淺談三相異步電動機故障分析、診斷及保護措施

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

 

摘  要：三相異步電動機作為感應電動機中的重要類型．在我國工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應用。但是在其使用過程中．會出現(xiàn)多種不同的故障類型，從而導致電動機無法正常運轉，需要對故障進行快速診斷．并根據(jù)故障類型進行維修，采取相應的保護措施。本文對三相異步電動機的故障分析、診斷和保護進行深入的研究與分析．并提出一些合理的意見和優(yōu)化措施，旨在進一步提高三相異步電動機的保護工作水平，使其能夠正常運行。

關鍵詞：三相異步電動機；故障分析；故障診斷；保護措施；優(yōu)化策略

0引言

三相異步電動機在運行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)斷相、短路、過載、欠壓以及過壓等故障，每一種不同的故障類型都由不同的原因所導致，在發(fā)生故障后需要對其進行保護和維修．使其能夠恢復正常工作狀態(tài)。但是三相異步電動機的故障分析、診斷以及保護需要采用科學的方法和措施，才能夠確保其發(fā)揮出實際效果，防止故障對發(fā)電機造成更大的損害。

1三相異步電動機常見故障類型分析

對于三相異步電動機而言，其經(jīng)常發(fā)生的故障類型可以分為對稱故障和非對稱故障兩個大類別。對稱故障主要包括過載故障、堵轉故障和短路故障等，對稱故障對于三相異步電動機的損害主要是熱效應所導致的，使三相異步電動機的繞組出現(xiàn)過度發(fā)熱等情況，進而導致內部零部件損壞，此類故障的特征較為明顯，發(fā)生故障時電流幅值會出現(xiàn)明顯的變化。非對稱故障主要是斷相故障、逆相故障、相間短路故障以及匝問短路故障等，是三相異步電動機中最為常見的故障類型。

2三相異步電動機故障分析、診斷及保護措施

2.1三相異步電動機斷相故障

故障原因及診斷：導致三相異步電動機出現(xiàn)斷相故障的原因主要可以分為三點：第一，熔斷器熔斷導致斷相；，內部控制元件出現(xiàn)問題，或控制元件在安裝時沒有達到標準要求以及電動機自身故障：第三，三相異步電動機在運行過程中，過載電流較小或瞬間溫度過高導致其超過負載能力。

保護設計：根據(jù)斷相故障發(fā)生的特點，不同的斷相故障所需要的發(fā)生時間不同，可以將斷相故障分為啟動斷相故障和運行斷相故障，這兩種不同的斷相故障在出現(xiàn)時所產(chǎn)生的電流是不同的，對于三相異步電動機自身所造成的損害也有所不同。本文設計在電路中采用Rc濾波的方式對其進行保護，Rc濾波元件相比于其他元件而畝其濾波效果更好，能夠很大程度降低電壓限制電流的作用，Rc濾波電容值的選擇可以通過公式c≥(1．5—2)T1RL進行計算，其中T為交流電源的周期，IiL為等效直流電阻，根據(jù)三相異步電動機的斷相故障數(shù)據(jù)，選擇Rc濾波對電路整體進行保護，能夠起到很好的保護效果。

2.2三相異步電動機過載故障

故障原因及診斷：三相異步電動機過載是一種最為常見的故障類型，導致其出現(xiàn)該故障的原因主要有三種：

(1) 三相異步電動機過載運行且設備存在不匹配問題，就會導致電機過度疲勞，出現(xiàn)過度升溫的情況。

(2) 拖動的機械負載工作出現(xiàn)問題，導致負載不穩(wěn)定，會出現(xiàn)負載變大或負載變小的情況，也有很大可能導致三相異步電動機過載而出現(xiàn)發(fā)熱。

(3)拖動的機械出現(xiàn)故障時，導致拖動機械自身不能靈活轉動，或被其他零部件卡住會導致三相異步電動機過載，使其繞組溫度逐漸升高，最后導致繞組損壞。

保護設計：針對三相異步電動機過載故障，保護設計的裝置必須大于電路整定的電流值才能夠發(fā)揮出保護作用，即保護裝置能夠發(fā)出保護信號將電路切斷。所以需要在三相異步電動機內部電路中安裝一個大于整定電流值的保護裝置，即可針對過載故障起到很好的保護作用，當內部電路出現(xiàn)過載故障時，能夠迅速識別并發(fā)出斷開電路的信號，使電路能夠迅速切斷，防止發(fā)熱問題持續(xù)，對三相異步電動機能夠起到很好的保護作用"1。

2.3三相異步電動機短路故障

故障原因及診斷：短路故障是三相異步電動機最為常見的故障類型之一，同時也是損害最大的故障類型，如果出現(xiàn)了較為嚴重的短路故障，則會對三相異步電動機造成不可修復的損害。

保護設計：針對三相異步電動機短路故障的保護設計，因為會導致短路故障發(fā)生的原因較多，保護設計不可能兼顧到所有方面．所以需要加強對三相異步電動機的日常檢查，對老化部分及時進行更換和維修，做好日常養(yǎng)護工作，即可應對大部分短路故障，降低短路故障發(fā)生率，是提高三相異步電動機運行安全的根本性措施。

2.4三相異步電動機過壓及欠壓故障

故障原因及診斷：過壓和欠壓故障是指在三相異步電動機正常運行狀態(tài)下的電壓波動情況如果電壓出現(xiàn)了波動過低或過高的現(xiàn)象，則會對電動機造成一定的損壞。電壓過高會導致內部運行電流增加，在長時間的運行狀態(tài)下會對絕緣裝置造成很大的破壞，還可能觸發(fā)其他裝置的誤保護動作，從而導致電動機停止運行i欠壓對于電動機的傷害比過壓更高，會導致電動機出現(xiàn)更大規(guī)模的損壞問題。欠壓即過壓故障通過采用交流電壓繼電器即可快速準確判斷，電壓繼電器會根據(jù)線路運行中的電壓數(shù)值與其標準數(shù)值對比，從而判定是否發(fā)出保護動作，如果發(fā)出了保護動作，即說明三相異步電動機出現(xiàn)了欠壓或過壓的故障。

保護設計：針對三相異步電動機的過壓及欠壓故障，可以在電路中設置增加保護裝置，從而使發(fā)生該故障時，能夠快速準確判斷出該故障類型，如果是欠壓故障，則發(fā)出保護信號增加電壓。使電路能夠恢復正常工作狀態(tài)；如果是過壓故障，則發(fā)出保護信號減少電壓，使電路能夠恢復正常工作狀態(tài)，從而能夠為三相異步電動機內部電路提供電好的保護作用，防止其因過壓或欠壓故障發(fā)生過于嚴重的損壞。

3安科瑞ARD系列智能電動機保護器介紹與綜合選型

3.1產(chǎn)品簡介

ARD該系列低壓電動機保護器，具有過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉等保護功能?？膳c接觸器、電動機起動器等電器元件構成電動機控制保護單元，具有遠程自動控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號報警、現(xiàn)場總線通信等功能。應用范圍：可廣泛應用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領域。

3.2產(chǎn)品選型

產(chǎn)品功能

 

4結束語

綜上所述，本文詳細闡述三相異步電動機的常見故障類型，并根據(jù)每一種不同的故障類型發(fā)生原因，提出診斷方法以及的保護設計方案，希望可以起到一定的借鑒和幫助作用，提高三相異步電動機的保護工作水平，能夠更加高效地解決各種故障問題。

【參考文獻】

[1]王海彥.三相異步電動機繞組接地故障診斷與檢修策略[J].中國設備工程，2020(07)，

157—159．

[2]汪楷文.三相異步電動機故障分析、診斷及保護[J].冶金設備管理,2021(03):65-66.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版.