条件作用之下，受到不平衡电压因素的影响，可能导致异步电动机某一侧所对应的电流水平有所增大，故而可以在此情况下通过应用具有三级保护电动机型断路器装置的方式，对本故障进行可靠的保护。

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4.结束语

在社会各个行业与领域对电能商品应用范围、应用深度持续提升的背景之下，工业生产实践活动中开始了对电机设备的大规模应用。在当前技术条件支持下，对于机械系统而言，异步电动机的重要意义是可想而知的。可以说，系统的安全、稳定运行会直接受到异步电动机运行性能水平的影响。为了能够保障生产系统的安全稳定运行，确保操作人员的人身安全，有必要的异步电动机的各类电气故障进行系统的认知，提供全面的保护措施。本文针对以上问题展开了系统分析与探讨，望能够引起各方人员的特别关注与重视。 参考文献

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