三相异步电动机的保护探讨_三相异步电动机的保护主要有哪几种

　　摘要:该文阐述了异步电动机的保护与控制关系，介绍了异步电动机的各种保护装置。电动机保护主要有两大类：采用电流检测型的有热继电器，带有热--磁脱扣的电动机保护用断路器，电子式和固态继电器，带电子式脱扣的电动机保护用断路器以及软起动器；直接检测电动机绕组温度的温度检测型有双金属片温度继电器、热保护器、检测线圈和热效电阻温度继电器等，但由于需直接埋入电机绕组，价格较贵、维修困难等原因，仅在部分频繁操作场合使用。最后指出不管是采用何种保护装置，必须考虑过载保护装置与电动机、过载保护装置与短路保护装置的协调配合。
　　关键词：异步电动机；保护装置；控制
　　中图分类号：TM34 文献标识码：A
　　1、电动机的保护与控制关系
　　电动机的保护往往与其控制方式有一定关系，即保护中有控制，控制中有保护。如电动机直接起动时，往往产生4-7倍额定电流的起动电流。若由接触器或断路器来控制，则电器的触头应能承受起动电流的接通和分断考核，即使是可频繁操作的接触器也会引起触头磨损加剧，以致损坏电器；对塑料外壳式断路器，即使是不频繁操作，也很难达到要求。因此，使用中往往与起动器串联在主回路中一起使用，此时由起动器中的接触器来承载接通起动电流的考核，而其它电器只承载通常运转中出现的电动机过载电流分断的考核，至于保护功能，由配套的保护装置来完成。
　　2、电动机保护装置
　　电动机的主要故障是定子绕组的相间短路，其次是单相接地和匝间短路。
　　相间短路会引起电动机的严重损坏，并造成供电网络电压的严重降低和破坏其他用电设备的正常工作。因此，电动机应装设相间短路的保护装置，以便尽快地断开故障电动机,单相接地对电动机的危害性，取决于供电网络中性点的接地方式。在380/220伏三相四线制电网中，电源变压器的中性点通常是接地的，这时单相接地故障可有保护相间故障的三相式保护装置来切除，对3--10千伏供电网络，一般均为小接地电流系统。因此，单相接地时，只有全网络的电容电流流过故障点。当接地电容电流大于5安培时，在2000千瓦及以上的电动机上应装设接地保护；当接地电容电流大于10安培时，在高压电动机上应装设接地保护。
　　电动机的不正常工作状态主要是过负荷运行。引起过负荷的原因是；电动机所带机械部分的过负荷；供电网络的电压或频率降低；熔断器一相熔断造成两相运行；延续时间很长起动和自起动等。
　　长时间的过负荷运行，将使电动机温升超过允许值，从而造成绝缘老化，甚至将电动机烧损。
　　通常使用的电动机，大部分是中小型的，因此，它们的保护装置应力求简单、可靠。对电动机的保护主要有电流、温度检测两大类型。
　　2.1．电流检测型保护装置
　　(1)热继电器利用负载电流流过经校准的电阻元件，使双金属热元件加热后产生弯曲，从而使继电器的触点在电动机绕组烧坏以前动作。其动作特性与电动机绕组的允许过载特性接近。热继电器虽则动作时间准确性一般，但对电动机可以实现有效的过载保护。随着结构设计的不断完善和改进，除有温度补偿外，它还具有断相保护及负载不平衡保护功能等。例如从ABB公司引进的T系列双金属片式热过载继电器；从西门子引进的3UA5、3UA6系列双金属片式热过载继电器；JR20型、JR36型热过载继电器，其中JRl6型为二次开发产品，可取代淘汰产品JRl6型。
　　(2)带有热-磁脱扣的电动机保护用断路器和热继电器作过载保护用，结构及动作原理同热继电器，其双金属热元件弯曲后有的直接顶脱扣装置，有的使触点接通，最后导致断路器断开。电磁铁的整定值较高，仅在短路时动作。其结构简单、体积小、价格低、动作特性符合现行标准、保护可靠，故日前仍被大量采用．特别是小容量断路器尤为显著。例如从ABB公司引进的M611型电动机保护用断路器，国产DWl5低压万能断路器(200-630A)、S系列塑壳断路器(100、200、400人)。
　　(3)电子式过电流继电器通过内部各相电流互感器检测故障电流信号，经电子电路处理后执行相应的动作。电子电路变化灵活，动作功能多样，能广泛满足各种类型的电动机的保护。
　　2.2．温度检测型保护装置
　　(1)双金属片温度继电器它直接埋入电动机绕组中。当电动机过载使绕组温度升高至接近极限值时，带有一触头的双金属片受热产生弯曲，使触点断开而切断电路。产品如JW2温度继电器。
　　(2)热保护器它是装在电动机本体上使用的热动式过载保护继电器。与温度继电器不同的是带2个触头的碗形双金属片作为触桥串在电动机回路，既有流过的过载电流使其发热，又有电动机温度使其升温，达到一定值时，双金属片瞬间反跳动作，触点断开，分断电动机电流。它可作小型三相电动机的温度、过载和断相保护。产品如SPB、DRB型热保护器。
　　(3)检测线圈测温电动机定子每相绕组中埋入1-2个检测线圈，由自动平衡式温度计来监视绕组温度。
　　(4)热敏电阻温度继电器它直接埋入电动机绕组中，一旦超过规定温度，其电阻值急剧增大10-1000倍。使用时，配以电子电路检测，然后使继电器动作。产品如JW9系列船用电子温度继电器。
　　3、保护装置与异步电动机的协调配合
　　(1)过载保护装置的动作时间应比电动机起动时间略长一点。电动机过载保护装置的特性只有躲开电动机起动电流的特性，才能确保其正常运转；但其动作时间又不能太长，其特性只能在电动机热特性之下才能起到过载保护作用。
　　(2)过载保护装置瞬时动作电流应比电动机起动冲击电流略大一点。如有的保护装置带过载瞬时动作功能，则其动作电流应比起动电流的峰值大一些，才能使电动机正常起动。
　　(3)过载保护装置的动作时间应比导线热特性小一点，才能起到供电线路后备保护的功能。
　　结语
　　异步电动机的保护是涉及电气装置和机械设备可靠、正常运转的关键之一。直接检测电动机绕组的温度来保护过载引起的过热是很有效的保护方式，但由于需直接埋入电动机绕组里，价格较贵、维修困难等原因，仅在部分频繁操作场合使用；从经济性考虑，采用电流检测型更为有利，加热继电器仍是一种价廉、简单、可靠的电动机保护形式(从实际使用情况看，目前使用量占大多数)；对动作性能要求较高及功能要求全或价格昂贵的大容量电动机保护，则可采用电子式或固态继电器；对一般要求，则采用带热-磁脱扣的电动机保护用断路器更为实用。但不管采用何种保护装置，必须考虑过载保护装置与电动机、过载保护装置与短路保护装置的协调配合。
　　参考文献
　　[1]赵承荻.电工技术[J].北京:高等教育出版社，2001（12）.
　　[2]陈小虎.工厂供电技术[J].北京:高等教育出版社，2001（12）.
　　[3]航天工业部第四规划设计研究院编.北京:工厂配电设计手册[J].水利电力出版社1998年10月