淺談三相異步電動機的保護

摘 要：隨著經濟的快速發展，各行各業都取得較快的發展速度，電動機為需要動力支持的各行業提供源動力，所以其正常穩定的運行對于行業的發展具有十分重要的意義。本文對電動機的保護與控制關系進行了分析，同時對電動機的保護裝置及保護裝置與異步電動機的協調配合等情況進行了具體的闡述。

關鍵詞：異步電動機；保護裝置；控制

中圖分類號：TM32 文獻標識碼：A

在我國國民經濟的主要部門如石油、化工、冶金、紡織、煤炭等各個行業中電動機作為原動力得以廣泛的應用，對這些行業的發展提供了源源不斷的動力支持，在一定程度上對行業的發展起到了積極的推動作用。目前我國電動機的數量較為龐大，但對電動機的保護工作一直沒有加以完善，所以每年我國因對電動機保護不利所造成的燒毀數量達到數十萬臺之多，這在經濟上所造成的損失是十分巨大的，因此對電動機的保護就顯得刻不容緩。

1電動機的保護與控制關系

電動機的保護和控制并不是單一存在的，二者之間是相互關聯，緊密配合在一起的，在對電動機進行保護時，其控制也同時動作；同樣，在對其進行控制時，其保護也同樣動作。例如在電動機起動時，則會在瞬間產生平時幾倍以上的起動電流，這時則需要由接觸器和斷路器來進行有效的控制，但接觸器和斷路器需要承受得了電流的考驗，所以在使用中，接觸器和斷路器往往會與起動器串聯在一個主回路中，這時起動時電流的考核由接觸器來承擔，而電動機過載電流分段的考核則由其它電器來承擔，同時由其他保護裝置來實現保護功能。

2電動機保護裝置

電動機保護裝置主要針對于電動機運行中的定子繞組的相間短路和單相接地和匝間短路等故障來進行動作。對于相間短路時所裝置的保護裝置，可以有效的避免由于相間短路而導致電動機受到損壞，另外在發生相間短路時，當供電網絡電壓不斷降低時，則會對其他的用電設備造成嚴重的影響，所以保護裝置在這時能起到保護電動機和其他設備的作用，使電動機在發生相間短路時會在第一時間內切斷故障，有效的避免或是減輕損害所帶來的影響。單相接地對電動機的危害性，取決于供電網絡中性點的接地方式。在380/220伏三相四線制電網中，電源變壓器的中性點通常是接地的，這時單相接地故障可有保護相間故障的三相式保護裝置來切除，對3～10千伏供電網絡，一般均為小接地電流系統。

電動機在運行過程中，如果出現不正常的工作狀態時，多數情況是由于電動機的過負荷運行所導致的，在電動機運行時，引起過負荷的原因較多，如果電動機長期超負荷運行，將會使電動機的溫度過高，有時會超出規定的范圍，長此以往，將會對電動機造成絕緣老化，嚴重時會燒毀電動機。在現階段的電廠運行中，主要應用的為小型的電動機，這類電動機的保護裝置安全可靠，簡單易行。對于電動機的保護，主要有電流和溫度檢測兩大類。

2.1電流檢測型保護裝置

（1）熱繼電器利用負載電流流過經校準的電阻元件，使雙金屬熱元件加熱后產生彎曲，從而使繼電器的觸點在電動機繞組燒壞以前動作。其動作特性與電動機繞組的允許過載特性接近。熱繼電器雖則動作時間準確性一般，但對電動機可以實現有效的過載保護。隨著結構設計的不斷完善和改進，除有溫度補償外，它還具有斷相保護及負載不平衡保護功能等。例如從ABB公司引進的T系列雙金屬片式熱過載繼電器；從西門子引進的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。

（2）帶有熱-磁脫扣的電動機保護用斷路器和熱繼電器作過載保護用，結構及動作原理同熱繼電器，其雙金屬熱元件彎曲后有的直接頂脫扣裝置，有的使觸點接通，最后導致斷路器斷開。電磁鐵的整定值較高，僅在短路時動作。其結構簡單、體積小、價格低、動作特性符合現行標準、保護可靠，故日前仍被大量采用，特別是小容量斷路器尤為顯著。

（3）電子式過電流繼電器通過內部各相電流互感器檢測故障電流信號，經電子電路處理后執行相應的動作。電子電路變化靈活，動作功能多樣，能廣泛滿足各種類型的電動機的保護。

2.2溫度檢測型保護裝置

（1）雙金屬片的繼電器存在于電動機的繞組中的，在電動機運行的過程中，如果電動機出現超負荷運行，將會使繞組的溫度升高，當溫度達到極限值附近時，雙金屬片將會受熱而變得彎曲，從而斷開觸點，將電路切斷。

（2）熱保護裝置是直接安裝在電動機本體上的，利用熱動式來進行過載保護，和溫度繼電器的不同之處是，在其中是有雙金屬片來作為電動機回路的，通過金屬片的溫度感應來進行電路保護。在電動機運行時，如果出現過載現象，溫度達到極限值時，雙金屬片將會自動跳開，觸點切斷，電路形成斷路。

（3）對于繞組的溫度進行測量與監視是熱動保護裝置的重要依據，所以在電動機的定子中，每相繞組中都會有一至兩個的檢測線圈。對于繞組的溫度進行監視的儀器為自動平衡式的溫度計，可以對溫度進行有效的監測。

（4）在電動機繞組中，還埋入了熱敏電阻，當溫度超出了規定的范圍時，電阻值將會迅速的升高，同時，電子電路檢測啟動，然后繼電器會發揮作用，起到保護功能。

3保護裝置與異步電動機的協調配合

在電動機啟動的瞬間，過載保護裝置就要發揮作用，但是在時間上，要比電動機長一些，但其又不能太長，需要避開電動機起動時的瞬間電流。由于要起到保護的作用，所以過載保護瞬時動作電流要高于電動機起動時的電流，這樣才能有效的保證電動機正常的起動，并運轉起來。由于起動后還需要保證后備供電線路的保護功能，所以保護裝置的動作時間要比導線的熱特性小一些才能保證后備保護功能的正常。

結語

對于異步電動機的保護方法較多，但在日常對異步電動機的保護方式上需要選擇適合的，經濟性好，同時又能達到良好保護效果的裝置，這樣才能真正起到保護電氣裝置和機械設備穩定、正常運行，保證電廠的正常運轉。

參考文獻

[1]蘇大鵬，方增奎.三相異步電動機保護方法初探[J].陜西教育，2009.

[2]沈廣鴻，過榮霞，徐玓.小型三相異步電動機保護電路的設計[J].鹽城工學院學報（自然科學版），2002.