浅析建筑工业中电动机保护装置

魏广超

摘要：本文主要阐述了在建筑工业中电动机的主要故障因素和保护装置。电动机的故障因素大概有八类，常用的保护装置有七类：温度保护、过载保护、漏电保护、短路保护、缺相保护、欠电压保护、失电压保护。概述了电动机保护装置的发展过程和常用类型间的协调配合。

关键词：电动机 故障因素 保护装置

中图分类号：TM921.41文献标识码： A 文章编号：

在建筑工业中，电动机的调试及运转工作占据了很长的时间，它是建筑工业工程中的重要组成部分。电动机是把电能转换成机械能的设备,在现代工业、农业、国防、文教、医疗及家电工业中的应用越来越广泛。

一、导致电动机故障的因素

导致电动机故障发生的因素多种多样，主要有以下几类：

⑴电动机短路

短路因素包括定子绕组的相间短路和一相绕组的匝间短路，还包括供电线路的短路。

⑵电动机断相

变压器一次侧缺相、电动机绕组或供电线路一相断线。

⑶电动机单相接地

电动机及供电线路因受潮而使绝缘电阻下降，漏电电流增加。

⑷电动机轴承温度过高，鼠笼式电动机转子断条

⑸电动机定子绕组低电压

⑹同步电动机失步、失磁或出现非同步冲击电流等

⑺供给电动机的电压过高或过低，或频率异常

⑻电动机机械过负荷发生堵转

二、电动机保护装置

我国的电动机保护装置大致经历了全面仿苏，自行设计，更新换代，智能化发展等几个阶段。近年来由于微处理技术的发展，给电动机保护器向智能化，多功能化方向发展提供了硬件平台，使得电机保护进入了一个飞速发展的阶段。

（一）热继电器、熔断器和电磁式电流继电器构成的保护

热继电器是利用双金属片热效应工作的，双金属片是由不同膨胀系数的两片金属铆合而成，当电流通过时它将产生热量，并向膨胀系数小的一边弯曲，电流的大小和弯曲的程度成正比，当电流超过热继电器整定电流的一定倍数时就会启动其中的脱扣装置从而切断主回路达到保护的目的。

电磁式电流继电器具有过载、堵转保护功能，有的还有缺相保护，其过载保护具有反时限特性，但其结构复杂，机械制造精度高，价格高且体积庞大，因而目前已被基本淘汰。

（二）采用半导体、集成电路构成的模拟电子式保护

由晶闸管型发展至集成电路型的电子式保护,在上个世纪七八十年代，随着半导体模拟器件的兴起及普及，涌现出了一批性能比较可靠、功能多样化的电子式电动机保护器，为电机的可靠运行提供了较可靠的保障。

(三)微机型数字电子式保护

采用微机技术的微机电动机保护方式，这类电动机保护器主要以单片机作为控制器，可实现电机的智能化综合保护。因为采用了单片机就使得在相同硬件条件下集多种功能于一体的综合保护器的出现称为可能。随着微电子技术的发展，电动机保护器正朝着智能化，综合化，高精度，高可靠性方向发展。

1.温度保护装置

⑴双金属盘式温度保护器。双金属盘式温度继电器，通常装在电动机端盖上，其体积和触头的电流容量一般都较大，外壳用酚醛塑料制成。双金属盘式温度保护器不但对温度敏感，而且对电流也敏感，因此它具有更全面的保护功能。

⑵嵌入式温度保护器。这种温度保护器通常装在电动机绕组中、绕组表面或绕组端面上，与电动机绕组一起进行浸渍处理。嵌入式温度保护器具有体积小、灵敏度高、可靠性好等优点，常用于各类小容量电动机的直接保护。

2.过载保护装置

常用的有双金属片热继电器和空气断路器。其中热继电器纯属过载热保护装置，只起过载热保护，对短路、欠电压等不具备保护功能，用于普通小容量交流电机，工作条件良好，不存在频繁启动等恶劣工况的场合，由于精度较差，可靠性不能保证。空气断路器的保护功能较多，可同时起电流过载热保护、短路保护、欠电压保护等多种功能。

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。

3.漏电保护装置

在中性点直接接地的低压电网中，为提高接地保护的保护效果，可在电动机的电源侧装设漏电开关（漏电保护器）。当电动机发生碰壳故障时，漏电开关立即动作，切断电源，从而防止人身触电。

4.短路保护装置

⑴对于单台电动机，熔体的额定电流应大于或等于电动机额定电流的1.5-2.5倍。电动机轻载起动时间较短时，系数可取1.5；带负载起动、起动时间较长或起动频繁时，系数可取2.5。

⑵对于多台电动机，熔体的额定电流应大于或等于最大一台电动机额定电流的1.5-2.5倍加上同时使用的其他电动机额定电流之和。

5.缺相保护装置

⑴利用灯光信号报警装置或双刀开关对三相异步电动机进行缺相保护。

⑵利用欠电流继电器对三相异步电动机进行缺相保护。在电动机的每相线路中各串联一个欠电流继电器，分别流过三相线电流。当电动机正常运行时，三个继电器的常开触点全部接通。当某相发生断线故障时，串联在该相的欠电流继电器就因失电而动作，断开接触器的线圈电路，电动机脱离电源停转。

⑶带缺相保护装置的热继电器。其结构特点是在普通热继电器结构的基础上增加了一个差动机构，该继电器既可对三相均衡过载起保护作用，又可对缺相运行起保护作用。

6.欠压保护装置

通常500V以下低压电动机多采用空气断路器作为欠压保护装置。当电压低于某一整定值时，空气断路器的欠压脱扣器便动作，使电动机的主电路断开。

此外，也可采用接触器自锁控制线路来避免电动机欠压运行。当线路电压下降到一定值（一般为额定电压的85%左右）时，接触器线圈的两端电压也同样下降到该值，从而使接触器线圈的磁通减弱，产生的电磁引力减少。当电磁吸力减少到小于反作用弹簧的拉力时，动铁芯被迫释放，带动着主触头、自锁触头同时断开，自动切断主电路和控制短路，于是电动机失电停转，从而达到欠压保护的目的。

7.失压保护装置

电动机应有失压（零压）保护电器。在电动机的电气控制线路中，起失压保护作用的电器是接触器和中间继电器。当电网停电时，接触器和中间继电器中的电流消失，电磁吸力减小为零，动铁芯释放，触头复位，从而切断主电路和控制短路的电源。当电网恢复供电时，若不重新按下起动按钮，则电动机就不会自行起动。这样就达到了对电动机的失压（零压）保护的目的。

三、结束语

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。电动机保护装置经历了由低级到高级、由简单到复杂逐渐完善的发展过程，在这个过程中一批批技术人员倾注了大量的热情与心血，虽然电动机保护器已发展到了微电子时代，但我想电动机保护器的课题将永远不会停止，仍然需要我们百倍努力，仍有大量的工作等着我们去做，例如：电动机保护器仍没有国际标准，导致市场上产品良莠不齐，这就说明电动机保护器成长之路还很漫长，我们期待着电动机保护行业的更好发展！

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